自動門PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(DOC)

1、學號：課程設(shè)計題目自動門PLC控制系統(tǒng)設(shè)計學院計算機科學與信息工程學院專業(yè)自動化班級學生姓名指導(dǎo)教師2013年 5月27日目錄摘要2一、自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計21、自動門的功能需求分析22、自動門的控制任務(wù)及要求23、自動門控制系統(tǒng)構(gòu)成3(1) PLC 概述3(2) 構(gòu)成4二、PLC和主要電氣元件的選擇51 PLC 的選擇52、驅(qū)動裝置的選擇53、感應(yīng)器的選擇54、單相交流電機的選擇55、傳動裝置、限位開關(guān)6三、PLC的I/O分配和接線圖設(shè)計61、自動門控制系統(tǒng)I/O地址分配表62、自動控制系統(tǒng)的原理圖7四、控制流程圖設(shè)計8五、PLC程序設(shè)計91、工作過程分析92、梯形圖程序9六、程序調(diào)試

2、10七、設(shè)計總結(jié)錯誤!未定義書簽。1、心得體會錯誤!未定義書簽。2、任務(wù)分配錯誤!未定義書簽。八、參考文獻：錯誤!未定義書簽。附錄1：自動門PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序錯誤!未定義書簽。附錄2：自動門PLC控制系統(tǒng)設(shè)計主要原器件明細表.錯誤!未定義書簽。第2頁/共15頁摘要本文是關(guān)于自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計，自動門系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、 感應(yīng)器件、驅(qū)動裝置和傳動裝置組成。主要工作原理是感應(yīng)器件將檢測到的人體 或物體信號傳送到PLC, PLC再綜合收到的自動門狀態(tài)信號作出判斷，而后發(fā)出 控制信號，使驅(qū)動裝置運行，在通過傳動裝置帶動門的動作關(guān)鍵詞：自動門、PLC、感應(yīng)器件、驅(qū)動裝置一、自動門控

3、制系統(tǒng)總體方案設(shè)計1. 自動門的功能需求分析本設(shè)計產(chǎn)品主要用在公共場合，因此有安全性和可靠性。根據(jù)公共場所（商 場、銀行等）的具體要求本自動門至少應(yīng)具有如下功能：（1）開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動和自動方式為了便于維護，自動門應(yīng)具有手動和自動方式。當信號采集裝置檢測 到有人接近門口且門未打開或者檢測到己無人接近門口且門未關(guān)閉，PLC 動作輸出信號開控制點動機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來開門或者關(guān)門。（2）緊急停止當門的閉合或者打開時出現(xiàn)意外情況，可以緊急停止。2. 自動門的控制的任務(wù)及要求1. 自動門控制裝置的硬件組成：自動門系統(tǒng)由一臺PLC控制。其余部件有門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門 外光電探測開關(guān)K2、開門到位限

4、位開關(guān)K3、關(guān)門到位限位開關(guān)K4、開門執(zhí) 行機構(gòu)KM1（使1000W單相交流電動機正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)KM2（使1000W 單相交流電動機反轉(zhuǎn)）等。光電檢測開關(guān)設(shè)定為有光斷開、無光導(dǎo)通。開關(guān) 門時有相應(yīng)指示燈指示。根據(jù)上述硬件組成設(shè)計系統(tǒng)主電路及控制電路圖。2. 控制要求：（1）當有人由內(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 機構(gòu)KM1動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關(guān)K3位置時，電機停止。（2）自動門在開門位置停留3秒后，自動進入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)KM2 被起動，電動機反轉(zhuǎn)，當門移動到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時，電機停止。（3）在關(guān)門過程中，當有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電

5、檢測開關(guān)K2 或K1時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序。（4）在門打開后的3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)K2或K1時，必須重新開始等待3秒后，再自動進入關(guān)門過程，且開 門和關(guān)門不能同時進行。（5）應(yīng)有互鎖等保護環(huán)節(jié)（如防止開、關(guān)門同時動作）。根據(jù)上述控制要求設(shè)計PLC控制程序。3. 自動門控制系統(tǒng)構(gòu)成自動門控制系統(tǒng)包含PLC控制和動作的執(zhí)行機構(gòu)，具體組成如下：由上圖可知，當感應(yīng)器件檢測到人體或物體信號時將信號傳給PLC,PLC根據(jù) 己經(jīng)采集的信號發(fā)出控制信號，是驅(qū)動裝置運行，通過傳動裝置帶動自動門的運 行1）PLC概述可編程控制器，英文Programmable

6、 Controller,簡稱PLC,本課題中用PLC 作為它的簡稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基 于電子計算機。它以微處理器為核心，集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為 一體，它通過運行儲存在其內(nèi)存中的程序，實現(xiàn)對負載的控制。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量 的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本功能：(1)邏輯處理功能；(2)數(shù)據(jù)運算功能；(3)準確定時功能；(4)高速計數(shù)功能；(5)中斷處理功能；(6)程序與數(shù)據(jù)存儲功能;(7)聯(lián)網(wǎng)通信功能；(8)自檢測、自診斷功能。現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各

7、不相同，之所以 受到了廣大工程人員的歡迎。其其具有以下特點：(1) 抗干擾能力強，可靠性能高(2) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(3) 編程方便，易于使用(4) 功能強大，成本低(5) 設(shè)計、施工、調(diào)試的周期短(6) 維護方便2) 構(gòu)成具體構(gòu)成框圖如下：第6頁/共15頁上比運行繞組的電流超前90度角，先到達最大值。在時間和空間上形成兩個相 同的脈沖磁場，使定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生了一個旋轉(zhuǎn)磁場，在旋轉(zhuǎn)磁場的 作用下，電機轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流與旋轉(zhuǎn)磁場互相作用產(chǎn)生電磁場轉(zhuǎn)矩， 使電機旋轉(zhuǎn)起來。5.傳動裝置、限位開關(guān)本控制系統(tǒng)所用到的傳動裝置具體包括如下：1）自動門扇行進軌道：就像火車的鐵軌，

8、約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其 按特定方向進行。2）自動門扇吊具走論系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門 扇運行。3）同步皮帶：用于傳輸電機所產(chǎn)動力，牽引自動門吊具走論系統(tǒng)。限位開關(guān)乂稱行程開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控 制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一 種自動控制器件。限位開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機床、起重機械以及輕工機械的行程控制。當生 產(chǎn)機械運動到某一運動位置時，行程開關(guān)通過機械可動部分的動作，將機械信號 轉(zhuǎn)化為電信號，以實現(xiàn)對生產(chǎn)機械的控制，限制它們的動作和位置，借此對生產(chǎn) 機械給以必要的保護。三、PLC的I/O分配和接線圖設(shè)

9、計1. 自動門控制系統(tǒng)I/O地址分配表I/O分配表示編寫PLC程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)場接線和調(diào)試的重 要依據(jù)。I/O 口分配表：輸入點：00000電源開關(guān)S自動門的開啟與關(guān)閉00001門內(nèi)光電感應(yīng)開關(guān)K1當門內(nèi)有人 時閉合00002門外光電感應(yīng)開關(guān)K2當門外有人時閉合00003開門極限位置開關(guān)K3當門完全打 開時閉合00004關(guān)門極限位置開關(guān)K4當門完全關(guān) 閉時閉合輸出點：01000開門感應(yīng)電磁閥KM輸出 當K1或 K2閉合時通電01001電動機正轉(zhuǎn)（開門）驅(qū)動電磁閥KM1 輸出 KM1通電時，電動機正轉(zhuǎn)使門打開01002電動機反轉(zhuǎn)（關(guān)門）驅(qū)動電磁閥KM2 輸出 KM2通電時，電動機反

10、轉(zhuǎn)使門關(guān)閉01003開門極限位置電磁閥KM3輸出 當門 完全打開時K3閉合，使得KM3通電01004關(guān)門極限位置電磁閥KM4輸出 當門 完全關(guān)閉時K4閉合，使得KM4通電2. 自動控制系統(tǒng)的原理圖外圍接線圖第7頁/共15頁第#頁/共15頁00000010000000101001000020100200003010030000401004PLCf4茫第8頁/共15頁四、控制流程圖設(shè)計第9頁/共15頁五、PLC程序設(shè)計1. 工作過程分析本設(shè)計的工作過程如下：1）首先按下啟動按鈕，當傳感器檢測到能有人體信號時，電動機正傳， 帶動自動門執(zhí)行開門過程。2）當門完全打開之后，使開門限位開關(guān)打開，此時自動門

11、停止，進行3 延時。若此時感應(yīng)器重新檢測到有人體信號時，則在重新進行3延時3）當3的延時完畢后，電動機反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。在關(guān)門過程中，傳感 器重新檢測到人體信號時，此時中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。4）當自動門出現(xiàn)故障時，可以手動開關(guān)門2. 梯形圖程序1）當有人出現(xiàn)在門內(nèi)或門外時，自動門執(zhí)行開門程序，K1或K2閉合時通 電。如圖1所示。第10頁/共15頁第#頁/共15頁2）當自動門開門到達極限時K3閉合，使得KM3通電。如圖2所示。0.0310.010.03第#頁/共15頁第#頁/共15頁inw3）當自動門開始關(guān)門，并且關(guān)門到達極限時K4閉合，使得KM4通電。 如圖3所示。II0 0410.04圖34

12、）當自動門第一次開門輸出時，電動機正轉(zhuǎn)開門，并保持開門動作。如圖4所示。I IO.CO 10.0210.0310.01MC10.01十圖410.005）當自動門打開并且到達極限時，保持這個動作持續(xù)3S。如圖5所示。10.037IMW頑6）當3S倒計時過后,電動機開始反轉(zhuǎn)，自動門執(zhí)行關(guān)門程序。如圖6第11頁/共15頁第#頁/共15頁10.0144-所示。rifioos10.04MlPh六、程序調(diào)試當程序編譯在軟件上后，點擊在線聯(lián)機工作，將程序?qū)氲絇LC中去，點擊 操作模式為運行，然后根據(jù)設(shè)計任務(wù)及要求進行調(diào)試，如果PLC正常工作，那么 按下觸發(fā)開關(guān)能完成設(shè)計要求。通過調(diào)試之后能完成預(yù)定設(shè)定要求

13、。七、設(shè)計總結(jié)1 心得體會心得體會這次PLC課程設(shè)計我們歷時大約兩個星期，三個人組成一個小組。當組長 抽中我們要做的題目是自動門PLC控制系統(tǒng)設(shè)計，我們都比較開心，以為比較 簡單,因為現(xiàn)實生活中隨處可見。然而題目看似簡單，但在后面做的過程中，我 們遇到了許多的困難。在選題之后的第二天我們小組就忙了起來，我們以組長為中心，分配好每 個人的任務(wù)后，我們就認真的做了起來。但PLC課程設(shè)計的第一階段中我們完 成得不是太好，有很多的錯誤，可能是我們在收集資料的過程中收集得不是太好, 網(wǎng)上雖也有和我們相似的題目，但是他們用的可編程控制器兒乎都是西門子的， 而我們用的可編程控制器是歐姆龍的。由于我們出現(xiàn)了很

14、多錯誤，乂回寢室重新 做，但是卻錯過了第一階段的檢査時間。我們只好抓緊時間進入第二階段的工作。在第二階段的設(shè)計中我們遇到了許 多困難，由于平常上課的時候沒有認真的學習pic這門課程。所以在編程中，我 們真頭疼。我們小組立馬認真的學了起來，但是時間太少，所以也只學會了一點。 幸運的是我們收集到一個基本滿足實驗要求的程序。第二階段調(diào)試時間到來了， 我們小組大約下午二點就早早的來到了實驗室調(diào)試程序，我們將程序輸入到調(diào)試 軟件中，但是程序有一點小錯誤，最后在我們的修改下程序總算正確了，但是在 接線過程和調(diào)試過程我們都不是太會，浪費了很多時間。在做本次課程設(shè)計的過程中，我對查閱設(shè)計資料比較有感觸。為了讓

15、我們的 設(shè)計更加完善更加美好，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的，同時也是必不可 少的。這次課程設(shè)計對我來說收獲比較大，我懂得了學習的重要性，不懂就要問， 就要學。要做好一個設(shè)計必須有一個好的規(guī)劃，才能做到事半功倍的效果。學會 了堅持、耐心和努力，這將為我今后的學習和工作做出了最好的榜樣。而且讓我 們把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，提高了自己的實際動手能力和獨立思考 的能力。最重要的是一個小組之間的團結(jié)，只有一個團隊凝聚在一起時才能發(fā)揮 出的巨大潛能。雖然我們這次課程實際也許花去的時間比別人稍多，但我相信我 們的收獲一定更多。2任務(wù)分配本人負責課程設(shè)計報告錯誤檢查，資料的收集與整理，完成元器件

16、的選型和 明細表，在調(diào)試的時候輔助接線等。八、參考文獻1齊占慶，王振臣等，機床電器控制技術(shù)第四版，機械工業(yè)出版社，2011 年2李勝多，張還等，可編程控制器原理與應(yīng)用實例，中國電力出版社, 2010 年3吳曉君主編，電氣控制課程設(shè)計指導(dǎo)，中國建筑工業(yè)出版社，2010 年附錄1：自動門PLC控制系統(tǒng)梯形圖程序堆輔:淀別【踰.創(chuàng)10.0x90)良好 (90x80)中等 (80x70)及格(70x60)不及格 (x60)評 分參考標準參考標準參考標準參考標準參考標準學習態(tài)度認學習態(tài)度比較學習態(tài)度學習態(tài)度尚學習馬虎，真，科學作風認真，科學作尚好，遵守可，能遵守組紀律渙散，學習 態(tài)度嚴謹，嚴格保風良好，

17、能按組織紀律，織紀律，能按工作作風15證設(shè)計時間并期圓滿完成任基本保證期完成任務(wù)不嚴謹，不按任務(wù)書中規(guī)務(wù)書規(guī)定的任設(shè)計時間，能保證設(shè)定的進度開展務(wù)按期完成計時間和各項工作各項工作進度設(shè)計合理、理設(shè)計合理、理設(shè)計合理，設(shè)計基本合設(shè)計不合論分析與計算論分析與計算理論分析理，理論分析理，理論分正確，實驗數(shù)正確，實驗數(shù)與計算基與計算無大析與計算技術(shù) 水平 與實 際能力據(jù)準確，有很據(jù)比較準確，本正確，實錯，實驗數(shù)據(jù)有原則錯強的實際動手有較強的實際驗數(shù)據(jù)比無大錯誤，實驗數(shù)25能力、經(jīng)濟分動手能力、經(jīng)較準確，有據(jù)不可靠，析能力和計算濟分析能力和一定的實實際動手機應(yīng)用能力，計算機應(yīng)用能際動手能能力差，文文獻查閱能力力，文獻引用、力，主要文獻引用、調(diào)強、引用合理、調(diào)查調(diào)研比較獻引用、調(diào)查調(diào)研有調(diào)查調(diào)研非常合理、可信查調(diào)研比較大的問合理、可信較可信題有重大改進或有較人改進或有一定改有一定見解觀念陳舊創(chuàng)新10獨特見解，有新穎的見解，進或新的一定實用價值實用性尚可見解結(jié)構(gòu)嚴謹，邏結(jié)構(gòu)合理，符結(jié)構(gòu)合理