自動門控制裝置設計說明書

..設計題目：自動門控制裝置學院：機電工程學院學號：專業(yè)〔方向年級：電氣工程及其自動化學生姓名：何智杰XX農林大學機電工程學院電氣工程系20XX6月17日設計說明書目錄1引言32系統(tǒng)總體方案設計42.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理42.2系統(tǒng)變量定義及分配表42.3系統(tǒng)接線圖設計53控制系統(tǒng)程序設計64控制系統(tǒng)的上位機設計74.1人機界面選擇74.2人機界面設計85系統(tǒng)調試及結果分析105.1PLC程序調試及解決的問題105.2PLC與上位機聯(lián)調105.3結果分析10結束語：11參考文獻111引言在人來人往的商業(yè)化城市以及自動化經營的現(xiàn)代化都市中,實現(xiàn)自動化的開關門動作控制系統(tǒng),在經濟進一步提高的今天,具有至關重要的作用。設計出一個可以感應的門控制裝置是我設計的主要目的,以符合設計任務書為前提,精簡流程、簡化硬件、可持續(xù)應用為基礎,以期設計出實用、簡潔的自動門控制裝置。自動門控制系統(tǒng),在現(xiàn)當代社會是一個應用非常廣泛的設備,自動門已經廣泛應用于酒店、銀行、超市、停車場或公共建筑等入口,其主要核心部分——自動門控制系統(tǒng)正是我們這論文的主要研究討論的課題。自動門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置,早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制,造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點已逐漸被淘汰。目前自動門及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器〔以下簡稱PLC,PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式和開關量的邏輯控制的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程,PLC具有可靠性高,抗干擾能力強,功能完善,適用性強,系統(tǒng)的設計、建造工作量小,維護方便,容易改造,體積小,重量輕,能耗低等優(yōu)點。目前,可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展,因此運用PLC控制自動門具有較高的可靠性,維修方便等特點,因此,進行自動門的PLC控制系統(tǒng)設計,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)的應用,具有一定的經濟和理論研究價值。由于用PLC控制自動門具有故障頻率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點,而Siemenss7—200系列PLC性價比高,在各個行業(yè)中的運用非常普遍,本研究重點討論使用s7—200系列PLC來實現(xiàn)自動門控制系統(tǒng)的設計與應用。2系統(tǒng)總體方案設計2.1系統(tǒng)硬件配置及組成原理確定I/O點數(shù),選擇PLC的型號,完成系統(tǒng)組態(tài)或硬件配置。I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?通常根據(jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù),在增加10%到20%的可擴展。余量后,作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時,還需根據(jù)制造廠商PLC的產品特點對輸入輸出點數(shù)進行圓整。選用s7—200系列PLC有助于課程的溫固,而且切合課本知識,易于設計、操作。根據(jù)對自動門控制裝置的作用分析,該控制系統(tǒng)應有4個輸入點,2個輸出點。I/O點總數(shù)為5個。本課題設計的自動門要求有很高的穩(wěn)定性來滿足日常的需要,故在本設計中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國西門子公司生產的CPU224小型PLC。在自動門的開關門速度控制上本設計以變頻器作為調節(jié)器,運用變頻器的三段速控制實現(xiàn)自動門的轉速控制,為了解決在頻率很低時出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題,驅動裝置選用功率強大、穩(wěn)定性好的自帶減速裝置的直流電動機,在感應器方面運用了自動門專用的微波雷達感應器和在工業(yè)控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性好的接近傳感器,運用感應器的開關量信號輸入給PLC來實現(xiàn)PLC對自動門的控制。由于本課題的具體需要在硬件系統(tǒng)的設計過程中主要考慮自動門的經濟實用、穩(wěn)定的需要。2.2系統(tǒng)變量定義及分配表正確合理地進行編程元件的地址分配。表2.1I/0地址分配表〔需有,居中I0.1門外光檢測電開關I0.0啟動停止I0.2門內光檢測電開關Q0.0電動機正轉I0.3開門限位開關Q0.1電動機反轉I0.4關門限位開關2.3系統(tǒng)接線圖設計畫出輸入/輸出接線圖及相關電氣原理圖。圖2.13控制系統(tǒng)程序設計設計梯形圖控制程序。圖3.1I0.0為總開關,控制整個系統(tǒng)。I0.1為門外光感,當門外有人向里面走時可以檢測；I0.2為門內光感,當門外有人向里面走時可以檢測。當系統(tǒng)開啟時,將觸發(fā)Q0.0開門,且具有自保持功能,當?shù)絀0.3限位開關時,斷開。與Q0.1具有線圈互鎖。圖3.2I0.3開門限位開關觸發(fā)后,計時器計數(shù)8秒。圖3.3T37觸發(fā)后,將觸發(fā)Q0.1關門動作,期間I0.1、I0.2等光感檢測將使Q0.1失效,當關門到達I0.4關門限位開關時,Q0.1置0.編制系統(tǒng)的操作說明。1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(zhí)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8s后,自動進入關門過程,關門執(zhí)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8s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8s后,再自動進入關門過程,以保證人員安全通過。5開門與關門不可同時進行。4控制系統(tǒng)的上位機設計4.1人機界面選擇Zd系列和太力主要面向電力系統(tǒng),組態(tài)王和力控是通用組態(tài)軟件。a.風格:ZD系列采用獨有風格,太力有MSOffice特征,組態(tài)王模仿了西門子的WinCC,接近VisualC++6.0的UI設計器,力控偏向于Delphi和VisualStudio2003及以上版本,采用了PropertyGrid。b.繪圖操作如選擇、復制、粘貼、刪除以及縮放操作和動畫連接的設置方面,ZD100采用自有的獨特操作方式,而太力、組態(tài)王和力控都采用windows通行的操作方法。b.ZD系列采用位圖,不能實現(xiàn)無限放大,太力、組態(tài)王和力控都采用矢量圖,能夠無限放大。c.ZD系列能夠批量粘貼,另外三種不能夠批量粘貼。d.全都有圖庫,但ZD系列的圖庫有數(shù)量限制,不可分類,而組態(tài)王等沒有限制可以分類。e.控件的使用:ZD系列不能夠使用控件,太力、組態(tài)王和力控可以使用ActiveX控件。f.ZD100只能實現(xiàn)了簡單的圖形切換來實現(xiàn)圖形變化,包括文字變化都是通過切換圖片來實現(xiàn),太力、組態(tài)王和力控都實現(xiàn)了靈活的動畫連接。4.2人機界面設計圖4.1圖4.2圖4.3圖4.35系統(tǒng)調試及結果分析5.1PLC程序調試及解決的問題5.2PLC與上位機聯(lián)調〔1連接線路,接電源〔2將在"組態(tài)王6.55"開發(fā)平臺編寫好的軟件通過"RS-232/PPI電纜"下載到"CPU224”〔3運行過程實驗5.3結果分析本文研究了基于plc的自動門控制系統(tǒng)的設計原理與實現(xiàn)方法,包括硬件設計與軟件設計。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試。雖說調試后本系統(tǒng)的整體設計能夠達到實際要求,但在實際應用中還應結合實際情況,考慮各部分的容量及其技術參數(shù),供電電源的設計、系統(tǒng)接地問題、電纜設計與鋪設、plc輸出端保護等問題,已使系統(tǒng)達到安全可靠的工作,所以要想交付用戶使用,必須得通過現(xiàn)場調試?，F(xiàn)在的系統(tǒng)還沒有達到真正的智能化,還需要正增加很多新的功能和先進的科學技術,才能達到真正意義上的智能化控制。雖然現(xiàn)在自動門廣泛地使用PLC作為控制元件,但單片機等更為便宜,所以,應該在現(xiàn)有的基礎上開發(fā)利用單片機等控制的自動門系統(tǒng)。而且現(xiàn)有的故障診斷很不全面,應該增加主動性預防診斷,可使系統(tǒng)在發(fā)生故障之前,我們就可以預見故障、排除故障,使運行中的故障率降低到最低水平,保障自動門安全可靠運轉。最終,就是以信息技術為主,通過先進使用技術,提升傳統(tǒng)自動門制造業(yè),強化產、學、研的有效結合,盡快實現(xiàn)技術引進和自主創(chuàng)新相結合的模式,建立和完善技術開發(fā)體系,全力提升自動門制造層次和水平。結束語：雖說設計無什么特別突出的新意,但是為了符合商業(yè)化城市以及自動化經營的現(xiàn)代化都市中,實現(xiàn)自動化的開關門動作控制系統(tǒng)的要求,可以說初步的模型構架已有。在實際實現(xiàn)過程中也許會伴有干擾、不符合實際現(xiàn)場條件等缺陷,但對自我的提升已有了一定的作用,同時也加深了對這門課程的理解以及實際應用,對自身是很有實際意義的。參考文獻[