PLC自動門控制裝置設(shè)計(jì)

1、plc自動門控制裝置設(shè)計(jì)學(xué)院：亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院專 業(yè)/班 級：電子電氣工程學(xué)系08機(jī)電2班 學(xué)號：040408207學(xué)生姓名：胡亞鋒指導(dǎo)教師：馬兵2011年6月第一章設(shè)計(jì)序言3第二章 設(shè)計(jì)目的與需求42.1設(shè)計(jì)目的42.2設(shè)計(jì)任務(wù)與需求4第三章設(shè)計(jì)方案73.1方案說明73.2 i/o地址分配83.3 plc主電路接線圖93.3 plc岀輸入接線93.4程序流程圖113.5梯形圖及指令12結(jié)論15第一章設(shè)計(jì)序言在超級市場、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動門控制系統(tǒng)。早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已 逐漸被淘汰。plc控制自動門由于具有故障率低、可靠性高、維 修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得

2、到廣泛的應(yīng)用。由于直流電動機(jī)的調(diào)速范 圍寬廣，調(diào)速特性平滑?？肆麟妱訖C(jī)超載能力較強(qiáng)，熱動和制動 轉(zhuǎn)矩較大，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直流電動機(jī)plc的主要特點(diǎn)1）、可靠性高。plc的mtbf 般在4000050000h以上，有的在 1020萬h,且均有完善的自診斷功能。2）、結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化 組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床，組合式適于集控制系統(tǒng)。 最少的plc只有6點(diǎn)，而ab的controllogix系統(tǒng)的容量達(dá)128000 點(diǎn)。3）、功能強(qiáng)大。4）、編程方便?？刂凭哂袠O大靈活性。5）、適應(yīng) 工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán) 境。6）、安裝、維修簡單7）、價格低。8

3、）、當(dāng)前plc產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場 總線的發(fā)展潮流。第二章設(shè)計(jì)目的與需求2.1設(shè)計(jì)目的1、正做到增長知識與發(fā)展能力的統(tǒng)一，本次課程設(shè) 計(jì)的基本任務(wù)，是著重培養(yǎng)學(xué)生在電力電子技術(shù)方面的實(shí)踐能力 和科學(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。 通過本次課程設(shè)計(jì)，初步掌握工程實(shí)踐方法和組織實(shí)踐的基本技 能，逐漸熟悉開展科學(xué)實(shí)踐的程序和辦法。2、通過本次課程設(shè)計(jì)應(yīng)做到如下要求：(1) 初步為了加強(qiáng)學(xué)生智能的培養(yǎng)，更好的使理論與實(shí) 踐相結(jié)合，真掌握一般電氣控制技術(shù)、plc應(yīng)用技術(shù)和設(shè)計(jì)的基 本方法(2) 培養(yǎng)一定的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的 能力。(3) 鞏固常用電子儀器的正確使用方法。(4)

4、 通過嚴(yán)格的科學(xué)訓(xùn)練和工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立嚴(yán) 肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生在工作中具 有一定的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)。2.2設(shè)計(jì)任務(wù)與需求自動門控制裝置設(shè)計(jì)1. 自動門控制裝置的硬件組成及原理1）門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)k1、門外光電探測開關(guān) k2、開門到位限位開關(guān)k3、關(guān)門到限位開關(guān)k4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu) km1 （使直流電動機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)km2 （使直流電動機(jī) 反轉(zhuǎn)）等部件組成。2）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)動部件上的模塊撞擊行程開

5、關(guān)時，行程開關(guān)的觸點(diǎn) 動作，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)來控制開關(guān)轎門 的速度、自動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動復(fù)位和雙滾輪（羊角式） 非自動復(fù)位式，雙滾輪行移開關(guān)具有兩個穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶” 作用，在某些情況下可以簡化線路。3）光電開關(guān)工作原理光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱, 它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路， 從而檢測物體有無的。物體不限于

6、金屬，所有能反射光線的物體 均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射 出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探 測。2. 控制需求1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)k1或k2 時，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)km1動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān) k3位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān) 門執(zhí)行機(jī)構(gòu)km2被起動，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān) k4位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。3）在關(guān)門過程中，當(dāng)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(yīng)立即停止關(guān)門，并口動進(jìn)入開門程序。4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或

7、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(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。第三章設(shè)計(jì)方案方案說明經(jīng)分析設(shè)計(jì)任務(wù)，可知完成任務(wù)的實(shí)質(zhì)就是控制電機(jī)的正 反轉(zhuǎn)。要實(shí)現(xiàn)自動控制首先要具備以下功能部件：光電檢測開關(guān), 限位開關(guān)，超載保護(hù)開關(guān)，直流電機(jī)?，F(xiàn)確定電機(jī)與門扇軌道組成的系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)一一 開門，電機(jī)反轉(zhuǎn)一一關(guān)門。1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(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(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限 位開關(guān)位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。2）當(dāng)自動門到開門限位開關(guān)位置時啟動延時定時器8秒后

8、, 自動進(jìn)入關(guān)門過程，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)時， 電機(jī)停止運(yùn)行。3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電 檢測開關(guān)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。4）在門打開后的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(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。5）考慮到自動門在出現(xiàn)故障或在維修的時候，用自動控制從在一立的問題，最后決定加增手動開門和關(guān)門開關(guān)。3.1 plc系統(tǒng)的選型從上面發(fā)的分析可知，系統(tǒng)共有8個輸入點(diǎn)，2個輸出點(diǎn)，參 照s7-200產(chǎn)品目錄及市場實(shí)際價格，選用主機(jī)為cpu222 （8入/6繼 電器輸出）一臺，加上一

9、臺擴(kuò)展模塊em225,這樣的配置是最經(jīng)濟(jì) 實(shí)惠的，整個plc系統(tǒng)的配置如下圖所示。主機(jī)單元cpu222模擬量單元em2254ai/a0ac/dc繼電圖3-1 plc系統(tǒng)組成3.2 i/o地址分配輸入輸出信號的名稱代碼及地址編號+名稱代碼地址編碼輸入信號啟動停止10.0門外光檢測電開關(guān)k110.1門內(nèi)光檢測電開關(guān)k210.2開門限位開關(guān)k310.3關(guān)門限位開關(guān)k410.4手動開門10.5手動關(guān)門10.6過電流保護(hù)開關(guān)10.7輸出信號電機(jī)正轉(zhuǎn)km1q0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)km2q0.13.3主電路接線圖3.4 pic控制輸出輸入接線手動芥門手動關(guān)門啟動停止fr3.5序流程圖k4打開停止3.6形圖及指令10

10、.010.7q0.0)inton80-pt100t37ld 10.1o 10.2o q0.0an qo.l010.5an 10.0an 10.3an 10.7=qo.old 10.3an 10.2an 10.1ton t37,80ldt370qo.lanqo.o010.6an10.0an10.4an10an10.2an10.7qo.l過程分析i. 首先按下啟動按鈕使100閉合，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān) 有信號時10.1或10. 2閉合。由于開門限位開關(guān)10. 3是長閉的，所 以q0. 0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(dāng)q0. 0線圈通電時q0. 0閉合，

11、此時電動機(jī)正轉(zhuǎn), 執(zhí)行開門過程。2當(dāng)門扇完全打開時，使開門限位開關(guān)10. 3打開，q0.0線圈斷電. 電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。3當(dāng)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(jìn)行8秒的延吋，若此吋外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)10. 1或10. 2 有信號，則使t37重新延時.4. 當(dāng)8秒的延時完畢后t37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)門過程5. 在關(guān)門過程中，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)10.1,10. 2有信號又使 q0. 0通電，由于在關(guān)門過程中q0. 0長閉，此時打開并中斷關(guān)門過程, 轉(zhuǎn)向開門過程。6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.7為了防止開門，關(guān)門同時動作，本設(shè)計(jì)設(shè)置了互鎖.結(jié)論本設(shè)計(jì)完成了題目要求的基木部分的全部要求。發(fā)揮部分的因?yàn)?時間和制作材料的短缺而沒有進(jìn)行嘗試，在今后條件允許的情況下再 擴(kuò)展。基本部分各單元工作穩(wěn)定。通過這次設(shè)計(jì)使我學(xué)會如何去培養(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)會將理論很好地聯(lián)系實(shí)際， 并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所 能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時, 更重耍的是，我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。 設(shè)計(jì)過程，也好比是我們