PLC自动门的控制课程设计.doc

可编程控制器课程设计 自动门的控制 院 系： 机电工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械0821 姓 名： 学 号： 指导教师： 目 录目 录2第一章 课程设计任务3第二章 总体方案分析42.1 分析控制要求42.2 选择PLC型号52.3 分配I/O点5第三章 PLC控制系统设计73.1 输入/输出电路设计(参照P125页图4-13)73.2 控制程序设计73.2.1 梯形图设计73.2.2 指令表83.3 控制程序分析9第四章 课程设计小结11参 考 文 献12第一章 课程设计任务 设计以PLC为控制器、控的自动门控制系统。在自动门正上方里外各安装一个光电探测开关，当有人欲进入时，光电探测开关检测出有人要进入或出去，从而产生输出信号。PLC获取到该输入信号，启动电机，将门打开。当门打开到一定程度后，碰到限位开关，限位开关动作，产生输出信号，自动门停止动作。等待一时间段后，自动门自动合上。在闭合过程中，如光电探测开关检测有人要进入或出去时，自动门停止闭合，并立刻打开。为了保障门的安全性，设置关门限位开关，从而保障在自动门闭合即将结束时，不会发生两扇门相撞。（1） 当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或k2时，开门执行机构 KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。（2） 自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被 启动，电动机反转，当门移动到开门限位开关K4位置时，电机停止运行。（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1 时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。（4） 在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外到内或由内到外通过光电检 测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，在自动进入关门过程，以 保证人员的安全通过。（5） 开门与关门不可同时进行。第二章 总体方案分析2.1 分析控制要求经分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光电检测开关，限位开关，超载保护开关，直流电机。现确定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正转开门，电机反转关门。1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过（光电检测开关是脉冲触发须对其自锁）由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正转，到达开门限位开关位置时，电机停止运行。2）当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时，电机停止运行。3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关，应立即停止关门，并自动进入开门程序。4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。5）考虑到自动门在出现故障或在维修的时候，用自动控制从在一定 问题，最后决定加增手动开门和关门开关。2.2 选择PLC型号对于PLC型号的选择问题，则有以下几个方面要考虑： （1）功能方面 所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力完成控制任务。如对PLC与PLC，PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通讯要求；或对PLC的计算速度，用户程序容量等有特殊要求；或对PLC的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。 （2）价格方面 不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似，质量相当，I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。在使用PLC较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因素。 （3）个人喜好方面 有些工程技术人员对某些品牌的PLC熟悉，所以一般比较喜欢使用这种产品。另外，甚至一些政治因素或个人情感有时也会成为选择的理由。 PLC主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。如模拟量单元，显示设定单元，位置控制单元或热电偶单元等。对于本课设来说不需要扩展单元与模拟量单元，可知PLC可以选择我们所熟悉的西门子系列PLC,根据以上的分析可知我们可以选择主机型号为CPU221/DC/DC/Relay的S7-200系列PLC。2.3 分配I/O点输入/输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础。对软件设计来说，I/O地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I/O地址确定以后，才可以绘制电气接线图，装配图，让装配人员根据线路图和安装控制柜。 分配输出点地址时，要注意负载类型的问题。在进行I/O地址分配时最好把I/O点的名称、代码和地址以表格的形式列写出来。 名称 代码 地址编号 输 入 信 号门内光电探测开关 K1 I0.2门外光电探测开关 K2 I0.1开门到位限位开关 K3 I0.3关门到位限位开关 K4 I0.4手动开门 K5 I1.0手动关门 K6 I1.1 输 出 信 号开门执行机构 KM0 Q0.0关门执行机构 KM1 Q0.1 短接启动电阻接触器 KM2 Q0.2 第三章 PLC控制系统设计3.1 输入/输出电路设计(参照P125页图4-13)3.2 控制程序设计3.2.1 梯形图设计 3.22 指令表LD I0.1O I0.2O Q0.0AN Q0.2O I1.0AN I0.3= Q0.0LD I0.3AN I0.1AN I0.2TON TIM000，#0080LD TIM000O Q0.1AN Q0.0AN Q0.2O I1.1AN I0.4= Q0.13.3 控制程序分析1、首先，若外检测开关或内检测开关有信号时I0.1或I0.2闭合。由于开门限位开关I0.3是长闭的，所以Q0.0线圈通电，有原理分析可知光电检测开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。当Q0.0线圈通电时Q0.0闭合，此时电动机正转带动自动门扇移动，执行开门过程。2、当门扇完全打开时，使开门限位开关I0.3打开，Q0.0线圈断电.电动机停止转动。3、当门扇停止移动时，由于开门限位开关的长闭变成长开，故使长开闭合。进行8秒的延时，若此时外检测开关或内检测开关I0.1或I0.2有信号，则使TIM000重新延时。4、当8秒的延时完毕后TIM000线圈通电，关门限位开关关闭，所以使Q0.1通电并自锁，电机反转执行关门过程。5、在关门过程中，若外检测开关或内检测开关I0.1,I0.2有信号又使Q0.0通电，由于在关门过程中Q0.0长闭，此时打开并中断关门过程，转向开门过程。6、考虑到主动门若出现故障时，使用自动控制系统不行，于是设置手动开门和手动关门。程序流程图： 第四章 课程设计小结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程。我开始先认真审题，考虑设计系统的要求及条件，培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的事。在这段时间里，让我体会到了PLC这门课程与现实生活中的诸多事物已然挂钩，同时也明白了理论必须经过实践的道理。在实际生活中，很多东西都是理论所不具备的，但又是通过理论而得出的结论与行动。知道了如何来分析得来的知识。 参 考 文 献1.肖清 王忠锋 . 西门子plc课程设计指导书 . 江西理工大学应用科学 学院.20082.高钦和 . plc应运开发案例精选(第2版) . 人民电邮出版社 . 20083.方承远 . 工厂电气控制技术(第二版) . 北京机械工业出版社 . 20004.汪道辉 . 逻辑与可编程控制系统 . 机械工业出版 . 20015.易传禄 . 可编程序控制器应用指南 . 上