雙門通道控制PLC課程設(shè)計(jì)

1、鹽城工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書題目：雙門通道控制學(xué)院（系）：年級(jí)專業(yè)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:教師職稱:可編程序控制器，英文稱ProgrammableController,簡(jiǎn)稱PG但由于PC和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)域執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼

2、電器控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC程序的編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。本實(shí)驗(yàn)為雙門通道控制實(shí)驗(yàn)，主要為保持密閉空間的獨(dú)立性而設(shè)計(jì)，可以利用于電梯，自動(dòng)門，以致于太空密閉艙等各種情況，具有較高的的實(shí)際意義，比較符合實(shí)際。本實(shí)驗(yàn)注重于利用PLC技

3、術(shù)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)與仿真，可以提高學(xué)生對(duì)PLC課程的理解，以及其實(shí)際應(yīng)用的了解。5目錄第一章課程設(shè)計(jì)的基本要求4第二章雙門通道控制的工作過程介紹5第三章雙門通道控制電路圖73.1 雙門通道控制電路圖73.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.3 主電路圖設(shè)計(jì)103.4 交流控制電路設(shè)計(jì)113.5 .主要參數(shù)計(jì)算123.6 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)133.7 控制面板電器平面圖14第四章課程設(shè)計(jì)圖示154.1 輸入輸出表154.2 梯形圖設(shè)計(jì)15第五章程序175.1 流程圖175.2 元件清單185.3 程序19第六章設(shè)計(jì)心得20參考文獻(xiàn)20第一章課程設(shè)計(jì)的基本要求SI-oI.ED1S7_Ir國 ©Bl S3©

4、 SiH2回 ©S6si 通道外門1的開門按鈕S2通道外門2的開門按鈕S3通道內(nèi)門1開門校鈕S4 通道內(nèi)口 2開門按鈕 55 口1關(guān)門到位行程開關(guān)56 門1開門到位行程開關(guān)S7 門£關(guān)門到位行程開關(guān)S8 門2開門到位行程開關(guān)BI門1的光電傳感器32門2的光電傳感黯SKH圖1-1某房間要求盡可能地保持無塵，在通道上設(shè)置了兩道電動(dòng)門，門1和門2,可通過光電傳感器自動(dòng)完成門的打開和關(guān)閉。門1和門2不能同時(shí)打開。雙門通道控制的示意圖如圖所示。第1道門（根據(jù)出入方向不同，可能是門1或門2）,是由在通道外的開門者通過按開門按鈕S1或S2打開的，而第2道門（根據(jù)出入方向不同，可能是門1或

5、門2）則是在打開的第1道門關(guān)閉后自動(dòng)地打開的（也可以由通道內(nèi)的人按開門按鈕S3或S4來打開第2道門）。這兩道門都是在門開后，經(jīng)過3s的延時(shí)而自動(dòng)關(guān)閉的。 在門關(guān)閉期間，如果對(duì)應(yīng)的光電傳感器的信號(hào)被遮斷，則門立即自動(dòng)打開。如果在門外或者在門內(nèi)的開門者按對(duì)應(yīng)的開門按鈕S1、S2、S3或S4時(shí)，立即打開。 出于安全方面的考慮，如果在通道內(nèi)的某個(gè)經(jīng)過光電傳感器時(shí)，對(duì)應(yīng)的門已經(jīng)打開，則通道外的開門者可以不按開門按鈕。每道門都安裝了兩個(gè)行程開關(guān)SSS&S7、S8,用于確定門的打開和關(guān)閉是否到位。在通道外的開門按鈕S1、S2旁，安裝了相應(yīng)的LED指示燈，當(dāng)按下開門按鈕后，LED指示燈亮，門開后LED

6、指示燈滅。第二章雙門通道控制的工作過程電動(dòng)門的各個(gè)控制元器件介紹如下。按鈕S1為門1的外開門按鈕,S3為門1的內(nèi)開門按鈕,S2為門2的外門按鈕，S4為門2內(nèi)開門按鈕。行程開關(guān)S5為門1的左限位行程開關(guān),S6為門1的右限位行程開關(guān),S7為門2的左限位行程開關(guān),S8為門2的右限位行程開關(guān)。光電傳感器B1和B2為光電傳感器，安裝于門1和門2中間，用于測(cè)量是否有人處門中。門1無人時(shí)B1的輸出是接通的，門1有人時(shí)B1是斷開的。其中T為發(fā)射部分，R為接受部分。信號(hào)燈門1和門2的開門指示燈，當(dāng)按下S1或者S3時(shí)，L1發(fā)光；門1打開后，L1熄滅。當(dāng)按下S2或者S4時(shí)，L2發(fā)光；門2打開后，L2熄滅。驅(qū)動(dòng)電機(jī)介

7、紹：M1和M2為門1和門2的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，M1和M2電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)門開和門關(guān)的動(dòng)作。門1和門2的動(dòng)作邏輯關(guān)系描述如下：為了保證房間盡可能無塵，門1和門2不能同時(shí)打開；門的開啟有三種工作模式：自動(dòng)、手動(dòng)、應(yīng)急。在正常工作情況下，電鈴不響；在手動(dòng)和應(yīng)急情況下，電鈴響，提示雙門通道工作在非正常工作情況下。自動(dòng)模式邏輯關(guān)系如下（正常情況下工作在自動(dòng)模式）。第1道門（根據(jù)出入方向不同，可能是門1或門2）,是由在通道外的開門者通過按開門按鈕S1或S2打開的，而第2道門（根據(jù)出入方向不同，可能是門1或門2）則是在打開的第1道門關(guān)閉后自動(dòng)地打開的（也可以由通道內(nèi)的人按開門按鈕S3或S4來打開第2道門）。這兩

8、道門都是在開門后，經(jīng)過3秒的延時(shí)而自動(dòng)關(guān)閉的。門關(guān)閉期間，如果對(duì)應(yīng)的光電傳感器的信號(hào)被遮斷，則門立即自動(dòng)打開。如果在門外或者在門內(nèi)的開關(guān)者按對(duì)應(yīng)的開門按鈕S1、S2、S&S4時(shí)，門立即打開。出于安全的考慮，如果在通道內(nèi)的某個(gè)人經(jīng)過光電傳感器時(shí)，對(duì)應(yīng)的門已經(jīng)打開，則通道外的開門者可以不按開門按鈕。兩道門都安裝了兩個(gè)行程開關(guān)S5、S&S7、S8,用于確定門的打開和關(guān)閉是否到位。通道外的開門按鈕S1、S2旁，安裝了相應(yīng)的L1或者L2指示燈，當(dāng)按下開門按鈕后，指示燈亮，門開后指示燈滅。由于應(yīng)急及調(diào)試的要求，在控制柜面板上設(shè)置有手動(dòng)和自動(dòng)切換開關(guān)，切換開關(guān)處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，門可以通過控制柜

9、上按鈕打開和關(guān)閉。按下應(yīng)急按鈕門應(yīng)該全開?？刂乒裆习惭b了狀態(tài)指示燈，用于指示控制狀態(tài)。手動(dòng)模式下的邏輯關(guān)系如下（設(shè)備調(diào)試和應(yīng)急情況下工作在手動(dòng)模式下，非正常工作狀態(tài)）：換開關(guān)S3處于“斷開”時(shí)，按下控制柜上的S4按鈕，門1打開，碰到行程開關(guān)S6后停止；切換開關(guān)S3處于“斷開”時(shí)，且光電傳感器B1接通（門1中無人），門1關(guān)閉，碰到行程開關(guān)S5后停止；切換開關(guān)S9處于“斷開”時(shí)，按下控制柜上的S12按鈕，門2打開，碰到行程開關(guān)S8后停止；切換開關(guān)S9處于“斷開”時(shí)，且光電傳感器B2接通（門2中無人）按下控制柜上的S13按鈕，門2關(guān)閉，碰到行程開關(guān)S7后停止。應(yīng)急工作模式如下（緊急和安全情況下工作在

10、應(yīng)急模式下，非正常工作狀態(tài)）:按下應(yīng)急開門開關(guān)，門1和門2同時(shí)打開，碰到開門到位行程開關(guān)而停止第三章雙門通道控制電路圖及系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1雙門通道控制電路圖6門開關(guān)主控制器220VO00OOAB急開急關(guān)復(fù)位44線LED丁切換開關(guān)代電傳感器2線2線門門2B門開關(guān)LED/4總線圖3-1(1)硬件設(shè)計(jì)3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)8根據(jù)上述描述，確定PLC的輸入和輸出的地址分配表表3-1CPU226的輸入和輸出繼電器地址分配表編程X/Y作用元件端子電路元件元件編程X/Y端子元件電路X01打開門1S1通道外門1的開關(guān)按鈕Y01kM1X02關(guān)閉門1S2通道外門2的開關(guān)按鈕Y02kM2X03打開門2S3通道內(nèi)門1的開關(guān)按鈕Y

11、03kM3X04關(guān)閉門2S4通道內(nèi)門2的開關(guān)按鈕Y04kM4X05Mlt示燈S5門1關(guān)門到位行程開關(guān)Y05L1X06M2旨示燈S6門1開門到位行程開關(guān)Y11L2X07S7門2關(guān)門到位行程開關(guān)Y12L3X10門1關(guān)指小S8門2開關(guān)到位行程開關(guān)Y13L4X11門2開指示B1門1的光電傳感器Y14L5X12門2關(guān)指小B2門2的光電傳感器Y15L6如表3-1所小。確定PLC的硬件選擇：根據(jù)PLC的地址分配表,得出控制電路需要16點(diǎn)輸入和9點(diǎn)輸出。根據(jù)控制電路的需要輸入和輸出點(diǎn)數(shù),選擇三菱公司的PLC,其具體型號(hào)為FX2N,FX2N提供24點(diǎn)輸入和16點(diǎn)輸出，能滿足控制電路的要求。FX2N（列三菱可編程

12、控制器特點(diǎn)：1、控制規(guī)模：16-256點(diǎn)2、內(nèi)置8給量的RAW儲(chǔ)器，最大可以擴(kuò)展到16K3、CPUg算處理速度0.08us/基本指令4、在FX2M側(cè)可連接輸入輸出擴(kuò)展模塊和特殊功能模塊5、基本單元內(nèi)置2軸獨(dú)立最高20kHz定位功能等其他的編程元件的地址分配介紹：大多數(shù)的其他編程元件可以在自動(dòng)子程序的順序功能圖上找到其地址和作用，在此不重復(fù)另外BM1分配的地址為M1.2,作用為寄存器，寄存門1的開門信號(hào)；BM2分配的地址為M1.3,作用為寄存器，寄存門2的開門信號(hào)。(2)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)電動(dòng)門的邏輯關(guān)系，設(shè)計(jì)PLC的梯形圖，采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想，程序分為主程序和子程序的關(guān)系。主程序如圖3-2所示。

13、主程序的作用如下：動(dòng)開關(guān)S9接通，輸入繼電器X13為“1”時(shí)，主程序調(diào)用“自動(dòng)”子程序；手動(dòng)開關(guān)S9斷開，輸入繼電器X13為“0”時(shí)，主程序調(diào)用“手動(dòng)”子程3.3主電路圖設(shè)計(jì)10圖3-2雙門通道控制的主程序1）第1道門（根據(jù)出入方向不同，可能是門1或門2）,是由在通道外的開門者通過按開門按鈕S1或S2打開的，而第2道門（根據(jù)出入方向不同，可能是門1或門2）則是在打開的第1道門關(guān)閉后自動(dòng)地打開的（也可以由通道內(nèi)的人按開門按鈕S3或S4來打開第2道門）。這兩道門都是在開門后,經(jīng)過3秒的延時(shí)而自動(dòng)關(guān)閉的。2）門關(guān)閉期間，如果對(duì)應(yīng)的光電傳感器的信號(hào)被遮斷，則門立即自動(dòng)打開。如果在門外或者在門內(nèi)的開關(guān)者

14、按對(duì)應(yīng)的開門按鈕S1、S2、S&S4時(shí)，門立即打開。3）出于安全的考慮，如果在通道內(nèi)的某個(gè)人經(jīng)過光電傳感器時(shí)，對(duì)應(yīng)的門已經(jīng)打開，則通道外的開門者可以不按開門按鈕。4）兩道門都安裝了兩個(gè)行程開關(guān)S5、S6、S7、S8,用于確定門的打開和關(guān)閉是否到位。5）通道外的開門按鈕S1、S2旁，安裝了相應(yīng)的L1或者L2指示燈，當(dāng)按下開門按鈕后，指示燈亮，門開后指示燈滅。6）由于應(yīng)急及調(diào)試的要求，在控制柜面板上設(shè)置有手動(dòng)和自動(dòng)切換開關(guān)，切換開關(guān)處于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，門可以通過控制柜上按鈕打開和關(guān)閉。按下應(yīng)急按鈕門應(yīng)該全開?？刂乒裆习惭b了狀態(tài)指示燈，用于指示控制狀態(tài)。手動(dòng)模式下的邏輯關(guān)系如下（設(shè)備調(diào)試和應(yīng)急情

15、況下工作在手動(dòng)模式下，非正常工作狀態(tài)）：3.5 .主要參數(shù)計(jì)算1）斷路器QF兌扣電流。斷路器過電流脫扣值按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的1.7倍整定。IQF=1.7IN=1.7X6A=10.2A=10A,選用IQF=10刖勺斷路器。2）熔斷器FU容體額定電流IFU。電動(dòng)機(jī)安裝在一般車間內(nèi)，熔斷器作短路保護(hù)用，導(dǎo)線與蟒斷器保護(hù)的配合條件為tQ.f工W2.51現(xiàn)I一=80A<2.5X414102.5A,故滿足熔斷器保護(hù)與導(dǎo)線的配合要求。工，“I3=35.5A曰K工桃=0.3X35.5AX7=74.55A（羥載啟動(dòng)K取0.3）由附錄表10-L選RTO-100型熔斷器，I蟲。%熔體選入房704。極臉慵斷器的斷

16、流能力查附錄表8T,熔斷器的I"=50kQl6=1F=13k%其斷流能力滿足要求“選擇導(dǎo)線截面和鋼管直徑按發(fā)熱條件選擇，查附錄表19-2得收1。地/的BLV型鋁芯塑料線三根穿鋼管時(shí)：IFLQI裁二35.5心滿足發(fā)熱條件，相應(yīng)選鋼管SCZ0M口校險(xiǎn)機(jī)械強(qiáng)度：查附錄表14穿管鋁芯線的最小截面為2.5通/<10皿"滿足要求。校驗(yàn)導(dǎo)線與熔斷器保護(hù)的配合3.6 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量；確定所控制參數(shù)的精度及類型，選擇適合的PLC機(jī)型及外設(shè)，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。26AC10024Y0KM2KM1KM4LCOM1Y1Y3Y2Y4KM3L1L3L4L5L2L

17、6Y1COM4Y5Y7Y1Y1Y6COM2Y0YC2DM3yI6Y1JO輸出端FX2N48MRDC2424VVCOMX6X10X12X'X13X14X16X20X22X24X26X15X17X19X21X23輸入端X25"S4、S6S5S5S73.7 控制面板電器平面圖第四章LED1LED2LED3LED4SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8線槽QFFU1FU2FU3FU4線槽FU5FU6KA1KA2OUTTCPLCIR線槽線槽KM1KM2KM3KM4KM5FR1FR2FR3FR4課考線槽5設(shè)計(jì)圖示端子板4.1輸入輸出表指令按鈕意義指令意義X000B1門1的光電傳

18、感器Y000門1開運(yùn)動(dòng)X001S1通道外門1的開門按鈕Y001LED伙.亮X002S2通道外門2的開門按鈕Y002Y0101門自動(dòng)開循環(huán)控制X003S3通道內(nèi)門1的開門按鈕Y003門1關(guān)運(yùn)動(dòng)X004S4通道內(nèi)門2的開門按鈕Y004門2開運(yùn)動(dòng)X005S5門1關(guān)門到位行程開關(guān)Y005LED2燈亮X006S6門1開門到位行程開關(guān)Y006門2關(guān)運(yùn)動(dòng)X007S7門2關(guān)門到位行程開關(guān)Y007Y0112門自動(dòng)開循環(huán)控制X010S8門2開門到位行程開關(guān)X011B2門2的光電傳感器輸入輸出4.2梯形圖設(shè)計(jì)門1的開門運(yùn)動(dòng)Y0d JX6Y3 Y4Y6好(YOXIX3I fX0dIY2門1的關(guān)門運(yùn)動(dòng)T0延時(shí)3秒12施

19、1I¥3X511HTOYOMlK30(TO(VW(Y3門2的開門運(yùn)動(dòng)24Y4X2T一X11TMX57TIX10Y6Y0少FKY3X2什Y51卜(V4(¥5門2的關(guān)門運(yùn)動(dòng)T1延時(shí)3秒X103一卜Y6X7TIMT1Y4MIRK30(T1)(YH)(Y6)循環(huán)操作X2Y051TIKY10(V7)Y7X10并Y4¥1161結(jié)尾END第五章程序5.1流程圖5.2元件清單名稱型號(hào)數(shù)量（個(gè)）廠家按鈕開關(guān)LAY37-11BN(Y090)5杭州三利行程開關(guān)MIE-8111AZ-81115杭州三利TZ-8111光電傳感器L.E18S-A30NAD3|3伊萊科指水燈LED電源指示燈6APT上海二工AD16-22D/S信號(hào)燈AC220V22口徑接觸器CJX2-1810/220V5ZGO瞰開電氣三相異步電機(jī)ASF82A(120VV3民峰電氣有限公司熔斷器RT18-32X1P10上海二開電器斷路器EA9RN2C6330C10施耐德電氣熱繼電器TH-N120KP5三菱熱繼電器5.3程序門1開門運(yùn)動(dòng)自鎖按下外門1開門按鈕門1的光電傳感內(nèi)門1的開門按鈕門2關(guān)門到位行程開關(guān)ANIY21門自動(dòng)開循環(huán)控制門1開