PLC控制自動門的課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GTPLC控制自動門的課程設(shè)計專心-專注-專業(yè)電氣控制與PLC課程設(shè)計題目：自動門控制裝置學院：專業(yè)：班級：姓名：學號：指導老師：時間：目錄一、引言在經(jīng)濟飛速發(fā)展的中國，高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場、寫字樓，自動門以經(jīng)是隨處可見。自動門的工作方式是通過自動門內(nèi)外兩側(cè)的感應開關(guān)來感應人的出入，當人走進自動門時，感應開關(guān)感應到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。將人通過之后，再將門關(guān)閉。由于自動門在通電后可以實現(xiàn)無人管理，不但能

2、給我們帶來人員進出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防塵、防風、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。自動門在國外早以得到普遍應用，在我國也以優(yōu)異的性能逐步得到大家的認同，中國已經(jīng)迎來了自動門發(fā)展的黃金時期。自動門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修的缺點已逐步被淘汰。目前自動門及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（一下簡稱PLC），PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可編程控制器的儲存器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)、算數(shù)運算等作的指令，并能通過數(shù)字

3、式或邏輯式和開關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制個種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC可靠性高，抗干擾能力強，功能完善，實用性強，系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應用都得到了長足的發(fā)展。因此運用PLC控制自動門具有較高的可靠性，維修方便等特點，因此，進行自動門的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展，擴大PLC在自動化行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究價值。二、自動門控制裝置總體方案 、自動門控制裝置任務書完成自動門控制裝置，包括編寫程序和硬件接線圖，要求當有人按

4、下開門開關(guān)時，門自動打開，然后又能自動關(guān)閉。 1.外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時，開門執(zhí)行機構(gòu)KM1動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關(guān)K3位置時，電機停止運行。2.位置停留8秒后，自動進入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)KM2被起動，電動機反轉(zhuǎn)，當門移動到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時，電機停止運行。3.中，當有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，應立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序。4.的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。 自動門的控制要求分析1.當有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開

5、關(guān)時，開關(guān)上有電流通過（光電檢測開關(guān)是脈沖觸發(fā)須對其自鎖）由于開門限位開關(guān)常閉，所以線圈上有電通過，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關(guān)位置時，電機停止運行。2.當自動門到開門限位開關(guān)位置時啟動延時定時器8秒后，自動進入關(guān)門過程，電動機反轉(zhuǎn)，當門移動到關(guān)門限位開關(guān)時，電機停止運行。3.關(guān)門過程中，當有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)，應立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序。4.門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。5.自動門在出現(xiàn)故障或在維修的時候，用自動控制從在一定的問題，最后決定加增手動開門和關(guān)門開

6、關(guān)三、自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 的選擇 在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計輸入輸出點數(shù)、所需存儲器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應的控制系統(tǒng)。(1)機型的選擇 PLC的類型 PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊兩類型型，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發(fā)，通?？砂?/p>

7、控制功能或輸入輸出點數(shù)選型。整體型PLC的I/0點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/0卡件或插卡，因此用戶可較合理的選擇和配置系統(tǒng)控制的I/0點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。 經(jīng)濟的考慮 選擇PLC時，應考慮性能價格比?？紤]經(jīng)濟性時，應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出比較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。點當數(shù)增加到一數(shù)值后，相應的存儲器容量相應增加，因此，點數(shù)的增加對PLC選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。本課題

8、所設(shè)計的自動門屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟性的考慮因此選用整體型PLC。 （2）輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算 I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，在增加10%到20%的可擴展。余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點對輸入輸出點數(shù)進行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點數(shù)為輸入12點，輸出12點。（3）存儲器容量的選擇 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目實用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器的容量。設(shè)計階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，須在程序調(diào)

9、試之后才知道。為了設(shè)計選型時，能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來代替，存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的形式，許多文獻資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10到15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按次數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應能存儲索要儲存的程序，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。（4）控制功能的選擇 該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等性能的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的要求，主要介紹一下幾種功能的選擇?？刂乒δ?PLC主要用于順序邏輯控制

10、，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需要的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。編程功能 離線編程方式：PLC和編程器共用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高

11、，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。 診斷功能 PLC的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟鍵對PLC的CPU玉外部輸入輸出等部件信息叫喚功能進行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。（5）對PLC響應時間的要求 對于多數(shù)場合，PLC的相應時間基本上能滿足控制要求。響應時間包括輸入濾波時間，輸出濾波時間和掃描周期。PLC的工作方式?jīng)Q定了他不能接受頻率過高或持續(xù)時間小于掃描周期的輸入信號，當有此類信號輸入

12、時需要選用掃描速度高的PLC或快速響應模塊和中斷輸入模塊。綜合以上因素，本課題的設(shè)計日本三菱公司生產(chǎn)的FX1S小型PLC來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制。光電檢測開關(guān) 它是光電接近開關(guān)的簡稱，是利用被測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通所要接通的電路，從而檢測物體的有無。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)化為光信號射出，接受器再根據(jù)接受到的光線強弱或有無目標物體進行探測。限位開關(guān) 限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一種自動控制器件。限位開關(guān)廣泛應用于各類機床、起重

13、機械以及輕工機械的行程控制。當生產(chǎn)機械運動到某一運動位置時，行程開關(guān)通過機械可動部分的動作，將機械信號轉(zhuǎn)化為電信號，以實現(xiàn)對生產(chǎn)機械的控制，限制它們的動作和位置，借此對生產(chǎn)機械給以必要的保護。四、自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計、I/O分配表I/O分配表類別元件PLC元件作用輸入SB1X01門外光檢測電開關(guān)SB2X02門內(nèi)光檢測電開關(guān)SB3X03開門限位電開關(guān)SB4X04關(guān)門限位電開關(guān)SB5X05過載保護開關(guān)SB6X06緊急停車開關(guān)SB7X07啟動停止SB10X10手動開門SB11X11手動關(guān)門輸出KM0Y0電動機正轉(zhuǎn)接觸器KM1Y1電動機反轉(zhuǎn)接觸器KM2Y2過載保護接觸器表4-1、plc控制輸出接線

14、圖4-1、程序流程圖圖4-2、梯形圖圖4-3、指令表圖4-4、時序圖圖4-5五、系統(tǒng)調(diào)試及過程分析、系統(tǒng)調(diào)試圖5-1過程分析 1.首先按下啟動按鈕使X007使之閉合，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)有信號時、X001或X002閉合。由于開門限位開關(guān)X003是長閉的，所以Y000線圈通電，有原理分析可知光電檢測開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當Y000線圈通電時Y000閉合，此時電機正轉(zhuǎn)帶動自動門扇移動，執(zhí)行開門過程。 2 當門扇完全打開時，使開門限位開關(guān)X003打開，Y000線圈斷電.電機停止轉(zhuǎn)動。 3 當門扇停止移動時，由于開門限位開關(guān)的長閉變成長開，故使長開閉合。進行8秒的延時，若此時外檢測

15、開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)X001或X002有信號，則使T0重新延時。 4 當8秒的延時完畢后T0線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，所以使Y001通電并自鎖，電機反轉(zhuǎn)執(zhí)關(guān)門過。 5 在關(guān)門過程中，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)X001或X002有信號時使Y000通電，由于在關(guān)門過程中Y000長閉，此時打開并中斷關(guān)門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。 6 在此控制過程中，為了保證其安全性設(shè)置過載保護和緊急停車。 7 考慮到主動門若出現(xiàn)故障時，使用自動控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動開門和手動關(guān)門。六、個人心得 經(jīng)過為數(shù)不多天數(shù)的PLC課程設(shè)計，首先讓我明白了PLC在現(xiàn)實生活中有這么大的作用，這次課設(shè)讓我對PLC產(chǎn)生了非常大的興趣，我個人非常想從事控制方面事業(yè)，這對我以后的發(fā)展有很大的幫助，在這里感謝老師找了這么多聯(lián)系實際的題目，使我對PLC這