2022年2022年雙門通道控制

1、精選學習資料 - - - 歡迎下載目錄1.引言 .11.1設計目的 . .11.2設計內(nèi)容及要實現(xiàn)的目標.12.系統(tǒng)硬件電路設計.22.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理.22.1.1 plc的選型 . .22.1.2容量的估算 .32.1.3電機的選型 . .52.2系統(tǒng)硬件電路圖 . .63.系統(tǒng)軟件設計.83.1 系統(tǒng)功能分析 .83.2 掌握程序設計思路.83.3各部分功能詳細實現(xiàn) . .94.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析.124.1系統(tǒng)調(diào)試 . .124.2結(jié)果分析 . .13終止語 .13參考文獻 .15附錄一 .16精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1.引言1.1 設計目的綜合運用本課程

2、及前期課程的相關(guān)學問和技能,相對獨立地設計和調(diào)試一個小型 plc應用系統(tǒng), 使同學獲得掌握技術(shù)工程的基本訓練,提高工程意識和實踐技能；同時提高同學對文獻資料的檢索和信息處理的才能,以及編寫和整理設計文檔的才能 ；本次 plc課程設計的主要目的為通過某一plc掌握系統(tǒng)的設計實踐, 為同學能夠嫻熟的進行plc系統(tǒng)外圍電路設計.接線.編程.調(diào)試等工作,培育 同學的工程技術(shù)應用才能；1.2 設計內(nèi)容及要實現(xiàn)的目標 某房間要求盡可能地保持無塵, 在通道上設置了兩道電動門, 門 1 和門 2, 可通過光電傳感器自動完成門的打開和關(guān)閉；門1 和門 2 不能同時打開； 第 1道門（依據(jù)出入方向不同,可能為門1

3、或門 2 ）,為由在通道外的開門者通過按開門按鈕打開的,而第 2道門（依據(jù)出入方向不同, 可能為門 1或門 2）就為在打開的第1道門關(guān)閉后自動地打開的 （也可以由通道內(nèi)的人按開門按鈕來打開第 2 道門）；這兩道門都為在門開后, 經(jīng)過 3s的延時而自動關(guān)閉的； 在門關(guān)閉期間,假如對應的光電傳感器的信號被遮斷,就門立刻自動打開；假如在門外或者在門內(nèi)的開門者按對應的開門按鈕時,立刻打開； 出于安全方面的考慮,假如在通道內(nèi)的某個人經(jīng)過光電傳感器時,對應的門已經(jīng)打開,就通道外的開門者可以不按開門按鈕； 每道門都安裝了兩個行程開關(guān),用于確定門的打開和關(guān)閉為否到位；在通道外的開門按鈕旁,安裝了相應的led

4、指示燈,當按下開門按鈕后,led 指示燈亮,門開后led 指示燈滅；1精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2.系統(tǒng)硬件電路設計2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理2.1.1 plc的選型fx系列 plc型號的含義如下：圖 2.1 fx plc 型號含義其中系列名稱：如0.2.0s.1s.on.1n.2n.2nc等單元類型： m基本單元e輸入輸出混合擴展單元ex擴展輸入模塊ey擴展輸出模塊輸出方式： r繼電器輸出s 晶閘管輸出t 晶體管輸出特別品種： d dc電源, dc輸出a1 ac電源 ac（ac100120v）輸入或 ac輸出模塊 h大電流輸出擴展模塊v立式端子排的擴展模塊c接插口輸入

5、輸出方式f輸入濾波時間常數(shù)為1ms的擴展模塊2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載假如特別品種一項無符號,為ac電源. dc輸入.橫式端子排.標準輸出；例如 fx2n 32mt d 表示 fx2n系列, 32 個 i/o 點基本單位,晶體管輸出,使用直流電源, 24v直流輸出型；plc機型挑選的基本原就為：在功能滿意要求的前提下,挑選最牢靠.保護使用最便利以及性能價格比最優(yōu)的機型；通常做法為, 在工藝過程比較固定. 環(huán)境條件較好的場合,建議選用整體式結(jié)構(gòu)的plc；其他情形就最好選用模塊式結(jié) 構(gòu)的 plc；對于開關(guān)量掌握以及以開關(guān)量掌握為主.帶少量模擬量掌握的工程項目中,一般其掌握速度

6、無須考慮, 因此,選用帶 a/d 轉(zhuǎn)換.d/a 轉(zhuǎn)換.加減運算.數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿意要求；而在掌握比較復雜, 掌握功能要求比較高 的工程項目中（如要實現(xiàn)pid 運算.閉環(huán)掌握.通信聯(lián)網(wǎng)等）,可視掌握規(guī)模及 復雜程度來選用中檔或高檔機（其中高檔機主要用于大規(guī)模過程掌握.全plc 的分布式掌握系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等）；應當留意的為, 同一企業(yè)應盡量做到機型統(tǒng)一；這樣, 同一機型的 plc模塊可互為備用, 便于備品備件的選購和治理；同時, 其統(tǒng)一的功能及編程方法也有 利于技術(shù)力氣的培訓. 技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；此外, 由于其外部設備通用,資源可以共享,因此,配以上位運算機后即可把掌

7、握各獨立系統(tǒng)的多臺plc 聯(lián)成一個 dcs系統(tǒng),這樣便于相互通信,集中治理；本次設計選用三菱公司的fx2n系列的 plc；2.1.2 容量的估算plc容量的估算,包括兩個方面：一為i/o 口的點數(shù),二為用戶儲備量的容量；（1）i/o 點數(shù)的估算i/o 點數(shù)為衡量 plc規(guī)模大小的重要指標,一般來說,輸入點與輸入信號,輸出點與輸出掌握為一一對應的, 個別情形下,也有兩個信號公用一個輸入點的；表 2.1 列出了典型傳動設備及電器元件所需plc i/o 點數(shù)；3精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載表 2.1典型傳動設備及電器元件所需plc i/o 點數(shù)序號1電氣設備.元件y-啟動的籠型電動

8、機輸入點數(shù)4輸出點數(shù)3i/o總點數(shù)72單向運行的籠型電動機4153可逆運行的籠型電動機5274單相變極電動機5385可逆變極電動機64106單向運行的直流電動機96157可逆運行的直流電動機128208單向運行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機3479可逆運行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機45910單線圈電磁閥21311雙線圈電磁閥32512按鈕1113光電開關(guān)2214撥碼開關(guān)4415行程開關(guān)1116位置開關(guān)2217信號燈1118風機11（2）用戶儲備器容量的估算plc的儲備器容量挑選和運算的第一種方法為：依據(jù)編程使用的節(jié)點數(shù)精確運算儲備器的實際使用容量； 其次種為估算法, 用戶可依據(jù)掌握規(guī)模和應用目的,依據(jù)（式 2

9、.1 ）來估算；為了使用便利,一般應留有25%的裕量；儲備器字數(shù) =（開關(guān)量 i/o 點數(shù)*10 ）+（模擬量通道數(shù) *150）（式 2.1 ）本次設計共用到按鈕6 個,限位開關(guān)4 個,有 10 個輸入信號；考慮15%的裕量,取整數(shù) 12,需 12 個輸入點；輸出信號信號燈4 個,接觸器 4 個,占 8 個輸出點,考慮 15%的裕量,最多需10 個輸出點；就輸入和輸出點數(shù)之和為22；綜合上面分析,可選用fx2n-32mr型 plc,該 plc有 16 個輸入點, 16 個輸出點,儲備器容量滿意要求；圖2.2 為 fx2n-32mr型 plc；4精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載圖

10、2.2 fx2n-32mr型 plc2.1.3 電機的選型電機的挑選為生產(chǎn)中最重要的一個環(huán)節(jié),電機運行的好壞直接與生產(chǎn)的質(zhì)量相聯(lián)系,所以肯定要做到更好；電動機的挑選涉及到多方面的內(nèi)容,例如：電動 機的額定電壓與額定電流.電動機的轉(zhuǎn)速.電動機的功率.電動機的價格.電動 機的功率因數(shù)等等； 我在這里想爭論教學試驗中和實際的工業(yè)生產(chǎn)中的電動機的選型；在試驗室中我們的要求不為太高,經(jīng)過查找y80m1-2電動機比較符合要求； 下表即為該電動機的部分參數(shù)：表 2.2 y80m1-2 電動機的參數(shù)額定電壓380v額定電流1.8a額定功率0.75kw轉(zhuǎn)速2830r/min效率75%功率因數(shù)0.845精品學習資

11、料精選學習資料 - - - 歡迎下載振動速度1.8mm/s重量17kg故可以從表格中看出這種電動機額定電壓和電流在學校的試驗室中可以達到其要求, 由于在試驗室中液體的水箱不行能很大,所以功率和轉(zhuǎn)速也可以達到要求,電機的效率和功率因數(shù)又相對較高,振動速度小,質(zhì)量仍比較輕,最重要 的為這臺電動機的價格比較廉價,249 元/ 臺；所以試驗室中挑選這一類電動機；在工業(yè)生產(chǎn)的過程中,不但要求經(jīng)濟,性能好,仍要求的為安全與生產(chǎn)的 穩(wěn)固進行；在選型時的要求就更多, 所以我在這里只為提出我查的一些資料和我的一些小的建議如與實際不符,請老師見諒；我查了幾個型號后選定了y280s-6 的電動機,這種電動機與前一種

12、相比,突出變化的為功率變?yōu)?5kw,額定電流變成了139a,電壓不變,其他的參數(shù)就變化不大,價格方面就敏捷性很大5000-10000 之間可以依據(jù)情形挑選；本次設計如要做實物就可挑選y80m1-2 電動機；2.2系統(tǒng)硬件電路圖系統(tǒng)主控電路圖如圖2.3 所示；圖 2.3系統(tǒng)主控電路圖6精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載雙門通道掌握 i/o 安排表如表 2.3 所示；表中由于雙門掌握狀態(tài)無法直接模擬顯示,這里將開關(guān).按鈕的輸入以及輸出端的狀態(tài)顯示來表示雙門通道的掌握；表 2.3輸入設備雙門通道掌握輸入端子i/o安排表輸出設備輸出端子門 1 外開門按鈕sb1x000門 1 外指示燈hl1

13、y000門 1 內(nèi)開門按鈕sb2x001門 1 內(nèi)指示燈hl2y001門 1 內(nèi)光電傳感器按鈕 sb3x002門 2 外指示燈hl3y002門 2 外開門按鈕sb4x003門 2 內(nèi)指示燈hl4y003門 2 內(nèi)開門按鈕sb5x004門 1 開門掌握線圈 km1y004門 2 內(nèi)光電傳感器按鈕 sb6x005門 1 關(guān)門掌握線圈 km2y006門 1 開門限位開關(guān)sq1x006門 2 開門掌握線圈 km3y005門 1 關(guān)門限位開關(guān)sq2x007門 2 關(guān)門掌握線圈 km4y007門 2 開門限位開關(guān)sq3x010門 2 關(guān)門限位開關(guān)sq4x011plc輸入輸出端子接線圖如圖2.4 所示；圖

14、2.4雙門通道掌握 i/o 接線圖7精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載3.系統(tǒng)軟件設計3.1 系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)程序流程圖如圖3.1 所示；圖 3.1 系統(tǒng)程序流程圖3.2 掌握程序設計思路依據(jù)設計要求, 用兩個光電傳感器. 門內(nèi)按鈕和門外按鈕分別來掌握兩道電動門的打開和關(guān)閉, 由于兩個門不能同時打開, 仍需加入互鎖； 當通道外的開門者通過按開門按鈕打開, 第 2道門（依據(jù)出入方向不同, 可能為門 1或門 2）就為在打開的第1道門關(guān)閉后自動地打開,可選用幫助繼電器來掌握其次道門的自動打開和關(guān)閉； 此外,仍需加入兩道門的開門和關(guān)門限位開關(guān)以保證門的打8精品學習資料精選學習資料 - -

15、- 歡迎下載開和關(guān)閉到位；當門打開到位后,推遲3s 關(guān)門；3.3 各部分功能詳細實現(xiàn)（ 1）開門指示燈的實現(xiàn)當按下開門按鈕時,對應的門指示燈會點亮,當門打開的時候, ,指示燈滅；另外, 仍需加入開門限位開關(guān)來掌握當門打開到位時按下開門按鈕, 對應的指示燈不會被點亮；程序如圖 3.1 和圖 3.2 所示；圖 3.1門 1 開門指示燈掌握圖 3.2門 2 開門指示燈掌握（ 2）開門掌握9精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載當檢測到開門指示燈亮的時候,對應的門打開, 由于兩道門不能同時打開,因此需要加互鎖；程序如圖3.3和圖 3.4 所示；圖 3.3門 1 開門掌握圖 3.4門 2 開門掌

16、握（ 3）自動開門掌握自動開門由幫助繼電器掌握,當檢測到門外指示燈亮的時候,m0通電,第一道門關(guān)閉后, m0 將其次道門打開,在其次道門關(guān)閉的時候,會將幫助繼電器m0斷電,以便下次使用；程序如圖3.5 所示；10精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載圖 3.5自動開門掌握（ 3）自動關(guān)門掌握自動關(guān)門為由定時器與開/ 關(guān)門限位開關(guān)掌握, 當開/ 關(guān)門達到最大限位時,定時器記時 3 秒,門自動關(guān)閉；程序如圖3.6所示；圖 3.6自動關(guān)門掌握程序梯形圖見附錄一；11精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載4.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1 系統(tǒng)調(diào)試本次系統(tǒng)仿真假如只采納gx develope

17、r 中的 gx simulator6進行仿真,只能看出繼電器的輸出狀態(tài),在詢問老師之后,又用了gt designer3和 gt simulator3進行模擬仿真；仿真圖如圖4.1 和圖 4.2 所示；圖 4.1 gt designer3設計仿真圖圖 4.2繼電器內(nèi)存監(jiān)視仿真12精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載程序調(diào)試和仿真過程中,當按下門內(nèi).門外按鈕或者光電傳感器檢測到時,對應的門打開, 關(guān)閉后其次道門會打開, 然后第一道門又會打開, 以此循環(huán)無法停止,查閱資料和經(jīng)過同組人員爭論后,打算加入幫助繼電器來掌握自動開門,只有當門外指示燈被點亮時,對應的幫助繼電器才會通電,經(jīng)過其次道門

18、后, 關(guān)門線圈通電會將幫助繼電器斷電,這樣,就不會循環(huán)自動開門；4.2 結(jié)果分析（1）開頭時門為關(guān)著的,兩個門的關(guān)限位開關(guān)為閉合的,按下門外呼叫按 鈕后,門外指示燈閃耀一下,開門電動機啟動,電機正轉(zhuǎn),第一道門打開；當?shù)?一道門打開到最大限位后,延時3 秒后電機反轉(zhuǎn),開頭關(guān)門；在關(guān)門過程中,假如對應的光電傳感器的信號被遮斷,就門立刻自動打開； 假如在門外或者在門內(nèi)的開門者按對應的開門按鈕時,立刻打開； 如無中斷, 門關(guān)閉完成后其次道門自動打開；（2）當兩道門的門外按鈕都有呼叫時,先按下按鈕的指示燈閃耀一下,對應的門開啟；后按下的,指示燈始終亮著,等待第一道門關(guān)閉后自動開啟；（3）當門內(nèi)按鈕按下時,指示燈閃耀一下,對應的門打開,當次門關(guān)閉到位后,另一道門不會自動打開；當光電傳感器檢測到有人通過時,情形類似；13精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載終止語本次課程設計從仿真以及試驗驗證的結(jié)果來看,當外門按鈕按下時, 可以實現(xiàn)兩道門的自動開門和關(guān)閉, 以及其他功能設計要求均能實現(xiàn)；但在設計與功能實現(xiàn)過程中,發(fā)覺本次設計仍有很多現(xiàn)實