基于plc自動門控制系統設計畢業論文-資料下載頁

【導讀】由于PLC的高穩定性和對環境較強的適應能力，使得PLC在自動門控制裝置。中的應用也日益廣泛。本文圍繞自動門控制系統展開研究。首先分析了國內外自動門發展的趨勢和所采用的技術，然后對PLC系統作了簡要說明。并按照自動門控制裝置的要求，設計了相應的梯形圖文件，實。現了自動門由檢測到開啟、計時等待、關閉的全過程。可以很簡單的改變控制方式。并且，PLC具有較高的穩定性、可靠性、維修方便等優點。裝置，電動機為動力單元，從而達到設計的要求。PLC自動門控制系統·············································································1. 第一章自動門的概述··································

　　

【正文】 0mm 高度（ mm） 2500mm 開 /關門速度（ cm/s） 開啟保持時間（ s） 8S 可編程控制器（ PLC）電源 220V AC,5060Hz 驅動器電源 380V AC,50Hz 驅動器輸出額定功率 120W 自動門具體構成 自動門系統的具體組成如下圖： 沈陽職業技術學院論文 16 圖 31 自動門系統組成 由上圖可知，當感應器件檢測到人體或物體信號時將信號傳給 PLC,PLC 根據已經采集的信號發出控制信號，是驅動裝置運行，通過傳動裝置帶動自動門的運行。 PLC 自動門 感應器件 驅動裝置 傳動裝置 沈陽職業技術學院論文 17 第四章 硬件設計 可編程控制器的選型 在 PLC 系統設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。因此工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需要的操作和動作，然后根據控制要求，估計輸入輸出點數、所需存儲器的容量、確定 PLC 的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設計相應的控制系統。 綜合 PLC 的選型標準，本課題的設計采用 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 來實現整個自動系統的控制 圖 41 PLC 硬件結構圖 驅動裝置的選型 自動門的驅動器是自動門能否良好工作的保障。結合安全穩定的考慮，在本設計中選用天津安全電機有限公司生產的型號為 YSM100/11 W、 S 的 3 相 380V 交流電機，此電機噪音極小、調速性能好，即具備交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等優點，又具備直流電動機線性機械特性、調速范圍寬、啟動轉矩大、運行效率高等諸多優點。 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。微波感應器，又稱微波雷達，對物體的移動進行反應，因而反應速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場所。結合本課題的實際需要在設計自動門的人員檢測上運用微波沈陽職業技術學院論文 18 雷達傳感器為自動門感應器 微波感應器的特點 : （ 1）非接觸探測 （ 2）不受溫度，濕度，噪音影響 行程開關 (限位開關 )的工作原理 行程開關又稱限位開關，用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現電路的切換。因此，行程開關 是一種根據運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護。 滾輪式行程開關又分為單滾輪自動復位和雙滾輪 (羊角式 )非自動復位式，雙滾輪行移開關具有兩個穩態位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路 傳動裝置 在本課題設計的自動門針對人流較多的商場，應對周圍環境進行綜合考慮，所以在本課題的自動門機械傳動設計中考慮了以下幾 個方面： 1．自動門的傳動主要包括安裝板，軌道，門機，皮帶，吊掛件等。 2．所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡便。 3．電機：驅動電機采用 380V 三相交流電機，功率大，可調性強。 4．導軌：水平雙導軌結構，形成正懸掛，解決了側擺的問題，從而確保了門扇的穩定性。并配以雙側密封毛刷，形成密封式導軌，避免積塵對導軌及滑輪的磨損，實現了維護方面的特點。 5．滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強度高，耐磨性好，同時還有一定的減震效果。 6．皮帶：用于傳輸電機所產動力，牽引自動門吊具走論系統，采用齒形皮帶 , 齒形皮帶的齒形 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，從而提高了機械效率。皮帶底部采用尼龍加強，減少了齒距變形，提高了使用壽命。 7．馬達皮帶輪直徑為 5cm,皮帶滑輪內徑為 ,外徑為 。 沈陽職業技術學院論文 19 第五章 自動門控制系統軟件的設計 PLC 梯形圖概述 梯形圖程序設計語言是最常用的一種程序設計語言，它來源于繼電器邏輯控制系統的描述。在工業過程控制領域，電氣技術人員對繼電器邏輯控制技術較為熟悉。因此，由這種邏輯控制技術發展而來的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛的應用。 梯形圖程序設計語言 的特點是： 1. 與電氣操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性； 2. 與原有繼電器邏輯控制技術相一致，易于掌握和學習； 3. 與原有的繼電器邏輯控制技術的不同點是：梯形圖中的能流（ Power Flow）不是實際意義的電流，內部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此應用時需與原有繼電器邏輯控制技術的有關概念區別對待； 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一編程語言。梯形圖與電器控制系統的電路圖很相似，具有直觀易懂的優點，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序， 梯形圖的設計稱為編程。 自動門工作流程如下： （ 1）按下啟動按鈕，當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關 K1 或 K2時，開門執行機構 KM1 動作，電動機正轉，到達開門限位開關 K3 位置時，電機停止運行。 （ 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，電機停止運行。 （ 3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關 K2 或 K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。 （ 4）在門打開后的 8 秒等待時間內，若有人員由外至 內或由內至外通過光電檢測開關 K2 或 K1 時，必須重新開始等待 8 秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。 （ 5） 考慮到自動門若出現故障時，使用自動控制系統有所不適，于是設置手動開門和手動關門。以上工作過程可用流程圖表達如下圖所示。 沈陽職業技術學院論文 20 圖 51 自動門工作流程圖 自動門控制系統原理圖 ： 圖 52 自動門控制系統主電路圖 沈陽職業技術學院論文 21 圖 53 繼電器接觸器控制圖 圖 54 自動門控制系統外圍接線圖 工作過程的分析 根據本課題的控制要求和安全要求，所設計的程序按照下圖所示的流程運行，已達到本系統的最佳設計要求和完成系統的最終設計，工作流程如下： 首先按下啟動按鈕，當傳感器檢測到能有人體信號時，電動機正傳，帶動自動沈陽職業技術學院論文 22 門執行開門過程。 當門完全打開之后，使開門限位開關打開，此時自動門停止，進行 8 秒延時。 若此時感應器重新檢測到有人體信號時，則在重新進行 8 秒延時 當 8 秒的延時完畢后，電動機反轉執行關門過程。在關門過程中，傳感器重新檢測到人體信號時，此時中斷關門轉向開門過程。 考慮到自動門若出現故障時，使用自 動控制系統有所不適，于是設置手動開門和手動關門。 梯形圖的設計 自動門 I/O 地址分配表 表 51 自動門 I/O 地址分配表 PLC 原件 作用 門外光檢測電開關 門內光檢測電開關 開門限位電開關 關門限位電開關 過載保護開關 緊急停車開關 啟動停止 手動開門 手動關門 具體梯形圖程序見附錄 1 指令表見附錄 2 過程分析 閉合，若外檢測開關或內檢測開關檢測到有 人體接近時將其轉換成信號使 或 閉合。由于開門限位開關 是常閉的，所以 線圈得電，由原理分析可知光電檢測開關的觸發方式是脈沖觸發，所以需要自鎖。當 線圈通電時 閉合，此時電動機正轉帶動自動門扇移動，執行開門過程。 ，使開門限位開關 打開， 線圈失電。電動機停止轉動。 沈陽職業技術學院論文 23 ，由于開門限位開關的常閉變成斷開，故使常開變閉合。此時進行 8 秒鐘的延時，若此時外檢測開關或內檢測開關 或 檢測到有人體信號，則使 T0 重新延時 8 秒 鐘。 8 秒的延時完畢后 T0 線圈通電，關門限位開關閉合，所以使 得電并自鎖，電機反轉執行關門過程。 ，若外檢測開關或內檢測開關 , 有信號又使 通電，由于在關門過程中 常閉，此時打開并中斷關門過程，轉向開門過程。 ，為了保證其安全性設置過載保護和緊急停車。 ，使用自動控制系統有所不適，避免造成不便和不必要故障，于是設置手動開門和手動關門。 沈陽職業技術學院論文 24 總結 本設計基本上達到了設計目的 ， 利用 PLC 實現自動門的控制系統。掌握了 PLC的編程，并運用軟硬件的知識，通過合理的設備選型，參數設置，軟硬件設計，提高了自動門的可靠運行。 改善了 自動門 的舒適感，并節約了電能。 給人們帶來了極大的方便。 用可編程控制器對 自動門 進行控制的同時實施實時故障監測，準確可靠，實時性好，便于維修 。 當然， 由于所學知識和時間的有限， 本次設計還存在一些不足之處 ，功能 方面還不夠全面 ,自動門內 部結構不太了解 ， 還需要現場學習，本設計 還可以有更加全面的功能 ， 比如開門關門設置蜂鳴器的提示音，提示行人通過，還可以在開門速度上添加變頻器，使 開門速度加快，提高效率。 由于實際條件的限制，仿真效果不太理想這也是不足之處。 本設計中存在的不足之處，今后我會不斷的研究努力去完善。對于自動門硬件，也知道了一些周邊技術，擴充了知識面，增強對工藝的理解。我們學習的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領域，這方面的能力便會使我們受益匪淺。 通過這次設計 ,我把所學的各種知識都聯系起來 ,把理論和實際聯系了起來 ,既鞏固了舊知識 ,有學到了新知識 ,開闊了視野 ,拓寬了思路 ,培養了自己分析問題和解決問題的能力 ,我要把我的畢業設計作為我在學習的最后一個歷程畫一 個自己滿意的句號。 沈陽職業技術學院論文 25 謝辭 通過這兩年的學習 ,使我掌握了廣泛的基礎知識和牢固的專業知識 .正是由于我有了這些知識 ,才能在這次設計任務中完成任務 .在次我要深深感謝我的老師和在設計中幫助我的同學們 ,是老師的諄諄教導和同學們的幫助 ,使我取得了今天的成績 . 我要由衷的感謝我的指導老師 — 賈志剛、李博、趙小慧老師 ,本論文設計在 賈志剛 ,李博 ,趙小慧 老師的悉心指導和嚴格要求下已完成， 他們學識淵博、認真的工作態度和嚴謹的治學作風、平易近人的為人風格給予我深刻的印象，使我受益匪淺。 從課題選擇到具體的寫作過程 ，論文初稿與定稿無不凝聚著 賈 老師的心血和汗水，在我的畢業設計期間， 他們 為我提供了種種指導和一些建議， 他們 一絲不茍的作風，嚴謹求實的態度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業設計。在此向 這三位老師 表示深深的感謝和崇高的敬意！ 同時 ， 在論文寫作過程中，我還參考了有關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意 。 我還要感謝同組的各位同學，在畢業設計的這段時間里，你們給了我很多的啟發，提出了很多寶貴的意見，每次遇到困難時，總能從你們 那 得到 支持， 在 你 們身上我學到了互助的精神 .一個人的力量 是有限的 ,可是集體的力量是無窮的 ,好比一滴水 ,不能形成波濤洶涌的大海。 在此，向所有關心和幫助過我的領導、老師、同學和朋友表示由衷的謝意！衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！ 沈陽職業技術學院論文 26 參考文獻 [1]催堅 . 西門子工業網絡通信指南 . 機械工業出版社 , 20xx,8（ 3）： 8285. 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