PLC控制自動(dòng)門的課程設(shè)計(jì)

1、?電氣限制與PLC課程設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)門限制裝置學(xué)院：專業(yè)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師:時(shí)間：目錄一、弓I言1二、自動(dòng)門限制裝置總體方案 12.1 、自動(dòng)門限制裝置任務(wù)書12.2 自動(dòng)門的限制要求分析 2三、自動(dòng)門限制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 23.1 PLC的選擇2(1)機(jī)型的選擇2(2)輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算2(3)存儲(chǔ)器容量的選擇3(4)限制功能的選擇3(5)對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求33.2 光電檢測(cè)開關(guān)43.3 限位開關(guān)4四、自動(dòng)門限制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 44.1、 I/O分配表44.2、 plc限制輸出接線54.3、 程序流程圖 64.4、 梯形圖74.5、 指令表84.6、 時(shí)序圖8五、系統(tǒng)調(diào)

2、試及過程分析125.1 、系統(tǒng)調(diào)試125.2 過程分析 13六、個(gè)人心得14七、參考文獻(xiàn)15附錄一 16一、引言在經(jīng)濟(jì)飛速開展的中國(guó),高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、寫字樓, 自動(dòng)門以經(jīng)是隨處可見.自動(dòng)門的工作方式是通過自動(dòng)門內(nèi)外兩側(cè)的感應(yīng)開關(guān)來(lái)感應(yīng)人的出入, 當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門時(shí),感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到人的存在,給限制器一個(gè)開門信號(hào),限制器通過驅(qū)動(dòng)裝置將 門翻開.將人通過之后,再將門關(guān)閉.由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人治理,不但能給我們帶 來(lái)人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防塵、防風(fēng)、降低噪音等好處,更令我們的大門增添了不少高 貴典雅的氣息.自動(dòng)門在國(guó)外早以得到普遍應(yīng)用,在我國(guó)也以優(yōu)異的性

3、能逐步得到大家的認(rèn)同, 中國(guó)已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門開展的黃金時(shí)期.自動(dòng)門的性能優(yōu)劣主要取決于它的限制裝置,早期的自動(dòng)門限制系統(tǒng)采用繼電器邏輯限制, 造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修的缺點(diǎn)已逐步被淘汰.目前自動(dòng)門及其自動(dòng)化行業(yè)最 穩(wěn)定的限制裝置是可編程限制器一下簡(jiǎn)稱PLQ, PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置.它采用可編程限制器的儲(chǔ)存器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序 運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算數(shù)運(yùn)算等作的指令,并能通過數(shù)字式或邏輯式和開關(guān)量的邏輯限制的輸入 和輸出,限制個(gè)種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程.PLC可靠性高,抗干擾水平強(qiáng),功能完善,實(shí)用性強(qiáng),系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小

4、,維護(hù)方便,容易改造,體積小,重量輕,能耗低等優(yōu)點(diǎn).目前,可 編程限制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的開展. 因此運(yùn)用PLC限制自動(dòng)門具有較高的可靠性,維修方便等特點(diǎn),因此,進(jìn)行自動(dòng)門的PLC限制系統(tǒng)設(shè)計(jì),可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的開展,擴(kuò)大PLC在自動(dòng)化行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用,具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究?jī)r(jià)值.二、自動(dòng)門限制裝置總體方案2.1 、自動(dòng)門限制裝置任務(wù)書完成自動(dòng)門限制裝置,包括編寫程序和硬件接線圖,要求當(dāng)有人按下開門開關(guān)時(shí),門自動(dòng)打 開,然后又能自動(dòng)關(guān)閉.1 .外或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān)K1或K2時(shí),開門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1動(dòng)作,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),到達(dá)

5、開門限位開關(guān) K3位置時(shí),電機(jī)停止運(yùn)行.2 .位置停留8秒后,自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程,關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM徽起動(dòng),電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí),電機(jī)停止運(yùn)行.3 .中,當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí),應(yīng)立即停止關(guān)門,并自動(dòng)進(jìn)入開門程序.4 .的8秒等待時(shí)間內(nèi),假設(shè)有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí),必須重新開始等待8秒后,再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程,以保證人員平安通過.2.2 自動(dòng)門的限制要求分析1 .當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān)時(shí),開關(guān)上有電流通過(光電檢測(cè)開關(guān)是脈 沖觸發(fā)須對(duì)其自鎖)由于開門限位開關(guān)常閉,所以線圈上有電通過,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),到

6、達(dá)開門限位 開關(guān)位置時(shí),電機(jī)停止運(yùn)行.2 .當(dāng)自動(dòng)門到開門限位開關(guān)位置時(shí)啟動(dòng)延時(shí)定時(shí)器8秒后,自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)時(shí),電機(jī)停止運(yùn)行.3 .關(guān)門過程中,當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān),應(yīng)立即停止關(guān)門,并自動(dòng) 進(jìn)入開門程序.4 .門翻開后的8秒等待時(shí)間內(nèi),假設(shè)有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測(cè)開關(guān)時(shí),必須重 新開始等待8秒后,再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程,以保證人員平安通過.5 .自動(dòng)門在出現(xiàn)故障或在維修的時(shí)候,用自動(dòng)限制從在一定的問題,最后決定加增手動(dòng)開門 和關(guān)門開關(guān)三、自動(dòng)門限制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1PLC的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)確定限制方案,下一步工

7、作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型.工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù).因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí),應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特 點(diǎn)、限制要求,明確限制任務(wù)和范圍確定所需要的操作和動(dòng)作,然后根據(jù)限制要求,估計(jì)輸入輸 出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)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(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的限制系統(tǒng).(1)機(jī)型的選擇PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊兩類型型,按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和限制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等.從應(yīng)用角度出發(fā),通?？砂聪拗乒δ芑蜉斎?輸出點(diǎn)數(shù)選型.整體型 PLC的I/0點(diǎn)數(shù)固定,因此用戶選擇的余地較小,用

8、于小型限制系統(tǒng)；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(tǒng)限制的I/0點(diǎn)數(shù),功能擴(kuò)展方便靈活,一般用于大中型限制系統(tǒng).經(jīng)濟(jì)的考慮選才i PLC時(shí),應(yīng)考慮性能價(jià)格比.考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、 投入產(chǎn)出比等因素,進(jìn)行比擬和兼顧,最終選出比擬滿意的產(chǎn)品.輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影 響.點(diǎn)當(dāng)數(shù)增加到一數(shù)值后,相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量相應(yīng)增加,因此,點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)PLC選用、存儲(chǔ)器容量、限制功能范圍等選擇都有影響.在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮,使整個(gè)限制系統(tǒng)有較合理 的性能價(jià)格比.本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門屬于小型限制系統(tǒng),結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮因此選用整體型 PLG(2)

9、輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù),在增加10唯IJ 20%勺可擴(kuò)展.余量后,作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù).實(shí)際訂貨時(shí),還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整.根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入12點(diǎn),輸出12點(diǎn).(3)存儲(chǔ)器容量的選擇存儲(chǔ)器容量是可編程序限制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小,程序容量是存儲(chǔ)器中用戶 應(yīng)用工程實(shí)用的存儲(chǔ)單元的大小,因此程序容量小于存儲(chǔ)器的容量.設(shè)計(jì)階段,由于用戶程序還 未編制,因此,程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的,須在程序調(diào)試之后才知道.為了設(shè)計(jì)選型時(shí),能 對(duì)程序容量有一定估算,通常采用存儲(chǔ)器容

10、量的估算來(lái)代替,存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的 形式,許多文獻(xiàn)資料中給出了不同的公式,大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10到15倍,加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍,以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字),另外再按次數(shù)的 25%考慮余量. 因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)索要儲(chǔ)存的程序,這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間.(4)限制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、限制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等性能的選擇. 根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門限制系統(tǒng)的要求,主要介紹一下幾種功能的選擇.限制功能PLC主要用于順序邏輯限制,因此,大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路限制器解決模擬量的 限制,有

11、時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需要的限制功能,提升PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量.編程功能離線編程方式：PLC和編程器共用一個(gè) CPU編程器在編程模式時(shí),CPU只為編程器提供服務(wù),不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行限制.完成編程后,編程器切換到運(yùn)行模式,CPU寸現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行限制,不能進(jìn)行編程.離線編程方式可降低系統(tǒng)本錢,但使用和調(diào)試不方便.編程方式：CPU編程器有各自的 CPU主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)限制,并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程 器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī),下一掃描周期,主機(jī)就根據(jù)新收 到的程序運(yùn)行.這種方式本錢較高,但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便,在大中型PLC中常采用.診斷功能PLC的

12、診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷.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.通過軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷,通過軟鍵又PLC的CPUffi外部輸入輸出等部件信息叫喚功能進(jìn)行診斷是外診斷.PLC的診斷功能的強(qiáng)弱,直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)水平的要求,并影響平均維修時(shí)間.(5)對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合,PLC的相應(yīng)時(shí)間根本上能滿足限制要求.響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間,輸出濾波時(shí)間和掃描周期.PLC的工作方式?jīng)Q定了他不能接受頻率過高或持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸 入信號(hào),當(dāng)有此類信號(hào)輸入時(shí)需要選用掃描速度高的PLC或快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊.綜合

13、以上因素,本課題的設(shè)計(jì)日本三菱公司生產(chǎn)的FX1S小型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的限制.3.2 光電檢測(cè)開關(guān)它是光電接近開關(guān)的簡(jiǎn)稱,是利用被測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射,由同步回路選通所要接通的 電路,從而檢測(cè)物體的有無(wú).物體不限于金屬,所有能反射光線的物體均可檢測(cè).光電開關(guān)將輸 入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)化為光信號(hào)射出,接受器再根據(jù)接受到的光線強(qiáng)弱或有無(wú)目標(biāo)物體進(jìn)行探 測(cè).3.3 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(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出限制命令的主令 電器.用于限制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置的一種自動(dòng)限制器件.限位開關(guān)廣 泛應(yīng)用于各類機(jī)床、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程限制.當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)

14、動(dòng)到某一運(yùn)動(dòng)位置時(shí),行 程開關(guān)通過機(jī)械可動(dòng)局部的動(dòng)作,將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的限制,限制它 們的動(dòng)作和位置,借此對(duì)生產(chǎn)機(jī)械給以必要的保護(hù).四、自動(dòng)門限制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)4.1、I/O分配表I/O分配表類別元件PLC元件作用輸入SB1X01門外光檢測(cè)電開關(guān)SB2X02門內(nèi)光檢測(cè)電開關(guān)SB3X03開門限位電開關(guān)SB4X04關(guān)門限位電開關(guān)SB5X05過載保護(hù)開關(guān)SB6X06緊急停二車開關(guān)SB7X07啟動(dòng)停止SB10X10手動(dòng)開門SB11X11手動(dòng)關(guān)門輸KM0Y0電動(dòng)機(jī)止轉(zhuǎn)接觸器KM1Y1電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KM2Y2過載保護(hù)接觸器表4-14.2、plc限制輸出接線SB2入S日3_,一SB

15、4 SB5SB6_.SB 7)SB1O)SB11 _SB1X001YOOOX002X003Y001X004X0C5X006YC02X007X010X011COMCOMKMOKM1KM2圖4-14.3、程序流程圖4.4、梯形圖XVL1X002Y001Ywtr井XUU,H I-XC10?7圖4-2 7IJ00TOI卜YOW好YQ01好NQQ7T卜XM4Y0C1T卜X005XOOGTkY002TkX007TkKSOU.VCO1x川劉aw41BDOffli014n012141dli弧Si00Q2aim0122QMj!值的IMDI 23M皚h3mx加扣QlH*l&Lwe小笛用安8峙OOKmot5280U

16、On BEFT,3?L舊 ER用用A中卜15|I m口 H蚓生w：lM血_5t,小1曲電；三 里llo U3 吃回： 三由S!玩料注 I* *t國(guó) RS.MMkX MO小燈Q | ffi1篁1ana01 DOm第m印cawOEM 2aniaim012113:1m印0221KH2劇膝Qi22M4nmma009CTI21E43010B22皿5賀m BOW SKiHI甘匕用序1廿1 III I騎牌. Ir1H 嬴I 聞 w廟,I _1X1 1 I I 聞劍 _Ld _1_1 畫._d 回ma-國(guó)圖5-15.2過程分析1 .首先按下啟動(dòng)按鈕使 X007使之閉合,假設(shè)外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)有信號(hào)時(shí)、X0

17、01或X002閉合.由于開門限位開關(guān) X003是長(zhǎng)閉的,所以Y000線圈通電,有原理分析可知光電檢測(cè)開關(guān)的 觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖.當(dāng)Y000線圈通電時(shí)Y000閉合,此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng),執(zhí)行開門過程.2 .當(dāng)門扇完全翻開時(shí),使開門限位開關(guān)X003翻開,Y000線圈斷電.電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng).3 .當(dāng)門扇停止移動(dòng)時(shí),由于開門限位開關(guān)的長(zhǎng)閉變成長(zhǎng)開,故使長(zhǎng)開閉合.進(jìn)彳T 8秒的延時(shí),假設(shè)此時(shí)外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)X001或X002有信號(hào),那么使 T0重新延時(shí).4 .當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后 T0線圈通電,關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉,所以使 Y001通電并自鎖,電機(jī)反 轉(zhuǎn)執(zhí)關(guān)門過.5 .在關(guān)門過程中,假設(shè)

18、外檢測(cè)開關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開關(guān)X001或X002有信號(hào)時(shí)使Y000通電,由于在關(guān)門過程中Y000長(zhǎng)閉,此時(shí)翻開并中斷關(guān)門過程,轉(zhuǎn)向開門過程.6 .在此限制過程中,為了保證其平安性設(shè)置過載保護(hù)和緊急停車.于是設(shè)置手動(dòng)開門和手動(dòng)關(guān)門.7 .考慮到主動(dòng)門假設(shè)出現(xiàn)故障時(shí),使用自動(dòng)限制系統(tǒng)有所不適,六、個(gè)人心得經(jīng)過為數(shù)不多天數(shù)的 PLC課程設(shè)計(jì),首先讓我明白了 PLC在現(xiàn)實(shí)生活中有這么大的作用,這次課設(shè)讓我對(duì)PLC產(chǎn)生了非常大的興趣,我個(gè)人非常想從事限制方面事業(yè),這對(duì)我以后的開展有 很大的幫助,在這里感謝老師找了這么多聯(lián)系實(shí)際的題目,使我對(duì)PLC這門學(xué)科有了初步了解,同時(shí)在課設(shè)期間,為了完成任務(wù),查閱了許多的資料,對(duì)PLC有了更深的了解.通過該課程設(shè)計(jì)使我明白了軟件的重要性,以后對(duì)于相關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí),我們必須把軟件熟悉掌握.七、參考文獻(xiàn)1、?PLC電氣限制技術(shù)?,漆漢宏 主編,機(jī)械工業(yè)出版社,2022年2、?FX系列PLC編程及應(yīng)用?,寥常初 主編,機(jī)械工業(yè)出版社,