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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date毕业论文 基于PLC控制的门禁系统设计毕业论文 基于PLC控制的门禁系统设计 毕业论文题 目 基于PLC控制的门禁系统设计 专 业 电气工程及其自动化 摘 要 本文介绍了利用可编程控制器PLC和变频器以及三相交流电机组成的自动门禁控制系统，给出了系统的PLC和三相交流电机的主要控制技术环节。中心控制器通过与IBA AC-08系统控制器和各种传感器（防夹，红外感应传感器
2、，接近开关传感器）的连接，实现仓库门系统的自动启停，自动定位，调速功能和夜间闭锁等功能，进而实现自动系统的安全可靠控制。同时充分利用已有资源和各种逻辑传感器和电铃、信号灯等报警装置组成简易的报警与处理系统。本文还介绍了系统的软件设计和仿真，并给出了系统的梯形图程序。关键词：PLC；IBA AC-08系统控制器；传感器；自动门ABSTRACTThe configure of a automatic control system of automatic gate and the structure of its control system are presented in this paper
3、. It pays more attention to the method using PLC ，Transducers and three-phase AC motor to control machine (defend to clip, the infrared dray responds to spread the feeling machine, nearing to the switch to spread the feeling machine), carry out a system of automatic underway stop, automatic fixed po
4、sition, adjust soon the function and nighttimes shut the lock etc. function, then carry out the safe credibility control of a system. This text still introduces the software design of the system and adjusts to try, and give a form of language procedure of the system.Key words: Programmable Logic Con
5、troller; IBA AC-08.Transducer; Automatic Gate目 录摘 要BABSTRACTC1 概述11.1 自动门禁与报警简介11.2 设计任务及方案说明21.3 自动门控制装置系统的工作原理21.4 自动门控制装置系统的流程框图42 PLC简介52.1 可编程序控制器产生与发展52.2 可编程序控制器的特点与分类72.3 可编程序控制器的组成与工作过程112.4 可编程序控制器的硬件基础152.5 可编程序控制器的软件基础152.6 可编程控制器的选择162.7 PLC的I/O端口分配与接线173 其它器材的选择与简介193.1 自动门的选择193.2系统控制
6、器的选择193.3 行程开关的选择213.4 传感器的选择223.5 电机的选择244仓库自动门禁与报警系统254.1 自动门装置的主要电气原理图254.2 开关门程序274.3 作息时间及报警程序285 软件系统设计和仿真306 设计小结31参考文献32致 谢33-1 概述1.1 自动门禁与报警简介在经济飞速发展的中国，在我们高楼耸立的大都市，在大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门禁与报警系统已经是随处可见。自动门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的
7、门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人员很多的通道（象办公大楼、酒店客房）钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分（密码输入）
8、与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段，因此当时的门禁系统通常被人称为电子锁，应用也不广泛。自动报警系统极大的提高了各种设施的安全系数。可编程控制器（PLC）在继电器的控制和计算机控制的基础上开发出来的，是一种应用于工业生产过程控制，具有实时数字化处理能力的硬件设备，为工业自动化提供高可靠性的自动控制装置。可编程控制器（PLC）在工业现场因其编程方便，抗干扰能力强，获得了广泛的应用。具有可靠性高，环境适应好，编程简单，使用方便以及体积小，重量轻，功耗低等优点，迅速成为当代工业自动化的支柱设备。进出仓库的方便与否直接关系到生产的效率，同时仓
9、库储存的物品要求能妥善保管，贵重物品还要求能防盗，因此对安全要求也比较高，并且仓库储存的大部分物品都不耐潮湿和高温，因此为仓库设计及全天候的自动门禁与报警系统门禁是很有必要也很有意义的。由于自动门禁的适用性、自动报警的快速准确性、可编程控制器（PLC）的优越性，为此我设计自动门禁与报警系统，具有安装维护简单、方便可靠、节能和安全等多种特性。1.2 设计任务及方案说明（1）通过刷卡或者密码输入后，门自动打开，同时待人通过后，等待数秒，在没人再靠近门时，门自动关闭。此过程可通过IBA AC-08单门控制器实现感应功能，三相交流电机实现门的开与关。（2）在休息休假时，门可以转为门禁功能，当有人靠近只
10、做报警，不启动电机。这里可以加一套响铃电路实现，而感应部分仍然用热释电红外传感器。（3）考虑到一些人流通量大，长期开关会导致门的损耗较大，因此设有手动开关门的按钮。原理就是电机的交流接触器的互锁与正反转功能来实现。（4）报警系统能全天候不间断监控仓库环境，能及时发现问题并且报警。1.3 自动门控制装置系统的工作原理(1) 当有人由内到外或者由外到内输入密码或者刷卡时，开关上有电流通过（光电检测开关是脉冲触发须对其自锁）由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电流通过。电动机正转，到达开门限位开关位置时，电动机停止运行，从而完成开门工作。(2) 当自动门到开门限位开关位置时启动可调延时定时器8秒后，自
11、动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时电机停止运行，关门过程完成。(3) 在关门过程中，当有人员由外到内或者由内到外通过光电检测开关，应立即停止关门，并自动进入开门程序。(4) 在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外到内或者有内到外通过光电检测开关时，必须重新开始等待8秒后，在自动进入关门过程，以保证人员安全通过。(5) 因有时人员流通量大时，频繁开门和关门会影响电机工作寿命和浪费电力，因此设有启动按钮SB7，开门或关门的状态下关闭自动门，即可实现。(6)考虑到自动门在出现故障或者维修的时候，用自动控制存在一定的问题，最后决定增加手动开门和关门开关。(7) 在休息时可转为门禁模
12、式，当有人靠近时，光电检测开关感应，激活报警单元通知保安，而不进行门的开关。1.4 自动门控制装置系统的流程框图结 束没有返回有否是否是返 回开 始是否工作时间SB1SB2是否有信号开门（KM0通电 电机正转）门碰到SQ1停止 门全开延时8秒 时间可调是否有人通过是否有人通过关门 KM1线圈通电电动机反转门碰到SQ2停止 门处于关闭状态SB1SB2是否有信号电铃发出报警声是否有保安前来确认结 束是否是否否是2 PLC简介2.1 可编程序控制器产生与发展2.1.1 可编程序控制器产生1968年，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出一种设想：把计算机的功能完善、通用、灵活等优
13、点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置。这种通用控制装置把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。使不熟悉计算机的人也能方便地使用，并提出十项招标指标。美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成功了第一台可编程序控制器PDP14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。该设备用计算机作为核心设备。其控制功能是通过存储在计算机中的程序来实现的，这就是人们常说的存储程序控制。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简
14、称PLC）1。进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，也使得可编程序控制器逐步形成了具有特色的多种系列产品。系统中不仅使用了大量的开关量，也使用了模拟量，其功能已经远远超出逻辑控制、顺序控制的应用范围。故称为可编程序控制器（Programmable Controller，简称PC）。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写名字1。PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑
15、控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。可编程序控制器广泛地应用于工业控制。它通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有可靠性高、稳定性和实时处理能力强的优点。可编程序控制器是把计算机技术与继电器控制技术有机结合起来，为工业自动化提供的几乎完美的现代化自动控制装置1。以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。它的重量小于150g。由于体积很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备，PLC通信含PLC间的通信及PL
16、C与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2.1.2 可编程序控制器的发展同计算机的发展类似，目前可编程序控制器正朝着两个方向发展。一是朝着小型、简易、价格低廉的方向发展。如OMRON公司的CQM1、 SIEMENS公司的S7-200一类可编程序控制器。这种可编程序控制器可以广泛地取代继电器控制系统，用于单机控制和规模比较小的自动化生产线控制。二是朝着大型、高速、多功能和多层分布式全自动网络化方向发展。这类可编程序控制器一般为多处理器系统，有较大的存储能
17、力和功能很强的输入输出接口。系统不仅具有逻辑运算、计时、计数等功能，还具备数值运算、模拟调节、实时监控、记录显示、计算机接口、数据传送等功能，还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。通过网络可以与上位机通讯，配备数据采集系统、数据分析系统、彩色图像系统的操纵台，可以实现自动化工厂的全面要求1。可编程控制器这项新技术迅速在世界各国得到推广应用，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度
18、、转速、位移等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规
19、模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。2.2 可编程序控制器的特点与分类国际电工委员会（IEC）对可编程序控制器作了如下的规定：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备、都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”这
20、段话完全道出了可编程序控制器的特点和应用领域1。2.2.1 可编程序控制器的特点1)抗干扰能力强，可靠性高微机虽然具有很强的功能。但抗干扰能力差，工业现场的电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度的变化，都可以使一般通用微机不能正常工作。而PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取生产厂家长期积累的工业控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路，IO系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有精确考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施；在软件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施；所有这些使PLc具有较高的抗干扰能力。PLC的平均无故障时
21、间通常在几万小时以上，这是一般微机不能比拟的。继电器接触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，使设备连线复杂，且触点在开闭时易受电弧的损害，寿命短，系统可靠性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和繁杂连线被软件程序所取代；故寿命长，可靠性大大提高。2)控制系统结构简单，通用性强PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。在PLC构成的控制系统中，只需在PLC的端子上接人相应的输入输出信号线即可，不需要诸如继电器之类的物理器件和大量而又繁杂的硬接线线路。当需要变更控制系统的功能时，可以用编程器在线或离
22、线修改程序，同一个PLC装置用于不同的控制对象，只是输入输出组件和应用软件的不同。PLC的输入输出可直接与交流220v、直流24V等强电相连，并有较强的带负载能力。3)编程方便，易于使用PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯。PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言形象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言。只要具有一定的电工和工艺知识的人员都可在短时间学会。4)功能完善PLC的输入输出系统功能完善，性能可靠，能够适应于各种形式和性质的开关量和模拟量的输入输出。由于采用了微处理器，它能够很方便
23、地实现定时、计数、锁存、比较、跳转和强制I0等诸多功能，不仅具有逻辑运算、算术运算、数制转换以及顺序控制功能。而且还具备模拟运算、显示、监控、打印及报表生成功能。此外它还可以和其他微机系统、控制设备共同组成分布式或分散式控制系统，还能实现成组数据传送、矩阵运算、闭环控制、排序与查表、函数运算及快速中断等功能。因此PLC具有极强的适应性，能够很好地满足各种类型控制的需要。5)设计、施工、调试的周期短的继电器，接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏(柜)的布置和接线图等，进行安装调试，以后修改起来十分不便。而采用PLC控制,由于其靠软件实现控制，硬件线路非常
24、简洁，并为模块化积木式结构，且已商品化，故仅需按性能、容量(输入输出点数、内存大小)等选用组装，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作，缩短了施工周期。因为PLC是通过程序完成控制任务的，采用了方便用户的工业编程语言，且都具有强制和仿真的功能，故程序的设计、修改和调试都很方便，这样可大大缩短设计和投运周期。6)体积小，维护操作方便PLC体积小，质量轻，便于安装。PLC的输入输出系统能够直观地反应现场信号的变化状态，还能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，如内部工作状态
25、、通信状态、I0点状态、异常状态和电源状态等。对此均有醒目的指示，非常有利于运行和维护人员对系统进行监视。2.2.2 可编程序控制器的分类可编程序控制器是由现代化大生产的需要而产生的，可编程序控制器的分类也必然要符合现代化生产的需求。一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类1。(1) 按控制规模分类可编程序控制器可以分为大型机、中型机和小型机。 小型机小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。 中型机 中型机的控制点一般不大于2048点,可用
26、于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。 大型机大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控1。 (2) 按控制性能分类可编程序控制器可以分为高档机、中档机和低档机。 低档机这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。比如，日本OMRON公司生产的C60P就属于这一类。 中档机这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能
27、完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。比如，德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。 高档机这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用1。(3) 按结构去划分 整体式整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成在一个单元内，该单元叫做基本单元
28、。一个基本单元就是一台完整的PLC。控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。 组合式组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。图2 组合式和整体式PLC示意图 叠装式叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的I/O点搭配灵活、安装整齐的优点于一身。它也是由各个单元的组合构成。其特点是CPU自成独立的基本单元（由CPU和一定的I/O点组成），其它I/O模块为扩展单元。在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间
29、的联接，各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧。2.3 可编程序控制器的组成与工作过程2.3.1 可编程序控制器的组成 中央处理单元（CPU）CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
30、进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 存储器单元存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器 电源单元可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去 输入输出单元
31、1现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。2现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 功能模块如计数、定位等功能模块 通讯模块如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等2.3.2 PLC最主要的方式是周期扫描方式及工作原理。周期扫描方式可以细分成下面几个过程： 上电处理过程，PLC上电后，要进行上电的初始化处理。占用的时间为T0 。 共同处理过程，共同处理的主要任务是复位监视计时器、检查I/O总线、检查扫描周期、检查程序存
32、储器。该过程占用的时间为T1 。 通讯服务过程，当PLC和微机构成通讯网络或由PLC构成网络时，需要有通讯服务过程。该过程占用的时间为T2 。 外设服务过程当PLC接有外部设备如编程器、打印机等，则需要进行外设服务过程。该过程占用的时间为T3 。 程序执行过程，该过程用于执行用户程序。从输入映像区读入输入信息，根据用户程序进行运算操作，并向输出映像区送出控制信息。该过程占用的时间为T4。显然T4和PLC的速度、用户程序长短及指令种类有关。 I/O刷新过程，这个过程可分为输入信号刷新和输出信号刷新。输入信号刷新为输入处理过程，输出信号刷新为输出处理过程。该过程占用时间为T5。显然T5和可编程序控
33、制器所带的输入输出模块的种类和点数多少有关。可编程序控制器的扫描周期T和上述各个过程的关系录为：T=T1+T2+T3+T4+T52。PLC工作原理与微机等待命令的工作方式不同，PLC采用循环扫描的工作方式 。CPU从第一条指令开始按指令步序号作周期性的循环扫描，如果无跳转指令,则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期，一个扫描周期主要分为三个阶段：1、输入刷新阶段 2、程序执行阶段 3、输出刷新阶段图3 PLC工作原理流程图由于输入刷新阶段是紧接输出刷新阶段后马上进行的，所以亦将这两个阶段统称为IO刷新阶段。实际上，
34、除了执行程序和IO刷新外，PLC还要进行各种错误检测(自诊断功能)并与编程工具通讯，这些操作统称为“监视服务”。一般在程序执行后进行。扫描周期的长短主要取决于程序的长短。 由于每一个扫描周期只进行一次I0刷新，故使系统存在输入、输出滞后现象。这对于一般的开关量控制系统不但不会造成影响，反而可以增强系统的抗干扰能力。但对于控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时采用一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应滞. S7-200 PLC系统是紧凑型可编程序控制器。系统的硬件构架由成系统的 CPU模块和丰富的扩展模块组成。它能够满足各种设备的自动化控制需求。S7-200除具
35、有 PLC基本的控制功能外，更在如下方面具有独到之处。 1、功能强大的指令集 指令内容包括位逻辑指令、计数器、定时器、复杂数学运算指令、PID指令、字符串指令、时钟指令，以及和智能模块配合的专用指令等。 2、丰富强大的通讯功能 S7-200提供了近 10种通讯方式以满足不同的应用需求，从简单的 S7-200之间的通讯到 S7-200通过 PROFIBUS-DP网络通讯，甚至到 S7-200通过以太网通讯。在联网需要已日益成为必需的今天，强大的通讯无疑会使 S7-200为更多的用户服务。可以说，S7-200的通讯功能已经远远超过了小型 PLC的整体通讯水平。 3、编程软件的易用性 STEP7-M
36、ICRO/WIN32编程软件为用户提供了开发、编辑和监控的良好编程环境。全中文的界面、中文的在线帮助信息、WINDOWS的界面网络以及丰富的编程向导，能使用户快速进入状态，得心应手。2.3.3 关于PLC的时间滞后问题输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声，消除因外接输入触点动作时产生的抖动引起的不良影响，滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为10ms左右。
37、输出模块的滞后时间与模块的类型有关，继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右；双向晶闸管型输出电路在负载通电时的滞后时间约为1ms，负载由通电到断电时的最大滞后时间为10ms；晶体管型输出电路的滞后时间一般在1ms以下。由扫描工作方式引起的滞后时间最长可达两个多扫描周期。 PLC总的响应延迟时间一般只有几十ms，对于一般的系统是无关紧要的。要求输入输出信号之间的滞后时间尽量短的系统，可以选用扫描速度快的PLC或采取其他措施。为了确保PLC在任何情况下都能正常无误地工作，一般情况下，输入信号的脉冲宽度必须大于一个扫描周期T。还应该注意一个问题是输出信号的状态是在输出刷新时才送出的。因此，在一
38、个程序中若给一个输出端多次赋值时，中间状态只改变输出映像区。只有最后一次赋的值才能送到输出端2。2.4 可编程序控制器的硬件基础可编程序控制器是用来执行具体的控制，具体的工艺要求和具体的工作环境决定了可编程序控制器的选择具体的I/O模块和系统配置2。2.4.1 可编程序控制器的接口模块接口模块负责把外部设备的信息转换成CPU能够接收的信号，同时把CPU发送到外部设备的信号转换成能够驱动外部设备的电平。接口模块不仅能起到转换电平的作用，还可以起到外部设备的电信号与CPU的隔离作用，同时也可以起到抗干扰和滤波等作用2。2.4.2 可编程序控制器的配置PLC的配置可分为三种：基本配置、近程扩展配置和
39、远程扩展配置2。图42.5 可编程序控制器的软件基础可编程序控制器的软件分为两大部分，系统监控程序和用户程序。系统监控程序是由可编程序控制器的制造者编制的，用于控制可编程序控制器本身的运行。另一部分为用户程序。它是由可编程序控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行2。2.6 可编程控制器的选择PLC机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格比的最优化机型。在工艺过程比较固定、环境条件较好（维修量较小）的场合，建议选用整体式结构的PLC；其它情况则最好选用模块式结构的PLC。对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的工程项目中，一般其控制
40、速度无须考虑，因此，选用带A/D转换、D/A转换、加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求。通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制信息对被控对象进行控制。同时通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给被控设备或工业生产过程，从而驱动各种执行机构来实现控制。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离，为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要，一般情况下，PLC都有许多I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其它一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进
41、行选择。CPU222本机集成了8点输入/6点输出共有14个数字量I/O。可连接个扩展模块，最大扩展至78点数字量I/O点或10路模拟量I/O点。CPU222有6K字节程序和数据存贮空间，4个独立的30KH高速计数器，路独立的20KH高速脉冲输出，具有PID控制器。它还配置了个RS-485通讯/编程口，具有PPI通讯、MPI通讯和自由方式通讯能力2。CPU222具有扩展能力、适应性更广泛的小型控制器，加一个4入/4出扩展模块EM223能够满足自动门控制系统的需要。2.7 PLC的I/O端口分配与接线表1 PLC的I/O端口分配地址代号工程名地址代号工程名I0.0SB10手动开门I1.0SB8消铃
42、按钮I0.1SB11手动关门I1.1SB5过载保护I0.2SB1门外光电感应开关Q0.0KM0开门电机正转接触器线圈I0.3SB2门内光电感应开关Q0.1KM1关门电机反转接触器线圈I0.4SQ1开门到位限位开关Q0.2火警指示灯I0.5SQ2关门到位限位开关Q0.3温度报警指示灯I0.6一氧化碳感应开关Q0.4警铃I0.7温度感应开关I1.3SB7停机按钮I1.2SB6紧急停车保护开关CPU224EM223I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4手动开门SB10手动关门SB11门外刷卡开关SB1门内刷卡开关SB2开门到位限位开
43、关SQ1关门到位限位开关SQ2一氧化碳感应开关温度感应开关I1.0I1.1I1.2I1.3M消铃按钮过载保护开关SB5紧急停车保护开关SB6关机按钮SB7接触器线圈KM0接触器线圈KM1火警指示灯温度报警指示灯警铃Q1.0图5 的接口分配3 其它器材的选择与简介3.1 自动门的选择自动门有许多种类，如弧形自动门、双重平移自动门和双扇平移等类型。由于仓库门一般比较大，甚至要求能让大卡车通过，同时要求比较坚固且具有一定的抗暴能力和防潮能力，所以我们一般采用厚钢板制造的双重平移门。双重平移门具有打开空间大，同时由于是两扇门相对打开相对移动速度小的优点。3.2系统控制器的选择1）按照控制器和管理电脑的
44、通讯方式分为：RS485联网型门禁控制器、TCP/IP网络型门禁控制器2）按照每台控制器控制的门的数量可以分为：单门控制器、双门控制器、四门控制器及多门控制器3）控制器根据每个门可接读卡器的数量分为：单向控制器、双向控制器注：如果一个门，进门刷卡，出门按按钮，控制器对于每个门只能接一个读卡器，叫单向控制器。如果一个门，进门刷卡，出门也刷卡，每个控制器对于每个门可以接两个读卡器，一个是进门读卡器，一个是出门读卡器，叫双向控制器。选择IBA AC-08系统控制器该模型在单机门禁控制系统基础上融入了防盗报警系统，既阐述了门禁控制系统的基本系统组成即：控制器+读卡器+开关门机构，又利用了防盗报警装置中
45、常见到的门磁开关共同构成了这套以一间屋子为假想防护对象的系统。进出门人员只有经过授权才可以使用密码卡；密码+卡等开门方式中的一种进入屋内。该模型由IBA AC-08系统控制器、门开、关系统、窗震动系统、红外探测装置、报警系统、显示系统等组成。IBA AC-08单门控制器的功能：开门方式：密码、卡、密码+卡卡片容量：500张，读卡距离：65mm操作模式：安全模式、密码切换内置门铃控制、内置防撬报警键盘：12健电话键盘操作提示：峰鸣音、2个3色LED指示灯输入电压：12-18VDC输入电流参考值：60mA图6 IBA AC-08 控制器 I00I0.0读卡门开I01I0.1室内开门I02I0.2开门反馈I03I0.3关门反馈I04I0.4设防按钮I05I0.5门铃I06I0.6门磁开关I07I0.7窗磁开关I10I1.0窗振动I11I1.1红外I12I1.2消音I13I1.3试灯I14I1.4室外关门Q00Q0.0开门Q01