电气控制及可编程控制器课程设计报告文档格式.docx

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建筑电气与智能化

建电1102班

111705205

扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告

姓

名：

葛嘉新

指导老师：

完成日期：

李新兵、蒋步军

2014年6月27日

目

录

1任务书∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.1设计课题∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.2设计目的及要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.3原始资料∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.4课题要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.5日程安排∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-3-1.6主要参考书∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-3-

2课题分析与方案选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-4-2.1设计方案的初步分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-4-2.2选择实现方案∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-4-

3具体设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-5-3.1硬件系统设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-5-3.2软件系统设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-6-

4模拟运行结果以及存在的问题∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-4.1在实验台上模拟运行∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-

4.1.1接线∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-4.1.2运行结果∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-

4.2存在的问题或需要改进的方向∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-5总结与体会∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-9-6参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-10-

-0-

1任务书

1.1设计课题

本次课程设计课题是“自动门控制系统设计”。

1.2设计目的及要求

1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。

2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。

3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。

4、培养独立工作能力、工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。

1.3原始资料

概况及控制要求：

1、在商店、银行等入口，经常使用感应自动门，有人出入时能够自动打开和关闭大门。

2、有人接近时，门应自动打开。

3、门打开后，应保持开状态，直到门的通道上已无任何人为止。

4、如果门的通道上已无任何人，门必须在很短时间内自动关闭。

5、设置功能选择控制开关：

①常开、常关、自动三种状态；

②只能进、只能出。

6、门故障时，蜂鸣器发出报警信号。

7、应符合国家标准及相应的设计规范。

1.4课题要求

1、设计原则：

国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。

2、设计范围：

控制系统主电路及控制电路设计、程序设计、施工图设计。

3、设计成果：

课程设计报告（设计说明书及计算书等），主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。

（所有成果均应为打印稿）

-1-

1.5日程安排

本次课程设计时间共1周，进度安排如下：

设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容。

（1天）分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。

（1天）

绘制控制流程图、I/O端子接线图。

梯形图设计、编制程序及程序说明。

整理计算书及图纸、写课程设计报告。

1.6主要参考书

1、《电器与可编程控制器应用技术》

邓则名等；

2、《可编程控制器教程》

王兆义主编；

3、《工厂常用电气设备手册》（第2版）上、下册

中国电力出版社；

4、《可编程控制器教程原理、应用、网络》

徐世许主编。

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2课题分析与方案选择

2.1设计方案的初步分析

本次课程设计是要设计一个能实现自动门的开关门的自动控制系统。

当门内或门外有人时，系统要根据当前门的控制状态（常开、常关、自动、进出门单向控制等）做出相应合理的动作。

同时，当门有故障时，系统自动发出故障报警。

在模拟试验中，输入量方面，用两个常开按钮代替红外传感器实现门内外是否有人的监测，用一个状态开关代表常开与自动两个状态，用另外两个状态开关分别代表是否能进/出（若进/出均不许可，则代表常关；

在不是常开前提下，若进/出均许可，则代表自动），最后，用一个状态开关模拟故障信号；

输出量中，用两个输出通道驱动控制开关门电机正反转的两个接触器的线圈，用另一个输出通道驱动故障报警信号。

以下情况下要开门：

①常开状态；

②门内有人且允许出门；

③门外有人且允许进入。

以下情况下要关门：

①不许进入也不许出门；

②不在应开门的时候。

从开门到关门要做一个可刷新的断电定时，以确保开门后人能完全通过。

2.2选择实现方案

目前已学的可行控制方案有传统继电接触式控制、单片机或微处理器控制、PLC可编程控制器控制三种，这三种方法各有优劣，下面进行比较。

传统继电控制原理简单明了，适用于简单控制系统场合的运用。

但在本例中，继电控制很难完成与红外传感器、故障传感器的配合。

同时，断电延时的时间继电器计时精度不高，而且无法做到“不断刷新”。

另外，在元件较多情况下，传统继电控制接线复杂，易出错，控制可靠性就显得没那么高了。

而且，继电控制无法实现计算机通信，对智能建筑综合控制系统的建立没有帮助。

所以不应选择这个做法。

单片机或微处理器在目前造价低廉，与传感器的配合、与计算机通信也较容易做到，但要配合各类周边芯片（RAM、ROM等）才能正常工作，整个系统构造复杂。

而且工作时控制精度受外接晶振影响较大，容易受到各类电磁干扰，可靠性不高。

同时，在输入电平兼容、输出驱动方面的设计很复杂，编程也较为复杂。

所以不应采用这个做法。

PLC可编程控制器虽然造价较高，但容易与各类传感器配合、与计算机通信。

它

-3-

编程简单、可靠稳定，各类装置集成于一体。

在控制的实现上直观清楚，在程序调试时容易发现错误和纰漏所在，方便更改。

所以本次课程设计采用这种方法实现。

-4-

3具体设计

3.1硬件系统设计

自动门的开关门由一台小型笼式三相异步电动机实现，其主电路采用电机正反转的电路，如图所示。

图3-1

主电路

控制回路由PLC可编程控制器实现，其I/O接口图如下。

图3-2

控制电路（PLC的I/O端口图）

注：

此图为实际情况下的I/O端口图，在进行模拟实验时，故障传感器用一个状态开关模拟，两个红外传感器用两个按钮代替；

输出侧均用小LED等代替，采用直流电源，不安装限位开关。

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延时两秒

关门

故障报警

人且允出门

N

开门

Y

门内有许

扬州大学水利