畢業論文--自動門控制系統的plc設計-畢業設計-wenkub

　

【正文】 的產品對許多場合都能適用，而且能夠簡單化，不論對于產品開發還是使用者來說都是最好的。目前自動門及其自動化行業最穩定的控制裝置是 PLC，它是一種專門為在工業 環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。自動門的工作方式是通過自動門內外兩側的感應開關來感應人的出入，當人走進自動門是感應開關感應到人的存在，給控制器一個開門信號，控制 器通過驅動裝置將門打開。自動門就是自動控制應用的以典型例子，由于可編程控制器具有很好的處理自動門開關控制及良好的穩定性，而且可以很簡單的改變控制的方式，因此，自動門的生產商家很多都運用 PLC 來做門的控制器。 電氣工程系 畢業設計論文 題目 ： 商店自動門控制 專業名稱： 自動化 專業 學生姓名： 學生學號 ： 0401100509 指導教師： 畢業時間： 2021 1 1 自動門控制系統的 PLC 設計 摘要 本文是關于自動門控制系統的設計，自動門系統主要由可編程控制器（ PLC）、感應器件、驅動裝置和傳動裝置組成。目前自動門在日常生活中用越來越廣泛。當人通過之后，再將門關上。目前他在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領域的應用都得到了長足的發展。此系統 的設計既滿足了自動門的基本要求，還可以保證自動門的穩定性。在現在人們生活中自動門可以節約空調能源、降低噪音、防塵、防風，同時可以使出入口顯得很莊重高檔，因此應用非常廣泛。 由于門體的重量及體積不同會對自動門驅動傳動系統提出不同的要求，所以各種自動門又可以分為重型自動門和輕型自動門。當人通過之后，再將門關上。 在智能控制器的選折上，自動門的主控制器有微電腦控制器控制和可編程控制器（ PLC）控制，微電腦控制主要有體積小、安裝方便等特點，目前有許多廠家采用此種方式生產自動門， PLC 控制的特點是穩定型高、維護方便，目前許多大型商場的自動門都是有這種方式來控制的。 2. 自動門硬件系統的設計 本課題設計的自動門要求有很高的穩定性來滿足日常的需要，故在本設計中所選用的智能控制器為穩定性良好的德國西門子公司生產的 CPU224 小型 PLC。 本課題研究的目的和意義 在超級市場、公共建筑、銀行、醫院入口，經常使用自動門控制系統。 自動門在國外早就得到了普遍應用，在國內也逐漸得到了大家的認可，已經迎來了自動門發展的黃金時期。 PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強，功能完善，適用性強，系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優點。 3 自動門控制系統總體方案設計 在自動門的功能需求分析 本設計面向商場入口的應用，需要有安全性和可靠性。 自動門控制系統包含 PLC 控制和執行元件構成。 （ 2）自動門在開門位置停留 8 秒后，自動進入關門過程，關門執行機構 KM2被起動，電 動機反轉，當門移動到關門限位開關 K4位置時，電機停止運9 9 行。采用自動和手動電動控制方式，此種控制方式為目前大多自動門的控制方式。它源于繼電器控制技術，但基于電子計算機。而 PLC則要考慮信息入出的可靠性、實時性、以及信息的實際使用。 PLC有豐富的指令系統，有各種各樣的 I/O 接口、通信接口，有大容量的內存，有可靠的自身監控系統，因而具有以下基本功能： （ 1） 邏輯處理 功能； 10 10 （ 2） 數據運算功能； （ 3） 準確定時功能； （ 4） 高速計數功能； （ 5） 中斷處理 (可以實現各種內外中斷 )功能； （ 6） 程序與數據存儲功能； （ 7） 聯網通信功能 ； （ 8） 自檢測、自診斷功能。 現代化工業生產過程是復雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。 繼電器控制邏輯采用硬件接線邏輯，利用繼電器機械觸點的串聯或并聯，及時間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統構成后，想在改 變或增加功能都很困難。 PLC 有微型計算機的許多特點，但他的工作方式卻與微機有很大不同。 CPU 從第一條指令開始，按順序逐條的執行用戶程序知道用戶程序結束，然后返回第一條指令開始新一輪的掃描。由于運算速度極高，各電器的動作似乎是同時完成的，但實際輸入輸出的響應是有滯后的。其實 PLC 本身就是一個單片機系統，他是已經開發好的單片機產12 12 品。進行系統調試時，因為有好的工程工具幫助，所以非常容易。 ：驅動電機采用 64V 直流電動機，功率大，可調性強。 ：采用齒形皮帶，齒形皮帶的截面為曲線設計，增加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動齒輪的吻合度，從而提高了使用壽命。 （ 1） 輸入輸出（ I/O）點數的估算 I/O 點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，在增加 10%到 20%的可擴展。 （ 2） 存儲器容量的選擇 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目實用的存儲單元 的大小，因此程序容量小于存儲器的容量。 （ 3） 控制 功能的選擇 該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等性能的選擇。完成編程后，編程器切 換到運行模式， CPU 對現場設備進行控制，不能進行編程。 五種標準化變成語言：順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）三種圖形化語言和語言表（ IL）、結構文本（ ST）兩種文本語言。通過軟件對 PLC 內部的性能和功能進行診斷是內診斷，通過軟鍵對 PLC 的 CPU 玉外部輸入輸出等部件信息叫喚功能進行診斷是外診斷。整體型 PLC 的 I/0點數固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統；模塊型 PLC 提供多種 I/0 卡件或插卡，因此用戶可較合理的選擇和配置系統控制的 I/0 點數，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統。點當數增加到一數值后，相應的存儲器容量相應增加，因此，點數的增加對 PLC 選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。響應時間包括輸入濾波時間，輸出濾波時間和掃描周期。在本設計中是運用直流無刷電機。 感應器件的選型 目前自動門行業運用的感應器件主要有微波感應器、紅外感應器等。其探測方式具體如下優點： （ 1）非接觸探測。 結合本課題的實際需要在設計自動門的人員檢測上運用上海順安達門業裝飾有限公司的微波自動門感應器 WB3004，其規格如下： 直流電動機的選型 直流電動機的調速 并勵或他勵直流電動機與交流異步電動機相比，雖然結構復雜，價格高，維修也不方便，但是在調速性能上有其獨特的優點。但其缺點是耗電多，電機機械特性軟，調速范圍小，且只能進行有級調速，故這種方法目前已較少采用。由于 n=U/KEΦ Ra/KTKEΦ 調速的過程是：當電壓 U 保持恒定時，減小磁通Φ。由于 Ia增加的影響超過Φ減小的影響，所以轉矩 T=KTΦ Ia 也就增加。 必須指出，若電動機在額定狀態下運行，則電樞電流 Ia 為額定值，如果調速時負載轉矩仍舊保持不變（為額定值），由于 T=KTΦ Ia，故減小磁通量Φ后Ia必然超過額定值，因此調速后負載轉矩必須減小。因為電機不允許超速太多，因此限制了它的調速范圍。Φ Ra/KE因此改變 U可得出一組平行的機械特性曲線。如果阻轉矩 Tc 未變，則 T＜ Tc，轉速 n下降。 這種調速方法有下列優點： （ 1）機械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩定性較好； （ 2）調速幅度大； （ 3）可均勻調節電樞電壓；得到平滑的無級調速。 直流電動機的優勢 因為直流電動機在調方面很簡單，相對于異步電動機來說又有以下的優勢： （ 1） 由于采用高性能永磁材料，無刷直流電機的轉子尺寸得以減小，可以具有較低的慣性、更快的響應速度、更高的轉矩慣量比。 （ 4） 交流異步電機由于其非線性本質，實現控制極為復雜。 傳動裝置 本控制系統所用到的傳動裝置具體包括如下： 1 自動門扇行進軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統，使其按特定方向進行。用于控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一種自動控制器件。 輸入點 Xo: 屋外光電開關控制的繼電器 KA1 X1: 屋內光電開關控制的繼電器 KA2 X2:開門到位行程開關 SQ1 X3:關門到位行程開關 SQ2 X4:開門到位行程開關 SQ3 X5:關門到位行程開關 SQ4 輸出點 Y0:開門接觸器 KM1 Y1:關門接觸器 KM2 Y2:換速繼電器 KM3 自動們控制系統的原理圖 主電路及供電線路 上圖為自動門控制系統的主