畢業(yè)論文--自動門控制系統(tǒng)的plc設(shè)計-畢業(yè)設(shè)計-wenkub.com

　 　

【正文】 通過對自動門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，在學(xué)習(xí)與設(shè)計過程中，了解所設(shè)計工程的工藝流程，從而完成了對自動門系統(tǒng)的軟件設(shè)計，同時，對于自動門硬件，也知道了一些周邊技術(shù)，擴充了知識 面，增強對工藝的理解。 參考文獻 （ 1） 王永華，《現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)》。不僅在理論上論證了該系統(tǒng)實施的可行性，而且在實驗中進行了模擬調(diào)試。 （ 3） 運行過程實驗 按啟動按鈕” SF0” a手動開 /關(guān) 現(xiàn)象一：當(dāng)按手動開關(guān)按鈕 SF10 時，電動機 M正轉(zhuǎn) 現(xiàn)象二：當(dāng)按手動開關(guān)按鈕 SF11 時，電動機 M反轉(zhuǎn) b 自動開 /關(guān)門 現(xiàn)象一：當(dāng)按下按鈕 BG1 或 BG2 時，電動機 M 正轉(zhuǎn)；若按下按鈕 BG4，則電動機 M停止轉(zhuǎn)動 現(xiàn)象二：當(dāng)電動機 M停止轉(zhuǎn)動時，計時器計時 8秒進行延時。 根據(jù)以上規(guī)則和 PLC 的編程方法和思路編寫了本課題設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的梯形圖程序，具體程序如下： 26 26 6 程序調(diào)試 硬件線路連接 圖 61 接線圖 采用實驗室可編程控制器試驗臺，主機 s7200cpu224 ac/dc/rly,其供電電壓均為直流 24v。 。 （ 5）編寫程序清單時，必須按梯形圖的邏輯行和邏輯單元的編排順序（由上而下，從左到右）依次進行。 梯形圖的設(shè)計 設(shè)計梯形圖的基本方法和步驟： (1)首先根據(jù)工藝過程控制要求，畫出控制流程圖，力求表達(dá)清晰、準(zhǔn)確。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉。 梯形圖程序設(shè)計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種設(shè)計語言。以上工作過程可用流程圖表達(dá)如附圖所示。 ，使開門限位開關(guān)打開，此時自動門停止，進行 8秒23 23 延時。 自動門控制系統(tǒng) I/0 地址分配表 I/0 分配表示編寫 PLC 程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)場接線和調(diào)試的21 21 重要依據(jù)。 限位開關(guān) 限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。所以在本課題設(shè)計中選用了無刷直流電動機。 （ 3） 由于沒有轉(zhuǎn)子發(fā)熱，無刷直流電機也無需考慮轉(zhuǎn)子冷卻問題。印刷設(shè)備中直流電動機的調(diào)速多采用這種方法。 由于調(diào)速時磁通不變，如在一定的額定電流下調(diào)速，則電動機的輸出轉(zhuǎn)矩便是一定的（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）。 調(diào)速的過程是：當(dāng)磁 通Φ保持不變時，減小電壓 U 由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生變化，反電動勢 E便暫不變化，于是電流 Ia 減小，轉(zhuǎn)矩 T 也減小。 T 19 19 可見， n0變低了，但△ n 未改變。當(dāng)保持他勵電動機的勵磁電流 If 為額定值時，降低電樞電壓 U，則由 n=U/KT 這種調(diào) 速方法的局限是轉(zhuǎn)速只能升高，即調(diào)速后的轉(zhuǎn)速要超過額定轉(zhuǎn)速。但這時轉(zhuǎn)速已比原來升高了。 n就減小， Ia 隨之增加。由于電動機在額狀態(tài)運行時，它的磁路已接近飽和，所以通常都是減小磁通（Φ＜Φ n），將轉(zhuǎn)速往上調(diào)（ n＞ nn）。當(dāng)保持電源電壓 U為額定值時，調(diào)節(jié) Rf，改變勵磁電流 If 以改變磁通量，如圖 13所示。 由直流電動機的轉(zhuǎn)速公式： n=（ UIaRa） /KEΦ 可知， Ra、Φ和 U中的任意一個值，都可使轉(zhuǎn)速改變，改變電樞電路中外電阻的方法也可進行調(diào)速。 根據(jù)不同的功能和性能運用在各類不同場合的自動控制系統(tǒng)中，是自動門系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能直接影響自動門系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定，如在高 檔酒店、寫字樓，可以選擇高靈敏度的感應(yīng)器；在人行道邊上的銀行、商店等經(jīng)常17 17 有人路過的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。 微波感應(yīng)器的特點： 微波感應(yīng)器是以 微波頻率發(fā)射、接收。額定電壓 24V DC。 驅(qū)動裝置的選型 自動門的驅(qū)動器是自動門能否良好工作的保障。 （ 5）對 PLC 響應(yīng)時間的要求 對于多數(shù)場合， PLC 的相應(yīng)時間基本上能滿足控制要求。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點數(shù)選型。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。 b編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器共用一個 CPU，編程器在編程模式時， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。因此本課題的 PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲索要儲存的程序，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。14 14 根據(jù)估算的方法故本課題的 I/O 點數(shù)為輸入 12點，輸出 12 點。因此工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計輸入輸出點數(shù)、所需存儲器的容量、確定 PLC 的功能、外 部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 ：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。 ，使得安裝很簡單。 設(shè)計開發(fā)一個單片機控制系統(tǒng)，需要先設(shè)計硬件系統(tǒng)，畫硬件電路圖，制作印刷電路板，購置各種所需 要的電子元件，焊接電路板，進行硬件調(diào)試，進行抗干擾等大量工作需要專門的開發(fā)裝置和低級編輯語言控制程序，進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)；而 PLC 不必操心內(nèi)部的計算機系統(tǒng)是否可靠和他們的抗干擾能力，軟件設(shè)計使用工業(yè)編程語言，相對來說比較簡單。 與單片機控制系統(tǒng)的區(qū)別 單片機控 制系統(tǒng)是基于芯片級的系統(tǒng)，而 PLC 控制系統(tǒng)是基于板級或模塊級的系統(tǒng)。但是 CPU 是分時操作方 式來處理各項任務(wù)的，計算機在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序一次完成相應(yīng)各電器的動作，便成為時間上的串行。每次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。而 PLC 得控制邏輯中，各內(nèi)部期間都處于周期性掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出地結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計算出來的，它屬于串行方式。是設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點在開閉時易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。豐富的功能為 PLC 的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件。其功能要比繼電器控制裝置多得多、強得多。普通 計算機進行入出信息交換時，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮的。 PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。 自動門控制系統(tǒng)構(gòu)成 自動門控制系統(tǒng)包含 PLC 控制和動作執(zhí)行元件構(gòu)成。 自動門的控制要求 （ 1） 當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān) K1或 K2 時，開門執(zhí)行機構(gòu)KM1 動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān) K3位置時，電機停止運行。 （ 2） 緊急停止 當(dāng)自動門出現(xiàn)夾 人現(xiàn)象時，可閉合緊急停止開關(guān)，自動門自動進入開門過程。 本課題的自動門設(shè)計運用 PLC 做控制器能大大提高自動門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，對與整個自動門行業(yè)是一次技術(shù)革新，提高了自動門的使用率，因此，進8 8 行自動門的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā) 展，擴大 PLC 在自動門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究價值。他采用可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、和算數(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式和開關(guān)量的邏輯控制的輸 入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。由于自動平移門在通電后可以實現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到了廣泛應(yīng)用。 3. 自動門的軟件設(shè)計 在本設(shè)計中選用了目前運用最多的 PLC編程語言梯形圖，梯形圖能直觀明了的設(shè)計出自動門的控制要 求，并能更好的考慮到安全性和故障報警等問題，梯形圖的編寫運用西門子自帶的編程軟件，此軟件具有強大的診斷功能，能更快的查處故障原因，從而大大縮短了維修時間。 綜合了自動門的簡潔、簡單的要求，在本課題中主要研究自動平移門，本課題設(shè)計的自動平移門具有手動和自動開門功能和分時間段控制功能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商場等人流眾多的場所的高效率、高安全性的要求。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控制器的自動門所淘汰。 自動平移門最常見的形式是自動門內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人走進門時，6 6 感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。在自動門控制系統(tǒng)設(shè)計中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。 2 國內(nèi)外自動門發(fā)展 在國外，進入 90 年代以來，自動化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)很成熟，并取得了驚人的成就，自動化技術(shù)是自動門的重要部分。 本課題主要介紹運用 PLC 為控制器的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計，所有產(chǎn)品的開發(fā)都要講究實用本課題開發(fā)