基于变频器的自动门控制.docx
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基于变频器的自动门控制
设计题目：
自动门控制系统
系别：
应用电子与通信技术系
班级：
学生姓名：
指导教师：
成绩：
______________________
2012年月日
课程设计任务书
课程设计题目
自动门控制系统
功能
技术指标
1.选择自动门控制系统所需硬件；
2．自动门控制系统硬件的连线；
3．自动门控制系统所需软件设计；
4．设置MM440变频器参数；
5．编写S7-200PLC程序；
6．用组态王组态自动门控制系统监控界面；
7．组态王监控界面与PLC实现通信；
8．撰写设计说明书及注意事项。
工作量
2周
工作计划
1.设计前准备
2.总体设计
3.自动门硬件的选用
4.系统硬件的连接
5.MM440参数的设置
6.编写S7-200PLC程序
7.组态自动门控制系统监控界面
8.编写课程设计报告
指导教师评语
2012年月日
第１章绪论-2-
1.1设计要求-2-
1.1.1设计题目和设计指标-2-
1.1.2设计功能-2-
第2章系统总体设计方案-3-
2.1系统设计方案-3-
2.2硬件框图-3-
第3章硬件设计和器件的选择-4-
3.1器件的选择-4-
3.1.1行程开关（限位开关）的选择-4-
3.2硬件接线图-4-
第4章MM440变频器参数设定-5-
4.1MM440参数复位操作-5-
4.2PLC与变频器构成多段调速系统-5-
第5章系统软件设计-6-
5.1I/O分配表-6-
5.2程序流程图-7-
5.3可编程控制器（PLC）梯形图程序-8-
5.3组态王组态监控界面-9-
结论-12-
心得与体会-13-
致谢-14-
参考文献-15-
附录-16-
第1章绪论
1.1设计要求
1.1.1设计题目和设计指标
设计题目：
自动门控制系统
设计指标：
1.选择自动门控制系统所需硬件；
2．自动门控制系统硬件的连线；
3．自动门控制系统所需软件设计；
4．设置MM440变频器参数；
5．编写S7-200PLC程序；
6．用组态王组态自动门控制系统监控界面；
7．组态王监控界面与PLC实现通信。
1.1.2设计功能
主要功能：
自动门控制装置系统由检测元件光电传感器、继电器、PLC、电动机组成。
它主要是利用光电传感器检测，有无人到门口的信号，在把检测到的信号送入PLC中，由PLC来对信号进行处理，处理的最后结果用继电器输出，从而达到控制电动机的转动。
又由电动机带动门的开、关。
当电动机正转时，门自动打开；当电动机反转时，门自动关闭。
第2章系统总体设计方案
2.1系统设计方案
分析自动门的运行过程可知：
如果门开始处于闭合状态，有开信号则开门，如果门开始处于打开状态，有关信号则关门，门在运行过程中遇到停信号以及起始位置（门关时）则停，遇到底（门全开时）位置信号则暂停一段时间，然后自动执行关门动作。
为了便于维护，自动门应具有手动和自动两种方式，当信号采集装置检测到有人接近门口的时候且门未打开或者检测到无人接近门口且门未关闭，PLC动作输出信号控制电动机正转或反转来开门或关门。
2.2硬件框图
图2-1硬件框图
第3章硬件设计和器件的选择
3.1器件的选择
3.1.1行程开关（限位开关）的选择
行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。
行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。
行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。
由于行程开关型号繁多，在这里采用比较通用而且价格便宜的型号为LW42A2Y的行程开关。
3.2硬件接线图
图3-1硬件接线图
第4章MM440变频器参数设定
4.1MM440参数复位操作
参数复位，将变频器的参数恢复到出厂时的参数默认值。
在变频器初次调试，或者参数设置混乱时，需要执行该操作，以便于将变频器的参数值恢复到一个确定的默认状态。
a）将参数“P0003”设置为1；
b）将参数“P0010”设置为30；
c）将参数“P0970”设置为1。
4.2PLC与变频器构成多段调速系统
用PLC通过变频器控制电机是通过PLC的数字量输出信号作为变频器数字量输入信号，因而变频器的控制方式选为端子排控制。
表4-1变频器参数设置
参数
功能
设定值内容
P0700=‘2’
选择命令源
由端子排输入
P0701=‘1’
数字输入1的功能
ON/OFF（接通正转/停车命令）
P0702=‘12’
数字输入2的功能
反转
P0703=‘15’
数字输入3的功能
固定频率设定值（直接选择）
P0704=‘15’
数字输入4的功能
固定频率设定值（直接选择）
P0705=‘15’
数字输入5的功能
固定频率设定值（直接选择）
P1000=‘3’
频率设定值的选择
固定频率
P1003=‘10’
固定频率1
固定频率1的设定值
P1004=‘15’
固定频率2
固定频率2的设定值
P1005=‘25’
固定频率3
固定频率3的设定值
第5章系统软件设计
5.1I/O分配表
系统软件设计包括可编程控制器的梯形图程序设计也包括组态的设计，在可编程控制器的梯形图程序设计时需要确定变量的地址及每个变量所代表的意义。
表5-1S7-200PLCI/O分配表
符号
变量地址
I/O类型
注释
SB0
I0.0
数字输入
内部感应开关
SB1
I0.1
数字输入
外部感应开关
SB2
I0.2
数字输入
手自动切换
SB3
I0.3
数字输入
开门上限
SA4
I0.4
数字输入
关门下限
SA5
I0.5
数字输入
手动开门按钮
SA6
I0.6
数字输入
手动关门按钮
SA7
I1.0
数字输入
感应点1
SA10
I1.1
数字输入
感应点2
SA11
I1.2
数字输入
感应点3
L0
Q0.7
数字输出
自动关门指示灯
L1
Q1.0
数字输出
自动开门指示灯
DIN1
Q0.0
数字输出
自动开门
DIN2
Q0.1
数字输出
自动关门
DIN3
Q0.4
数字输出
高速运行
DIN4
Q0.5
数字输出
中速运行
DIN5
Q0.6
数字输出
低速运行
5.2程序流程图
图5-1程序流程图
5.3可编程控制器（PLC）梯形图程序
分析自动门的运行过程可知：
如果门开始处于闭合状态，当门内外有感应时就会触发自动开门，当门内外无感应或未到达关门下限就会自动关门，而且可以通过手自动切换开关切换工作方式。
5.3组态王组态监控界面
在组态画面之前要先定义画面中的变量，在PLC中获得变量类型均为I/O离散型，具体设置如图5-2所示。
图5-2组态王变量设置
组态画面包括手自动开、关门指示灯，各感应点的指示灯，可以更清晰明了的观察控制系统的工作情况。
如图5-3所示。
图5-3组态王组态界面
当系统运行时相应指示灯会点亮，左右门会根据开门或者是关门要求左右移动，模拟自动门的工作。
如图5-4所示。
图5-4组态王运行界面
为使得左右门可以通过PLC信号实现左右移动从而达到模拟自动门工作方式的效果在画面命令语言中编写程序如图5-5所示。
图5-5组态王画面程序
结论
回顾本次课程设计，令我仍感慨颇多。
两周的时间里，付出了很多，从硬件选择设计到软件设计都是针对系统特点亲自完成的。
PLC的软件调试相对于硬件连接来说复杂的多，经过反复调试和修改最终趋于完美。
PLC系统的硬件和软件是不能分开的，有些硬件的错误是在软件调试中被发现和纠正的。
但通常是先排除明显的硬件故障以后，再和软件结合起来调试以进一步排除故障。
通过对自动门控制装置的实验模拟运行，可看出，本装置运行良好。
但此装置只是通过了模拟，离实际的控制系统还有一段距离，因此在今后的学习生活中还要加强自我学习与研究，针对具体的自动门系统进行系统的分析以及调整。
心得与体会
两周的课程设计很快就结束了，在这次设计过程中，体现出团队协作共同设计方案的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
逐步完善方案，顺利的完成了设计任务。
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教的方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样也是巨大的，在整个设计过程中培养了我团队合作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有很大的影响。
在此特别感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我学习的榜样；这次课程设计能顺利地完成离不开老师的细心指导。
同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。
致谢
本设计是在多位老师的悉心指导下完成的，导师渊博的知识，严谨的治学态度，一丝不苟的工作作风，平易近人的性格都是我学习的楷模。
在本次课程设计期间，导师给了我很大的支持和鼓励，才使得本次课程设计得以顺利的完成，在此谨向导师表示忠心的感谢和崇高的敬意
感谢同实验的同学们，在课程设计期间，他们在学习上对我有很大的帮助，这两周我们相处的是非常愉快。
由于本人知识有限，不足之处在所难免，还请各位评委指正。
参考文献
1.王兆义编．可编程控制器使用技术．机械工业出版社，2004．
2.王延才编.变频器原理及应用．机械工业出版社，2007.
3.李燕，廖义奎，王永编．图解变频器应用．中国电力出版社，2009．
4.刘铮，贾斌，马丽辉编.基于交流异步电机变频调速及多种调速系统的对比.机电信息，2011.
5.黄慧敏编．通用变频器应用中的问题及对策．矿山机械出版社，2004．
附录
硬件清单：
序号名称型号数量单位
1电动机M141台
2PLCS7-2001台
3变频器MM4401台
4限位开关LW42A2Y3个
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