自動門課程設(shè)計(jì)-PLC

PAGE9PAGE9《可編程控制器》課程設(shè)計(jì)自動門的控制院系：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級：1212班姓名：黃健勁學(xué)號：1220116226指導(dǎo)教師：郭麗華目錄目錄 第一章課程設(shè)計(jì)任務(wù) 1第二章總體方案分析 22.1分析控制要求 22.2選擇PLC型號 22.3分配I/O點(diǎn) 4第三章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43.1輸入/輸出電路設(shè)計(jì)(參照P125頁圖4-13) 43.2控制程序設(shè)計(jì) 43.2.1梯形圖設(shè)計(jì) 53.2.2指令表 53.3控制程序分析 5第四章課程設(shè)計(jì)小結(jié) 8參考文獻(xiàn) 9第一章課程設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)以PLC為控制器的自動門控制系統(tǒng)。在自動門正上方里外各安裝一個光電探測開關(guān)，當(dāng)有人欲進(jìn)入時，光電探測開關(guān)檢測出有人要進(jìn)入或出去，從而產(chǎn)生輸出信號。PLC獲取到該輸入信號，啟動電機(jī)，將門打開。當(dāng)門打開到一定程度后，碰到限位開關(guān)，限位開關(guān)動作，產(chǎn)生輸出信號，自動門停止動作。等待一時間段后，自動門自動合上。在閉合過程中，如光電探測開關(guān)檢測有人要進(jìn)入或出去時，自動門停止閉合，并立刻打開。為了保障門的安全性，設(shè)置關(guān)門限位開關(guān)，從而保障在自動門閉合即將結(jié)束時，不會發(fā)生兩扇門相撞。

（1）當(dāng)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(jī)構(gòu)

KM1動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。

（2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被

啟動，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到開門限位開關(guān)K4位置時，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)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1

時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。

（4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢

測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，在自動進(jìn)入關(guān)門過程，以

保證人員的安全通過。

（5）開門與關(guān)門不可同時進(jìn)行。第二章

總體方案分析2.1

分析控制要求

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)自動控制首先要具備以下功能部件：光電檢測開關(guān)，限位開關(guān)，過載保護(hù)開關(guān)，直流電機(jī)。

現(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)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)時，開關(guān)上有電流通過（光電檢測開關(guān)是脈沖觸發(fā)須對其自鎖）由于開門限位開關(guān)常閉，所以線圈上有電通過，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。

2）當(dāng)自動門到開門限位開關(guān)位置時啟動延時定時器8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)時，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)到外通過光電檢測開關(guān)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。

4）在門打開后的8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)時，必須重新開始等待8秒后，再自動進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。

5）考慮到自動門在出現(xiàn)故障或在維修的時候，用自動控制從在一定

問題，最后決定加增手動開門和關(guān)門開關(guān)。

2.2

選擇PLC型號

對于PLC型號的選擇問題，則有以下幾個方面要考慮：

（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。這就要求用戶對市場上流行的PLC品種有一個詳細(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）個人喜好方面

有些工程技術(shù)人員對某些品牌的PLC熟悉，所以一般比較喜歡使用這種產(chǎn)品。另外，甚至一些政治因素或個人情感有時也會成為選擇的理由。

PLC主機(jī)選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應(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。

對于本課設(shè)來說不需要擴(kuò)展單元與模擬量單元，可知PLC可以選擇我們所熟悉的三菱系列PLC,根據(jù)以上的分析可知我們可以選擇PLC型號為FX2N-32M。2.3分配I/O點(diǎn)I/O分配表類別元件PLC元件作用輸入SB1X01門外光檢測電開關(guān)SB2X02門內(nèi)光檢測電開關(guān)SB3X03開門限位電開關(guān)SB4X04關(guān)門限位電開關(guān)SB5X05過載保護(hù)開關(guān)SB6X06緊急停車開關(guān)SB7X07啟動停止SB10X10手動開門SB11X11手動關(guān)門輸出KM0Y0電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM1Y1電動機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KM2Y2過載保護(hù)接觸器第三章

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1

輸入/輸出電路設(shè)計(jì) 3.2

控制程序設(shè)計(jì)

3.2.1

梯形圖設(shè)計(jì)3.2.2指令表指令表LDX001OUTY000ANIY000ORX006ORX002LDX003ANIY002ORY002ORY000ANIX001ANDX007ANDX007ANIY002ANIX002ORX011OUTY002ANDX007OUTT0ANIX004ENDORX010LDT0OUTY001ANIX003ORY001LDX0053.3控制程序分析1．首先按下啟動按鈕使x007閉合，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)有信號時x001或x002閉合。由于開門限位開關(guān)x003是長閉的，所以y000線圈通電，有原理分析可知光電檢測開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當(dāng)y000線圈通電時y000閉合，此時電動機(jī)正轉(zhuǎn)帶動自動門扇移動，執(zhí)行開門過程。

2．當(dāng)門扇完全打開時，使開門限位開關(guān)x003打開，y000線圈斷電.電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。

3．當(dāng)門扇停止移動時，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，若此時外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)x001或x002有信號，則使T0重新延時。

4．當(dāng)8秒的延時完畢后T0線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)x004關(guān)閉，所以使y001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，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)x001,x002有信號又使y000通電，由于在關(guān)門過程中y000長閉，此時打開并中斷關(guān)門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。

6．在此控制過程中，為了保證其安全性設(shè)置過載保護(hù)和緊急停車。

7．考慮到主動門若出現(xiàn)故障時，使用自動控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動開門和手動關(guān)門。程序流程圖第四章課程設(shè)計(jì)小結(jié)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,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，培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的事。

在這段時間里，讓我體會到了PLC這門課程與現(xiàn)實(shí)生活中的諸多事物已然掛鉤，同時也明白了理論必須經(jīng)過實(shí)踐的道理。在實(shí)際生活中，很多東西都是理論所不具備的，但又是通過理論而得出的結(jié)論與行動。知道了如何來分析得來的知識。參考文獻(xiàn)（1）《小型可編程控制器實(shí)用技術(shù)》王兆義機(jī)械工業(yè)出版社（2）《可編程控制器教程》王兆義機(jī)械工業(yè)出版社（3）《機(jī)械電氣設(shè)計(jì)簡明手冊》