1.3 本文研究的主要内容 1.3.1对于自动门类型的选择
关于本课题所设计的自动门控制系统,我们将自动平移门作为主要的研究对象。一般而言,既是自动门,顾名思义,一定具有自动开关门的功能,而且自动门也可以根据不同的时间段使用不同的控制方式,此外,还必须配备一些后备电源等辅助性的装置,可以在遇到停电等突发情况下启动后备电源,以此来保证自动门的正常运行。因而,自动平移门不仅具有了自动门本身的方便、简洁等特性,在效率和安全性等方面也能够很大程度上满足一些人流量较多的场所。
1.3.2自动门硬件系统的设计
在设计中所选用考虑到自动门对经济、实用和稳定性的需要,本课题的设计所用的硬件系统装置包括控制器、感应器、开关门速度调节器以及驱动装置。
首先,关于控制器方面,我们选择三菱FX系列PLC作为自动门的智能控制器,较其他控制器而言,三菱FX系列PLC的稳定性很好。
其次,关于感应器方面,我们选择的是红外线感应器和接近传感器,前者是自动门常用的感应器,后者由于其具有精密的测量精度、较好的稳定性能以及使用寿命较长等特点被广泛应用于工业自动化控制领域,自然自动门控制也不会例外,然后,感应器会产生大量的开关量信号,PLC利用这种传输过来的信号对自动门进行控制。
然后,关于调节器方面, 由于要对自动门的开关门的速度进行控制,所以我们选择的是开关门速度调节器,这种调节器能够进行三段速控制,因而可以很好的实现对自动门转速的控制,以便使自动门在不同的位置以不同的速度移动。
最后,关于驱动装置方面,我们都知道,一般的电动机,在频率处于较低水平时,会产生各种不稳定等问题,所以驱动装置我们选用的是三相交流电机,它不仅功率大、稳定性好,而且自带了减速装置。 1.3.3自动门软件的设计
下面,我们需要对自动门的软件部分进行设计,在征求了指导老师的意见下,我们将利用PLC的顺序功能流程图语言来(SFC)进行设计,一方面,利
用这种编程语言所编出的顺序功能流程图可以充分的对我们设计的自动门控制系统加以展现,另一方面,对于整个系统的安全性,该编程语言也能做到充分考虑,在遇到其他因素干扰时会对出现的问题进行故障警报等。考虑到能否适应各种类型的三菱PLC、能否快速的查找故障产生的原因减少维修所用的时间等相关问题,我们利用三菱的GX -Developer编程软件进行顺序功能流程图的编写。
2 自动门控制系统的硬件设计
2.1 方案提出
方案一:使用单片机作为控制单元,主要控制自动门的运行,可编程性和可扩展性强,而且单片机对数据的处理能力要强,可以使自动门与商场组成大的智能的控制系统[3]。如图2所示:
图2单片机控制系统
方案二:自动门运行中最重要的为控制部分,本方案中采用SFC做为编程控制器。设备的动作顺序能非常直观地在SFC在程序中显示出来,SFC编程相对容易看明白,程序规律性较强是因为它是根据机械的运动顺序来编写的[8]。如图3所示:
图3 PLC(SFC)控制系统
2.2 方案论证
方案一中采用单片机,虽然单片机控制便宜,但是从检修角度讲用SFC更方便。单片机要求要懂C语言,一般人即使会编程也不容易读明白,并且单片机系统一般设置了密码,一点都看不到内容;SFC是通用控制器,懂的人很多,检修调试都方便,一般很快就能知道故障出在哪里,故障停机时间段。
方案二中利用PLC(SFC),为了实现自动门运行的自动控制,本设计用图形编程语言,在很大程度上提高了可靠性,而且控制系统构成简易,简化了外部线路。SFC编程可以达到各种复杂的控制系统要求,控制功能可以被方便地增加或改变,能进行故障自动检测以及报警显示,系统运行安全性被提高,而且容易检修,不需要复杂的互锁电路,更容易设计和维护系统,满足设计要求,所以本文采用第二种方案。 2.3 自动门的功能需求分析
根据上述方案二,我们提出本课题所设计的自动门控制系统的功能需求,其结构如图4所示:
图4 自动门的功能需求
2.4 PLC的简介与选型 2.4.1 PLC的简介
可编程控制器,英文称Programmable Logic Controller,简称PLC。PLC是一种电控制器,主要用于各种工业现场当中,它会从流经它的输入电路的一些信号得到的一些输入信息,转变成自己内部所需要的输出信号,然后再通过自己的输出电路输出相关信息,利用自己已经储存的程序来实现对负载的控制。
PLC是以电子计算机作为基础的,但是与一般的计算机不同的是,它对已有的输入信号进行输出信号变换时不仅要考虑信息本身的元素,还要考虑当信息输出以后,信息是否可靠、及时以及实际使用的情况,PLC正是因为这种对输入和输出信号的及时、可靠地转变,使得它在与外界交换信息的时候比其他继电控制装置在功能上要多很多、强很多。图5为PLC硬件结构图:

