PLC自動(dòng)門控制裝置設(shè)計(jì)上課講義

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PLC自動(dòng)門控制裝置設(shè)計(jì)PLC自動(dòng)門控制裝置設(shè)計(jì)學(xué)院：亳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)/班級(jí)：電子電氣工程學(xué)系08機(jī)電2班學(xué)號(hào)：040408207學(xué)生姓名：胡亞鋒指導(dǎo)教師：馬兵2011年6月目錄TOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc264234029第一章設(shè)計(jì)序言PAGEREF_Toc264234029h3HYPERLINKl_Toc264234030第二章設(shè)計(jì)目的與需求PAGEREF_Toc264234030h4HYPERLINKl_Toc2642340312.1設(shè)計(jì)目的PAGEREF_Toc26423

2、4031h4HYPERLINKl_Toc2642340322.2設(shè)計(jì)任務(wù)與需求PAGEREF_Toc264234032h5HYPERLINKl_Toc264234033第三章設(shè)計(jì)方案PAGEREF_Toc264234033h7HYPERLINKl_Toc2642340343.1方案說明PAGEREF_Toc264234034h7HYPERLINKl_Toc2642340353.2I/O地址分配PAGEREF_Toc264234035h83.3PLC主電路接線圖9HYPERLINKl_Toc2642340363.3PLC出輸入接線PAGEREF_Toc264234036h9HYPERLINKl_

3、Toc2642340373.4程序流程圖PAGEREF_Toc264234037h10HYPERLINKl_Toc2642340383.5梯形圖及指令PAGEREF_Toc264234038h11HYPERLINKl_Toc264234039結(jié)論15第一章設(shè)計(jì)序言在超級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門控制系統(tǒng)。早期的自動(dòng)門控制系統(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)，因而得到廣泛的應(yīng)用。由于直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動(dòng)機(jī)超載能力較強(qiáng)，熱動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直流電動(dòng)機(jī).PLC的主要特點(diǎn)1)、

4、可靠性高。PLC的MTBF一般在4000050000h以上，有的在1020萬h，且均有完善的自診斷功能。2)、結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的PLC只有6點(diǎn)，而AB的ControlLogix系統(tǒng)的容量達(dá)128000點(diǎn)。3)、功能強(qiáng)大。4)、編程方便。控制具有極大靈活性。5)、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。6)、安裝、維修簡(jiǎn)單7)、價(jià)格低。8)、當(dāng)前PLC產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展潮流。第二章設(shè)計(jì)目的與需求2.1設(shè)計(jì)目的正做到增長(zhǎng)知識(shí)與發(fā)展能力的統(tǒng)一，本次課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，是著重培養(yǎng)學(xué)生在電力電子技術(shù)方面的

5、實(shí)踐能力和科學(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過本次課程設(shè)計(jì)，初步掌握工程實(shí)踐方法和組織實(shí)踐的基本技能，逐漸熟悉開展科學(xué)實(shí)踐的程序和辦法。通過本次課程設(shè)計(jì)應(yīng)做到如下要求：（1）初步為了加強(qiáng)學(xué)生智能的培養(yǎng)，更好的使理論與實(shí)踐相結(jié)合，真掌握一般電氣控制技術(shù)、PLC應(yīng)用技術(shù)和設(shè)計(jì)的基本方法（2）培養(yǎng)一定的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。（3）鞏固常用電子儀器的正確使用方法。（4）通過嚴(yán)格的科學(xué)訓(xùn)練和工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生在工作中具有一定的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)。2.2設(shè)計(jì)任務(wù)與需求自動(dòng)門控制裝置設(shè)計(jì)1自動(dòng)門控制裝置的硬

6、件組成及原理1）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。2)行程開關(guān)(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，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

7、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)光電開關(guān)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)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.控制需求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)

8、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被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)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）在門打開后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。第三章設(shè)計(jì)方案方案說明經(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)

9、，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(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）在門打開后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(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)

10、進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。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，最后決定加增手動(dòng)開門和關(guān)門開關(guān)。3.1PLC系統(tǒng)的選型從上面發(fā)的分析可知，系統(tǒng)共有8個(gè)輸入點(diǎn)，2個(gè)輸出點(diǎn)，參照S7-200產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī)為CPU222（8入/6繼電器輸出）一臺(tái)，加上一臺(tái)擴(kuò)展模塊EM225，這樣的配置是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的，整個(gè)PLC系統(tǒng)的配置如下圖所示。主機(jī)單元CPU222AC/DC繼電器模擬量單元EM2254AI/AO圖3-1PLC系統(tǒng)組成3.2I/O地址分配輸入輸出信號(hào)的名稱代碼及地址編號(hào)+名稱代碼地址編碼輸入信號(hào)啟動(dòng)停止I0.0門外光檢測(cè)電開關(guān)K1I0.1門內(nèi)

11、光檢測(cè)電開關(guān)K2I0.2開門限位開關(guān)K3I0.3關(guān)門限位開關(guān)K4I0.4手動(dòng)開門I0.5手動(dòng)關(guān)門I0.6過電流保護(hù)開關(guān)I0.7輸出信號(hào)電機(jī)正轉(zhuǎn)KM1Q0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)KM2Q0.13.3主電路接線圖3.4Plc控制輸出輸入接線3.5序流程圖開始若K1，K2有信號(hào)開門K3打開停止延時(shí)8s若K1，K2有信號(hào)關(guān)門若K1，K2有信號(hào)K4打開停止結(jié)束3.6形圖及指令LDI0.1OI0.2OQ0.0ANQ0.10I0.5ANI0.0ANI0.3ANI0.7=Q0.0LDI0.3ANI0.2ANI0.1TONT37,80LDT37OQ0.1ANQ0.0OI0.6ANI0.0ANI0.4ANI0.1ANI0.2

12、ANI0.7=Q0.1過程分析1首先按下啟動(dòng)按鈕使I0.0閉合，若外檢測(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(zhǎng)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)，執(zhí)行開門過程。2.當(dāng)門扇完全打開時(shí)，使開門限位開關(guān)I0.3打開，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(zhǎng)閉變成長(zhǎng)開，故使長(zhǎng)開閉合。進(jìn)行8秒的延時(shí)，若此時(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)，則使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

13、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，若外檢測(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(zhǎng)閉，此時(shí)打開并中斷關(guān)門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。6.考慮到主動(dòng)門若出現(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.7.為了防止開門，關(guān)門同時(shí)動(dòng)作，本設(shè)計(jì)設(shè)置了互鎖.結(jié)論本設(shè)計(jì)完成了題目要求的基本部分的全部要求。發(fā)揮部分的因?yàn)闀r(shí)間和制作材料的短缺而沒有進(jìn)行嘗試，在今后條件允許的情況下再擴(kuò)展?；静糠指鲉卧ぷ鞣€(wěn)定。通過這次設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)如何去培養(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(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開動(dòng)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，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過程