2022年2022年雙門(mén)通道控制

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載目錄1.引言 .11.1設(shè)計(jì)目的 . .11.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo).12.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì).22.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理.22.1.1 plc的選型 . .22.1.2容量的估算 .32.1.3電機(jī)的選型 . .52.2系統(tǒng)硬件電路圖 . .63.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).83.1 系統(tǒng)功能分析 .83.2 掌握程序設(shè)計(jì)思路.83.3各部分功能詳細(xì)實(shí)現(xiàn) . .94.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析.124.1系統(tǒng)調(diào)試 . .124.2結(jié)果分析 . .13終止語(yǔ) .13參考文獻(xiàn) .15附錄一 .16精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.引言1.1 設(shè)計(jì)目的綜合運(yùn)用本課程

2、及前期課程的相關(guān)學(xué)問(wèn)和技能,相對(duì)獨(dú)立地設(shè)計(jì)和調(diào)試一個(gè)小型 plc應(yīng)用系統(tǒng), 使同學(xué)獲得掌握技術(shù)工程的基本訓(xùn)練,提高工程意識(shí)和實(shí)踐技能；同時(shí)提高同學(xué)對(duì)文獻(xiàn)資料的檢索和信息處理的才能,以及編寫(xiě)和整理設(shè)計(jì)文檔的才能 ；本次 plc課程設(shè)計(jì)的主要目的為通過(guò)某一plc掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐, 為同學(xué)能夠嫻熟的進(jìn)行plc系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì).接線.編程.調(diào)試等工作,培育 同學(xué)的工程技術(shù)應(yīng)用才能；1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) 某房間要求盡可能地保持無(wú)塵, 在通道上設(shè)置了兩道電動(dòng)門(mén), 門(mén) 1 和門(mén) 2, 可通過(guò)光電傳感器自動(dòng)完成門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉；門(mén)1 和門(mén) 2 不能同時(shí)打開(kāi)； 第 1道門(mén)（依據(jù)出入方向不同,可能為門(mén)1

3、或門(mén) 2 ）,為由在通道外的開(kāi)門(mén)者通過(guò)按開(kāi)門(mén)按鈕打開(kāi)的,而第 2道門(mén)（依據(jù)出入方向不同, 可能為門(mén) 1或門(mén) 2）就為在打開(kāi)的第1道門(mén)關(guān)閉后自動(dòng)地打開(kāi)的 （也可以由通道內(nèi)的人按開(kāi)門(mén)按鈕來(lái)打開(kāi)第 2 道門(mén)）；這兩道門(mén)都為在門(mén)開(kāi)后, 經(jīng)過(guò) 3s的延時(shí)而自動(dòng)關(guān)閉的； 在門(mén)關(guān)閉期間,假如對(duì)應(yīng)的光電傳感器的信號(hào)被遮斷,就門(mén)立刻自動(dòng)打開(kāi)；假如在門(mén)外或者在門(mén)內(nèi)的開(kāi)門(mén)者按對(duì)應(yīng)的開(kāi)門(mén)按鈕時(shí),立刻打開(kāi)； 出于安全方面的考慮,假如在通道內(nèi)的某個(gè)人經(jīng)過(guò)光電傳感器時(shí),對(duì)應(yīng)的門(mén)已經(jīng)打開(kāi),就通道外的開(kāi)門(mén)者可以不按開(kāi)門(mén)按鈕； 每道門(mén)都安裝了兩個(gè)行程開(kāi)關(guān),用于確定門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉為否到位；在通道外的開(kāi)門(mén)按鈕旁,安裝了相應(yīng)的led

4、指示燈,當(dāng)按下開(kāi)門(mén)按鈕后,led 指示燈亮,門(mén)開(kāi)后led 指示燈滅；1精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理2.1.1 plc的選型fx系列 plc型號(hào)的含義如下：圖 2.1 fx plc 型號(hào)含義其中系列名稱：如0.2.0s.1s.on.1n.2n.2nc等單元類型： m基本單元e輸入輸出混合擴(kuò)展單元ex擴(kuò)展輸入模塊ey擴(kuò)展輸出模塊輸出方式： r繼電器輸出s 晶閘管輸出t 晶體管輸出特別品種： d dc電源, dc輸出a1 ac電源 ac（ac100120v）輸入或 ac輸出模塊 h大電流輸出擴(kuò)展模塊v立式端子排的擴(kuò)展模塊c接插口輸入

5、輸出方式f輸入濾波時(shí)間常數(shù)為1ms的擴(kuò)展模塊2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載假如特別品種一項(xiàng)無(wú)符號(hào),為ac電源. dc輸入.橫式端子排.標(biāo)準(zhǔn)輸出；例如 fx2n 32mt d 表示 fx2n系列, 32 個(gè) i/o 點(diǎn)基本單位,晶體管輸出,使用直流電源, 24v直流輸出型；plc機(jī)型挑選的基本原就為：在功能滿意要求的前提下,挑選最牢靠.保護(hù)使用最便利以及性能價(jià)格比最優(yōu)的機(jī)型；通常做法為, 在工藝過(guò)程比較固定. 環(huán)境條件較好的場(chǎng)合,建議選用整體式結(jié)構(gòu)的plc；其他情形就最好選用模塊式結(jié) 構(gòu)的 plc；對(duì)于開(kāi)關(guān)量掌握以及以開(kāi)關(guān)量掌握為主.帶少量模擬量掌握的工程項(xiàng)目中,一般其掌握速度

6、無(wú)須考慮, 因此,選用帶 a/d 轉(zhuǎn)換.d/a 轉(zhuǎn)換.加減運(yùn)算.數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿意要求；而在掌握比較復(fù)雜, 掌握功能要求比較高 的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn)pid 運(yùn)算.閉環(huán)掌握.通信聯(lián)網(wǎng)等）,可視掌握規(guī)模及 復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)（其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程掌握.全plc 的分布式掌握系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等）；應(yīng)當(dāng)留意的為, 同一企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一；這樣, 同一機(jī)型的 plc模塊可互為備用, 便于備品備件的選購(gòu)和治理；同時(shí), 其統(tǒng)一的功能及編程方法也有 利于技術(shù)力氣的培訓(xùn). 技術(shù)水平的提高和功能的開(kāi)發(fā)；此外, 由于其外部設(shè)備通用,資源可以共享,因此,配以上位運(yùn)算機(jī)后即可把掌

7、握各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)plc 聯(lián)成一個(gè) dcs系統(tǒng),這樣便于相互通信,集中治理；本次設(shè)計(jì)選用三菱公司的fx2n系列的 plc；2.1.2 容量的估算plc容量的估算,包括兩個(gè)方面：一為i/o 口的點(diǎn)數(shù),二為用戶儲(chǔ)備量的容量；（1）i/o 點(diǎn)數(shù)的估算i/o 點(diǎn)數(shù)為衡量 plc規(guī)模大小的重要指標(biāo),一般來(lái)說(shuō),輸入點(diǎn)與輸入信號(hào),輸出點(diǎn)與輸出掌握為一一對(duì)應(yīng)的, 個(gè)別情形下,也有兩個(gè)信號(hào)公用一個(gè)輸入點(diǎn)的；表 2.1 列出了典型傳動(dòng)設(shè)備及電器元件所需plc i/o 點(diǎn)數(shù)；3精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載表 2.1典型傳動(dòng)設(shè)備及電器元件所需plc i/o 點(diǎn)數(shù)序號(hào)1電氣設(shè)備.元件y-啟動(dòng)的籠型電動(dòng)

8、機(jī)輸入點(diǎn)數(shù)4輸出點(diǎn)數(shù)3i/o總點(diǎn)數(shù)72單向運(yùn)行的籠型電動(dòng)機(jī)4153可逆運(yùn)行的籠型電動(dòng)機(jī)5274單相變極電動(dòng)機(jī)5385可逆變極電動(dòng)機(jī)64106單向運(yùn)行的直流電動(dòng)機(jī)96157可逆運(yùn)行的直流電動(dòng)機(jī)128208單向運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)3479可逆運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)45910單線圈電磁閥21311雙線圈電磁閥32512按鈕1113光電開(kāi)關(guān)2214撥碼開(kāi)關(guān)4415行程開(kāi)關(guān)1116位置開(kāi)關(guān)2217信號(hào)燈1118風(fēng)機(jī)11（2）用戶儲(chǔ)備器容量的估算plc的儲(chǔ)備器容量挑選和運(yùn)算的第一種方法為：依據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確運(yùn)算儲(chǔ)備器的實(shí)際使用容量； 其次種為估算法, 用戶可依據(jù)掌握規(guī)模和應(yīng)用目的,依據(jù)（式 2

9、.1 ）來(lái)估算；為了使用便利,一般應(yīng)留有25%的裕量；儲(chǔ)備器字?jǐn)?shù) =（開(kāi)關(guān)量 i/o 點(diǎn)數(shù)*10 ）+（模擬量通道數(shù) *150）（式 2.1 ）本次設(shè)計(jì)共用到按鈕6 個(gè),限位開(kāi)關(guān)4 個(gè),有 10 個(gè)輸入信號(hào)；考慮15%的裕量,取整數(shù) 12,需 12 個(gè)輸入點(diǎn)；輸出信號(hào)信號(hào)燈4 個(gè),接觸器 4 個(gè),占 8 個(gè)輸出點(diǎn),考慮 15%的裕量,最多需10 個(gè)輸出點(diǎn)；就輸入和輸出點(diǎn)數(shù)之和為22；綜合上面分析,可選用fx2n-32mr型 plc,該 plc有 16 個(gè)輸入點(diǎn), 16 個(gè)輸出點(diǎn),儲(chǔ)備器容量滿意要求；圖2.2 為 fx2n-32mr型 plc；4精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載圖

10、2.2 fx2n-32mr型 plc2.1.3 電機(jī)的選型電機(jī)的挑選為生產(chǎn)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),電機(jī)運(yùn)行的好壞直接與生產(chǎn)的質(zhì)量相聯(lián)系,所以肯定要做到更好；電動(dòng)機(jī)的挑選涉及到多方面的內(nèi)容,例如：電動(dòng) 機(jī)的額定電壓與額定電流.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速.電動(dòng)機(jī)的功率.電動(dòng)機(jī)的價(jià)格.電動(dòng) 機(jī)的功率因數(shù)等等； 我在這里想爭(zhēng)論教學(xué)試驗(yàn)中和實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中的電動(dòng)機(jī)的選型；在試驗(yàn)室中我們的要求不為太高,經(jīng)過(guò)查找y80m1-2電動(dòng)機(jī)比較符合要求； 下表即為該電動(dòng)機(jī)的部分參數(shù)：表 2.2 y80m1-2 電動(dòng)機(jī)的參數(shù)額定電壓380v額定電流1.8a額定功率0.75kw轉(zhuǎn)速2830r/min效率75%功率因數(shù)0.845精品學(xué)習(xí)資

11、料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載振動(dòng)速度1.8mm/s重量17kg故可以從表格中看出這種電動(dòng)機(jī)額定電壓和電流在學(xué)校的試驗(yàn)室中可以達(dá)到其要求, 由于在試驗(yàn)室中液體的水箱不行能很大,所以功率和轉(zhuǎn)速也可以達(dá)到要求,電機(jī)的效率和功率因數(shù)又相對(duì)較高,振動(dòng)速度小,質(zhì)量仍比較輕,最重要 的為這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的價(jià)格比較廉價(jià),249 元/ 臺(tái)；所以試驗(yàn)室中挑選這一類電動(dòng)機(jī)；在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中,不但要求經(jīng)濟(jì),性能好,仍要求的為安全與生產(chǎn)的 穩(wěn)固進(jìn)行；在選型時(shí)的要求就更多, 所以我在這里只為提出我查的一些資料和我的一些小的建議如與實(shí)際不符,請(qǐng)老師見(jiàn)諒；我查了幾個(gè)型號(hào)后選定了y280s-6 的電動(dòng)機(jī),這種電動(dòng)機(jī)與前一種

12、相比,突出變化的為功率變?yōu)?5kw,額定電流變成了139a,電壓不變,其他的參數(shù)就變化不大,價(jià)格方面就敏捷性很大5000-10000 之間可以依據(jù)情形挑選；本次設(shè)計(jì)如要做實(shí)物就可挑選y80m1-2 電動(dòng)機(jī)；2.2系統(tǒng)硬件電路圖系統(tǒng)主控電路圖如圖2.3 所示；圖 2.3系統(tǒng)主控電路圖6精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載雙門(mén)通道掌握 i/o 安排表如表 2.3 所示；表中由于雙門(mén)掌握狀態(tài)無(wú)法直接模擬顯示,這里將開(kāi)關(guān).按鈕的輸入以及輸出端的狀態(tài)顯示來(lái)表示雙門(mén)通道的掌握；表 2.3輸入設(shè)備雙門(mén)通道掌握輸入端子i/o安排表輸出設(shè)備輸出端子門(mén) 1 外開(kāi)門(mén)按鈕sb1x000門(mén) 1 外指示燈hl1

13、y000門(mén) 1 內(nèi)開(kāi)門(mén)按鈕sb2x001門(mén) 1 內(nèi)指示燈hl2y001門(mén) 1 內(nèi)光電傳感器按鈕 sb3x002門(mén) 2 外指示燈hl3y002門(mén) 2 外開(kāi)門(mén)按鈕sb4x003門(mén) 2 內(nèi)指示燈hl4y003門(mén) 2 內(nèi)開(kāi)門(mén)按鈕sb5x004門(mén) 1 開(kāi)門(mén)掌握線圈 km1y004門(mén) 2 內(nèi)光電傳感器按鈕 sb6x005門(mén) 1 關(guān)門(mén)掌握線圈 km2y006門(mén) 1 開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)sq1x006門(mén) 2 開(kāi)門(mén)掌握線圈 km3y005門(mén) 1 關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)sq2x007門(mén) 2 關(guān)門(mén)掌握線圈 km4y007門(mén) 2 開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)sq3x010門(mén) 2 關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)sq4x011plc輸入輸出端子接線圖如圖2.4 所示；圖

14、2.4雙門(mén)通道掌握 i/o 接線圖7精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)程序流程圖如圖3.1 所示；圖 3.1 系統(tǒng)程序流程圖3.2 掌握程序設(shè)計(jì)思路依據(jù)設(shè)計(jì)要求, 用兩個(gè)光電傳感器. 門(mén)內(nèi)按鈕和門(mén)外按鈕分別來(lái)掌握兩道電動(dòng)門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉, 由于兩個(gè)門(mén)不能同時(shí)打開(kāi), 仍需加入互鎖； 當(dāng)通道外的開(kāi)門(mén)者通過(guò)按開(kāi)門(mén)按鈕打開(kāi), 第 2道門(mén)（依據(jù)出入方向不同, 可能為門(mén) 1或門(mén) 2）就為在打開(kāi)的第1道門(mén)關(guān)閉后自動(dòng)地打開(kāi),可選用幫助繼電器來(lái)掌握其次道門(mén)的自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉； 此外,仍需加入兩道門(mén)的開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)以保證門(mén)的打8精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - -

15、- 歡迎下載開(kāi)和關(guān)閉到位；當(dāng)門(mén)打開(kāi)到位后,推遲3s 關(guān)門(mén)；3.3 各部分功能詳細(xì)實(shí)現(xiàn)（ 1）開(kāi)門(mén)指示燈的實(shí)現(xiàn)當(dāng)按下開(kāi)門(mén)按鈕時(shí),對(duì)應(yīng)的門(mén)指示燈會(huì)點(diǎn)亮,當(dāng)門(mén)打開(kāi)的時(shí)候, ,指示燈滅；另外, 仍需加入開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)來(lái)掌握當(dāng)門(mén)打開(kāi)到位時(shí)按下開(kāi)門(mén)按鈕, 對(duì)應(yīng)的指示燈不會(huì)被點(diǎn)亮；程序如圖 3.1 和圖 3.2 所示；圖 3.1門(mén) 1 開(kāi)門(mén)指示燈掌握?qǐng)D 3.2門(mén) 2 開(kāi)門(mén)指示燈掌握（ 2）開(kāi)門(mén)掌握9精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載當(dāng)檢測(cè)到開(kāi)門(mén)指示燈亮的時(shí)候,對(duì)應(yīng)的門(mén)打開(kāi), 由于兩道門(mén)不能同時(shí)打開(kāi),因此需要加互鎖；程序如圖3.3和圖 3.4 所示；圖 3.3門(mén) 1 開(kāi)門(mén)掌握?qǐng)D 3.4門(mén) 2 開(kāi)門(mén)掌

16、握（ 3）自動(dòng)開(kāi)門(mén)掌握自動(dòng)開(kāi)門(mén)由幫助繼電器掌握,當(dāng)檢測(cè)到門(mén)外指示燈亮的時(shí)候,m0通電,第一道門(mén)關(guān)閉后, m0 將其次道門(mén)打開(kāi),在其次道門(mén)關(guān)閉的時(shí)候,會(huì)將幫助繼電器m0斷電,以便下次使用；程序如圖3.5 所示；10精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載圖 3.5自動(dòng)開(kāi)門(mén)掌握（ 3）自動(dòng)關(guān)門(mén)掌握自動(dòng)關(guān)門(mén)為由定時(shí)器與開(kāi)/ 關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)掌握, 當(dāng)開(kāi)/ 關(guān)門(mén)達(dá)到最大限位時(shí),定時(shí)器記時(shí) 3 秒,門(mén)自動(dòng)關(guān)閉；程序如圖3.6所示；圖 3.6自動(dòng)關(guān)門(mén)掌握程序梯形圖見(jiàn)附錄一；11精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載4.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1 系統(tǒng)調(diào)試本次系統(tǒng)仿真假如只采納gx develope

17、r 中的 gx simulator6進(jìn)行仿真,只能看出繼電器的輸出狀態(tài),在詢問(wèn)老師之后,又用了gt designer3和 gt simulator3進(jìn)行模擬仿真；仿真圖如圖4.1 和圖 4.2 所示；圖 4.1 gt designer3設(shè)計(jì)仿真圖圖 4.2繼電器內(nèi)存監(jiān)視仿真12精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載程序調(diào)試和仿真過(guò)程中,當(dāng)按下門(mén)內(nèi).門(mén)外按鈕或者光電傳感器檢測(cè)到時(shí),對(duì)應(yīng)的門(mén)打開(kāi), 關(guān)閉后其次道門(mén)會(huì)打開(kāi), 然后第一道門(mén)又會(huì)打開(kāi), 以此循環(huán)無(wú)法停止,查閱資料和經(jīng)過(guò)同組人員爭(zhēng)論后,打算加入幫助繼電器來(lái)掌握自動(dòng)開(kāi)門(mén),只有當(dāng)門(mén)外指示燈被點(diǎn)亮?xí)r,對(duì)應(yīng)的幫助繼電器才會(huì)通電,經(jīng)過(guò)其次道門(mén)

18、后, 關(guān)門(mén)線圈通電會(huì)將幫助繼電器斷電,這樣,就不會(huì)循環(huán)自動(dòng)開(kāi)門(mén)；4.2 結(jié)果分析（1）開(kāi)頭時(shí)門(mén)為關(guān)著的,兩個(gè)門(mén)的關(guān)限位開(kāi)關(guān)為閉合的,按下門(mén)外呼叫按 鈕后,門(mén)外指示燈閃耀一下,開(kāi)門(mén)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),電機(jī)正轉(zhuǎn),第一道門(mén)打開(kāi)；當(dāng)?shù)?一道門(mén)打開(kāi)到最大限位后,延時(shí)3 秒后電機(jī)反轉(zhuǎn),開(kāi)頭關(guān)門(mén)；在關(guān)門(mén)過(guò)程中,假如對(duì)應(yīng)的光電傳感器的信號(hào)被遮斷,就門(mén)立刻自動(dòng)打開(kāi)； 假如在門(mén)外或者在門(mén)內(nèi)的開(kāi)門(mén)者按對(duì)應(yīng)的開(kāi)門(mén)按鈕時(shí),立刻打開(kāi)； 如無(wú)中斷, 門(mén)關(guān)閉完成后其次道門(mén)自動(dòng)打開(kāi)；（2）當(dāng)兩道門(mén)的門(mén)外按鈕都有呼叫時(shí),先按下按鈕的指示燈閃耀一下,對(duì)應(yīng)的門(mén)開(kāi)啟；后按下的,指示燈始終亮著,等待第一道門(mén)關(guān)閉后自動(dòng)開(kāi)啟；（3）當(dāng)門(mén)內(nèi)按鈕按下時(shí),指示燈閃耀一下,對(duì)應(yīng)的門(mén)打開(kāi),當(dāng)次門(mén)關(guān)閉到位后,另一道門(mén)不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)；當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到有人通過(guò)時(shí),情形類似；13精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載終止語(yǔ)本次課程設(shè)計(jì)從仿真以及試驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果來(lái)看,當(dāng)外門(mén)按鈕按下時(shí), 可以實(shí)現(xiàn)兩道門(mén)的自動(dòng)開(kāi)門(mén)和關(guān)閉, 以及其他功能設(shè)計(jì)要求均能實(shí)現(xiàn)；但在設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程中,發(fā)覺(jué)本次設(shè)計(jì)仍有很多現(xiàn)實(shí)