PLC自動(dòng)門課程設(shè)計(jì)

1、電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)題目：院 系：工學(xué)院電氣與電子工程系專 業(yè)：班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：1指導(dǎo)教師：煙臺(tái)南山學(xué)院教務(wù)處二0七年六月電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、基本情況學(xué)時(shí)： 1 周學(xué)分： 1 學(xué)分 班級(jí)：電氣工程 1402二、進(jìn)度安排本設(shè)計(jì)共安排 1 周，合計(jì) 30學(xué)時(shí)，具體分配如下： 實(shí)習(xí)動(dòng)員及準(zhǔn)備工作： 4 學(xué)時(shí) 總體方案設(shè)計(jì)：4學(xué)時(shí)硬件設(shè)計(jì)：8學(xué)時(shí)軟件設(shè)計(jì)：8學(xué)時(shí)撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告：6學(xué)時(shí)教師輔導(dǎo)： 隨時(shí)三、基本要求1、課程設(shè)計(jì)的基本要求電氣控制與 PLC 技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計(jì)與撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào) 告等。其中理論設(shè)計(jì)又包括總體方案選擇，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 硬件設(shè)計(jì)包

2、括單元電路，選擇元器件及計(jì)算參數(shù)等；軟件設(shè)計(jì)包括模塊化層 次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖，應(yīng)用程序。程序設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò) 進(jìn)一步完善程序設(shè)計(jì)，使之達(dá)到課題所要求的指標(biāo)。課程設(shè)計(jì)的最后要求是 寫(xiě)出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，把設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行全面的總結(jié)，若有實(shí)踐條件，把實(shí)踐內(nèi) 容上升到理論高度。2、課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求電氣控制與 PLC 技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)采用相對(duì)集中的方式進(jìn)行，以班為單位全班學(xué)生集中到設(shè)計(jì)室進(jìn)行。做到實(shí)訓(xùn)教學(xué)課堂化，嚴(yán)格考勤制度，在 實(shí)訓(xùn)期間累計(jì)曠課達(dá)到 6 節(jié)以上，或者遲到、早退累計(jì)達(dá)到 8次以上的學(xué)生， 該課程考核按不及格處理。在實(shí)訓(xùn)期間需要外出查找資料，必須在指定的時(shí) 間內(nèi)方可外出。課程

3、設(shè)計(jì)的任務(wù)相對(duì)分散，每 6 名學(xué)生組成一個(gè)小組，完成一個(gè)課題的 設(shè)計(jì)。小組成員既有分工、又要協(xié)作，同一小組的成員之間可以相互探討、 協(xié)商，可以互相借鑒或參考別人的設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)。但每個(gè)學(xué)生必須單獨(dú)完 成設(shè)計(jì)任務(wù)，要有完整的設(shè)計(jì)資料，獨(dú)立撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告雷同率超 過(guò) 50%的課程設(shè)計(jì)考核按不及格處理。四、設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)完成后，必須撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)報(bào)告必須獨(dú)立完成，格式符合要求，文字(不含圖形、程序)不少于 2000 字，圖形繪制規(guī)范。設(shè)計(jì)報(bào)告 的格式如下：1、封面2、內(nèi)容提要3、目錄4、正文(1) 所作題目的意義、本人所做的工作及系統(tǒng)的主要功能；(2) 方案選擇及論證；(2) 硬件電路

4、設(shè)計(jì)及描述；(3) 軟件設(shè)計(jì)流程及描述；(4) 源程序代碼；5、結(jié)論6、致謝7、參考文獻(xiàn)五、考核方法電氣控制與 PLC 技術(shù)課程設(shè)計(jì)的考核方式為考查，考核結(jié)果為優(yōu)秀、良 好、中等、及格和不及格五等，分?jǐn)?shù)在 90-100 之間為優(yōu)秀， 80-89 分之間為 良好， 70-79 分之間為中等， 60-69 分之間為及格， 60 分以下為不及格?？己朔秩齻€(gè)方面進(jìn)行：平時(shí)表現(xiàn) 20%；設(shè)計(jì)過(guò)程 25%；設(shè)計(jì)報(bào)告 40%；設(shè) 計(jì)答辯 15%。有下列情形之一者，課程設(shè)計(jì)考核按不及格處理：1 、設(shè)計(jì)期間累計(jì)遲到、早退達(dá) 8 次；2、設(shè)計(jì)期間累計(jì)曠課達(dá) 6 節(jié)；3 、設(shè)計(jì)報(bào)告雷同率超過(guò) 50%或無(wú)設(shè)計(jì)報(bào)告；4

5、、不能完成設(shè)計(jì)任務(wù)，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。六、設(shè)計(jì)題目及要求自動(dòng)門控制裝置( 一 ) 課題內(nèi)容： 1自動(dòng)門控制裝置的硬件組成：自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測(cè)幵關(guān)K1、門外光電探測(cè)幵關(guān) K2、幵門到位限 位幵關(guān)K3、關(guān)門到限位幵關(guān) K4幵門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、 關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。2控制要求：1） 當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)幵關(guān)K1或K2時(shí)，幵門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)幵門限位幵關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。2） 自動(dòng)門在幵門位置停留 8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位幵關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)

6、停止運(yùn)行。3） 在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)幵關(guān)K2或K1 時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。4）在門打開(kāi)后的 8 秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢 測(cè)幵關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新幵始等待 8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保 證人員安全通過(guò)。（ 二 ） 課題要求：1. 按題意要求，畫(huà)出PLC端子接線圖、控制梯形圖。2. 完成PLC端子接線工作，并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調(diào)試。3. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)自動(dòng)門控制裝置摘要自動(dòng)門性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置， 早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已

7、逐漸被淘汰。目前自動(dòng)門及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是PLC,它是一種專門為在工業(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。目前他在機(jī)械制造、石油 化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。因此運(yùn)用 PLC控制自動(dòng)門具有較高的可靠性、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。由此看來(lái)，進(jìn)行自動(dòng)門 的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門行業(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。關(guān)鍵詞 可編程控制器 自動(dòng)門 自動(dòng)控制目錄第 1章 緒論項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景與意義 近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，國(guó)人對(duì)建筑裝飾的要求是越來(lái)越高， 自動(dòng)門作為自動(dòng)門中的頂級(jí)產(chǎn)品， 以其華麗大

8、方的外表和寬敞的開(kāi)房門面受到 了大家的喜愛(ài)。但是自動(dòng)自動(dòng)門市一種頗具技術(shù)含量的產(chǎn)品。自動(dòng)門主要用于 賓館、酒店、大廈、豪華公寓、大型企事業(yè)單位等，它結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，將傳統(tǒng)的自 動(dòng)門和數(shù)字化控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。尤為優(yōu)越的是不論旋轉(zhuǎn)到任何角度， 它始終將室內(nèi)和室外隔離開(kāi)來(lái)。在具有豪華外觀的同時(shí)還具有防塵、隔音、保 溫的功能，再加上它全方位的安防設(shè)置，使之成為賓館、酒店等的最佳選擇。 在人們追求美的同時(shí)，卻忽略自動(dòng)自動(dòng)門的安全問(wèn)題，多次出現(xiàn)傷人事件。所 以要設(shè)計(jì)出更加可靠安全的自動(dòng)門對(duì)于人們來(lái)說(shuō)是非常重要的。早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝煩瑣、體積大、 不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)，已經(jīng)被

9、逐漸的淘汰，所以我想設(shè)計(jì)基于PLC技術(shù)的自動(dòng)自動(dòng)門。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 采用可以編程的存儲(chǔ)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)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令， 并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式和開(kāi)關(guān)量的邏輯控制的輸 入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，適用性強(qiáng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，體 積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。本課題自動(dòng)門設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC作為控制器，能大大提高自動(dòng)門的穩(wěn)定性和 經(jīng)濟(jì)性。因此，進(jìn)行自動(dòng)門的 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門及整個(gè)自動(dòng)

10、化行業(yè)的應(yīng)用。設(shè)計(jì)目的在國(guó)外，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)相對(duì)成熟，并獲得 了驚人的成就。 自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門技術(shù)的重要組成部分， 在現(xiàn)代人們生活中， 自動(dòng)門可以節(jié)約空調(diào)能源、 降低噪音、 防風(fēng)、防塵。同時(shí)可以使入口顯得莊重、 高檔。 因此應(yīng)用非常廣泛。 自動(dòng)門、智能門控的主要產(chǎn)品品牌均來(lái)自于： 美國(guó)、 德國(guó)、韓國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)的著名電器制造商制造。比如國(guó)外的品牌有： 日本扶桑，中美合資奧都馬，美國(guó)德羅思等。在國(guó)內(nèi)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。自動(dòng)門在人們生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣 泛，自動(dòng)自動(dòng)門適用于賓館、酒店、銀行、寫(xiě)字樓、醫(yī)院、商店等。但在國(guó)內(nèi)， 自動(dòng)門自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段。在自

11、動(dòng)自動(dòng)門控制系統(tǒng)中：穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán) 保、安全及人性化石需要首先考慮的因素。自動(dòng)門的控制方式有許多種，比如從控制器的不同上來(lái)分，有傳統(tǒng)的繼電 器控制，就是通過(guò)按鈕和復(fù)雜的連線安裝來(lái)控制； 另一種就是智能控制器控制， 就是通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代化的自動(dòng)化設(shè)備來(lái)控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)。因 此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用。 由于繼電器邏輯控制的自控自動(dòng)門系統(tǒng)存在很多的 缺陷而慢慢的被智能化的控制器所取代。在智能控制器的選擇上，自動(dòng)門的主控器有微電腦控制器控制和可編程 控制器（PLC）控制兩種。微電腦控制的優(yōu)點(diǎn)是體積小，安裝方便等。而PLC控制器的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，維護(hù)方便等。第2章總體方案設(shè)計(jì)自動(dòng)門的控制要求(

12、1) 當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)幵關(guān)K1或K2時(shí)，幵門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)幵門限位幵關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。(2) 自動(dòng)門在幵門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位幵關(guān) K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)幵關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入幵門程序。在門打幵后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢 測(cè)幵關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新幵始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證 人員安全通過(guò)。自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成自動(dòng)門控制系統(tǒng)包含 PLC控制和動(dòng)作執(zhí)行元件

13、構(gòu)成。 采用自動(dòng)和手動(dòng)電動(dòng) 控制方式，此種控制方式為目前大多自動(dòng)門的控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)系統(tǒng)為控中心控制PLC感應(yīng)器件*自動(dòng)門，驅(qū)動(dòng)裝晉傳動(dòng)裝置*制采PLC制來(lái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門的幵和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制自動(dòng)門系統(tǒng)的具體組成如下圖：圖自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測(cè)到人體或物體信號(hào)時(shí)將信號(hào)傳給PLC,PLC根據(jù)已經(jīng)采集的信號(hào)發(fā)出控制信號(hào)，是驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門 的運(yùn)行。自動(dòng)門的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門針對(duì)人流較多的商場(chǎng)，應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行綜合考 慮，所以在本課題的自動(dòng)門機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)中考慮了以下幾個(gè)方面：（1）自動(dòng)門的傳動(dòng)主要包括安裝版，軌道，門機(jī)

14、，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(jiǎn)單。（3）電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用 64V 直流電動(dòng)機(jī)，功率大，可調(diào)性強(qiáng)。（ 4）導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形式正懸掛，解決了側(cè)擺得問(wèn)題，從而確 保了門扇的穩(wěn)定性。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對(duì)導(dǎo)軌 及滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方便的特點(diǎn)。（5）滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有一定的 減震效果。（ 6）皮帶：采用齒形皮帶，齒形皮帶的截面為曲線設(shè)計(jì)，增加了齒形的 高度，提高了皮帶與傳動(dòng)齒輪的吻合度，從而提高了使用壽命。第 3 章 硬件設(shè)計(jì)PLC 的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PL

15、C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(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定 所需要的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，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)的控制系統(tǒng)。（1）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?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，在增 加 10%到 20%的可擴(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

16、入 12點(diǎn)，輸出 12 點(diǎn)。（2）存儲(chǔ)器容量的選擇 存儲(chǔ)器容量是可編程序控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)用項(xiàng)目實(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)器容量的估算來(lái)代替，存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)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。

17、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(guò)程中有足夠的空間。（3）控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)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。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的要求，主要介紹 一下幾種功能的選擇。 控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控 制器解決模擬量的控制， 有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需要的控 制功能，提高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)行控制。完成編程

18、后，編程器切換到運(yùn) 行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng) 成本，但使用和調(diào)試不方便。編程方式：CPU和編程器有各自的CPU主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，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。五種標(biāo)準(zhǔn)化變成語(yǔ)言：順序功能圖（SFQ、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD 三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)言表（IL ）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語(yǔ)言。選用的編程 語(yǔ)言應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123）,同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言變成方式，

19、 如C, Basic 等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。 診斷功能PLC 的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷。 硬件診斷通過(guò)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(guò)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(guò)軟鍵對(duì)PLC的CPU玉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)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。(4) 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)安裝和控制 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)，通常可按控制功

20、能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O 卡件或插卡，因此用戶可較合理的選擇和配置系統(tǒng)控制的 I/O 點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展 方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。 經(jīng)濟(jì)的考慮選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比?？紤]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)行比較和兼顧，最終選出比較滿意 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、控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)控制系統(tǒng)有較合理的 性能價(jià)格比

21、。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮因 此選用整體型 PLC。(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)間基本上能滿足控制要求。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(guò)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)的控制。驅(qū)動(dòng)裝置的選型自動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)門能否良好工作的保障。 在本設(shè)計(jì)中是運(yùn)用直流無(wú) 刷電機(jī)。直流無(wú)刷電機(jī)功率密度高，噪音極小、調(diào)速性能好，即具備交流電

22、動(dòng) 機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 運(yùn)行可靠、 維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)， 又具備直流電動(dòng)機(jī)線性機(jī)械特性、 調(diào)速范圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。是應(yīng)用于“輕、小、薄、 安靜、精密、可靠”等場(chǎng)合的最佳選擇本設(shè)計(jì)選用的是亞坦電機(jī)控制有限公司 生產(chǎn)的45BLDC系列直流無(wú)刷電機(jī)，電機(jī)直徑© 45,額定轉(zhuǎn)數(shù)4000轉(zhuǎn)，額定扭 矩，功率15W- 100W 額定電壓24V DC。感應(yīng)器件的選型 目前自動(dòng)門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。微波 感應(yīng)器，又稱微波雷達(dá)，對(duì)物體的移動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，因而反應(yīng)速度快，適用于行 走速度正常的人員通過(guò)的場(chǎng)所，微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，平面 型天線昨感應(yīng)系

23、統(tǒng)，以微處理器作控制。整機(jī)關(guān)鍵元器件均為進(jìn)口器件，方案 設(shè)計(jì)選擇器件均確保了產(chǎn)品可靠性。微波感應(yīng)器的特點(diǎn):微波感應(yīng)器是以微波頻率發(fā)射、接收。其探測(cè)方式具體如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 非接觸探測(cè)。(2) 不受溫度、濕度、噪音。紅外感應(yīng)器，是對(duì)物體的存在進(jìn)行反應(yīng)，不管人員是否移動(dòng)，只要處于感 應(yīng)器的掃描范圍內(nèi)，它都會(huì)反應(yīng)，另外，紅外感應(yīng)器的反應(yīng)速度比微波感應(yīng)器 慢。根據(jù)不同的功能和性能運(yùn)用在各類不同場(chǎng)合的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是自動(dòng)門系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能直接影響自動(dòng)門系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定，如在高檔酒店、 寫(xiě)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)常有人 路過(guò)的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。結(jié)合本課題

24、的實(shí)際需要在設(shè)計(jì)自動(dòng)門的人員檢測(cè)上運(yùn)用上海順安達(dá)門業(yè) 裝飾有限公司的微波自動(dòng)門感應(yīng)器 WB-3004,其規(guī)格如下：表1 感應(yīng)器WB-3004規(guī)格表型號(hào)WB-3004供電電壓AC/DC12V-AC/DC24V工作頻率范圍50Hz-60Hz感應(yīng)探頭工作頻率工作指示方式LED感應(yīng)時(shí)間/延時(shí)時(shí)間REAL-TIME/感應(yīng)范圍(W)*(D)靜態(tài)功耗200Mw 12V探頭可調(diào)節(jié)角度40- 160°工作溫度范圍-25 C -+60 C相對(duì)濕度0-95%安裝方式WALL直流電動(dòng)機(jī)的選型由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：n二（U-IaRa ） /KE可知，Ra、和U中的任意一個(gè)值，都可使轉(zhuǎn)速改變，改變電樞電路中外

25、電阻的方法也可進(jìn)行調(diào)速。但其缺點(diǎn)是耗電多，電機(jī)機(jī)械特性軟，調(diào)速范圍小，且只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，故這種方 法目前已較少采用?，F(xiàn)常用的對(duì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法有調(diào)磁法和調(diào)壓法。（1）調(diào)磁法即改變磁通量 。當(dāng)保持電源電壓 U為額定值時(shí)，調(diào)節(jié) Rf，改變勵(lì)磁電 流If以改變磁通量，所示。由 n二U/KE -Ra/KTK國(guó)T可知， 減少時(shí)，n0 升高，轉(zhuǎn)速降厶n增大，但后者與 2成反比，所以磁通愈小，機(jī)械特性曲線 愈陡，但仍具有一定硬度，如圖 14所示。在一定負(fù)載下， 愈小，則n愈高。 由于電動(dòng)機(jī)在額狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，它的磁路已接近飽和，所以通常都是減小磁通（ vn），將轉(zhuǎn)速往上調(diào)（n>nn）。調(diào)速的過(guò)程是：

26、當(dāng)電壓 U保持恒定時(shí)，減小磁通 。由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速 產(chǎn)立即發(fā)生變化，于是反電動(dòng)勢(shì) E二KEn就減小，la隨之增加。由于la 增加的影響超過(guò) 減小的影響，所以轉(zhuǎn)矩T=K la也就增加。如果阻轉(zhuǎn)矩Tc 未變，則T>Tc轉(zhuǎn)速n上升。隨著n的升高，反電動(dòng)勢(shì)E增大，la和T也著減 小，直到T=Tc時(shí)為止。但這時(shí)轉(zhuǎn)速已比原來(lái)升高了必須指出，若電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行，則電樞電流 Ia 為額定值，如果 調(diào)速時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩仍舊保持不變（為額定值），由于T=KTla，故減小磁通量 后 Ia 必然超過(guò)額定值，因此調(diào)速后負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須減小。這種調(diào)速方法適用于 轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比而輸出功率基本不變（恒功率調(diào)速）的場(chǎng)合。

27、這種調(diào)速方法有 3 個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 調(diào)速平滑，可無(wú)級(jí)調(diào)速； 調(diào)速經(jīng)濟(jì)，控制方便； 機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。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(guò)額定轉(zhuǎn)速。 因?yàn)殡姍C(jī)不允許超速太多，因此限制了它的調(diào)速范圍。在實(shí)際工作中，這種方 法常作為電壓調(diào)速的一種補(bǔ)充手段。（ 2）調(diào)壓法即改變電壓U。當(dāng)保持他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流 If為額定值時(shí)，降低電樞電 壓U,則由n二U/KT-Ra/KE- KT2 T可見(jiàn)，nO變低了，但An未改變。 因此改變U可得出一組平行的機(jī)械特性曲線。在一定負(fù)載下，U愈低，則n愈低。由于改變電樞電壓只能向小于電動(dòng)機(jī)額定電壓的方向改變，所以轉(zhuǎn)速將下 調(diào) （nn） 。調(diào)速的過(guò)程

28、是：當(dāng)磁通 保持不變時(shí)，減小電壓 U由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生 變化，反電動(dòng)勢(shì)E便暫不變化，于是電流la減小，轉(zhuǎn)矩T也減小。如果阻轉(zhuǎn) 矩Tc未變，則TvTc，轉(zhuǎn)速n下降。隨著n的降低，反電動(dòng)勢(shì)E減小，la和T 增大，直到T=Tc時(shí)為止。但這時(shí)轉(zhuǎn)速已比原來(lái)降低了由于調(diào)速時(shí)磁通不變，如在一定的額定電流下調(diào)速，則電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 便是一定的（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速） 。這種調(diào)速方法有下列優(yōu)點(diǎn)： 機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性較好； 調(diào)速幅度大； 可均勻調(diào)節(jié)電樞電壓；得到平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速。這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是調(diào)壓需用專門的設(shè)備，投資較高。近年來(lái)由于采用 了可控硅整流電源對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)速，使這種方法得到了

29、廣泛應(yīng)用。印 刷設(shè)備中直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速多采用這種方法。自動(dòng)門控制系統(tǒng)的原理圖圖 主電路及供電線路第 4 章 軟件設(shè)計(jì)繼電器接觸控制圖圖 繼電器控制圖PLC 輸入輸出接線圖 PLC 輸入輸出接線圖程序流程圖圖 程序流程圖梯形圖KBOI/O分配表表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)電幵關(guān)SB2X02門內(nèi)光檢測(cè)電幵關(guān)SB3X03幵門限位電幵關(guān)SB4X04關(guān)門限位電幵關(guān)SB5X05過(guò)載保護(hù)幵關(guān)SB6X06緊急停車幵關(guān)SB7X07啟動(dòng)停止SB1X10手動(dòng)幵門0SB1X11手動(dòng)關(guān)門1輸KMY0電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸出0器KMY1電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸1器KMY2過(guò)載保護(hù)接觸器2指令

30、表指令表LD X01OUT Y0ANI Y0OR表指令表X06OR X02LDANI Y2ORX03Y02OR Y0ANIAND X07ANDX01X07ANI Y2ANIOR X11OUTX02Y02AND X07OUT T0 丿ANIENDX04OR X10LD T0OUT Y01ANIOR Y01LDX03X05過(guò)程分析1首先按下啟動(dòng)按鈕使X007閉合，若外檢測(cè)幵關(guān)或內(nèi)檢測(cè)幵關(guān)有信號(hào)時(shí)X001或X002閉合。由于幵門限位幵關(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)幵關(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)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移

31、動(dòng)，執(zhí)行幵門過(guò)程。2.當(dāng)門扇完全打幵時(shí)，使幵門限位幵關(guān)X003打幵，y000線圈斷電.電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。3當(dāng)門扇停止移動(dòng)時(shí)，由于幵門限位幵關(guān)的長(zhǎng)閉變成長(zhǎng)幵，故使長(zhǎng)幵閉合。進(jìn)行8秒的延時(shí)，若此時(shí)外檢測(cè)幵關(guān)或內(nèi)檢測(cè)幵關(guān)X001或X002有信號(hào)，則使 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(kāi)關(guān)關(guān)閉，所以使 y001 通電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過(guò)程。5在關(guān)門過(guò)程中， 若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān) x001,x002 有信號(hào)又使 y000 通電，由于在關(guān)門過(guò)程中 y000 長(zhǎng)閉，此時(shí)打開(kāi)并中斷關(guān)門過(guò)程，轉(zhuǎn)向開(kāi)門過(guò) 程。6考慮到主動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置

32、 手動(dòng)開(kāi)門和手動(dòng)關(guān)門。第 5 章 程序調(diào)試硬件線路連接采用實(shí)驗(yàn)室可編程控制器試驗(yàn)臺(tái)， 主機(jī) FXcpu224 cn ac/dc/rly, 其供電電壓均為直流24v。調(diào)試過(guò)程的電路圖如圖所示：圖 電路圖在模擬調(diào)試過(guò)程中，因于實(shí)驗(yàn)條件有限，所以微波探測(cè)信號(hào)與限位開(kāi)關(guān)動(dòng) 作均由按鈕代替（即 SB1、 SB2、 SB3、 SB4），SB0、 SB11 均接按鈕。 QA1、 QA2 用中間繼電器代替，其線圈電壓為24V。如上圖所示KA1, KA2是感應(yīng)器控制的 兩個(gè)繼電器，有感應(yīng)器感應(yīng)到有人時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合，SQ1 SQ2是幵關(guān)門到位行程幵關(guān)，檢測(cè)幵關(guān)門是否到位檢， SQ3 SQ4是幵關(guān)門時(shí)減速行程幵關(guān)。聯(lián)