基于s7200的自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、word學(xué)號(hào)2022215945 電氣控制與PLC 課 程 設(shè) 計(jì) 2022級(jí)本科題 目： 基于S7-200的自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 作者姓名： 張林 指導(dǎo)教師： 盛海龍 職稱： 工程師 完成日期：2022 年 6 月 25 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2022 年5月 學(xué) 生 姓 名張林學(xué) 號(hào)2022215945專 業(yè) 方 向電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)14級(jí)2班題 目 名 稱基于S7-200的自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 系統(tǒng)控制要求1當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān)K1或k2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電

2、機(jī)停止運(yùn)行。2自動(dòng)門在開門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到開門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。3在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。4在門翻開后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，假設(shè)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8秒后，在自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員的平安通過。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括電氣控制主電路、PLC輸入輸出接線圖、控制面板元件布置圖設(shè)計(jì)和主要電器元件的選擇；2. 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括程序流程圖、梯形圖設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試；3. 撰寫課

3、程設(shè)計(jì)說明書。三、設(shè)計(jì)要求1.設(shè)計(jì)內(nèi)容完整，程序正確，滿足相應(yīng)的控制要求；2.課程設(shè)計(jì)說明書應(yīng)符合相應(yīng)的撰寫標(biāo)準(zhǔn)要求電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)；3.設(shè)計(jì)應(yīng)獨(dú)立完成，不得抄襲他人，否那么以零分計(jì)。四、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 星期一上午 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù) 星期一下午至星期二 查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì) 星期三至星期五 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 星期一至星期二 完成軟件流程圖及軟件設(shè)計(jì) 星期三至星期四 軟硬件系統(tǒng)調(diào)試，寫說明書，畫圖 星期五 辯論 指導(dǎo)教師簽字： 目錄第1章 分析評(píng)估及控制任務(wù)51.1課題的分析評(píng)估51.2課題的控制任務(wù)5課題內(nèi)容：5控制要求：6第2章 PLC的選型72.1 PLC容量的

4、選擇72.2 PLC及外設(shè)型號(hào)的選擇7第3章 功能器件的根本工作原理103.1 自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)的根本工作原理103.2 自動(dòng)門的分類103.3 限位開關(guān)的工作原理123.4 光電開關(guān)介紹12第4章 I/O地址分配14第5章 電氣原理圖165.1 方案說明165.2 程序流程圖175.3 繼電器接觸控制圖185.4 plc控制輸出輸入接線19第6章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)206.1 梯形圖206.2 語句表236.3 過程分析23第7章 總結(jié)25參考文獻(xiàn)26第1章 分析評(píng)估及控制任務(wù)1.1課題的分析評(píng)估 隨著PLC功能的不斷提高和完善，PLC幾乎可以完成工業(yè)領(lǐng)域的所有任務(wù)。但PLC還是有它最適合的應(yīng)用場(chǎng)合，

5、所以在接到一個(gè)控制任務(wù)后，要分析被控對(duì)象的控制過程和要求，看看用什么控制裝備PLC，單片機(jī)，DCS或IPC來完成該任務(wù)最適宜，比方儀器及儀表裝置，家電的控制器就要用單片機(jī)來做；大型的過程控制系統(tǒng)大局部要用DCS來完成。而PLC最適宜的控制對(duì)象是：工業(yè)環(huán)境較差，而對(duì)平安性，可靠性要求較高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入/輸出以開關(guān)量為主的工業(yè)制動(dòng)控制系統(tǒng)或裝置。其實(shí)，現(xiàn)在的可編程控制器不僅處理開關(guān)亮，而且對(duì)模擬量的處理能力也很強(qiáng)。所以在很多情況下，也可以取代工業(yè)控制計(jì)算機(jī)IPC作為主控制器，來完成復(fù)雜的工業(yè)控制任務(wù)?？刂茖?duì)象及控制裝置選定為PLC確定后，還要進(jìn)一步確定PLC的控制范圍。一般來說，能夠反映生產(chǎn)

6、過程的運(yùn)行情況，能用傳感器進(jìn)行直接測(cè)量的參數(shù)，控制邏輯復(fù)雜的局部都由PLC完成。另外，如緊急情況停車的環(huán)節(jié)，對(duì)主要控制對(duì)象還要加上手動(dòng)控制功能，這就需要在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)原理圖與編程時(shí)統(tǒng)一考慮。1.2課題的控制任務(wù)課題內(nèi)容： 1自動(dòng)門控制裝置的硬件組成： 自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測(cè)開關(guān)K1，門外光電探測(cè)開關(guān)K2，開門到位限位開關(guān)K3，關(guān)門到位限位開關(guān)K4，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)等部件組成?？刂埔螅?1當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān)K1或k2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 2自動(dòng)門在開門

7、位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到開門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。3在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。4在門翻開后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，假設(shè)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8秒后，在自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員的平安通過。.word第2章 PLC的選型當(dāng)某一個(gè)控制任務(wù)決定由PLC來完成后，選擇PLC就成了最重要的事情，一方面是選擇多大容量的PLC，另一方面是選擇什么公司的PLC及外設(shè)。2.1 PLC容量的選擇對(duì)PLC容量的選擇問題，首先

8、要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的I/O點(diǎn)找出來，包括開關(guān)量I/O和模擬量I/O以及這些I/O點(diǎn)的性質(zhì)。I/O點(diǎn)的性質(zhì)主要指他們是直流信號(hào)還是交流信號(hào)，它們的電源電壓，以及輸出是用繼電器型還是用晶體管或是可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點(diǎn)的類型非常關(guān)鍵，如果它們之中既有交流220V的接觸器，電磁閥，又有直流24V的指示燈，那么最后選用的PLC的輸出點(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。因?yàn)镻LC的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級(jí)。所以一旦它們是交流220V的負(fù)載使用，那么直流24V的負(fù)載只能使用其他組的輸出端了。這樣有可能造成輸出點(diǎn)數(shù)的浪費(fèi)，增加本錢。所以要盡可能選擇先同等級(jí)

9、的PLC使用最多，但對(duì)于要求高速輸出的情況，如運(yùn)動(dòng)控制時(shí)的高速脈沖數(shù)出，就可以定下選用多少點(diǎn)和I/O是什么類型的PLC了。根據(jù)本課程設(shè)計(jì)的題目及要求可知門內(nèi)光電探測(cè)開關(guān)K1，門外光電探測(cè)開關(guān)K2,開門到位限位開關(guān)K3,關(guān)門到位限位開關(guān)K4,都是輸入觸點(diǎn)，所以該系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)4個(gè)。另外，該系統(tǒng)還有開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1，(使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn))，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，短接啟動(dòng)電阻接觸器KM3等都是輸出觸點(diǎn)，所以該系統(tǒng)共有開關(guān)量輸出點(diǎn)3個(gè)。又根據(jù)課題要求可知PLC選用輸入電源為24VDC，輸出電源也是24VDC,選擇輸出口器件類型為Relay即繼電器的PLC。2.2 PLC及外設(shè)型號(hào)的

10、選擇 對(duì)于PLC及外設(shè)型號(hào)的選擇問題，那么有以下幾個(gè)方面要考慮： 1功能方面 所有PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對(duì)某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力完成控制任務(wù)。如對(duì)PLC與PLC，PLC與智能儀表及上位機(jī)之間有靈活方便的通訊要求；或?qū)LC的計(jì)算速度，用戶程序容量等有特殊要求；或?qū)LC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對(duì)市場(chǎng)上流行的PLC品種有一個(gè)詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。 2價(jià)格方面 不同廠家的PLC產(chǎn)品價(jià)格相差很大，有些功能類似，質(zhì)量相當(dāng)，I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)腜LC的價(jià)格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價(jià)當(dāng)然是必須考慮的因素。 3個(gè)人喜好方面 有些工

11、程技術(shù)人員對(duì)某些品牌的PLC熟悉，所以一般比擬喜歡使用這種產(chǎn)品。另外，甚至一些政治因素或個(gè)人情感有時(shí)也會(huì)成為選擇的理由。 PLC主機(jī)選定后，如果控制系統(tǒng)需要，那么相應(yīng)的配套模塊也就選定了。如模擬量單元，顯示設(shè)定單元，位置控制單元或熱電偶單元等。名稱代碼地址編號(hào) 輸 入 信 號(hào)門內(nèi)光電探測(cè)開關(guān)K1I0.2門外光電探測(cè)開關(guān)K2I0.1開門到位限位開關(guān)K3I0.3關(guān)門到位限位開關(guān)K4I0.4過載保護(hù)開關(guān)SB5I0.5緊急停車開關(guān)SB6I0.6啟動(dòng)停止SB7I0.7手動(dòng)開門SB10I1.0手動(dòng)關(guān)門SB11I1.1輸 出 信 號(hào)開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM0Q0.0關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1Q0.1短接啟動(dòng)電阻接觸器KM2

12、Q0.2表2-1 輸入/輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào).word 對(duì)于本課設(shè)來說不需要擴(kuò)展單元與模擬量單元，據(jù)上表可知選擇PLC可以選擇我們所熟悉的西門子系列PLC,根據(jù)以上的分析可知我們可以選擇主機(jī)型號(hào)為CPU224/DC/DC/Relay的S7-200系列PLC，它是14輸入10輸出的CPU。.word第3章 功能器件的根本工作原理3.1 自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)的根本工作原理首先，平移式自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)組由以下部件組成： 1 主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門的指揮中心，通過內(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)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。 2 感應(yīng)探測(cè)器

13、：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)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門門扇加速與減速運(yùn)行。 4 自動(dòng)感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。 5 門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(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)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門體擺動(dòng)。 當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門門扇要完成一次開門與關(guān)門，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

14、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)門扇開啟；自動(dòng)感應(yīng)門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動(dòng)感應(yīng)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門3.2 自動(dòng)門的分類圖3-1 雙重平移自動(dòng)門 圖3-2 弧形自動(dòng)門圖3-3 雙扇平移自動(dòng)門3.3 限位開關(guān)的工作原理行程開關(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)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開關(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關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，

15、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)。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動(dòng)開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位和雙滾輪(羊角式)非自動(dòng)復(fù)位式，雙滾輪行移開關(guān)具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶作用，在某些情況下可以簡(jiǎn)化線路。3.4 光電開關(guān)介紹1、工作原理光電開關(guān)光電傳感器是光電接近開關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)

16、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)弱或有無對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。2、光電開關(guān)的分類及術(shù)語解釋1、分類漫反射式光電開關(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)過時(shí)，物體將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的外表光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測(cè)模式。鏡反射式光電開關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡反射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過且完全阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開關(guān)信號(hào)。對(duì)射式光電開關(guān)：它包含了在結(jié)構(gòu)上相互別離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線

17、直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體為不透明時(shí)，對(duì)射式光電開關(guān)是最可靠的檢測(cè)裝置。槽式光電開關(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U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號(hào)。槽式光電開關(guān)比擬適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，并且它能分辨透明與半透明物體,使用平安可靠。光纖式光電開關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，可以對(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)語檢測(cè)距離：是指檢測(cè)體按一定方式移動(dòng)，當(dāng)開關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置光電開關(guān)的感應(yīng)外表到

18、檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作距離指接近開關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值?；夭罹嚯x：動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值。響應(yīng)頻率：在規(guī)定的1s的時(shí)間間隔內(nèi)，允許光電開關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。輸出狀態(tài)：分常開和常閉。當(dāng)無檢測(cè)物體時(shí)，常開型的光電開關(guān)所接通的負(fù)載由于光電開關(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。檢測(cè)方式：根據(jù)光電開關(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、鏡反射式、對(duì)射式等。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/常閉多功能等幾種常用的輸

19、出形式。.word第4章 I/O地址分配 輸入/輸出信號(hào)在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根底。對(duì)軟件設(shè)計(jì)來說，I/O地址分配以后才可進(jìn)行編程；對(duì)控制柜及PLC的外圍接線來說，只有I/O地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖，裝配圖，讓裝配人員根據(jù)線路圖和安裝控制柜。 分配輸出點(diǎn)地址時(shí)，要注意負(fù)載類型的問題。 在進(jìn)行I/O地址分配時(shí)最好把I/O點(diǎn)的名稱、代碼和地址以表格的形式列寫出來。 控制系統(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào)如表3-1名稱代碼地址編號(hào)輸 入 信 號(hào)門內(nèi)光電探測(cè)開關(guān)K1I0.2門外光電探測(cè)開關(guān)K2I0.1開門到位限位開關(guān)K3I0.3關(guān)門到位限位開關(guān)K4I0

20、.4過載保護(hù)開關(guān)SB5I0.5緊急停車開關(guān)SB6I0.6啟動(dòng)停止SB7I0.7手動(dòng)開門SB10I1.0手動(dòng)關(guān)門SB11I1.1名稱代碼地址編號(hào)輸 出 信 號(hào)開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM0Q0.0關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1Q0.1短接啟動(dòng)電阻接觸器KM2Q0.2表4-1 輸入/輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào).word第5章 電氣原理圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括PLC及外圍線路的設(shè)計(jì)、電氣線路的設(shè)計(jì)和抗干擾措施的設(shè)計(jì)等。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要指編制PLC控制程序。選定PLC及其擴(kuò)展模塊如需要的話和分配完I/O地址后，硬件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)，電氣控制元器件的選擇和控制

21、柜的設(shè)計(jì)。電氣控制系統(tǒng)原理圖包括主電路和控制電路?？刂齐娐分邪≒LC的I/O接線和自動(dòng)局部、手動(dòng)局部的詳細(xì)連接等，有時(shí)還要在電氣原理圖中標(biāo)上期間代碼或另外配上安裝圖、端子接線圖等，以方便控制柜的安裝。電器元器件的選擇主要是根據(jù)控制要求選擇按鈕、開關(guān)、傳感器、保護(hù)電器、接觸器、指示燈和電磁閥等。在程序設(shè)計(jì)時(shí)，除I/O地址列表外，有時(shí)還要把在程序中用到的中間繼電器M、定時(shí)器(T)，計(jì)數(shù)器C和存儲(chǔ)單元(V)以及它們的作用或功能列寫出來，以便編寫程序和閱讀程序。在編程語言的選擇上，用梯形圖編程還是用語句表編程或使用功能圖編程，這主要取決于以下幾點(diǎn)：1有些PLC使用梯形圖編程不是很方便例如書寫不便，那

22、么可用語句表編程，但梯形圖總比語句表直觀。2經(jīng)驗(yàn)豐富的人員可以用語句表直接編程，就像使用匯編語言一樣。3如果是清晰的單順序、選擇順序或并發(fā)順序的控制任務(wù)，那么最好是用功能圖來設(shè)計(jì)程序。5.1 方案說明由于自動(dòng)門的分類很多，本次實(shí)驗(yàn)不能一一進(jìn)行討論，最后決定主要對(duì)平移自動(dòng)門進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)plc的自動(dòng)控制。自動(dòng)門的硬件組成局部在前已經(jīng)表達(dá)，現(xiàn)不再贅述。下面主要對(duì)控制部件進(jìn)行討論。經(jīng)分析設(shè)計(jì)任務(wù)，可知完成任務(wù)的實(shí)質(zhì)就是控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制首先要具備以下功能部件：光電檢測(cè)開關(guān)，限位開關(guān)，超載保護(hù)開關(guān)，直流電機(jī)?，F(xiàn)確定電機(jī)與門扇軌道組成的系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)開門，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門。1當(dāng)有人由內(nèi)到外

23、或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān)時(shí)，開關(guān)上有電流通過光電檢測(cè)開關(guān)是脈沖觸發(fā)須對(duì)其自鎖由于開門限位開關(guān)常閉，所以線圈上有電通過，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。2當(dāng)自動(dòng)門到開門限位開關(guān)位置時(shí)啟動(dòng)延時(shí)定時(shí)器8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。3在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。4在門翻開后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，假設(shè)有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測(cè)開關(guān)時(shí)，必須重新開始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員平安通過。5考慮到自動(dòng)門在出現(xiàn)故障或在維修的時(shí)候，用自動(dòng)控制從在一定的問題，最后

24、決定加增手動(dòng)開門和關(guān)開 始假設(shè)K1，K2有信號(hào)開 門 K3 打 開 停 止延時(shí)8s假設(shè)K1，K2有信號(hào)關(guān) 門假設(shè)K1，K2有信號(hào)K4 打 開 停 止結(jié) 束門開關(guān)。5.2 程序流程圖5.3 繼電器接觸控制圖圖5-1 繼電器接觸控制圖.word5.4 plc控制輸出輸入接線圖5-2 plc控制輸出輸入接線5.5控制面板按鈕設(shè)計(jì).word第6章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)6.1 梯形圖 6.2 語句表6.3 過程分析1、首先按下啟動(dòng)按鈕使I0.7閉合，假設(shè)外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)有信號(hào)時(shí)I0.1或I0.2閉合。由于開門限位開關(guān)I0.3是長閉的，所以Q0.0線圈通電，有原理分析可知光電檢測(cè)開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以

25、需要自鎖。當(dāng)Q0.0線圈通電時(shí)Q0.0閉合，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng)，執(zhí)行開門過程。2、當(dāng)門扇完全翻開時(shí)，使開門限位開關(guān)I0.3翻開，Q0.0線圈斷電.電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。3、當(dāng)門扇停止移動(dòng)時(shí)，由于開門限位開關(guān)的長閉變成長開，故使長開閉合。進(jìn)行8秒的延時(shí)，假設(shè)此時(shí)外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)I0.1或I0.2有信號(hào)，那么使T37重新延時(shí)。4、當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后T37線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，所以使Q0.1通電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。5、在關(guān)門過程中，假設(shè)外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)I0.1,I0.2有信號(hào)又使Q0.0通電，由于在關(guān)門過程中Q0.0長閉，此時(shí)翻開并中斷關(guān)門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。6、在

26、此控制過程中，為了保證其平安性設(shè)置過載保護(hù)和緊急停車。7、考慮到主動(dòng)門假設(shè)出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動(dòng)開門和手動(dòng)關(guān)門。.word第7章 總結(jié)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)我們實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。我開始先認(rèn)真審題，考慮設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求及條件，復(fù)習(xí)有關(guān)課程內(nèi)容，如 電器與plc控制技術(shù) 、 西門子plc課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 等，之后多方收集相關(guān)資料并截選，再與同學(xué)交流、請(qǐng)教老師。 回憶起此次西門子plc課程設(shè)計(jì)，令我仍感慨頗多。三個(gè)多星期的時(shí)間里，付出了不少時(shí)間和精力，努力地查找資料、繪制電路圖等，但學(xué)到了很多很多東西。同時(shí)，不僅穩(wěn)固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，才能提高自己的思維能力和實(shí)際應(yīng)用能力。在設(shè)計(jì)的過程中常遇到問題，可以說是困難重重，第一次做此類設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的缺乏之處，對(duì)以前