PLC自動門控制裝置設計

1、PLC自動門控制裝置設計學 院：亳州職業(yè)技術學院專 業(yè)/班 級：電子電氣工程學系08機電2班學 號：040408207學 生 姓 名：胡亞鋒指 導 教 師：馬兵2011年 6月目 錄第一章 設計序言3第二章 設計目的與需求42.1 設計目的42.2 設計任務與需求5第三章設計方案73.1方案說明73.2 I/O地址分配8 3.3 PLC主電路接線圖.93.3 PLC出輸入接線93.4程序流程圖103.5梯形圖及指令11結(jié)論15第一章 設計序言在超級市場、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

2、靠性高、維修方便等優(yōu)點，因而得到廣泛的應用。由于直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動機超載能力較強，熱動和制動轉(zhuǎn)矩較大，所以執(zhí)行機構(gòu)使用直流電動機.PLC的主要特點1)、可靠性高。PLC的MTBF一般在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)或機床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的PLC只有6點，而AB的ControlLogix系統(tǒng)的容量達128000點。3)、功能強大。4)、編程方便?？刂凭哂袠O大靈活性。5)、適應工業(yè)環(huán)境。適應高溫、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

3、7)、價格低。8)、當前PLC產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場總線的發(fā)展潮流。第二章 設計目的與需求2.1 設計目的1、 正做到增長知識與發(fā)展能力的統(tǒng)一，本次課程設計的基本任務，是著重培養(yǎng)學生在電力電子技術方面的實踐能力和科學作風，培養(yǎng)學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。通過本次課程設計，初步掌握工程實踐方法和組織實踐的基本技能，逐漸熟悉開展科學實踐的程序和辦法。2、 通過本次課程設計應做到如下要求：（1）初步為了加強學生智能的培養(yǎng)，更好的使理論與實踐相結(jié)合，真掌握一般電氣控制技術、PLC應用技術和設計的基本方法（2）培養(yǎng)一定的自學能力和獨立分析問題、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、）通過嚴格的科學訓練和工程設計實踐，逐步樹立嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的科學作風；培養(yǎng)學生在工作中具有一定的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點。2.2 設計任務與需求自動門控制裝置設計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K1、門外光電探測開關K2、開門到位限位開關K3、關門到限位開關K4、開門執(zhí)行機構(gòu)KM1（使直流電動機正轉(zhuǎn)）、關門執(zhí)行機構(gòu)KM2（使直流電動機反轉(zhuǎn)）等部件組成。2) 行程開關(限位開關)的工作原理行程開關又稱限位開關，用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸

5、點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關是一種根據(jù)運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。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護。滾輪式行程開關又分為單滾輪自動復位和雙滾輪(羊角式)非自動復位式，雙滾輪行移開關具有兩個穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路。3)光電開關工作原理光電開關（光電傳感器）是光電接近開關的簡稱，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。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測

6、。光電開關將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。2. 控制需求1）當有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關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K3位置時，電機停止運行。2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進入關門過程，關門執(zhí)行機構(gòu)KM2被起動，電動機反轉(zhuǎn)，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。3）在關門過程中，當有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。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K2或K1時，必須重新開始

7、等待8秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。第三章設計方案方案說明經(jīng)分析設計任務，可知完成任務的實質(zhì)就是控制電機的正反轉(zhuǎn)。要實現(xiàn)自動控制首先要具備以下功能部件：光電檢測開關，限位開關，超載保護開關，直流電機?，F(xiàn)確定電機與門扇軌道組成的系統(tǒng)，要實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)開門，電機反轉(zhuǎn)關門。1）當有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關時，開關上有電流通過（光電檢測開關是脈沖觸發(fā)須對其自鎖）由于開門限位開關常閉，所以線圈上有電通過，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關位置時，電機停止運行。2）當自動門到開門限位開關位置時啟動延時定時器8秒后，自動進入關門過程，電動機反轉(zhuǎn)，當門移動到關門限位開關時，電機停止運行。3

8、）在關門過程中，當有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關，應立即停止關門，并自動進入開門程序。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時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關門過程，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，用自動控制從在一定的問題，最后決定加增手動開門和關門開關。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，2個輸出點，參照S7-200產(chǎn)品目錄及市場實際價格，選用主機為CPU222（8入/6繼電器輸出）一臺，加上一臺擴展模塊EM225，這樣的配置是最經(jīng)濟實惠的，整個PLC系統(tǒng)的配置如下圖所示。主機單元

9、CPU222AC/DC繼電器模擬量單元EM2254AI/AO 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I0.0門外光檢測電開關K1I0.1門內(nèi)光檢測電開關K2I0.2開門限位開關K3I0.3關門限位開關K4I0.4手動開門I0.5手動關門I0.6過電流保護開關I0.7 輸出信號電機正轉(zhuǎn)KM1Q0.0電機反轉(zhuǎn)KM2Q0.13.3 主電路接線圖3.4 Plc控制輸出輸入接線3.5序流程圖開 始若K1，K2有信號開 門 K3 打 開 停 止延時8s若K1，K2有信號關 門若K1，K2有信號K4 打 開 停 止結(jié) 束3

10、.6形圖及指令LD I0.1O I0.2O Q0.0AN Q0.10 I0.5AN I0.0AN I0.3AN I0.7= Q0.0LD I0.3AN I0.2AN I0.1TON T37,80LD T37O Q0.1AN Q0.0O I0.6AN I0.0AN I0.4AN I0.1AN I0.2AN I0.7= Q0.1過程分析1首先按下啟動按鈕使I0.0閉合，若外檢測開關或內(nèi)檢測開關有信號時I0.1或I0.2閉合。由于開門限位開關I0.3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的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當Q0.0線圈通電時Q0.0閉合，此時電動機正轉(zhuǎn)，執(zhí)行開門過

11、程。2.當門扇完全打開時，使開門限位開關I0.3打開，Q0.0線圈斷電.電動機停止轉(zhuǎn)動。3.當門扇停止移動時，由于開門限位開關的長閉變成長開，故使長開閉合。進行8秒的延時，若此時外檢測開關或內(nèi)檢測開關I0.1或I0.2有信號，則使T37重新延時.4.當8秒的延時完畢后T37線圈通電，關門限位開關關閉，所以使Q0.1通電并自鎖，電機反轉(zhuǎn)執(zhí)行關門過程5.在關門過程中，若外檢測開關或內(nèi)檢測開關I0.1,I0.2有信號又使Q0.0通電，由于在關門過程中Q0.0長閉，此時打開并中斷關門過程，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，于是設置手動開門和手動關門.7.為了防止開門，關門同時動作，本設計設置了互鎖.結(jié)論本設計完成了題目要求的基本部分的全部要求。發(fā)揮部分的因為時間和制作材料的短缺而沒有進行嘗試，在今后條件允許的情況下再擴展?；静糠指鲉卧ぷ鞣€(wěn)定。通過這次設計使我學會如何去培養(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，是要我們學會將理論很好地聯(lián)系實際，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，更重要的是，我在這一設計過程中，學會了堅持不懈，不輕易言棄。設計過程，也好比