自動(dòng)門(mén)plc設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目: 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 機(jī)制F09 指導(dǎo)教師： 2012年 12 月 08 日內(nèi)容摘要在當(dāng)今社會(huì)自動(dòng)門(mén)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。它現(xiàn)在為許多賓館、超市、百貨大樓等現(xiàn)代建筑所使用，不僅可以美化出入口環(huán)境，而且具有節(jié)能、防塵、隔音等功能，同時(shí)也是建筑物智能化的重要指標(biāo)。本課程設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)是利用PLC為核心來(lái)控制實(shí)現(xiàn)的,其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,程序運(yùn)行可靠性高。PLC程序用梯形圖語(yǔ)言設(shè)計(jì)完成,并采用模擬仿真軟件測(cè)試PLC控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)方案可靠性高在設(shè)計(jì)必要設(shè)計(jì)要求上又做了一定的功能加強(qiáng)，比如增加手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)功能，

2、和禁止開(kāi)關(guān)門(mén)功能使該自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)更加強(qiáng)大。關(guān)鍵字：PLC；控制；自動(dòng)門(mén) 目 錄專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)引 言這次課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)前最后一次課程設(shè)計(jì)，也是機(jī)電方向唯一的一次機(jī)電綜合課程設(shè)計(jì)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，將所學(xué)的東西融會(huì)貫通，系統(tǒng)的為畢業(yè)設(shè)計(jì)做一次練習(xí)。這此設(shè)計(jì)是以西門(mén)子S7-200為主要載體，結(jié)合與之相應(yīng)的STEP7Micro/WIN32編程軟件和模擬仿真軟件來(lái)對(duì)自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)利用了西門(mén)子S7-200系列PLC，對(duì)光電開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)等其他一些輸入/輸出進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了門(mén)開(kāi)關(guān)過(guò)程的自動(dòng)化。本控制系統(tǒng)的硬件組成有：西門(mén)子S7-200（222）、門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1、門(mén)外

3、光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K3、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）直流電動(dòng)機(jī)等相關(guān)部件。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足以下控制要求：當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。在門(mén)打開(kāi)后的8秒

4、等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求結(jié)合本程序?qū)嶋H情況選用西門(mén)子S7-200（222）做為該系統(tǒng)的控制核心。除滿(mǎn)足上述基本要求外，考慮到自動(dòng)門(mén)使用中的一些實(shí)際情況特別在系統(tǒng)中添加了手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)功能和門(mén)禁功能。第1章 自動(dòng)門(mén)的介紹1.1自動(dòng)門(mén)概述自動(dòng)門(mén) 英文名：automatic door。自動(dòng)門(mén)從理論上理解應(yīng)該是門(mén)的概念的延伸，是門(mén)的功能根據(jù)人的需要所進(jìn)行的發(fā)展和完善。自動(dòng)門(mén)是指：可以將人接近門(mén)的動(dòng)作（或?qū)⒛撤N入門(mén)授權(quán)）識(shí)別為開(kāi)門(mén)信號(hào)的控制單元，通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將門(mén)開(kāi)啟,在人離開(kāi)后再將門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，并對(duì)開(kāi)啟和

5、關(guān)閉的過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)。自動(dòng)門(mén)開(kāi)始在建筑物上使用，是在二十世紀(jì)年以后。二十年代后期，美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)的開(kāi)放，自動(dòng)門(mén)開(kāi)始被使用，受此影響，世界第一自動(dòng)門(mén)品牌多瑪在1945年開(kāi)發(fā)出油壓式、空氣式自動(dòng)門(mén)，新建大樓的正門(mén)也開(kāi)始使用了。到了1962年，電氣式己開(kāi)始出現(xiàn)，之后伴隨著城市的建設(shè)，自動(dòng)門(mén)技術(shù)的領(lǐng)域每年都在增加。當(dāng)初，用供給建筑物用電源進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的速度控制很難，只好進(jìn)行油壓、空壓速度控制，轉(zhuǎn)換但因能源利用效率很低，然而伴隨著電氣控制的技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在電氣控制技術(shù)已經(jīng)成熟，直接控制電動(dòng)機(jī)的電氣式自動(dòng)門(mén)逐漸成為主流。例如：各種用可識(shí)別控制的自動(dòng)專(zhuān)用門(mén)，如：感應(yīng)自動(dòng)門(mén)(紅外感應(yīng),微波感應(yīng),觸摸感應(yīng),腳踏

6、感應(yīng))、刷卡自動(dòng)門(mén)等。常用的自動(dòng)門(mén)可分為推拉門(mén)、平開(kāi)門(mén)、折疊門(mén)和旋轉(zhuǎn)門(mén)。1.2自動(dòng)門(mén)的組成以平移自動(dòng)門(mén)感應(yīng)門(mén)為例來(lái)介紹自動(dòng)門(mén)的組成如下：1.主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類(lèi)系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門(mén)扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。2感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)。3.動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門(mén)門(mén)扇加速與減速運(yùn)行。 4.自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇行進(jìn)軌道：就象火車(chē)的鐵軌，約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其 按特定方向行進(jìn)。 5.門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng):

7、用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行。 6.同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)。7.下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動(dòng)感應(yīng)門(mén)門(mén)扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門(mén)扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門(mén)體擺動(dòng)。 8.當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門(mén)門(mén)扇要完成一次開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)，其工作流程如下： 感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇開(kāi)啟；自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇開(kāi)啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動(dòng)感應(yīng)門(mén)，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)

8、，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇。1.3自動(dòng)門(mén)行程開(kāi)關(guān)及其工作原理行程開(kāi)關(guān)又稱(chēng)限位開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開(kāi)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(lèi)似。行程開(kāi)關(guān)廣泛用于各類(lèi)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(kāi)關(guān)來(lái)控制開(kāi)關(guān)轎門(mén)的速度、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。1.4自動(dòng)門(mén)光電開(kāi)關(guān)介紹1.4.1.工作原理。光電開(kāi)關(guān)（光電傳感器）是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的

9、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(kāi)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)。1.4.2光電開(kāi)關(guān)的分類(lèi)及術(shù)語(yǔ)解釋1.光電開(kāi)關(guān)分類(lèi)1）漫反射式光電開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)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(kāi)關(guān)是首選的檢測(cè)模式。2）鏡反射式光電開(kāi)關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開(kāi)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)

10、物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。3）對(duì)射式光電開(kāi)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(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)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(kāi)關(guān)是最可靠的檢測(cè)裝置。4）槽式光電開(kāi)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型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)量信號(hào)。槽式光電開(kāi)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。5）光纖式光電開(kāi)關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線，可

11、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)解釋1）檢測(cè)距離：是指檢測(cè)體按一定方式移動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置（光電開(kāi)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(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱(chēng)值。2）回差距離：動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值。3）響應(yīng)頻率：在規(guī)定的1s的時(shí)間間隔內(nèi)，允許光電開(kāi)關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。4）輸出狀態(tài)：分常開(kāi)和常閉。當(dāng)無(wú)檢測(cè)物體時(shí)，常開(kāi)型的光電開(kāi)關(guān)所接通的負(fù)載由于光電開(kāi)關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。5）檢測(cè)方式：根據(jù)光電開(kāi)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

12、反射式、對(duì)射式等。6）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(kāi)/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。第2章 PLC概述PLC可編程序控制器：PLC英文全稱(chēng)Programmable Logic Controller ,中文全稱(chēng)為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公

13、司（DEC）根據(jù)美國(guó)通用汽車(chē)公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在通用汽車(chē)公司的自動(dòng)裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）具有以下鮮明的特點(diǎn)： 1.系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開(kāi)關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。 2.使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。 3.能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于

14、其他各種機(jī)型。第3章 總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求結(jié)合實(shí)際情況確定系統(tǒng)總體方案為：脈沖信號(hào)由光電開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的，信號(hào)輸入到PLC，經(jīng)過(guò)PLC的分配，然后去控制直流電動(dòng)機(jī)去控制負(fù)載，從而使得自動(dòng)門(mén)進(jìn)行正常工作。如圖3-1為自動(dòng)門(mén)控制的總體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。信號(hào)脈沖信號(hào)分配負(fù) 載直流電動(dòng)機(jī)圖3-1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)中，PLC主要完成以下功能：1檢測(cè)功能：（1）檢測(cè)門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)是否有人靠近或者離開(kāi)：開(kāi)門(mén)。（2）檢測(cè)門(mén)是否完全開(kāi)開(kāi)：停止開(kāi)門(mén)。（3）檢測(cè)門(mén)保持打開(kāi)狀態(tài)時(shí)是否有人靠近或通過(guò)：繼續(xù)保持開(kāi)門(mén)狀態(tài)。（4）檢測(cè)關(guān)門(mén)過(guò)程中是否有人靠近或通過(guò)：停止關(guān)門(mén)，執(zhí)行開(kāi)門(mén)。2. 控制功能

15、：（1）控制開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)動(dòng)作。（2）控制保持門(mén)開(kāi)狀態(tài)時(shí)間8s。（3）手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)及門(mén)禁功能。第4章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)主電路根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的主電路需要實(shí)現(xiàn)門(mén)的開(kāi)關(guān)。主電路需要的元器件有：直流電動(dòng)機(jī)、組合開(kāi)關(guān)、接觸器、熔斷器、熱繼電器。各元器件功能為：電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)門(mén)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，組合開(kāi)關(guān)為電源引入，采用熔斷器用作短路保護(hù)，用接觸器作為欠壓和零壓保護(hù)，用熱繼電器作為過(guò)載保護(hù)。電路如圖4-1所示。圖4-1主電路圖4.2 控制流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制過(guò)程應(yīng)為：打開(kāi)門(mén)禁開(kāi)關(guān)QS。當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2或者按下開(kāi)門(mén)按SB0時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作

16、，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8秒后或有人按下關(guān)門(mén)按鈕SB1，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。在門(mén)打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)。若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程。若把門(mén)禁開(kāi)關(guān)QS0關(guān)閉則門(mén)不能打開(kāi)。根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)流程圖，如圖4-2所示。開(kāi)始K1K2是否有信號(hào)？開(kāi)門(mén)是否到K3限位開(kāi)關(guān)？開(kāi)關(guān)保持開(kāi)門(mén)8秒、K1

17、K2是否有信號(hào)？K1、K2是否有信號(hào)？關(guān)門(mén)關(guān)門(mén)停止開(kāi)門(mén)停止打開(kāi)開(kāi)關(guān)手動(dòng)開(kāi)門(mén)手動(dòng)關(guān)門(mén)是否到K4限位開(kāi)關(guān)？開(kāi)關(guān)否是否是否是是否否是圖4-2自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)流程4.3 控制系統(tǒng)硬件組成自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān) K1、門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān) K2、開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān) K3、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān) K4、開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1（使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）、門(mén)禁開(kāi)關(guān) QS0、手動(dòng)開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)SB0、手動(dòng)關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)SB1等部件組成。4.4 確定I/O點(diǎn)數(shù)在該控制系統(tǒng)中，輸入信號(hào)有：門(mén)外光檢測(cè)電開(kāi)關(guān)K1信號(hào)、門(mén)內(nèi)光檢測(cè)電開(kāi)關(guān)K2信號(hào)、開(kāi)門(mén)限位電開(kāi)關(guān)K3信號(hào)、關(guān)門(mén)限位電開(kāi)關(guān)K4信號(hào)、啟停按鈕QS0信號(hào)、手

18、動(dòng)開(kāi)門(mén)SB0信號(hào)；手動(dòng)關(guān)門(mén)SB1信號(hào)。輸出信號(hào)有：開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1信號(hào)、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2信號(hào)。4.5 PLC的選型目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣的PLC有三菱、西門(mén)子等。綜合經(jīng)濟(jì)、安全、高效等因素本設(shè)計(jì)選用西門(mén)子PLC。經(jīng)分析該P(yáng)LC控制系統(tǒng)需要7個(gè)輸入，兩個(gè)輸出。由該控制系統(tǒng)控制規(guī)模不大，控制程序比較簡(jiǎn)單綜合控制規(guī)模、內(nèi)存大小、功能要求、價(jià)格等因素確定選用西門(mén)子S7-200（222）。根據(jù)西門(mén)子S7-200（222）的模塊及I/O接口組成確定該控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)的分配及地址編碼，如表4-1所示。表4-1 I/O點(diǎn)的分配及地址編碼表控制信號(hào)名稱(chēng)I/O點(diǎn)地址編碼輸入門(mén)外光檢測(cè)電開(kāi)關(guān)K1I0.0門(mén)內(nèi)光檢測(cè)電

19、開(kāi)關(guān)K2I0.1開(kāi)門(mén)限位電開(kāi)關(guān)K3I0.2關(guān)門(mén)限位電開(kāi)關(guān)K4I0.3啟停按鈕QS0I0.4手動(dòng)開(kāi)門(mén)SB0I0.5手動(dòng)關(guān)門(mén)SB1I0.6輸出開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1Q0.0關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2Q0.1根據(jù)I/O點(diǎn)的分配及地址編碼表及S7-200（222）的特點(diǎn)做出該控制系統(tǒng)的PLCI/O外部接線圖，如圖4-3所示。1M圖4-3自動(dòng)門(mén)PLC的I/O接線圖第5章 PLC控制程序設(shè)計(jì)5.1 PLC程序設(shè)計(jì)PLC程序常用的設(shè)計(jì)方法主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)化為梯形圖法、邏輯設(shè)計(jì)法、順序控制設(shè)計(jì)法等。由于本控制程序比較簡(jiǎn)單，所以在設(shè)計(jì)時(shí)選擇了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了STEP7Micro/WIN32編

20、程軟件并使用模擬仿真軟件S7-200sim3.0調(diào)試程序初步驗(yàn)證程序。程序梯形圖如下圖5-1所示。 圖5-1程序梯形圖圖5-1程序梯形圖（續(xù)1）用STEP7Micro/WIN32將梯形圖程序轉(zhuǎn)換成語(yǔ)句表如圖5-2所示。圖5-2程序語(yǔ)句表圖5-2程序語(yǔ)句表（續(xù)1）5.2 PLC模擬調(diào)試S7-200sim3.0是西班牙PLC愛(ài)好者編寫(xiě)的一個(gè)PLC模擬仿真軟件。該軟件支持所有型號(hào)的S7-200系列PLC。使用S7-200sim3.0可以模擬仿真大多數(shù)PLC程序大大簡(jiǎn)化了PLC程序調(diào)試步驟，縮短了程序調(diào)試時(shí)間。S7-200sim3.0調(diào)試方法如下 ：1.將在Step 7 

21、MicroWin中編譯正確的程序在文件菜單中導(dǎo)出為AWL文件；2.打開(kāi)仿真軟件，點(diǎn)“配置”-“CPU 型號(hào)”，然后選擇CPU 222；3.點(diǎn)“程序”-“載入程序”；4.選擇Step 7 MicroWin的版本；5.將先前導(dǎo)出的AWL文件打開(kāi)；6.點(diǎn)“PLC”-“運(yùn)行”，開(kāi)始調(diào)試程序。本程序的調(diào)試過(guò)程如下:1.載入程序打開(kāi)運(yùn)行監(jiān)視將PLC狀態(tài)調(diào)為“run”。如圖5-3所示。圖5-3程序調(diào)試圖2.打開(kāi)門(mén)禁開(kāi)關(guān)I0.4如圖5-4所示。圖5-4程序調(diào)試圖3.門(mén)內(nèi)或門(mén)外光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)（K1/K2）檢測(cè)到有人。如圖5-5所示。如圖5-5程序調(diào)試圖4.門(mén)打開(kāi)到最大位置碰到開(kāi)門(mén)限位

22、開(kāi)關(guān)K2。如圖5-6所示。圖5-6程序調(diào)試圖5.門(mén)保持打開(kāi)狀態(tài)八秒。如圖5-7所示。圖5-7程序調(diào)試圖6.門(mén)保持打開(kāi)狀態(tài)過(guò)程中光電開(kāi)關(guān)K1/K2檢測(cè)有人重新開(kāi)始八秒待。如圖5-8所示。圖5-8程序調(diào)試圖7.門(mén)保持打開(kāi)狀態(tài)八秒后自動(dòng)關(guān)門(mén)。如圖5-9所示。圖5-9程序調(diào)試圖8.關(guān)門(mén)過(guò)程中若光電開(kāi)關(guān)K1/K2檢測(cè)到有人則停止關(guān)門(mén)，執(zhí)行開(kāi)門(mén)。如圖5-10所示。圖5-10程序調(diào)試圖9.關(guān)門(mén)過(guò)程中當(dāng)門(mén)到達(dá)關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4，停止關(guān)門(mén)。如圖5-11所示。圖5-11程序調(diào)試圖結(jié) 論本自動(dòng)門(mén)的PLC控制系統(tǒng)可以滿(mǎn)足課題所規(guī)定的設(shè)計(jì)要求：當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，

23、電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。在門(mén)打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程。該控制系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是，增加了手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)功能和門(mén)禁功能?？蓪?shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)。并且在開(kāi)啟門(mén)禁功能后無(wú)論是光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)還是手動(dòng)開(kāi)關(guān)都無(wú)法打開(kāi)自動(dòng)門(mén)。優(yōu)化了程序設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了自動(dòng)門(mén)的功能?？?/p>

24、滿(mǎn)足大多數(shù)用戶(hù)的需求。由于本控制系統(tǒng)才有PLC控制所以可根據(jù)用戶(hù)需求做進(jìn)一步個(gè)性化方案設(shè)計(jì)。雖然我在課題要求上做了一些優(yōu)化設(shè)計(jì)，但作為第一次做PLC控制系統(tǒng)的我來(lái)說(shuō)經(jīng)驗(yàn)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。程序設(shè)計(jì)還不太完美，一些想法不能轉(zhuǎn)化成設(shè)計(jì)。由于本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間有限，進(jìn)一步的完善設(shè)計(jì)，優(yōu)化方案只能在以后學(xué)習(xí)中慢慢完成。比如增加自動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)的速度控制、停電或突然斷電時(shí)的解決方案等。設(shè)計(jì)總結(jié)這次機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)前的最后一次課程設(shè)計(jì)，也是機(jī)電方向唯一一次綜合課程設(shè)計(jì)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)的綜合了自己在機(jī)械、電氣、控制等方面的所學(xué)，并且在使用Word、Auto cad、STEP7Micro/WIN32

25、、S7-200sim3.0等軟件的過(guò)程中進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握了這些軟件及基本用法。通過(guò)這次實(shí)踐，我對(duì)機(jī)電傳動(dòng)與控制這門(mén)課程有了更深層次的理解。為了高質(zhì)量的完成這次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)真的復(fù)習(xí)了課本，并在圖書(shū)館、網(wǎng)上查閱了大量資料。對(duì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、類(lèi)型與工作原理以及繼電器接觸器控制和PLC控制這些內(nèi)容進(jìn)行了全面系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。掌握了一些常用的繼電器接觸器控制電路，更深層次的了解了PLC的循環(huán)掃描工作方式。PLC在現(xiàn)代自動(dòng)化控制領(lǐng)域中所占的比重越來(lái)越大，這次的設(shè)計(jì)過(guò)程與經(jīng)驗(yàn)為自己以后獨(dú)立進(jìn)行相似自動(dòng)化控制工程提供了依據(jù)，也將幫助自己在以后的設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我曾一度想走捷徑結(jié)果做出來(lái)的東西亂七八

26、糟、毫無(wú)章法最終事倍功半得不償失。最終我靜下心來(lái)認(rèn)認(rèn)真真一步一步按照課題要求和指導(dǎo)書(shū)分析課題、確定方案、設(shè)計(jì)程序、調(diào)試程序我才發(fā)現(xiàn)原來(lái)按照要求一步步來(lái)做就是最大的捷徑。機(jī)電傳動(dòng)控制是一門(mén)極其重要的課程，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)。在當(dāng)今由機(jī)械化向自動(dòng)化，信息化飛速發(fā)展的社會(huì)，尤其是PLC技術(shù)越來(lái)越受人們廣泛應(yīng)用。因此學(xué)會(huì)運(yùn)用PLC，將對(duì)我們以后踏上工作崗位有極其重要的幫助。在此次設(shè)計(jì)中，我遇到了許多困難，通過(guò)對(duì)自身的查找，我找出幾點(diǎn)不足之處：1.原先對(duì)機(jī)電控制學(xué)習(xí)不夠深入對(duì)一些基本知識(shí)掌握不牢固、重點(diǎn)知識(shí)掌握不到位。2.理論聯(lián)系實(shí)際能力不足。3.在方案設(shè)計(jì)選擇時(shí)對(duì)方案全面把握不足。最后通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我了解了機(jī)電控制技術(shù)特別是PLC技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位。我會(huì)在今后的學(xué)習(xí)中多思考多實(shí)踐