PLC自动门的控制课程设计.docx

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PLC自动门的控制课程设计

《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：

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

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

门外光电探测开关

K2

开门到位限位开关

K3

关门到位限位开关

K4

手动开门

K5

手动关门

K6

输出信号

开门执行机构

KM0

关门执行机构

KM1

短接启动电阻接触器

KM2

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

梯形图设计

3.22指令表

TONTIM000，#0080

LDTIM000

=Q0.1

3.3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

[2].高钦和.plc应运开发案例精选（第2版）.人民电邮出版社.2008

[3].方承远.工厂电气控制技术（第二版）.北京机械工业出版社.2000

[4].汪道辉.逻辑与可编程控制系统.机械工业出版.2001

[5].易传禄.可编程序控制器应用指南.上海科学普及出版社.1993

[6].杨士元.可编程序控制器（pc）编程应用和维修.清华大学出版社.1995

[7].耿文学.微机可编程控制器原理使用及应用实例（修订版）.电子工业出

版社.1993

[8]齐占庆王振臣.机床电气控制技术（第四版）.机械工业出版社

[9]李胜多张还.可编程控制器原理与应用实训.中国电力出版社