毕业论文---基于PLC的防火卷帘控制系统.doc

基于PLC的防火卷帘控制系统机电工程系机电一体化专业 XX摘要：本课题设计的是防火卷帘系统是由可编程控制器、变频器、驱动装置、传动装置、控制器组成。主要工作原理是当有人按下防火卷帘的按钮时，开关量信号传到PLC，PLC根据开关信号来控制变频器的开停，然后由传动装置带动门运动。关键词：变频器，PLC，感应器，驱动装置，梯形图随着社会的进步，人们的安全意识越来越高，在各大商场、超市、酒店等现代建筑上都装上了防火卷帘，预防发生火灾时火灾的蔓延。因为PLC控制系统具有可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，维护方便，容易改造，体积小，功耗低等优点，所以在发生火灾时，按下按钮可以有效的使防火卷帘落下来阻止火焰的蔓延。本课题主要介绍运用PLC为控制器的防火卷帘控制系统，采用的行程开关防止上升或者下降超程。 一、PLC的概述(一) PLC的简介可编程控制器是以计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科学技术为基础而发展起来的一种新型工业控制装置，目前已被广泛应用于各个领域。早期的可编程控制器主要用来代替继电器实现开关量的逻辑控制，因此称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller, PLC）。后来可编程控制器采用微处理器作为其控制核心，它的功能已远远超过逻辑控制的范畴，于是人们又将其称为可编程控制器（Programmable Controller, PC）。但因为容易与个人计算机混淆，所以可编程控制器仍被称为PLC。参考文献:1 何堃山.可编程序设计范例大全.上海：同济大学出版社，1997.(二) PLC的主要功能PLC是控制技术和计算机技术的结晶，但是对于熟悉机电控制技术的工程人员来说，在使用PLC时没有必要完全了解计算机的深层次技术问题，只需要把PLC看作机电控制技术人员熟悉的继电器、计时器和计数器的集合即可，所以PLC的实际使用简单方便，适应普通的机电控制技术人员。PLC的主要功能有 ：1、条件控制，PLC具有逻辑运算功能，它设置了“与”（AND）、“或”（OR）、“非”（NOT）等逻辑运算指令，能处理继电器接点的串联、并联、串并联以及并串联等各种连接；2、限时控制，PLC具有定时控制功能，它可以提供若干个定时器，并设置了定时指令，调用修改灵活方便；3、计数控制，PLC具有计数控制功能，它可以提供若干个计数器，设置了计数指令，计数器的计数值可以在运行时读出，也可以在运行时修改；4、步进控制，PLC具有步进控制功能，可以在一道工序完成后，再进行下一步工序，并且设置了移位寄存器；5、“模数”和“数模”转换功能，有些PLC具有“模数”（A/D）和“数模”（D/A）转换功能，能完成对模拟量的控制和调节；6、通信和联网：有些PLC采用了通信技术，可以进行远程的I/O控制，即PLC之间同位链接或由一台计算机和若干台PLC可以构成“集中管理，分散控制”的分布式控制网络。2 廖常初.可编程序控制器应用技术M.5版.重庆：重庆大学出版社，20073 弭洪涛.PLC应用技术.北京：中国电力出版社，2004.4 王阿根.PLC控制程序精编108例M.北京：电子工业出版社，2009.125 郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术M.南京：东南大学出版社，2004.6 吴作明.PLC 开发与应用实例详解.北京：航空航天大学出版社，2007.7 郑凤翼，金沙.图解西门子S7-200系列PLC应用88例M.北京：电子工业出版社，2009.4二、PLC的特点、现状与发展 （一） PLC的特点 1、可靠性高，抗干扰能力强 2、配套齐全，功能完善，适用性强 3、易学易用，深受工程技术人员欢迎 4、系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 5、体积小，重量轻，能耗低 （二） PLC的现状PLC以优越的功能、良好的控制精度和高可靠性,在工业自动化控制中独领风骚。程序控制技术是工业自动化中重要的基础技术,PLC既能控制开关量,也能控制模拟量,用于替代继电器控制逻辑、二极管矩阵逻辑以及便于接线的数字逻辑。由于PLC是专门为工业自动化控制设计的一种工业用微电脑,所以在工业自动化控制中,PLC比单板机、微型计算机的使用更可靠简单。PLC使用的是工程技术人员都容易理解和掌握的梯形图,只要知道继电器控制原理很容易变换为PLC使用的梯形图。三、PLC控制设计的基本原则PLC电气控制系统是控制电器设备的核心部件，因此PLC的控制性能是关系到整个控制系统是否能正常、安全、可靠、高效运行的关键所在。在PLC控制系统时，应遵循一下基本原则：（1）充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则（2）充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则（3）这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标（4）操作简单、方便，并考虑有防止误操作的安全措施。四、防火卷帘门的控制系统设计（一） 原理图图1 防火卷帘门的原理图图中代号对应表代号含义代号含义SB1停止按钮KA接触器SB2上升按钮C电容器SB3下降按钮M单相电动机SQ1上升行程开关ZZT电磁铁SQ2下降行程开关GZ整流器（二）控制原理卷帘门的上升、下降由电动机M拖动。电动机M由接触器KA1、KA2控制。KA1控制卷帘门上升，KA2控制卷帘门下降。KA1、KA2分别由SB2、SB3控制。开关SB手动开关卷帘门，SB1用于启动和手动停止卷帘门。第一步下放：当火灾产生烟时，人员去按下防火卷帘的按钮SB。按下SB打开了卷帘门，然后按下SB1，在SB1的带动下打开了锁头ZZT卷帘门就可以下落了，这时可以按下SB3了，按下的SB3接通接触器KA2，接触器KA2控制电动机M，带动电动机进行反转，电动机的反转带动卷帘门落下，当经过下降的行程开关时，触动SQ2后卷帘门就会停止下降。第二步上升：当火灾扑灭后，人员再去按下按钮SB2。按下SB2后，按下的SB3接通接触器KA1，接触器KA1控制电动机M正传，电动机的正传带动卷帘门上升，当经过上升的行程开关时，触动SQ1后卷帘门就是停止上升，再次按下SB1锁头ZZT锁上卷帘门，按下SB后就会关闭卷帘门了。防火卷帘门的电路图如图:图2防火卷帘门的电路图（三）梯形图上行启动的时候Q0.0启动，当按下I0.1启动Q0.1时Q0.0失电，下行限位开关I0.3，按下启动的是Q0.0，Q0.1失电，上行限位开关I0.4按下启动的是Q0.1，Q0.0失电，I0.2随时停止程序。下行行启动的时候Q0.1启动,按下I0.0启动Q0.0，Q0.1失电,上行限位开关I04按下启动的是Q0.1，Q0.9失电，下行限位开关I0.3按下启动的是Q0.0，Q01失电，而I0.2随时停止程序。五、I/O配置表及控制功能PLC元件代号元件文字符号元件名称控制功能输入X0SQ1行程开关上行卷帘门停止位置X1SQ2行程开关下行卷帘门停止位置X2SB开关按钮手动开关按钮X3SB1开关按钮启动、停止控制按钮X4SB2开关按钮上升按钮X5SB3开关按钮下降按钮输出Y0ZZT电磁铁打开锁头，卷帘门准备下降Y1KM1接触器1卷帘门启动Y2KM2接触器2卷帘门停止结论通过这次课题设计学到了卷帘门的启动和运行的控制系统，PLC的特点和PLC的发展现状，明白了PLC对社会发展的巨大贡献。在看到工作单位的卷帘门，这么常见的让人容易忽略，却又不可缺少的存在时，让我萌发了设计电动防火卷帘门的PLC的控制系统，我去自己观察卷帘门，发现卷帘门的控制系统要是过于复杂用在防火卷帘门上是会被火烧到，将其设计简单化并安装到到水泥柱中，这样在发生火灾时，控制系统不会被火烧到，但是控制系统简单了，操作需要人的控制，这是其中的不足，希望在今后的过程中卷帘门会想自动门一样，能添加上感应设施，比如：温度感应设施、烟雾感应设施等等一些的感应设施，使得防火卷帘门能在手动控制的同时也能自动控制。在今后的生活中越来越多的由PLC控制的卷帘门会越来越多，它使得人们生活变得更加便捷，比如车库上的卷帘门，仓库上的卷帘门等，卷帘门的设备性能会更加稳定，质量可靠，操作方便，今后会在各大商场、酒店、超市中普遍存在，也会普及到各家各户的车库和各个工厂的仓库门上。致谢在这次设计当中,我既尝到了面对困难举步维艰的辛酸，又尝到了迎难而上，攻克难关的甘甜。可以说在本次设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始的课题设计到论文的完成，老师的指点、同事的帮助才使我完成了这次论文，我要向帮助过我的老师和同事表达最衷心的感谢！感谢我所在的工作单位对我的支持，和同事对我的关心和知识上的帮助。我要特别感谢我的指导老师李桂玲老师的悉心指导。在我撰写论文的过程中，老师倾注了大量的心血和汗水。从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题