自動(dòng)門PLC畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系可編程控制器課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書20092010學(xué)年第二學(xué)期專 業(yè)： XXX 班 級(jí)： XXX 學(xué) 生： XXX 學(xué) 號(hào)： XXX 指導(dǎo)教師： XXX XXX 年 X月目 錄摘要 5第一節(jié) PLC概述 6 第二節(jié) 西門子S7-200可編程控制器的介紹 62.1 S7-200 PLC概述 62.2 S7-200 PLC硬件系統(tǒng) 72.3 S7-200 PLC編程軟件介紹 92.4 S7-200 PLC漢化版編程軟件的安裝 9第三節(jié) 自動(dòng)門介紹 93.1 平移式自動(dòng)門機(jī)的基本組成基本組成 103.2 自動(dòng)門的分類 103.2 行程開關(guān)的工作原理 113.3 光電開關(guān)介紹 12第

2、四節(jié) 基于西門子S7-200 PLC的自動(dòng)門控制要求 124.1 自動(dòng)門控制裝置的硬件組成 124.2 控制要求 13第五節(jié) 基于西門子S7-200 PLC的自動(dòng)門控制控制系統(tǒng)的I/O編址 13第六節(jié) 基于西門子S7-200 PLC的自動(dòng)門控制控制系統(tǒng)原理圖 13 6.1 自動(dòng)門的基本工作原理 13 6.2 自動(dòng)門控制控制系統(tǒng)原理圖 15第七節(jié) 系統(tǒng)流程圖 16第八節(jié) PLC接線圖及主控電路圖 17第九節(jié) 梯形圖 程序設(shè)計(jì) 19第十節(jié) 設(shè)計(jì)總結(jié) 21第十一節(jié) 參考文獻(xiàn) 22第一節(jié) PLC 概述可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，

3、用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和人輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則來(lái)設(shè)計(jì)。 PLC的特點(diǎn)：1、 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；2、 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)；3、 編程方便，易于使用；4、 功能完善；5、 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短；6、 體積小，維護(hù)操作方便。 PLC技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，由最初的一位機(jī)發(fā)展為8位機(jī)。隨著微處理器CPU和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)在PLC中的應(yīng)用，現(xiàn)在的PLC產(chǎn)品已使用了16 位、32位高性能微處理器，而且實(shí)現(xiàn)了多處理

4、器的多通道處理，通信技術(shù)使PLC的應(yīng)用得到進(jìn)一步發(fā)展。如今，可編程控制器技術(shù)已非常成熟。 3.3 行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來(lái)控制開關(guān)轎門的速度、自動(dòng)開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位和雙

5、滾輪(羊角式)非自動(dòng)復(fù)位式，雙滾輪行移開關(guān)具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡(jiǎn)化線路。3.4 光電開關(guān)介紹1）、工作原理光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。2）、光電開關(guān)的分類及術(shù)語(yǔ)解釋（1）、分類漫反射式光電開關(guān)：它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，物體將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了

6、開關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測(cè)模式。鏡反射式光電開關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡反射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開關(guān)信號(hào)。對(duì)射式光電開關(guān)：它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體為不透明時(shí)，對(duì)射式光電開關(guān)是最可靠的檢測(cè)裝置。槽式光電開關(guān)：它通常采用標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)U型槽且阻斷

7、光軸時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號(hào)。槽式光電開關(guān)比較適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，并且它能分辨透明與半透明物體,使用安全可靠。光纖式光電開關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線，可以對(duì)距離遠(yuǎn)的被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。通常光纖傳感器分為對(duì)射式和漫反射式。（2）術(shù)語(yǔ)檢測(cè)距離：是指檢測(cè)體按一定方式移動(dòng)，當(dāng)開關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置（光電開關(guān)的感應(yīng)表面）到檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作距離指接近開關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值?；夭罹嚯x：動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值。響應(yīng)頻率：在規(guī)定的1s的時(shí)間間隔內(nèi)，允許光電開關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。輸出狀態(tài)：分常開和常閉。當(dāng)無(wú)檢測(cè)物體時(shí)，常開型的光電開關(guān)所接通的負(fù)載由于光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管

8、的截止而不工作，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。檢測(cè)方式：根據(jù)光電開關(guān)在檢測(cè)物體時(shí)發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接收器的途徑的不同，可分為漫反射式、鏡反射式、對(duì)射式等。輸出形式：分NPN二線、NPN三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、PNP四線、AC二線、AC五線（自帶繼電器），及直流NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。指向角自動(dòng)控制電路圖第七節(jié) 流程圖當(dāng)門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：第八節(jié) PLC接線圖及主控電路圖8.1 繼電器接觸控制圖如下： 主控電路控制電路PLC接線圖及主控電路圖如下所示：第九節(jié)第十節(jié)第十一節(jié)第十二節(jié)第十三節(jié)第十四節(jié)第十五節(jié)第十

9、六節(jié)第十七節(jié)第十八節(jié) 梯形圖9.1 自動(dòng)門梯形圖如下：9.2 指令如下：0LDI0.11OI0.22OQ0.03ANQ0.24AI0.05OQ1.06ANI0.37=Q0.08LDQ0.39ANQ0.110ANQ0.211=T0K8014LDT015OQ0.116ANQ0.017ANQ0.218AI0.019OI1.120ANI0.421=Q0.122LDI0.523OI0.624OQ0.225AI0.026=Q0.227END過(guò)程分析1 首先按下啟動(dòng)按鈕使I0.0閉合，若外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)有信號(hào)時(shí)I0.1或I0.2閉合。由于開門限位開關(guān)I0.3是長(zhǎng)閉的，所以Q0.0線圈通電，有原理分析可

10、知光電檢測(cè)開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當(dāng)Q0.0線圈通電時(shí)Q0.0閉合，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng)，執(zhí)行開門過(guò)程。2 當(dāng)門扇完全打開時(shí)，使開門限位開關(guān)I0.3打開，Q0.0線圈斷電.電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。3 當(dāng)門扇停止移動(dòng)時(shí)，由于開門限位開關(guān)的長(zhǎng)閉變成長(zhǎng)開，故使長(zhǎng)開閉合。進(jìn)行8秒的延時(shí)，若此時(shí)外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)I0.1或I0.2有信號(hào)，則使T0重新延時(shí)。4 當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后T0線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，所以使Q0.1通電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過(guò)程。5 在關(guān)門過(guò)程中，若外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)I0.1,I0.2有信號(hào)又使Q0.0通電，由于在關(guān)門過(guò)程中Q0.0長(zhǎng)閉，此時(shí)打開并中斷關(guān)門過(guò)程，轉(zhuǎn)向開門過(guò)程。6 在此控制過(guò)程中，為了保證其安全性設(shè)置過(guò)載保護(hù)和緊急停車。7 考慮到主動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動(dòng)開門和手動(dòng)關(guān)門。j第十節(jié) 設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)完成了題目要求的基本部分的全部要求。發(fā)揮部分的因?yàn)闀r(shí)間和制作材料的短缺而沒(méi)有進(jìn)行嘗試，在今后條件允許的情況下再擴(kuò)展?；静糠指鲉卧ぷ鞣€(wěn)定。通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際