基于s7-200plc的plc門控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于s7-200plc的plc門控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0自動(dòng)門的發(fā)展隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和生活水平的提高，自動(dòng)生活與人類生活的形式?jīng)]有分離。生活的要素之一，大門和建筑設(shè)計(jì)的理念越來越人性化。150年前，自動(dòng)門開始大規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)，許多具有專業(yè)特色的制造商，如歐洲和美國，在全世界得到了開發(fā)。自動(dòng)門的普及和應(yīng)用改變了人們的生活，提高了人們的觀念。工業(yè)控制編程控制器非常方便，可靠性高，在行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)是門循環(huán)系統(tǒng)的主要設(shè)備，大大提高了自動(dòng)門的利用率。使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)了自動(dòng)門控制器系統(tǒng)，介紹了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的過程。1該項(xiàng)目的內(nèi)部設(shè)計(jì)1.1自動(dòng)矯正功能.PLC控制自動(dòng)門要滿足最基本的三個(gè)條件.首先是可靠性,指控制器經(jīng)久耐用、故障率低、運(yùn)行穩(wěn)定,開關(guān)門安靜平穩(wěn).開關(guān)動(dòng)作,根據(jù)門的形狀和環(huán)境可適當(dāng)調(diào)整.制動(dòng)效果及時(shí)準(zhǔn)確,防止動(dòng)作不穩(wěn)定,保持運(yùn)行平穩(wěn)需要提供自動(dòng)矯正功能.其次是施工難易性,指簡化施工,位置美觀,調(diào)整方便,通過遙控器進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)設(shè)定.其次是功能性,指主功能和輔功能,主功能如開關(guān)、電子鎖、門鈴提示及語音提示.輔功能需提供擴(kuò)展模塊,如半開功能,多門聯(lián)動(dòng)等.第三是長壽性,要求更換方便,維護(hù)簡單.1.2驅(qū)動(dòng)裝置以及機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以PLC為控制核心,其他輔助裝置以紅外熱釋傳感器為感應(yīng)裝置,驅(qū)動(dòng)動(dòng)力單元為直流電動(dòng)機(jī).組成由控制信號,傳動(dòng)裝置以及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)為一體的自動(dòng)門控制系統(tǒng).其主要部件及功能是:(1)S7-200PLC主控器:指揮驅(qū)動(dòng)裝置或者電鎖類工作,他是門控系統(tǒng)的指揮中心,門扇開啟的幅度、速度參數(shù)也通過主控調(diào)節(jié).(2)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、門扇吊具走輪系統(tǒng)、同步皮帶、行進(jìn)軌道以及導(dǎo)向系統(tǒng).電動(dòng)機(jī)的速度由主控制器設(shè)置,提供開關(guān)門的主動(dòng)力;吊具走輪在動(dòng)力的牽引下帶動(dòng)門扇滑行,主要用于吊掛不同類型的門扇;同步皮帶牽引門扇吊具走輪裝置,傳輸電動(dòng)機(jī)動(dòng)力;行進(jìn)軌道和導(dǎo)向系統(tǒng)保證門扇的平穩(wěn)運(yùn)行,行進(jìn)軌道約束門扇的吊具走輪不偏離軌道,導(dǎo)向系統(tǒng)處于門下部位,保證門扇運(yùn)行時(shí)不發(fā)生擺動(dòng).(3)感應(yīng)探測器:該設(shè)計(jì)采用紅外感應(yīng)裝置,負(fù)責(zé)采集外部信號,產(chǎn)生脈沖信號送入S7-200PLC主控器,在工作范圍內(nèi)測試移動(dòng)物體.PLC門控制方框圖如圖1所示.2管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟PLC按照掃描周期工作,不斷循環(huán)掃描周期,從第一條指令開始執(zhí)行.一般設(shè)計(jì)步驟是:首先繪制系統(tǒng)功能圖,再根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)梯形圖并編寫梯形圖指令,最后調(diào)試程序,調(diào)試過程中進(jìn)行程序模擬,對復(fù)雜的設(shè)計(jì)采取分段調(diào)試方法,并實(shí)時(shí)監(jiān)控各項(xiàng)功能.PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟如圖2.2.2s1-200控制器該設(shè)計(jì)選用德國西門子S7-200PLC,具有極高的性價(jià)比,是一種小型的工控可編程序控制器,行業(yè)內(nèi)應(yīng)用非常廣泛,適合多種場合的自動(dòng)化控制.S7-200PLC可獨(dú)立運(yùn)行,同時(shí)具備較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)控制功能.S7-200控制器CPU用多種類型,該設(shè)計(jì)選用CPU214,其性能參數(shù)有:數(shù)據(jù)存儲容量為13KB,含7個(gè)擴(kuò)展模塊,通訊/編程口類型是RS485,可擴(kuò)展至多路數(shù)字量或者模擬量I/O點(diǎn),具有PPI通訊協(xié)議,I/O端子排拆卸方便,維護(hù)簡單.2.3電機(jī)換向機(jī)械換換方式直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力驅(qū)動(dòng),拖動(dòng)門葉上下運(yùn)動(dòng),PLC提供可變電場,電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)門的開關(guān),其原理是電能和機(jī)械能互換.直流電機(jī)電機(jī)根據(jù)換向分為有刷和無刷電機(jī),無刷電機(jī)噪音小,壽命長,一般壽命超過5000h.電機(jī)動(dòng)力速度方面,不同類型的電子相差很大,有刷電機(jī)功率小,通過電壓調(diào)速,無刷電機(jī)可將功率做到足夠大,轉(zhuǎn)速可達(dá)8萬轉(zhuǎn)/min的高速.根據(jù)分析,該設(shè)計(jì)選用直流無刷電機(jī).2.4熱釋傳感器的設(shè)計(jì)在自動(dòng)門控制系統(tǒng)中,反饋原件分三類,分別是門內(nèi)外人或者物體的檢測;開關(guān)門減速;開關(guān)門到位否檢測.檢測門內(nèi)外物體需要運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠的非機(jī)械傳感器,此設(shè)計(jì)選用紅外熱釋傳感器,如圖3所示.將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián),安裝在測控固定的位置,物體的有無通過點(diǎn)信號傳給PLC.可測距離范圍在20m內(nèi),根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)節(jié).開關(guān)門減速,開關(guān)門到位否檢測需要減速開關(guān)和限速開關(guān),其原理是利用物體之間的碰撞,改變觸頭的動(dòng)作達(dá)到通斷的目的.這類開關(guān)用來限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置或行程,按結(jié)構(gòu)分為四類.該設(shè)計(jì)選用滾動(dòng)式行程開關(guān),它的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)速度的影響與觸點(diǎn)的通斷無關(guān),能自動(dòng)復(fù)位,具有記憶作用,適合PLC控制.此設(shè)計(jì)選用的滾動(dòng)式行程開關(guān)LXKl9-111參數(shù)見表1.3軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)PLC程序設(shè)計(jì)主要的方法有邏輯設(shè)計(jì)法、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法等,此設(shè)計(jì)編程軟件是STEP7-Micro/WIN,STEP7-Micro/WIN基于Windows窗口,為用戶開發(fā)控制模塊程序,西門子公司開發(fā)的專業(yè)工具,同時(shí)可作為實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)程序.工作流程圖如圖4.3.2plc控制器在控制門包括啟動(dòng)程序和自動(dòng)運(yùn)行程序等,以啟動(dòng)程序?yàn)槔?根據(jù)流程圖和工作模式,當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕,PLC內(nèi)部中間繼電器M0.1接通,控制門進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),程序如圖5所示.4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)采用S7200_Simulation仿真軟件進(jìn)行的模擬聯(lián)機(jī)調(diào)試.S7200_Simulation只能識別awl格式,首先將梯形圖通過文件菜單導(dǎo)出為awl格式,然后點(diǎn)擊“PLC-RUN”進(jìn)入仿真環(huán)境,S7200_Simulation同