自动门系统设计(3)

2019-04-13 18:37

采集信号,便于维修和抗干扰等问题,入出信息变换及可靠地物理实现,可以说是PLC实现控制的两个基本点。PLC可以通过他的外设或通信接口与外界交换信息。其功能要比继电器控制装置多得多、强得多。

PLC有丰富的指令系统,有各种各样的I/O接口、通信接口,有大容量的内存,有可靠的自身监控系统,因而具有以下基本功能: (1) 逻辑处理功能; (2) 数据运算功能; (3) 准确定时功能; (4) 高速计数功能;

(5) 中断处理(可以实现各种内外中断)功能; (6) 程序与数据存储功能; (7) 联网通信功能 ; (8) 自检测、自诊断功能。

可以说,凡普通小型计算机能实现的功能,PLC几乎都可以做到。像 PLC这样,集丰富功能于一身,是别的电控制器所没有的,更是传统的继电器控制电路所无法比拟的。丰富的功能为PLC 的广泛应用提供了可能,同时,也为自动门行业的远程化、信息化、智能化创造了条件。

现代化工业生产过程是复杂多样的,它们对控制的要求也各不相同。PLC专为工业控制应用而设计,一经出现就受到了广大工程人员的欢迎。其主要特点有:

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(1) 抗干扰能力强,可靠性能高 (2) 控制系统结构简单,通用性强 (3) 编程方便,易于使用 (4) 功能强大,成本低 (5) 设计、施工、调试的周期短 (6) 维护方便

(1)PLC与其它典型控制系统的区别

继电器控制系统虽有较好的抗干扰能力,但使用了大量的机械触点。是设备连线复杂,且触点在开闭时易受电弧的损害,寿命短,系统可靠性差。 a. 控制逻辑

继电器控制逻辑采用硬件接线逻辑,利用继电器机械触点的串联或并联,及时间继电器等组合成控制逻辑,其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高,一旦系统构成后,想在改变或增加功能都很困难。另外,继电器触点数目有限,每个只有4-8对触点,因此灵活性和扩展性很差,而PLC采用存储器逻辑,其控制逻辑以程序方式储存在内存中,要改变控制逻辑,只需要改变程序即可,因此灵活性和扩展性很好。 b.工作方式

电源接通时,继电器控制线路中各继电器同时处于受控制状态,它属于并行方式。而PLC得控制逻辑中,各内部期间都处于周期性扫描过程中,各种逻辑、数值输出地结果都是按照在程序中的前后顺序计算出来的,它属于串行方式。

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PLC有微型计算机的许多特点,但他的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式。而PLC则采用不断循环的顺序扫描的工作方式。每次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令开始,按顺序逐条的执行用户程序知道用户程序结束,然后返回第一条指令开始新一轮的扫描。PLC就是这样周而复始的重复上述循环扫描的,这种工作方式是在系统的控制下,顺次扫描各输入点的状态,按用户程序进行运算处理,然后顺序向输出点发出相应的控制信号。

PLC是一种工业控制计算机,所以他的工作原理是建立在计算机的工作原理基础上的,即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。但是CPU是分时操作方式来处理各项任务的,计算机在每一瞬间只能做一件事,所以程序的执行是按程序顺序一次完成相应各电器的动作,便成为时间上的串行。由于运算速度极高,各电器的动作似乎是同时完成的,但实际输入输出的响应是有滞后的。

c.控制速度

继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低,触点开闭动作一般几十毫秒数量级。另外机械触点还会出现抖动问题;而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制,属于无触点控制,速度极快,一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级,且不会出现抖动。 (2)与单片机控制系统的区别

a.本质区别

单片机控制系统是基于芯片级的系统,而PLC控制系统是基于板级或模块级的系统。其实PLC本身就是一个单片机系统,他是已经开发好的

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单片机产品。开发单片机控制系统属于底层开发,而设计PLC控制系统是在产品的单片机控制系统上进行二次开发。

b.使用场合

单片机控制系统适合于家电产品、智能化的仪器仪表、玩具和批量生产的控制器产品等场合使用;而PLC控制系统适合在单片机电气控制系统、工业控制领域的制造业自动化和过程中使用。

c.使用过程

设计开发一个单片机控制系统,需要先设计硬件系统,画硬件电路图,制作印刷电路板,购置各种所需要的电子元件,焊接电路板,进行硬件调试,进行抗干扰等大量工作需要专门的开发装置和低级编辑语言控制程序,进行系统联调;而PLC不必操心内部的计算机系统是否可靠和他们的抗干扰能力,软件设计使用工业编程语言,相对来说比较简单。进行系统调试时,因为有好的工程工具帮助,所以非常容易。 3.3.2 具体构成

自动门系统的具体组成如下图:

由上图可知,当感应器件检测到人体或物体信号时将信号传给

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PLC,PLC根据已经采集的信号发出控制信号,是驱动装置运行,通过传动装置带动自动门的运行。 3.4自动门的机械传机构设计

在本课题设计的自动门针对人流较多的商场,应对周围环境进行综合考虑,所以在本课题的自动门机械传动设计中考虑了以下几个方面:

1.

自动门的传动主要包括安装版,轨道,门机,皮带,吊挂件等。

2. 3.

所有的组件都为插入式元件,使得安装很简单。 电机:驱动电机采用64V直流电动机,功率大,可调性强。

4.

导轨:水平双导轨结构,形式正悬挂,解决了侧摆得问题,从而确保了门扇的稳定性。并配以双侧密封毛刷,形成密封式导轨,避免积尘对导轨及滑轮的磨损,实现了维护方便的特点。

5.

滑轮:采用特殊的尼龙滑轮,强度高,耐磨性好,同时还有一定的减震效果。

6.

皮带:采用齿形皮带,齿形皮带的截面为曲线设计,增加了齿形的高度,提高了皮带与传动齿轮的吻合度,从而提高了使用寿命。

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