风淋室智能化控制.doc

毕业设计（论文）

函授站   西工院 09级
专 业   机电一体化
姓 名   杜靖

目录
目录 II
摘要 III
第一章课题目的及意义 1
1.1课题背景 1
1.2研究目的 1
1.3研究意义 1
1.4发展现状 2
第二章 风淋室系统工作过程分析 3
2.1风淋室系统基本组成 3
2.2系统工作过程 5
第三章 课题控制系统设计 7
3.1 控制方案论证 7
3.2 主要硬件构成 7
3.3 工作流程构思 8
3.4程序设计原理 8
3.5安全可靠性设计 8
第四章 风淋室智能化系统硬件设计 10
4.1 风淋室材料的选择 10
4.2 电动机选取 10
4.2.1电动机概述 10
4.2.2电动机分类 11
4.2.3门电动机选择 13
4.2.4风机电动机选择 13
4.2.5 主电路 14
第五章 风淋室智能化控制PLC的设计 15
5.1 I/O分配表 15
5.2外部接线图 16
5.3PLC梯形图 16
5.4 指令表 20
5.5 程序设计 22
5.5.1 优先程序的设计原理 24
5.5.2进出门安全防护程序的设计原理 24
5.5.3安全应急程序及原理 25
5.5.4、节能和杀菌程序 25
系统调试与改进 26
致谢 27
参考文献 28
摘要
本次课题为风淋室系统模型研究的无尘生产车间的技术设备，通过数字电路，模拟电路，电力拖动，红外感应，等电子技术的配合，实现全自动化吹风系统。该系统广泛应用于科技发展对无尘要求比较高的生产车间之中。
该系统实现的功能是当红外检测到有人，风淋室门自动打开，党人进去后，系统自动关门，系统提醒人站在感应区内，然后进行风淋和倒计时，当倒计时完成停止吹风，同时后门打开，系统提示人从后门出去。
通过该系统的研究，了解了风淋室的结构，同时了解了本专业知识在科技发展领域中的一些应用；要通过学习，实践来强化自己的专业知识，同时提高自己的动手能力，要在不断地实践中服务社会，使自己得到更大的锻炼和提高，能够更好的服务于科技发展。
关键词：风淋室、单片机、电力拖动、红外线感应

27

第一章课题目的及意义
1.1课题背景
风淋室是人员或货物进入洁净室无尘车间所必备的洁净化设备，其通用行强可与所有的洁净室和厂房配套使用，也可单台使用。工作人员进入车间时，必须通过此净化设备，用超强劲过滤洁净的空气，有课360°可调旋转嘴从各个方向喷射至人或身上，从而有效而迅速的清除附着在衣服上和货物表面的灰尘。它可以减少进出洁净室所带来的污染问题。全自动风淋室的两道门电子互锁，可以兼起仓闸室的作用，阻止外界污染和被净化的空气。进入洁净区杜绝人员将头发、灰尘、细菌带入车间，达到工作场地净化标准，满足生产环境要求，生产出高质量的产品
1.2研究目的
风淋室智能化控制系统是我国无尘车间广泛应用的风淋系统,传统的控制方式存在能耗大的缺点,而自动控制原理, 依据季节的变化自动调节系统的运行参数,保持风速恒定以满足风淋者的要求, 从而提高了风淋系统的质量。而且经过多次实验证明，灵敏性好，是节约用电，是单位在洁净室控制系统中的理想装置。
1.3研究意义
在当今这个安全、卫生，文明的社会当中，卫生起到了举足轻重的作用。人们正常生活和卫生是紧密的联系在一起的。一旦食品的质量出现问题，则给人民生活带来极大的损害，重则可能造成严重的生命事故，从而对食品加工厂的生产提出了更高的要求，为了满足人们的生活要求，在加工食品和饮用品当中对工人的卫生提出了更高的要求。从源头抓起，对整个物料流程进行严格的控制，防止人体及物件表面的发屑，尘埃带入生产区，因此再生产区和非生产区之间设置了风淋室，起到隔离和清洁作用
1.4发展现状
第一次世界大战后，美国的陀螺仪制造工业最先提出了环境净化问题，为了试图在生产中重粉末对航空仪表小轴承与齿轮的污染，制造了最原始洁净厂房。二次世界大战后，美国安顿导弹公司曾发现，对普车间内装配惯性制导用陀螺仪平均10个产品就要返工120次。控制污染后，返工率降低至2次，转速为1200r/min的陀螺仪轴承内之间的使用寿命相差100倍，因此对空气污染控制提出了更高的要求。二战后，美国制定了庞大的火箭发展计划，经过科学反复摸索，高效过滤器诞生了，取得了空气净化技术的首次飞跃。随着社会的发展，洁净厂房已经广泛应用与机械、仪表、电子、航天、光学、化学工业和医疗实验室。

第二章 风淋室系统工作过程分析
2.1风淋室系统基本组成
风淋室系统模型研究的为无尘生产车间的技术设备，通过数字电路，模拟电路，电力拖动，红外感应，等电子技术的配合，实现全自动吹风系统。该系统广泛应用与科技发展对无尘要求比较搞的生产车间之中。同时全自动风淋室的系统PLC控制在门磁闭门的信号的反馈下，全自动风淋室对感应探头或手感应开关信号的开放与切断控制，通过开门机和电控锁的配合作用，全自动风淋室实现了两道进出门的互锁控制。全自动风淋室达到开关自动及可靠互锁。全自动风淋室是人员进入洁净室无尘车间所必备的净化设备，通用性强，可与所有的洁净室洁净厂房配套使用。工作人员进入车间必通过次时此设备，用强劲洁净的空气，由旋转喷嘴由个各方向喷射至人身，有效强劲的去除在人身及衣服上的灰尘，头发等杂物，全自动风淋室可减少人进入洁净室带来的污染问题。全自动风淋室是工作车间严格无尘净化标准，生产出高质量的产品
风淋室定义：也称风淋间，它是人员或货位进入洁净区由风机通过风淋喷嘴喷出经过高效过滤的洁净强风吹除人或物体表面吸附尘埃的一种通用性很强的局部净化设备。
2.风淋室的分类     风淋室根据吹淋方式可分为：顶吹风淋室， 单人单吹风淋室，单人双吹风淋室，单人三吹风淋室， 双人双吹风淋室，双人三吹风淋室，多人双吹风淋室，多人三吹风淋室 ,转角风淋室
　风淋室根据箱体材质不同可分为：不锈钢风淋室，钢板风淋室，外钢板内不锈钢风淋室，彩钢板风淋室，外彩板内不锈钢风淋室。

　风淋室根据使用对象不同可分为：人淋室，货淋室，风淋通道，货淋通道
　风淋室根据自动化程度不同可分为：智能语音风淋室，自动门风淋室，防爆风淋室，快速卷帘门风淋室
 风淋室的结构
1、风淋室由箱体、不锈钢门、高效过滤器、送风机、配电箱、喷嘴等几大部分组成。
2、风淋室的底板由冷轧式不锈钢板拼成,表面为银白色烤漆。
3、箱体也采用优质的冷轧钢板制成，表面静电喷塑处理，美观大方，内地版全不锈钢制作耐磨擦，易清洁。
4. 风淋室的结构可根据厂房的位置和客户的需求来决定。
风淋室根据吹淋方式可分为：顶双人双吹风淋室吹风淋室， 单人单吹风淋室，单人双吹风淋室，单人三吹风淋室，，双人三吹风淋室，多人双吹风淋室，多人三吹风淋室 ,转角风淋室 ；根据箱体材质不同可分为：不锈钢风淋室，钢板风淋室，外钢板内不锈钢风淋室，彩钢板风淋室，外彩板内不锈钢风淋室根据使用对象不同可分为：人淋室，货淋室，风淋通道，货淋通道；根据自动化程度不同可分为：智能语音风淋室，自动门风淋室，防爆风淋室，快速卷帘门风淋室。
风淋室的实用性功能
清新净化推出的全自动风淋室清新净化专家在原风淋室配置的基础上，特配置的先进的自动开门系统，取消了传统的闭门器，而使得全自动风淋室真正的制动化，在自动风淋室门的内外侧全部非接触式的感应开关的配合下，全自动风淋室的门自动的打开。稍作延时，全自动门就就会闭合，当全自动风淋室门快速开到90度位或快关到0度位之前。全自动风淋室系统会自动进行缓冲刹车，十分快捷而平稳。全自动风淋室整个过程无需手推拉接触，全自动风淋室即可自动开闭。
风淋室风淋通道新增可选九大实用型功能：
1 光电感应自动功能系统，可调开门延时间。
2自动身份识别功能系统（自带可读感应卡）。
3自动臭氧杀菌功能系统。
4自动紫外线杀菌功能系统。
5自动除静电离子发生功能系统。
6可调延时开门功能系统（在吹淋后为了防止灰尘飞扬到洁净区，吹淋完毕后经过预先设定时间才能开门进入洁净区）。
7 过滤器失效预警功能系统（在高效过滤器达到终阻力时能自动提醒该更换高效过滤器）。
8 自动自净功能（在平常不使用的情况下，风淋室每隔2小时自动运行一次，以保持风淋室内洁净度）。
9特种行业（如汽车制造）不用换鞋自动清洗鞋底功能。
2.2系统工作过程

D红外线是否感应人

M1正传，外门打开
C红外线是否感应人
A红外线是否感应人
M3正传，内门打开
开始
外门是否有人
内门是否有人
互锁，灯亮
互锁，灯亮
光幕启动
光幕启动
拥挤
内、外门打开
5min无人进入
紫外杀菌
吹淋5s,M2反转，吹淋关闭
M1正传，外门打开
人进入，M1反转，外门关闭
语音提示，吹淋开启，M2正转
人进入，M3反转，内门关闭
B红外线是否感应人

结束

M3反转，内门关闭，灯灭
M3正转，内门打开

语音提示，灯灭
M1反转，外门关闭

第三章 课题控制系统设计
3.1 控制方案论证
具有自动检测和分辨优先检测功能，即根据优先检测到的外门或内门人员，启动进门或出门程序。⑴开启外门后，当人进入风淋室后，能够自动关闭外门，然后启动语音提示功能：“您好！请配合清除附着在衣服上的灰尘、头发、发屑等杂物，谢谢合作！”然后根据风淋时间设定，自动开启风机进行风淋；当风淋时间结束后，再次启动语音提示功能：“进入洁净区，请自觉遵守规章制度，谢谢！”然后开启内门，等人员全部出风淋室后，内门自动关闭；⑵开启内门后，当人进入风淋室后，内门自动关闭，然后再自动开启外门，等人员全部出风淋室后，外门自动关闭。2、具有安全防护功能：设计防止闭门时挤伤人的安全光幕防护，还设计防止安全事故的应急内、外门全开功能和停电时内、外门自动开启功能。3、设置节能照明和自动杀菌功能：当风淋室长达5分钟没有人员通过时，风淋室内部照明自动关闭，同时启动紫外线杀菌灯进行杀菌；当风淋室红外线在此检测到人时，杀菌灯自动熄灭，同时照明灯启动。4、风淋时间的可设定性。利用拨码开关，可以自由设定风淋时间从0～99sec，实现根据不同季节的自动控制。
3.2 主要硬件构成
根据设计思路和公司的既有条件，我们采用三菱FX1S－30MR系列PLC为核心元件，由两位拨码开关组成风淋时间调节电路；四个红外线人体检测器组成检测电路；两套安全光幕组成防挤压安全电路；三个带灯按扭组成应急和指示电路；四套φ50*500型气缸和两个电磁阀组成门执行机构；10套低噪音空调风机组成风淋机构；语音电路组成语音录制和播放功能；4个15W节能灯组成照明系统；20瓦紫外线荧光灯组成杀菌系统
3.3 工作流程构思
根据控制思路我首先构思了风淋室的工作流程图，流程图的构思是设计思路可视化，同时也为程序设计奠定了基础。
3.4程序设计原理
程序设计由：优先程序、进和出门程序、安全防护程序、时间设定程序、应急程序、节能和杀菌程序几大块组成。
3.5安全可靠性设计
在进门程序和出门程序中，进门程序的设计由于中间环节多，设计难度大，而出门程序设计较为简单。当进门感应器优先感应到移动体后，进门主控程序（M0）启动，主控程序M0内（进门）程序开始工作。在人员的进、出门过程中，安全防护是防止人员被闭门时挤伤的防护电路，也必须包含在内。
在进门程序中，当安全光幕开关（X4）在3秒中（T3）内若没有检测到人员通过内、外门时，门电路将启动，即闭门电磁阀接通（Y1、Y2）使气缸动作而关闭门。若在关门过程中安全光幕感应到物体或人员通过，门执行程序立即翻转，执行开门程序；当检测到的物体或人员移开后，再次执行关门程序。通过该安全程序的设计，确保人员或物体的安全通行。（如图）

第四章 风淋室智能化系统硬件设计
4.1 风淋室材料的选择
风淋室采用材料一般分为三种：
 1)彩钢板，适用于环境干燥，使用人数不多的车间,价格低。
 2)冷轧钢板(酸洗磷化静电喷涂)，适用于电子工厂,使用人
   数比较多，由于门采用不锈钢制作，很耐用，但价格比较适中。
 3)不锈钢板(主要分为SUS201和SUS304两种)，适用于食品加工，医药保健品加工行业，车间环境比较潮湿但不会生锈。
因为我们本次课题所设计的是食品厂及电子厂工作环境要求较高的工厂所设计的风淋室智能，所以我们采用冷轧钢板。风淋室板材普通型采用“ EPS ”系列 50mm 厚不锈钢钢板和配套铝型材制造，其特点是 ：
造价低并和净化室是同一材质，整体感较好。较高级的采用 1.2mm 厚冷轧钢板和配套型材制造，风淋室表面采用静电喷塑，其特点是美观，现代；其内壁，门还可以用不锈钢制作，其效果更现豪华。高级的为全不锈钢制造，门为感应自动移门，操作系统采用智能程序 PLC 控制系统，为现代先进企业首选产品。
4.2 电动机选取
采用步进电动机对风淋室系统模型进行控制，步进电机具有快速的启动能力，如果负荷不超过步进电机所提供的转矩，就能够立即使步进电机启动和反转；另一个显著特点就是转换精度高，转速度容易控制，正反转控制灵活。步进电机运动精确，控制方便，很适合风淋室系统模型。采用三菱FX1S－30MR系列电动机
4.2.1电动机概述
依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。
4.2.2电动机分类
1．按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2．按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3．按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。
4．按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。
控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5．按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6．按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。
调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。
．按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2．按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3．按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。
4．按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5．按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6．按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。
调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。
4.2.3门电动机选择
首先要合理选择电动机的功率。通常根据门的负载的需要来选择电动机的功率，同时，还要考虑负载的工作制问题，也就是说，所选的电动机应适应机械负载的连续、短时或间断周期工作性质。功率选用时不能太大，也不能太小。选小了，保证不了电动机和门的正常工作；选大了，虽然能保证正常运行，但是不经济，电动机容量不能被充分利用，而且电动机经常不能满载运行，负载的连续、负载的连续、短时或间断周期工作性质短时或间断周期工作性质数不高。  
其次，根据电源电压条件，要求所选用的电动机的额定电压与频率同供电电源电压与频率相符合。电动机的转速一定要按生产机械铭牌上的要求选择，否则可能改变。此外，电动机的结构、防护、冷却和安装形式，应适应使用环境条件的要求，并且要力求安装、调试、检修方便，以保证电机能安全可靠的运行。
4.2.4风机电动机选择
在工业生产设备中，使用这各类能量变化的动力机械。根据媒体的不同，目前常用的有电器式驱动元件，油压式原件，气压式件元，水压式元件，以及上述元件的各类组合。
目前，随着材料，计算机及功率电子学等学科的发展，纯电器驱动元件的使用日益扩大，尤其在民品等产业机械中，几乎都是使用电气驱动元件。
在工业实时控制中，对电气驱动元件的要求越来越高。如，要求良好的速度控制特性，精确的位置控制，大转矩，。因而高效率等。因而，各类电机都朝这机电一体化的方向发展。使用上也更加注重实用性。除传统的直流电动机，感应电动机，同步电动机以外，直流伺服电动机，感应式交流伺服电动机，同步结构交流伺服电动机，步进电动机以及各类特种电动机的品种也越来越多，性能亦在不断发展。
由于电机的特性，使用条件等因素的不同，如何根据负载条件，选择合适的电动机，从而使所设计的系统能工作在较理想的状态，是广大工程技术人员比较关心的问题。
步进电动机也叫脉冲电机，包括反应式步进电动机（VR）、永磁式步进电动机（PM）、混合式步进电动机（HB）等本次我风机选择步进电动机。
步进电动机的一些参数     选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可*。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。
  选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
  选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
4.2.5 主电路

第五章 风淋室智能化控制PLC的设计
5.1 I/O分配表
输入/输出点分配表
输入
输出
元件名称、代号
输入点
元件名称、代号
输出点
外门进红外
SB4
X1
外门开正转
KM1
X0
内门出红外
SB5
X2
外门闭反转
KM2
X1
内门进红外
SB6
X3
内门开正转
KM3
X2
外门出红外
SB7
X4
内门闭反转
KM4
X3
外门光幕
SB8
X5
风淋启动
KM5
X4
内门光幕
SB9
X6
进门语音提示
SPK1
Y10
紧急开关
SB1
X7
出门语音提示
SPK2
Y11
手动开关
SB2
X13
灯光开
HL1
Y5
热继电器
SB3
X14
灯光灭
HL2
Y6
外门限位开关SQ1
SQ1
X10
紫外杀菌
SPK3
Y12
外门限位开关SQ2
SQ2
X11

内门限位开关SQ3
SQ3
X12

5.2外部接线图

5.3PLC梯形图
梯形图编程语言是一种图形化编程语言，它沿用了传统的继电接触器控制中的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，与传统的继电器控制原理电路图非常相似，但又加入了许多功能强而又使用灵活的指令，它比较直观、形象，对于那些熟悉继电器接触器控制系统的人来说，易被接受。继电器梯形图多半适用于比较简单的控制功能的编程，绝大多数PLC用户都首选使用梯形图编程。
指令是用英文名称的缩写字母来表达PLC的各种功能的助记符号，类似于计算机汇编语言。由指令构成的能够完成控制任务的指令组合就是指令表，每一条指令一般由指令助记符和作用器件编号组成，比较抽象，通常都先用其它方式表达，然后改写成相应的语句表，编程设备简单价廉。
状态转移图语言(SFC)类似于计算机常用的程序框图，但有它自己的规则，描述控制过程比较详细具体，包括每一框前的输入信号，框内的判断和工作内容，框后的输出状态。这种方式容易构思，是一种常用的程序表达方式。高级语言类似于BACIC语言、C语言等，它们在某些厂家的PLC中应用。
通常微、小型PLC主要采用继电器梯形图编程，其编程的一般规则有：
1)梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。每一个逻辑行起始于左母线然后是触点的各种连接，最后是线圈或线圈与右母线相连，整个图形呈阶梯形。梯形图所使用的元件编号地址必须在所使用PLC的有效范围内。
2)梯形图是PLC形象化的编程方式，其左右两侧母线并不接任何电源，因而图中各支路也没有真实的电流流过。但为了读图方便，常用“有电流”、“得电”等来形象地描述用户程序解算中满足输出线圈的动作条件，它仅仅是概念上虚拟的“电流”，而且认为它只能由左向右单方向流：层次的改变也只能自上而下。
3)梯形图中的继电器实质上是变量存储器中的位触发器，相应某位触发器为“l态”，表示该继电器线圈通电，其动合触点闭合，动断触点打开，反之为“o态”。梯形图中继电器的线圈又是广义的，除了输出继电器、内部继电器线圈外，还包括定时器、计数器、移位寄存器、状态器等的线圈以及各种比较、运算的结果。
4)梯形图中信息流程从左到右，继电器线圈应与右母线直接相连，线圈的右边不能有触点，而左边必须有触点。
5)继电器线圈在一个程序中不能重复使用：而继电器的触点，编程中可以重复使用，且使用次数不受限制。
6)PLC在解算用户逻辑时，是按照梯形图由上而下、从左到右的先后顺序逐步进行的，即按扫描方式顺序执行程序，不存在几条并列支路同时动作，这在设计梯形图时，可以减少许多有约束关系的联锁电路，从而使电路设计大大简化。所以，由梯形图编写指令程序时，应遵循自上而下、从左到右的顺序，梯形图中的每个符号对应于一条指令，一条指令为一个步序。
当PLC运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但CPU是不能同时去执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。这种分时操作的过程称为CPU对程序的扫描。扫描从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增顺序逐条扫描用户程序，也就是顺序逐条执行用户程序，直到程序结束。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头开始扫描，并周而复始。

5.4 指令表

5.5 程序设计
梯形图编程语言是一种图形化编程语言，它沿用了传统的继电接触器控制中的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，与传统的继电器控制原理电路图非常相似，但又加入了许多功能强而又使用灵活的指令，它比较直观、形象，对于那些熟悉继电器接触器控制系统的人来说，易被接受。继电器梯形图多半适用于比较简单的控制功能的编程，绝大多数PLC用户都首选使用梯形图编程。
指令是用英文名称的缩写字母来表达PLC的各种功能的助记符号，类似于计算机汇编语言。由指令构成的能够完成控制任务的指令组合就是指令表，每一条指令一般由指令助记符和作用器件编号组成，比较抽象，通常都先用其它方式表达，然后改写成相应的语句表，编程设备简单价廉。
状态转移图语言(SFC)类似于计算机常用的程序框图，但有它自己的规则，描述控制过程比较详细具体，包括每一框前的输入信号，框内的判断和工作内容，框后的输出状态。这种方式容易构思，是一种常用的程序表达方式。
高级语言类似于BACIC语言、C语言等，它们在某些厂家的PLC中应用。
通常微、小型PLC主要采用继电器梯形图编程，其编程的一般规则有：
1)梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。每一个逻辑行起始于左母线然后是触点的各种连接，最后是线圈或线圈与右母线相连，整个图形呈阶梯形。梯形图所使用的元件编号地址必须在所使用PLC的有效范围内。
2)梯形图是PLC形象化的编程方式，其左右两侧母线并不接任何电源，因而图中各支路也没有真实的电流流过。但为了读图方便，常用“有电流”、“得电”等来形象地描述用户程序解算中满足输出线圈的动作条件，它仅仅是概念上虚拟的“电流”，而且认为它只能由左向右单方向流：层次的改变也只能自上而下。
3)梯形图中的继电器实质上是变量存储器中的位触发器，相应某位触发器为“l态”，表示该继电器线圈通电，其动合触点闭合，动断触点打开，反之为“o态”。梯形图中继电器的线圈又是广义的，除了输出继电器、内部继电器线圈外，还包括定时器、计数器、移位寄存器、状态器等的线圈以及各种比较、运算的结果。
4)梯形图中信息流程从左到右，继电器线圈应与右母线直接相连，线圈的右边不能有触点，而左边必须有触点。
5)继电器线圈在一个程序中不能重复使用：而继电器的触点，编程中可以重复使用，且使用次数不受限制。
6)PLC在解算用户逻辑时，是按照梯形图由上而下、从左到右的先后顺序逐步进行的，即按扫描方式顺序执行程序，不存在几条并列支路同时动作，这在设计梯形图时，可以减少许多有约束关系的联锁电路，从而使电路设计大大简化。所以，由梯形图编写指令程序时，应遵循自上而下、从左到右的顺序，梯形图中的每个符号对应于一条指令，一条指令为一个步序。
当PLC运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但CPU是不能同时去执行多个操作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。这种分时操作的过程称为CPU对程序的扫描。扫描从0000号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按存储地址号递增顺序逐条扫描用户程序，也就是顺序逐条执行用户程序，直到程序结束。每扫描完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头开始扫描，并周而复始。

5.5.1 优先程序的设计原理
当人从内门进入风淋室时，外门不能打开，当人从外门进入风淋室时，内门不能打开，此时内外门个有互锁功能。当两个人同时站在风淋室的内外两个门时，那个红外线先探测出有人，那个门先打开，此时另外一个门就不能打开。优先程序的设计更好的使风淋室起到风淋的作用，使一个程序在没有进行完时另外一个程序就不能启动。同时也节约了程序在运行过程中而浪费之源，也实现了感应线路的优先特点。

5.5.2进出门安全防护程序的设计原理
在进出门程序中，由于两进门程序过于频繁的运行，所以在设计中进门程序用到了辅助继电器来达到对内门的互锁及人在语音提示和风淋过程中外门进和内门进相同达到了互锁。防止程序在没有执行完时而终止程序。同时在大流量人进门过程中，设计了光幕系统，光幕探测连续有人进入时，门会自动的打开。从而避免了大流量人在进门过程中被门挤伤，在光幕系统探测到没有人时，门会自动的闭合。在没有其他人进入时，而红外线系统会自动执行闭门。所以红外系统不会和光幕系统发生冲突。在出门程序中，红外系统检测有人门开人出，而此时还有人出时，光幕系统在次的启动门开，直到人走出风淋室门闭。通过该安全程序的设计，确保人员或物体的安全通行。

5.5.3安全应急程序及原理
若出现安全问题或其他紧急情况，不管在风淋室处于何种状态都需要风淋室的内外门同时开启，在风淋室的内安装了感应按钮，实现了风淋室的内外门同时打开，在突然停电时，会激活感应按钮，同时也会使内外门同时打开，这样会使在风淋室中的人即时的外出
5.5.4、节能和杀菌程序
风淋室的主要能源消耗是风淋风机，风淋风机通过外部时间的调节实现不同季节的能源控制在前面已经叙述，另一个消耗能源的就是照明灯了。在程序设计上，利用门电路启动的同时触发照明电路，在门电路超过5分钟没有动作时，自动关闭照明电路，从而实现照明灯的节能控制。
风淋室的作用是通过人流或物流是，由高速的风力吹拂掉人或物体上的尘埃，因此风淋室内的杀菌必不可少。在该程序的设计中，采用紫外线照明灯杀菌，杀菌灯的触发采用照明灯的常闭点，即和照明灯刚好相反的控制，当照明灯开启时杀菌灯熄灭，当照明灯关闭时杀菌灯启动。

系统调试与改进
因为风淋室设计时所用到模块比较多，需要调试的共四块板子，首先是单片机最小系统数码管显示的一块板子，只有先调试好“大脑”，才能够对其他模块就行调试：第一步就是先用万用表测下板子是否短路或断路，在确保板子没有问题的情况下就行供电，第二步就先写一个让数码管全亮的程序进行调试，结果数码管有些段未亮，后来换数码管等调试出来后又重新做了一个较漂亮的，测试后直接能用。调试出一块后信心大增，有了十足的勇气的作。
　　其次就是调试风淋室语音模块，一样的步骤先检查线路是否短路或断路，如果在调试过程中，播放声音时有些杂音，就得对原理图、PCB、焊接等进行核查，如果结果都没问题，解决办法可以换一个芯片试下，正常情况应该是不会有杂音了，也就是说直接换个1720的芯片就可以了，第二块板子成功，这就是电脑中的声卡原理类似。最后两块板子一样的，都是驱动步进电机的模块，最后调试这块，这块也是最难啃的一块，有些风淋室设计师在调试过程会发现，调试步骤照常，结果通电后电机边震边转，有些相圈接反了，后来查了些资料，通过了解相关行业的资料，对两个电机进行重新相序，并再一次进行原理图和资料查看，发现芯片内部驱动电机的相序并非按正常的排列，然后按照芯片需求进行排列电机的相序，一般就能成功。至此硬件调正式通过。

致谢
经过几个月的忙碌工作和学习，毕业设计马上要划上句号了，作为一个专科学生的毕业设计，由于知识的不足，难免有许多考虑不到的地方，如有老师的督促和指导，同学的支持，给了我很大信心。
我首先要感谢的是我的指导老师：学院老师的指导与帮助，无论是设计的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的写法以及成文定稿方面，我都得到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我受益，她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我启迪，在此表示真诚地感谢。
其次要感谢和我一起作毕业设计的同学，他们帮我分析解决其中的不足。由于我打字比较慢，同学有闲时间也帮我打字，非常感谢他们的帮助。如果没有他们的帮助，我想完成此次设计很困难吧，然而还要感谢奋斗三年的同学们，正是因为他们的支持和鼓励，才圆满完成这次设计。感谢那些与我朝夕相处了三年的同学。这些日子，他们和我一块努力奋斗共进共退，相互鼓励相互扶持，你帮我找我帮你找，互通有无，及时沟通，以免出现论文撞车事件。
感谢我的室友们，从遥远的家来到这个陌生的城市里，是你们和我共同维系着彼此之间兄弟般的感情，维系着寝室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。三年里，我们没有红过脸，没有吵过嘴，没有发生上大学前所担心的任何不开心的事情。只是今后大家就难得再聚
在毕业设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到设计的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后感谢西安工程技师学院三年来对我的培养。
致
指导老师： 学 生：杜靖
2012年05月12日

参考文献
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【2】 华大年 华志宏，连杆机构设计与应用创新.北京：机械工业出版社，2008
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【4】 田希晖 薛亮儒.C51单片机技术教程.北京:人民邮电出版社，2007
【5】 白砮励.PROTEL PCB 99电路设计快译通.北京：北京大学出版社.2001
【6】 黄立培.电动机控制.北京：清华大学出版社，2003
【7】 施振金.电机与电气控制.北京：人民邮电出版社，2007
【8】 李颖卓 张波.机电一体化系统设计.北京：化学工业出版社，2005