word目 錄引言1一、選題背景1二、設(shè)計(jì)的目的和意義2三、自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理3四、自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3（一）自動(dòng)門的功能要求分析3（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟4（三）自動(dòng)門的控制系統(tǒng)方案確定4五、自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5（一）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)51、電機(jī)主線路圖5（二）檢測(cè)元件選型5（三）低壓電器選型61、低壓斷路器的選型62、熔斷器的選型73、控制按鈕的選型8（四）電源設(shè)計(jì)8六、自動(dòng)門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)8（一）控制程序流程圖8（二） I/O地址分配9（三）控制程序梯形圖10（四）部軟元件表12七、程序調(diào)試12八、結(jié)束語(yǔ)14附錄15參考文獻(xiàn)1717 / 18引 言在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國(guó)，高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、寫字樓，自動(dòng)門以經(jīng)是隨處可見(jiàn)。自動(dòng)門的工作方式是通過(guò)自動(dòng)門外兩側(cè)的感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)感應(yīng)人的出入，當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開(kāi)。將人通過(guò)之后，再將門關(guān)閉。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，不但能給我們帶來(lái)人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防塵、防風(fēng)、降低噪音等好處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。自動(dòng)門在國(guó)外早以得到普遍應(yīng)用，在我國(guó)也以優(yōu)異的性能逐步得到大家的認(rèn)同，中國(guó)已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門發(fā)展的黃金時(shí)期。自動(dòng)門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修的缺點(diǎn)已逐步被淘汰。目前自動(dòng)門及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（一下簡(jiǎn)稱PLC），PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可編程控制器的儲(chǔ)存器，用來(lái)在其部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或邏輯式和開(kāi)關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制個(gè)種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，實(shí)用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門具有較高的可靠性，維修方便等特點(diǎn)，因此，進(jìn)行自動(dòng)門的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)化行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究?jī)r(jià)值。一、選題背景國(guó)外，進(jìn)入90年代以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，取得了驚人的成就，自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門的重要部分。在現(xiàn)代人們生活中自動(dòng)門可以節(jié)約空調(diào)能源，降低噪音，防風(fēng)，防塵，同時(shí)可以使出入口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動(dòng)門在人門的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)門適用于賓館，酒店，銀行，寫字樓，醫(yī)院，商店等，使用自動(dòng)門。但在國(guó)，自動(dòng)門的自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段。在自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定。節(jié)能，環(huán)保，安全及人性化是需要首先考慮的因素。由于門體的重量及體積不同會(huì)對(duì)自動(dòng)門驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)提出不同的要求，所以各種自動(dòng)門又可以分為重型自動(dòng)門和輕型自動(dòng)門?？土髁康牟町悤?huì)對(duì)自動(dòng)門的使用產(chǎn)生很大影響，因此，自動(dòng)門還可以分為一般自動(dòng)門和可頻繁使用的自動(dòng)門。自動(dòng)門根據(jù)使用的場(chǎng)合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門，自動(dòng)平開(kāi)門，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門，自動(dòng)圓弧門，自動(dòng)折疊門，其中平開(kāi)門用的場(chǎng)合較少，旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常龐大，一般只用于有需要的高檔賓館，自動(dòng)平移門使用得最廣泛，大家一般所說(shuō)的自動(dòng)門，感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門，目前市場(chǎng)上流行的平移型自動(dòng)門一般是兩開(kāi)，這種門的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易控，維護(hù)方便。自動(dòng)平移門最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人們走進(jìn)自動(dòng)門時(shí)，感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開(kāi)。當(dāng)人們通過(guò)之后，將門關(guān)上。由于自動(dòng)平移門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國(guó)外建筑市場(chǎng)上得到大圍的普及。自動(dòng)門的控制方法很多，從控制的不同來(lái)分，有傳統(tǒng)的繼電器控制，即通過(guò)按鈕和復(fù)雜的接線安裝來(lái)控制，智能控制器，即通過(guò)運(yùn)用線的自動(dòng)化設(shè)備來(lái)控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)，因此被很多生產(chǎn)商所運(yùn)用。由于繼電器邏輯控制的自動(dòng)門系統(tǒng)因存在許多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自動(dòng)門所淘汰。在智能控制的選擇上，自動(dòng)門的主控器有微電腦控制器和可編程控制器PLC控制，微電腦控制主要有體積小，安裝方便等特點(diǎn)，目前有許多廠家采用此種方式生產(chǎn)自動(dòng)門，PLC控制的特點(diǎn)是穩(wěn)定性高，維護(hù)方便，目前許多大型的商場(chǎng)的自動(dòng)門都是由這種方式來(lái)控制。二、設(shè)計(jì)的目的和意義在超級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門控制系統(tǒng)。使用自動(dòng)門，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時(shí)可以使出入口顯的莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。自動(dòng)門平移門最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門機(jī)及門外兩側(cè)加光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)人走近自動(dòng)門時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開(kāi)，當(dāng)人通過(guò)之后，再將門關(guān)閉。由于自動(dòng)平移門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，即方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國(guó)外建筑市場(chǎng)上得到大圍的普及。自動(dòng)門在國(guó)外早已得到普遍應(yīng)用，在我國(guó)也逐步得到大家的認(rèn)同，已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門發(fā)展的黃金時(shí)期。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的儲(chǔ)存器，用來(lái)在其部?jī)?chǔ)存執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式和開(kāi)關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制個(gè)種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，實(shí)用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門具有較高的可靠性，維修方便等特點(diǎn)，因此運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門具有較高的可靠性，維護(hù)方便等特點(diǎn)。本課題的自動(dòng)門設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC作控制器能大大提高自動(dòng)門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于整個(gè)自動(dòng)門行業(yè)是一次技術(shù)革新，提高了自動(dòng)門的使用率，因此，進(jìn)行自動(dòng)門PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究?jī)r(jià)值。三、自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理首先，平移式自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)組由以下部件組成： （1） 主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門的指揮中心，通過(guò)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。 （2） 感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)。 （3） 動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門門扇加速與減速運(yùn)行。 （4） 自動(dòng)感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。 （5） 門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。 （6） 同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。 （7） 下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動(dòng)感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門體擺動(dòng)。 當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門門扇要完成一次開(kāi)門與關(guān)門，其工作流程如下： 感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使自動(dòng)感應(yīng)門扇開(kāi)啟；自動(dòng)感應(yīng)門扇開(kāi)啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動(dòng)感應(yīng)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門四、自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)（一）自動(dòng)門的功能要求分析1、當(dāng)有人由到外或由外到通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。2、自動(dòng)門在開(kāi)門位置時(shí)停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。3、關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到或由到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。4、在門打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間，若有人員由外至或由至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟自動(dòng)門控制裝置由門光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1、門外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)門到位限位開(kāi)關(guān)K3、關(guān)門到限位開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。 控制要求： 1.由到外或由外到通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 2.限位開(kāi)關(guān)位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 3.當(dāng)有人員由外到或由到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。 4.若有人員由外至或由至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。（三）自動(dòng)門的控制系統(tǒng)方案確定自動(dòng)門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，制造煩瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已逐漸被淘汰。目前自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（PLC）。本設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC控制變頻器來(lái)調(diào)節(jié)交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式。采用變頻器控制電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，可靠性高。交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，具有效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，易于冷卻和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，并且系統(tǒng)調(diào)速圍寬，能實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩，高速恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)等特性。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)控制的成本得以降低，為交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在自動(dòng)門中的廣泛運(yùn)用提供了條件?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4.1所示：圖4.1 PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)五、自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（一）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 自動(dòng)門控制裝置由門光電探測(cè)開(kāi)關(guān) 、門外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)門到位限位開(kāi)關(guān)、關(guān)門到限位開(kāi)關(guān)、開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成PLC控制自動(dòng)門要求選用絕緣電阻、絕緣介電強(qiáng)度、接地裝置、過(guò)電壓保護(hù)等符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定的，具有噪聲低、過(guò)載能力強(qiáng)、低轉(zhuǎn)速的交流變頻電機(jī)，在結(jié)合了安全、穩(wěn)定的考慮，本設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置選用市微分電機(jī)某某公司生產(chǎn)的電梯自動(dòng)門專用三相交流變頻電機(jī)，型號(hào)為SBP90-60型，額定電壓為三相交流220V，采用Y型接法。1、電機(jī)主線路圖 圖5.1 電機(jī)主線路圖（二）檢測(cè)元件選型光電開(kāi)關(guān)除克服了接觸式行程開(kāi)關(guān)存在的諸多不足外，還克服了接近開(kāi)關(guān)的作用距離短、不能直接檢測(cè)非金屬材料等缺點(diǎn)。它具有體積小、功能多、壽命長(zhǎng)、精度高、響應(yīng)速度快、檢測(cè)距離遠(yuǎn)以及抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，還可非接觸、無(wú)損失地檢測(cè)和控制各種固體、液體、透明體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動(dòng)作。目前，光電開(kāi)關(guān)已被用做物位檢測(cè)、液位檢測(cè)、產(chǎn)品計(jì)數(shù)、寬度判別、速度檢測(cè)、定長(zhǎng)剪切、孔洞識(shí)別、信號(hào)延時(shí)、自動(dòng)門傳感、色標(biāo)檢出以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。光電開(kāi)關(guān)一般都具有良好的回差特性，即使被檢測(cè)物在小圍晃動(dòng)也不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)器的輸出狀態(tài)，從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時(shí)，自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū)，以隨時(shí)監(jiān)視光電開(kāi)關(guān)的工作。FWD-DS紅外感應(yīng)光電開(kāi)關(guān)，名稱：主動(dòng)式紅外線對(duì)射 圍：<15米/25米。（當(dāng)在大雨，大霧等壞天氣情況下，距離會(huì)減少%30） 紅外發(fā)射頻率：1.92khz 輸入電源：12V-24VDC/AC 波長(zhǎng)：940nm 輸入電流：RX 15MA - TX 30MA 對(duì)射夾角：<+10% 使用環(huán)境：-20% to 70% 最大負(fù)載：1A max 30V（三）低壓電器選型低壓電器元件明細(xì)表如下表5.1表5.1 元件明細(xì)表序號(hào)名稱符號(hào)型號(hào)與規(guī)格數(shù)量1三相交流變頻電動(dòng)機(jī) MSBP90-6,0.18KW,220V,0.45A12熔斷器及熔芯配套FART14-20/233低壓斷路器QADZ15-40/39034啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān)SF1LW5-15/5.5Q15緊急停止開(kāi)關(guān)SF2LA20-11J16手動(dòng)開(kāi)門開(kāi)關(guān)SF3LA20-11D17手動(dòng)關(guān)門開(kāi)關(guān)SF4LA20-11D18開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)BG1LXl9A19關(guān)門限位開(kāi)關(guān)BG2LXl9A110滑道行程開(kāi)關(guān)BG3LXl22111滑道行程開(kāi)關(guān)BG4LXl22112門光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)KF1FWD-DS113門外光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)KF2FWD-DS114指示燈PGAD16-22D/RG11、低壓斷路器的選型低壓斷路器也稱做自動(dòng)開(kāi)關(guān)或空氣開(kāi)關(guān)，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的開(kāi)關(guān)電器和保護(hù)電器，它集控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接通和分段電路外，還能對(duì)電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、嚴(yán)重過(guò)載及欠電壓等保護(hù)，也可以用于不頻繁的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。熱脫扣器的整定電流應(yīng)與所控制負(fù)載（比如電動(dòng)機(jī)）的額定電流一致。欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。過(guò)電流脫扣器的額定電流Iz大于或等于線路的最大負(fù)載電流。對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，可按下式計(jì)算 IzkIq （5-1）式中，k為安全系數(shù)，可取1.51.7；Iq為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流。對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，可下式計(jì)算 IzK(Iq,max+Ier) （5-2）式中，K也可取1.51.7；Iq,max為最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流；Ier為其他電動(dòng)機(jī)的額定電流之和。行程開(kāi)關(guān)又稱做限位開(kāi)關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出控制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、形成大小或位置的一種自動(dòng)控制器件。行程開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程控制。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)到某一預(yù)定位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)通過(guò)機(jī)械可動(dòng)部分的動(dòng)作，姜機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的控制，限制它們的動(dòng)作和位置，借此對(duì)生產(chǎn)機(jī)械給予必要的保護(hù)。LXl22型行程開(kāi)關(guān)具有2常開(kāi)2常閉觸頭，額定電流5A。LXl9A系列行程開(kāi)關(guān)是LXl9系列行程開(kāi)關(guān)的改型產(chǎn)品，具有1常開(kāi)1常閉觸頭，額定電流5A。可組成單輪、雙輪及徑向傳動(dòng)桿等形式的行程開(kāi)關(guān)。2、熔斷器的選型熔斷器的選擇包括熔斷器類型的選擇和熔體額定電流的選擇兩部分。選擇熔斷器類型時(shí)，主要依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小。例如，用于保護(hù)照明和電動(dòng)機(jī)的熔斷器，一般是考慮它們的過(guò)載保護(hù)，這時(shí)，希望熔斷器的熔化系數(shù)適當(dāng)小些。所以，容量較小的照明線路和電動(dòng)機(jī)宜采用熔體為鉛鋅合金熔斷器，而大容量的照明線路和電動(dòng)機(jī)，除過(guò)載保護(hù)外，還應(yīng)考慮短路時(shí)分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。若短路電流較小時(shí)，可采用熔體為錫質(zhì)的或熔體為鋅質(zhì)的熔斷器。用于車間低壓供電線路的保護(hù)熔斷器，一般是考慮短路時(shí)的分?jǐn)嗄芰?，?dāng)短路電流較大時(shí)，宜采用高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥?。?dāng)短路電流相當(dāng)大時(shí)，宜采用限流作用的熔斷器。熔體額定電流的選擇：1.用于保護(hù)照明或電熱設(shè)備的熔斷器，因負(fù)載電流比較穩(wěn)定，熔體的額定電流一般應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電壓，即 （5-3）式中：為熔體的額定電流，為負(fù)載的額定電流2.用于保護(hù)單臺(tái)長(zhǎng)期工作的電動(dòng)機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不應(yīng)熔斷，即 I re（1.52.5）Ie （5-4）輕載啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間比較短時(shí)，系數(shù)可取近似1.5。帶重載啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)時(shí)，系數(shù)可取近似2.5。3.用于保護(hù)頻繁啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮頻繁啟動(dòng)時(shí)發(fā)熱而熔斷器也不應(yīng)熔斷，即 I re（33.5）Ie （5-5）式中：為熔體的額定電流，為電動(dòng)機(jī)的額定電流。4.用于保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)（即供電干線)的熔斷器，在出現(xiàn)尖峰電流時(shí)不應(yīng)熔斷，通常將其中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，而其余電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行出現(xiàn)的電流作為其尖峰電流。為此，熔體的額定電流應(yīng)滿足下述關(guān)系 I re（1.52.5）Ie，max + Ie （5-5）式中: Ie，max 為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流，Ie 為其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。5.為防止發(fā)生越級(jí)熔斷，上、下級(jí)（即供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合。為此，應(yīng)使上一級(jí)（供電干線）熔斷器的熔體額定電流比下一級(jí)（供電支線）大12個(gè)級(jí)差。6.熔斷器額定電壓的選擇應(yīng)等于或大于所在電路的額定電壓。3、控制按鈕的選型控制按鈕簡(jiǎn)稱按鈕，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且使用廣泛的手動(dòng)電器，在控制電路中用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)以控制接觸器、繼電器等。控制按鈕在結(jié)構(gòu)上有按鈕式、自鎖式、緊急式、鑰匙式、旋鈕式和保護(hù)式等。LA20系列控制按鈕 LA20系列作用同LAl9系列，但LA20系列控制按鈕有單鈕、雙鈕和三鈕三種，單鈕帶有信號(hào)燈，裝在按鈕頸部，鈕頭兼作燈罩，有紅、黃、綠和白等種顏色，雙鈕和三鈕型的分開(kāi)啟式和保護(hù)式兩種，鈕頭為方形，按鈕組件有一組常開(kāi)和一組常閉觸頭，常閉觸頭靠復(fù)位彈簧閉合。（四）電源設(shè)計(jì) 根據(jù)本設(shè)計(jì)需求選擇型號(hào)6EP1333-1SL11的電源 單相220VAC輸入,輸出24VDC,5A。六、自動(dòng)門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)（一）控制程序流程圖根據(jù)本設(shè)計(jì)的控制要求，所設(shè)計(jì)的程序按照?qǐng)D6.1所示的流程運(yùn)行，以達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)。圖6.1程序流程圖（二） I/O地址分配I/O地址的分配是編寫PLC程序的前提條件，也是現(xiàn)場(chǎng)接線和調(diào)試的重要依據(jù)。根據(jù)自動(dòng)門的控制系統(tǒng)的要求，確定PLC的I/O分配表，在表6.1中列出表6.1輸入/輸出地址分配表名稱代碼地址編號(hào)啟動(dòng)停止開(kāi)關(guān)SF1I0.0緊急停止開(kāi)關(guān)SF2I0.1手動(dòng)開(kāi)門開(kāi)關(guān)SF3I0.2手動(dòng)關(guān)門開(kāi)關(guān)SF4I0.3開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)BG1I0.4關(guān)門限位開(kāi)關(guān)BG2I0.5滑道行程開(kāi)關(guān)1BG3I0.6滑道行程開(kāi)關(guān)2BG4I0.7門光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1KF1I1.0門外光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2KF2I1.1開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)Q0.0KF1關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)Q0.1KF2（三）控制程序梯形圖根據(jù)以上流程圖和I/O地址分配，經(jīng)過(guò)深思熟慮、反復(fù)驗(yàn)證，編寫了本設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的最佳梯形圖程序，以下就梯形圖各個(gè)部分功能作解析。網(wǎng)絡(luò)1如圖6.2圖6.2 網(wǎng)絡(luò)1當(dāng)電源打開(kāi)時(shí)，PLC上電，按下啟動(dòng)停止按鈕I0.0,當(dāng)按下手動(dòng)開(kāi)門按鈕I0.2，接通開(kāi)門輸出Q0.0，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)門；當(dāng)有人進(jìn)門或出門時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)I1.0或I1.1會(huì)接通，開(kāi)門輸出Q0.0接通并自鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門。網(wǎng)絡(luò)2如圖6.3圖6.3 網(wǎng)絡(luò)2當(dāng)開(kāi)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān)I0.4時(shí)，開(kāi)門停止，關(guān)門定時(shí)T37開(kāi)始定時(shí)。網(wǎng)絡(luò)3如圖6.4圖6.4 網(wǎng)絡(luò)3關(guān)門定時(shí)T37計(jì)時(shí)時(shí)間到，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門程序，當(dāng)關(guān)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān)I0.5時(shí)關(guān)門停止，或直接按下手動(dòng)關(guān)門開(kāi)關(guān)I0.3,手動(dòng)關(guān)門。網(wǎng)絡(luò)4如圖6.5圖6.5 網(wǎng)絡(luò)4當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)按下緊急停止按鈕I0.1，停止運(yùn)行機(jī)構(gòu)上電，開(kāi)門機(jī)構(gòu)和關(guān)門機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)5如圖6.6圖6.6 網(wǎng)絡(luò)5開(kāi)門機(jī)構(gòu)或關(guān)門機(jī)構(gòu)執(zhí)行時(shí)電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。網(wǎng)絡(luò)6如圖6.7圖6.7 網(wǎng)絡(luò)6當(dāng)開(kāi)門或關(guān)門到達(dá)滑道行程開(kāi)關(guān)I0.6或I0.7時(shí)電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。網(wǎng)絡(luò)7如圖6.8圖6.8 網(wǎng)絡(luò)7當(dāng)開(kāi)門或關(guān)門到達(dá)滑道行程開(kāi)關(guān)I0.7或I0.6時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入低速運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)8和網(wǎng)絡(luò)9如圖6.9圖6.9 網(wǎng)絡(luò)8和網(wǎng)絡(luò)9Q0.0或I0.4為1時(shí)代表自動(dòng)門為開(kāi)啟狀態(tài)，將字符串“開(kāi)門”用指令STR-CPY送到VB0起始的字符串地址中；Q0.1或I0.5為1時(shí)代表自動(dòng)門為關(guān)閉狀態(tài)，將字符串“關(guān)門”用指令STR-CPY送到VB0起始的字符串地址中。（四）部軟元件表表6.2 部軟元件表名稱符號(hào) 功能說(shuō)明 定時(shí)器 T37用來(lái)產(chǎn)生8S延時(shí) 通用輔助繼電器 M0.0 處理邏輯控制任務(wù)七、程序調(diào)試第一步：自動(dòng)或手動(dòng)低速開(kāi)門當(dāng)電源打開(kāi)時(shí)，PLC上電，按下啟動(dòng)停止按鈕I0.0開(kāi)始工作,當(dāng)按下手動(dòng)開(kāi)門按鈕I0.2可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)門，接通開(kāi)門輸出Q0.0，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)門；當(dāng)有人進(jìn)門或出門時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)I1.0或I1.1會(huì)接通，開(kāi)門輸出Q0.0接通并自鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門。開(kāi)門輸出Q0.0接通時(shí)電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)；第二步：自動(dòng)或手動(dòng)高速開(kāi)門開(kāi)門過(guò)程中到達(dá)滑道行程開(kāi)關(guān)1（I0.6）電動(dòng)機(jī)進(jìn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)；第三步：自動(dòng)或手動(dòng)低速開(kāi)門開(kāi)門過(guò)程中到達(dá)滑道行程開(kāi)關(guān)2（I0.7）電動(dòng)機(jī)進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)；第四步：到達(dá)開(kāi)門限位，計(jì)時(shí)八秒，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門程序當(dāng)開(kāi)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān)I0.4時(shí)，開(kāi)門停止，關(guān)門定時(shí)T37開(kāi)始定時(shí)。關(guān)門定時(shí)T37計(jì)時(shí)時(shí)間到，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門程序，或直接按下手動(dòng)關(guān)門開(kāi)關(guān)I0.3,手動(dòng)關(guān)門。第五步：關(guān)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān)，關(guān)門停止當(dāng)關(guān)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān)I0.5時(shí)，關(guān)門停止；第六步：緊急停止當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)按下緊急停止按鈕I0.1，停止運(yùn)行機(jī)構(gòu)上電，開(kāi)門機(jī)構(gòu)和關(guān)門機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行。程序調(diào)試記錄如表7.1調(diào)試記錄表表7.1 調(diào)試記錄表輸入地址動(dòng)作記錄動(dòng)作結(jié)果無(wú)PLC上電運(yùn)行假設(shè)自動(dòng)門現(xiàn)在處于關(guān)門位置I0.0ON開(kāi)始停止按鈕I1.0或I1.1ON后OFFQ0.0常亮I0.4ONQ0.0不亮，定時(shí)八秒，Q0.1亮I0.5ONQ0.1不亮I0.1ON后OFFQ0.0和Q0.1均不亮I0.0OFFQ0.0和Q0.1均不亮，程序結(jié)束通過(guò)認(rèn)真細(xì)致的反復(fù)調(diào)試，根據(jù)上表調(diào)試記錄對(duì)應(yīng)I/O地址分配表，其結(jié)果符合原本設(shè)計(jì)初衷，完全具備自動(dòng)門正常運(yùn)行的必要條件，所以該程序可靠?，F(xiàn)對(duì)上表記錄作出簡(jiǎn)單解析：按下啟動(dòng)停止按鈕I0.0,當(dāng)按下手動(dòng)開(kāi)門按鈕I0.2，接通開(kāi)門輸出Q0.0，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)門；當(dāng)有人進(jìn)門或出門時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)I1.0或I1.1會(huì)接通，開(kāi)門輸出Q0.0接通并自鎖，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門。當(dāng)開(kāi)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān)I0.4時(shí)，開(kāi)門停止，關(guān)門定時(shí)T37開(kāi)始定時(shí)。關(guān)門定時(shí)T37計(jì)時(shí)時(shí)間到，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門程序，當(dāng)關(guān)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān)I0.5時(shí)，關(guān)門停止，或直接按下手動(dòng)關(guān)門開(kāi)關(guān)I0.3,手動(dòng)關(guān)門。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)按下緊急停止按鈕I0.1，停止運(yùn)行機(jī)構(gòu)上電，開(kāi)門機(jī)構(gòu)和關(guān)門機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行。八、結(jié)束語(yǔ)在大學(xué)最后的日子里，我迎來(lái)了三年學(xué)習(xí)生活中最有意義的一次設(shè)計(jì)。當(dāng)今商品經(jīng)濟(jì)社會(huì)里，物流是很重要的一部分，而自動(dòng)門在現(xiàn)實(shí)中有很常見(jiàn)的。其設(shè)計(jì)容包括軟，硬件兩方面，應(yīng)用的知識(shí)涵蓋了機(jī)，電兩個(gè)方面，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以學(xué)到很多知識(shí)，掌握相關(guān)理論的實(shí)際應(yīng)用。我覺(jué)得這是一個(gè)很有現(xiàn)實(shí)意義而且符合電氣自動(dòng)化專業(yè)要求的題本設(shè)計(jì)以PLC和變頻器綜合運(yùn)用來(lái)達(dá)到控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)的目的，利用PLC的可靠性和穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，保證自動(dòng)門控制系統(tǒng)能長(zhǎng)期正常運(yùn)行，利用變頻器的無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的特點(diǎn)，保證自動(dòng)門運(yùn)轉(zhuǎn)和速度控制能平滑順暢。PLC采用梯形圖設(shè)計(jì)，直觀易懂，擴(kuò)展容易，保證程序的條理性和準(zhǔn)確性。通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開(kāi)動(dòng)自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒(méi)想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過(guò)程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過(guò)，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會(huì)為我們而敲響。附 錄參考文獻(xiàn)1 呂品.PLC與觸摸屏組合控制系統(tǒng)的應(yīng)用J.自動(dòng)化儀表，2010，(8):45-56.2 路明、雷亞軍.組態(tài)軟件WinCC在自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用J.計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化，2003，(4):21-24.3 傳偉.PLC控制系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)J.威海職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，(9):16-21.4 邵頓麥.可編程序控制器在混合液體加工控制中的應(yīng)用J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，(12)：22-24.5 華平.PLC應(yīng)用技術(shù)及應(yīng)用中注意問(wèn)題J.城市建設(shè)理論研究，2011，(16)： 12-25.6 郁祥.淺談PLC用于三種液體混合技術(shù)的集中控制設(shè)計(jì)J.科技致富向?qū)В?012，(4)：13-18.7 縱勇、王紅軍.變頻調(diào)速的原理及應(yīng)用J.煤炭技術(shù)，2006，(11):15-16.8 皇甫卉.用PLC實(shí)現(xiàn)多種液體自動(dòng)混合控制J.東方教育，2011，(11):87-125.9 宋光.PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題及處理J.消費(fèi)電子，2012，(7):17-25.10 璟.基于PLC的液體混合裝置的設(shè)計(jì)J.民風(fēng)，2008，(7):49-55.