PLC課程設(shè)計(jì)電子教案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PLC課程設(shè)計(jì)-課題：自動(dòng)門(mén)控制裝置一：自動(dòng)門(mén)的應(yīng)用在超級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)。早期的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。PLC控制自動(dòng)門(mén)由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的控制。二自動(dòng)門(mén)控制的基本要求自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1,門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2，開(kāi)門(mén)到位限自動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)K3，關(guān)門(mén)到限開(kāi)關(guān)K4，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)），關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)

2、開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，達(dá)到開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。（2）自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。（3）在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。（4）在門(mén)打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。根據(jù)不同的需求可對(duì)自動(dòng)門(mén)增加以下功能。1.連接附加控制開(kāi)關(guān)：開(kāi)門(mén)自動(dòng)關(guān)門(mén)。2.連接峰鳴器以提示什么時(shí)

3、候門(mén)將要關(guān)閉。3.可根據(jù)時(shí)間或方向?qū)㈤T(mén)打開(kāi)。例如只在商店?duì)I業(yè)時(shí)間開(kāi)門(mén)，在商店不營(yíng)業(yè)時(shí)，只有從內(nèi)往外走時(shí)，門(mén)才能打開(kāi)。三控制系統(tǒng)的I/O輸入輸出及地址分配控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào)如表1-1名稱代碼地址編號(hào)輸入信號(hào)門(mén)內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1I0.1門(mén)外檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2I0.2開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3I0.3關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4I0.4輸出信號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)KM1Q0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)KM2Q0.1表1-1輸入輸出信號(hào)的名稱，代碼及地址分配編號(hào)四：PLC系統(tǒng)選型從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)4個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)2個(gè)；如果選用CPU226PLC，則價(jià)格較高，浪費(fèi)較大，參照西門(mén)子S7-200產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際

4、價(jià)格，選用主機(jī)為S7200CPU221（14入10出）一臺(tái)，這樣的配置是最經(jīng)濟(jì)的。五：電氣控制系統(tǒng)原理圖電氣控制系統(tǒng)原理圖包括主電路圖，控制電路圖及PLC外圍接線圖。（1）主電路圖如圖1-1所示電氣控制系統(tǒng)主電路由到開(kāi)關(guān)QS，熔斷器FU1，接觸器KM1的常開(kāi)主觸點(diǎn)，接觸器KM2的常開(kāi)主觸點(diǎn)和直流電動(dòng)機(jī)M組成。其中KM1吸合時(shí)電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)，KM2吸合時(shí)改變了直流電動(dòng)機(jī)M定子繞組的電源相序，使直流電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)，控制電路必須保證KM1,KM2不能同時(shí)吸合，否則引起電源短路。圖1-1電氣控制系統(tǒng)主電路圖（2）控制電路圖圖1-2電氣控制系統(tǒng)主電路圖控制電路由3個(gè)子控制回路構(gòu)成：回路1由光電開(kāi)關(guān)K1，K2

5、的常開(kāi)觸點(diǎn)，限位開(kāi)關(guān)K3的常閉觸點(diǎn)，熔斷器FU2組成；回路2由限位開(kāi)關(guān)K3的常開(kāi)觸點(diǎn)，8秒延時(shí)導(dǎo)通定時(shí)器KT1的線圈，熔斷器FU2組成；回路3由定時(shí)器KT1的延時(shí)閉合瞬間斷開(kāi)常開(kāi)觸點(diǎn)，光電開(kāi)關(guān)K1，K2的常閉觸點(diǎn)，限位開(kāi)關(guān)K4的常閉觸點(diǎn)，熔斷器FU2組成。（3）PLC外圍接線圖K1門(mén)外檢測(cè)K2門(mén)內(nèi)檢測(cè)K3開(kāi)門(mén)限位K4關(guān)門(mén)限位圖1-3PLC及擴(kuò)展模塊外圍接線圖（4）電路的工作原理如下合上刀開(kāi)關(guān)QS，主電路引入三相電源，門(mén)處于關(guān)閉的初始狀態(tài)。(a)開(kāi)門(mén)過(guò)程：在回路1中，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)K1,K2檢測(cè)到有人時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM1線圈得電吸合，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)，同時(shí)KM1的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)對(duì)KM1的線圈進(jìn)行

6、自保。當(dāng)門(mén)完全打開(kāi)碰到限位開(kāi)關(guān)K3，K3的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1的線圈失電，電動(dòng)機(jī)M停止。(b)關(guān)門(mén)延時(shí)過(guò)程：在回路2中，門(mén)停在完全打開(kāi)的位置后，K3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；如光電開(kāi)關(guān)K1或K2連續(xù)8秒檢測(cè)不到有人靠近時(shí)，其常閉觸點(diǎn)將連續(xù)導(dǎo)通8秒，然后延時(shí)導(dǎo)通定時(shí)器KT1的線圈失電，電動(dòng)機(jī)M停止。(c)關(guān)門(mén)過(guò)程：在回路3中，延時(shí)導(dǎo)通定時(shí)器KT1的線圈吸合后，其常開(kāi)觸點(diǎn)導(dǎo)通，KM2線圈得電吸合，電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén)，同時(shí)KM2的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)對(duì)KM2的線圈進(jìn)行自保。如門(mén)在關(guān)閉過(guò)程中，光電開(kāi)關(guān)K1或K2又檢測(cè)到有人靠近，則K1或K2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KM2線圈的電路回路斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)M停止。另外，K1或K2的常開(kāi)觸

7、點(diǎn)導(dǎo)通又使KM1得電吸合，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)，又重新進(jìn)入開(kāi)門(mén)過(guò)程；如果門(mén)在關(guān)門(mén)的過(guò)程中，光電開(kāi)關(guān)K1或K2沒(méi)有檢測(cè)到有人靠近，則門(mén)會(huì)完全關(guān)閉，直至未碰到限位開(kāi)關(guān)K4，K4的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM2的線圈失電，電動(dòng)機(jī)M停止，回到門(mén)關(guān)閉的初始狀態(tài)。(d)互鎖控制：為了防止KM1和KM2同時(shí)吸合引起電源短路，在回路1，回路3的KM1，KM2線圈回路中相互交叉串聯(lián)了要互鎖的接觸器KM2，KM1的常閉觸點(diǎn)。六、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)1）控制電路相對(duì)應(yīng)的流程圖如下圖13所示開(kāi)始檢測(cè)是否有人開(kāi)門(mén)觸動(dòng)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)延時(shí)8秒檢測(cè)是否有人關(guān)門(mén)檢測(cè)是否有人觸動(dòng)關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)停止有否否有圖13控制電路相對(duì)應(yīng)的流程圖2）、控制電路相對(duì)應(yīng)的梯形

8、圖如下圖14所示圖1-4控制電路相對(duì)應(yīng)的梯形圖KM1-正轉(zhuǎn)接觸器KM2-反轉(zhuǎn)接觸器K1-門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2-門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K3-開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K4-關(guān)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)KT1-8秒延時(shí)導(dǎo)通定時(shí)器七：系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。硬件部分的模擬調(diào)試可在斷開(kāi)主電路的情況下，主要試一試手動(dòng)部分是否正確。軟件部分的模擬調(diào)試可借助于模擬開(kāi)關(guān)和PLC輸出端的輸出指示燈進(jìn)行，需要模擬量信號(hào)I/O時(shí)，可用電位器和萬(wàn)用表配合進(jìn)行，調(diào)試時(shí)，可利用上述外圍設(shè)備模擬各種現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)和傳感器狀態(tài)，然后觀察PLC的輸出邏輯是否正確。如果有錯(cuò)誤則修改后反復(fù)調(diào)試，現(xiàn)在主流的PLC產(chǎn)品都可在PC機(jī)上編程，并可在電腦上直接

9、進(jìn)行模擬調(diào)試。聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)，可把編好的程序下載到現(xiàn)場(chǎng)的PLC中。有時(shí)PLC也許只有這一臺(tái)，調(diào)試時(shí)一定要將主電路斷電，只對(duì)控制電路就可進(jìn)行聯(lián)調(diào)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)調(diào)信號(hào)的接入常常還會(huì)發(fā)現(xiàn)軟硬中的問(wèn)題。要經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試系統(tǒng)后才能交互使用，系統(tǒng)完成后一定要及時(shí)整理技術(shù)材料并存檔。八：總結(jié)經(jīng)過(guò)足足數(shù)個(gè)星期的設(shè)計(jì)，終于可以上交了。在做此PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中遇到了不少的難題，例如對(duì)CPU的選擇，因?yàn)闆](méi)有怎么接觸過(guò)這CPU，所以當(dāng)初還是選擇了課本上學(xué)的那重型號(hào)，但那是模擬量的，而此次做的是數(shù)字量，幸好經(jīng)過(guò)老師的指點(diǎn)才得到解決；其次就是對(duì)繼電器控制電路圖的制作，在草稿紙上能很快的畫(huà)出，但卻不知道如何把圖傳到電腦上，想到用一般的畫(huà)圖軟件畫(huà)，可試過(guò)之后，還是難以畫(huà)出想象中的圖質(zhì)來(lái)，經(jīng)過(guò)老師的指引，自學(xué)計(jì)算機(jī)輔助工具CAD畫(huà)圖軟件，這才把問(wèn)題拿下。為什么會(huì)做PLC課程設(shè)計(jì)呢？這是由于與傳統(tǒng)的電器控制，單片機(jī)控制等方案比較，PLC具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠，設(shè)備簡(jiǎn)單，易于維護(hù)等優(yōu)越性，自然而然的適應(yīng)于我的自動(dòng)門(mén)控制裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，使我了解了PLC控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容，及同時(shí)也讓我學(xué)到了不少課外的知識(shí)。在這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了指導(dǎo)老師的指導(dǎo)。在此，衷心感謝指導(dǎo)老師。參考文獻(xiàn)1張萬(wàn)忠等?？删幊?/p>