基于變頻器的自動(dòng)門控制

設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)門控制系統(tǒng)系別：應(yīng)用電子與通信技術(shù)系班級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：成績：______________________2023年月日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目自動(dòng)門控制系統(tǒng)功能技術(shù)指標(biāo)1.選擇自動(dòng)門控制系統(tǒng)所需硬件；2．自動(dòng)門控制系統(tǒng)硬件的連線；3．自動(dòng)門控制系統(tǒng)所需軟件設(shè)計(jì)；4．設(shè)置MM440變頻器參數(shù)；5．編寫S7-200PLC程序；6．用組態(tài)王組態(tài)自動(dòng)門控制系統(tǒng)監(jiān)控界面；7．組態(tài)王監(jiān)控界面與PLC實(shí)現(xiàn)通信；8．撰寫設(shè)計(jì)說明書及考前須知。工作量2周工作方案設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備總體設(shè)計(jì)自動(dòng)門硬件的選用系統(tǒng)硬件的連接MM440參數(shù)的設(shè)置編寫S7-200PLC程序組態(tài)自動(dòng)門控制系統(tǒng)監(jiān)控界面編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告指導(dǎo)教師評(píng)語2023年月日目錄第１章緒論-2-1.1設(shè)計(jì)要求-2-1.1.1設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)指標(biāo)-2-1.1.2設(shè)計(jì)功能-2-第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案-3-2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案-3-2.2硬件框圖-3-第3章硬件設(shè)計(jì)和器件的選擇-4-3.1器件的選擇-4-3.1.1行程開關(guān)〔限位開關(guān)〕的選擇-4-3.2硬件接線圖-4-第4章MM440變頻器參數(shù)設(shè)定-5-4.1MM440參數(shù)復(fù)位操作-5-4.2PLC與變頻器構(gòu)成多段調(diào)速系統(tǒng)-5-第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)-6-5.1I/O分配表-6-5.2程序流程圖-7-5.3可編程控制器〔PLC〕梯形圖程序-8-5.3組態(tài)王組態(tài)監(jiān)控界面-9-結(jié)論-12-心得與體會(huì)-13-致謝-14-參考文獻(xiàn)-15-附錄-16-緒論1.1設(shè)計(jì)要求1.1.1設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)：1.選擇自動(dòng)門控制系統(tǒng)所需硬件；2．自動(dòng)門控制系統(tǒng)硬件的連線；3．自動(dòng)門控制系統(tǒng)所需軟件設(shè)計(jì)；4．設(shè)置MM440變頻器參數(shù)；5．編寫S7-200PLC程序；6．用組態(tài)王組態(tài)自動(dòng)門控制系統(tǒng)監(jiān)控界面；7．組態(tài)王監(jiān)控界面與PLC實(shí)現(xiàn)通信。1.1.2設(shè)計(jì)功能主要功能：自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)由檢測(cè)元件光電傳感器、繼電器、PLC、電動(dòng)機(jī)組成。它主要是利用光電傳感器檢測(cè)，有無人到門口的信號(hào)，在把檢測(cè)到的信號(hào)送入PLC中，由PLC來對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，處理的最后結(jié)果用繼電器輸出，從而到達(dá)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。又由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)門的開、關(guān)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，門自動(dòng)翻開；當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，門自動(dòng)關(guān)閉。第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析自動(dòng)門的運(yùn)行過程可知：如果門開始處于閉合狀態(tài)，有開信號(hào)那么開門，如果門開始處于翻開狀態(tài)，有關(guān)信號(hào)那么關(guān)門，門在運(yùn)行過程中遇到停信號(hào)以及起始位置〔門關(guān)時(shí)〕那么停，遇到底〔門全開時(shí)〕位置信號(hào)那么暫停一段時(shí)間，然后自動(dòng)執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作。為了便于維護(hù)，自動(dòng)門應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式，當(dāng)信號(hào)采集裝置檢測(cè)到有人接近門口的時(shí)候且門未翻開或者檢測(cè)到無人接近門口且門未關(guān)閉，PLC動(dòng)作輸出信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來開門或關(guān)門。2.2硬件框圖圖2-1硬件框圖第3章硬件設(shè)計(jì)和器件的選擇3.1器件的選擇3.1.1行程開關(guān)〔限位開關(guān)〕的選擇行程開關(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)。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)。由于行程開關(guān)型號(hào)繁多，在這里采用比擬通用而且價(jià)格廉價(jià)的型號(hào)為LW42A2Y的行程開關(guān)。3.2硬件接線圖圖3-1硬件接線圖第4章MM440變頻器參數(shù)設(shè)定4.1MM440參數(shù)復(fù)位操作參數(shù)復(fù)位，將變頻器的參數(shù)恢復(fù)到出廠時(shí)的參數(shù)默認(rèn)值。在變頻器初次調(diào)試，或者參數(shù)設(shè)置混亂時(shí)，需要執(zhí)行該操作，以便于將變頻器的參數(shù)值恢復(fù)到一個(gè)確定的默認(rèn)狀態(tài)。將參數(shù)“P0003〞設(shè)置為1；將參數(shù)“P0010〞設(shè)置為30；將參數(shù)“P0970〞設(shè)置為1。4.2PLC與變頻器構(gòu)成多段調(diào)速系統(tǒng)用PLC通過變頻器控制電機(jī)是通過PLC的數(shù)字量輸出信號(hào)作為變頻器數(shù)字量輸入信號(hào)，因而變頻器的控制方式選為端子排控制。表4-1變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)功能設(shè)定值內(nèi)容P0700=‘2’選擇命令源由端子排輸入P0701=‘1’數(shù)字輸入1的功能ON/OFF〔接通正轉(zhuǎn)/停車命令〕P0702=‘12’數(shù)字輸入2的功能反轉(zhuǎn)P0703=‘15’數(shù)字輸入3的功能固定頻率設(shè)定值〔直接選擇〕P0704=‘15’數(shù)字輸入4的功能固定頻率設(shè)定值〔直接選擇〕P0705=‘15’數(shù)字輸入5的功能固定頻率設(shè)定值〔直接選擇〕P1000=‘3’頻率設(shè)定值的選擇固定頻率P1003=‘10’固定頻率1固定頻率1的設(shè)定值P1004=‘15’固定頻率2固定頻率2的設(shè)定值P1005=‘25’固定頻率3固定頻率3的設(shè)定值第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1I/O分配表系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括可編程控制器的梯形圖程序設(shè)計(jì)也包括組態(tài)的設(shè)計(jì)，在可編程控制器的梯形圖程序設(shè)計(jì)時(shí)需要確定變量的地址及每個(gè)變量所代表的意義。表5-1S7-200PLCI/O分配表符號(hào)變量地址I/O類型注釋SB0I0.0數(shù)字輸入內(nèi)部感應(yīng)開關(guān)SB1I0.1數(shù)字輸入外部感應(yīng)開關(guān)SB2I0.2數(shù)字輸入手自動(dòng)切換SB3I0.3數(shù)字輸入開門上限SA4I0.4數(shù)字輸入關(guān)門下限SA5I0.5數(shù)字輸入手動(dòng)開門按鈕SA6I0.6數(shù)字輸入手動(dòng)關(guān)門按鈕SA7I1.0數(shù)字輸入感應(yīng)點(diǎn)1SA10I1.1數(shù)字輸入感應(yīng)點(diǎn)2SA11I1.2數(shù)字輸入感應(yīng)點(diǎn)3L0Q0.7數(shù)字輸出自動(dòng)關(guān)門指示燈L1Q1.0數(shù)字輸出自動(dòng)開門指示燈DIN1Q0.0數(shù)字輸出自動(dòng)開門DIN2Q0.1數(shù)字輸出自動(dòng)關(guān)門DIN3Q0.4數(shù)字輸出高速運(yùn)行DIN4Q0.5數(shù)字輸出中速運(yùn)行DIN5Q0.6數(shù)字輸出低速運(yùn)行5.2程序流程圖開始開始手動(dòng)/自動(dòng)門口是否有人按下關(guān)門按鈕變速開門是否到達(dá)開門上限開門計(jì)時(shí)結(jié)束變速關(guān)門門口是否有人是否到達(dá)關(guān)門下限運(yùn)行結(jié)束停止運(yùn)行開門到上限關(guān)門到下限是是是否是是是否否否否否手動(dòng)自動(dòng)按下開門按鈕圖5-1程序流程圖5.3可編程控制器〔PLC〕梯形圖程序分析自動(dòng)門的運(yùn)行過程可知：如果門開始處于閉合狀態(tài)，當(dāng)門內(nèi)外有感應(yīng)時(shí)就會(huì)觸發(fā)自動(dòng)開門，當(dāng)門內(nèi)外無感應(yīng)或未到達(dá)關(guān)門下限就會(huì)自動(dòng)關(guān)門，而且可以通過手自動(dòng)切換開關(guān)切換工作方式。5.3組態(tài)王組態(tài)監(jiān)控界面在組態(tài)畫面之前要先定義畫面中的變量，在PLC中獲得變量類型均為I/O離散型，具體設(shè)置如圖5-2所示。圖5-2組態(tài)王變量設(shè)置組態(tài)畫面包括手自動(dòng)開、關(guān)門指示燈，各感應(yīng)點(diǎn)的指示燈，可以更清晰明了的觀察控制系統(tǒng)的工作情況。如圖5-3所示。圖5-3組態(tài)王組態(tài)界面當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)相應(yīng)指示燈會(huì)點(diǎn)亮，左右門會(huì)根據(jù)開門或者是關(guān)門要求左右移動(dòng)，模擬自動(dòng)門的工作。如圖5-4所示。圖5-4組態(tài)王運(yùn)行界面為使得左右門可以通過PLC信號(hào)實(shí)現(xiàn)左右移動(dòng)從而到達(dá)模擬自動(dòng)門工作方式的效果在畫面命令語言中編寫程序如圖5-5所示。圖5-5組態(tài)王畫面程序結(jié)論回憶本次課程設(shè)計(jì)，令我仍感慨頗多。兩周的時(shí)間里，付出了很多，從硬件選擇設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)都是針對(duì)系統(tǒng)特點(diǎn)親自完成的。PLC的軟件調(diào)試相對(duì)于硬件連接來說復(fù)雜的多，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修改最終趨于完美。PLC系統(tǒng)的硬件和軟件是不能分開的，有些硬件的錯(cuò)誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結(jié)合起來調(diào)試以進(jìn)一步排除故障。通過對(duì)自動(dòng)門控制裝置的實(shí)驗(yàn)?zāi)M運(yùn)行，可看出，本裝置運(yùn)行良好。但此裝置只是通過了模擬，離實(shí)際的控制系統(tǒng)還有一段距離，因此在今后的學(xué)習(xí)生活中還要加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)與研究，針對(duì)具體的自動(dòng)門系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的分析以及調(diào)整。心得與體會(huì)兩周的課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，在這次設(shè)計(jì)過程中，表達(dá)出團(tuán)隊(duì)協(xié)作共同設(shè)計(jì)方案的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的缺乏和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。逐步完善方案，順利的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教的方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣也是巨大的，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)了我團(tuán)隊(duì)合作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有很大的影響。在此特別感謝我們的老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)的典范；這次課程設(shè)計(jì)能順利地完成離不開老師的細(xì)心指導(dǎo)。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。致謝本設(shè)計(jì)是在多位老師的悉心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的工作作風(fēng)，平易近人的性格都是我學(xué)習(xí)的楷模。在本次課程設(shè)計(jì)期間，導(dǎo)師給了我很大的支持和鼓勵(lì)，才使得本次課程設(shè)計(jì)得以順利的完成，在此謹(jǐn)向?qū)煴硎局倚牡母兄x和崇高的敬意感謝同實(shí)驗(yàn)的同學(xué)們，在課程設(shè)計(jì)期間，他們?cè)趯W(xué)習(xí)上對(duì)我有很大的幫助，這兩周我們相處的是非常愉快。由于本人知識(shí)有限，缺乏之處在所難免，還請(qǐng)各位評(píng)委指正。參考文獻(xiàn)王兆義編．可編程控制器使用技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社，2004．王延才編.變頻器原理及應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出版社，2007.李燕，廖義奎，王永編．圖解變頻器應(yīng)用．中