水泥廠倉庫門PLC自動控制

水泥廠倉庫門PLC自動控制自動倉庫門可以根據(jù)所設置的信號的變化自動控制門的開啟，關閉。減少了人工操作的繁雜。在生產(chǎn)生活中具有極其廣泛的應用性。用PLC控制倉庫門的自動打開與關閉，當特定車輛駛近大門時，車載超聲波傳感器發(fā)出特定編碼的超聲波，然后門上超聲波接收器進行識別，給出邏輯信號準備開啟大門；用光電開關檢測車輛是否已進入大門，進入后則關閉大門。門的上下運動由電機驅動。PLC經(jīng)過判斷后控制電動機運行，電動機得到一定運行電流后做正向運行，將動力傳給傳動裝置，再由傳動裝置將動力傳給吊具系統(tǒng)使倉庫門門扇開啟同時門上裝有上限位開關進行保護；倉庫門門扇開啟后由PLC控制器做出判斷，如果要關閉倉庫門，控制電動機作反向運動，關閉倉庫門。同樣下限限位開關保護。關鍵詞：自動控制；PLC；光電檢測；限位開關TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章緒論 1\o"CurrentDocument"第2章課程設計的方案 3\o"CurrentDocument"概述 3\o"CurrentDocument"系統(tǒng)組成總體結構 3\o"CurrentDocument"第三章系統(tǒng)器件選擇 5\o"CurrentDocument"PLC型號選擇 5\o"CurrentDocument"限位開關的選擇 6\o"CurrentDocument"檢測裝置的選擇 6\o"CurrentDocument"感應裝置的選擇 7\o"CurrentDocument"驅動裝置的選擇 8\o"CurrentDocument"第四章硬件設計 10\o"CurrentDocument"PLC外部接線圖 10\o"CurrentDocument"總電路圖 11\o"CurrentDocument"第5章軟件設計 12\o"CurrentDocument"程序流程圖 12\o"CurrentDocument"梯形圖 13\o"CurrentDocument"第六章課程設計總結 15\o"CurrentDocument"參考文獻 16第1章緒論現(xiàn)在，門更加突出了自動理念，強調了有效的自動：自動地防范、通行、疏散。自動門大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)始于150年前，在不斷發(fā)展和完善的過程中，涌現(xiàn)出大批獨具規(guī)模的專業(yè)制造商。門的高級形式--自動門起源在歐美，迅速發(fā)展至現(xiàn)在，已經(jīng)形成了種類齊全、功能完善、造工精細的自動門家族。在大中型公共場所，自動門為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿彩。自動門從理論上理解應該是門的使用觀念的延伸，是人們根據(jù)需要對門的功能的提升和完善。所以對自動門的認識應該從人對門功能的要求開始。作為建筑物一部分的門，從最基本的意義上講，要同時滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。因此門體本身應牢固、密封。自動門的普及和應用，改變了人們的防護意識，提升了人們的安全觀念。但是由于中國沒有相關的自動門國家標準，導致自動門檔次、質量良莠不齊。但相信中國很快就會發(fā)展起來自動門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動平移門、自動平開門、自動旋轉門、自動圓弧門、自動折疊門等，其中平開門用的場合較少，旋轉門由于昂貴而且非常龐大，一般只用于有需要的高檔賓館，自動平移門使用得最廣泛，大家一般所說的自動門、感應門就是指自動平移門。由于自動門在通電后可以實現(xiàn)無人看管，同時又可節(jié)約空調能源、防風、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內外的工廠上得到大范圍的普及。同時也幾乎成為了銀行，寫字樓，酒店等辦公娛樂場所裝修必不可少的一項配置。自動平移門最常見的形式是自動門機及門內外兩側加雷達，當人走近自動門時，雷達感應到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅動裝置將門打開。當人通過門之后，再將門關閉。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的檔次，于是迅速在國內外建筑市場上得到大范圍的普及。自動門的開門信號是觸點信號，微波雷達和紅外傳感器是常用的兩種信號源。微波雷達是對物體的位移反應，因而反應速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場所，它的特點是一旦在門附近的人員不想出門而靜止不動后，雷達便不再反應，自動門就會關閉，對門機有一定的保護作用。而紅外傳感器對物體存在進行反應，不管人員移動與否，只要處于傳感器的掃描范圍內，它都會反應即傳出觸點信號。缺點是紅外傳感器的反應速度較慢，適用于有行動遲緩的人員進入的場所。本課程設計設計一個使用PLC控制的自動門控制器系統(tǒng)。經(jīng)過多年發(fā)展，自動門行業(yè)呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：智能化，多功能：今后的還將進一步提高智能化程度，如自動檢測開關門行程位置，自動適應門體阻力的變化，始終保持較高的遇障保護靈敏度等。還將增加一些新的功能，如和住宅安防系統(tǒng)配合使用等。免維護：采取多種措施，減少使用過程中的維護工作。多樣化：將會有各種各樣不同外觀和功能的產(chǎn)品，滿足用戶的不同需要和不同生產(chǎn)車間的使用需要。高安全性:隨著用戶安全意識的提高，安全性將是用戶非常注重的一項指標，也將是一項基本要求。第2章課程設計的方案2.1概述本課程設計通過PLC來控制水泥廠倉庫門的自動打開與關閉。采用SB1、SB2按鈕分別啟用和停止大門控制系統(tǒng)；當本單位車輛駛近大門時，發(fā)出特定編碼的超聲波，門上超聲波接收器進行識別，給出邏輯信號，輸送給PLC控制系統(tǒng)以開啟大門；然后用兩個光電開關檢測車輛是否已進入大門，進入后則關閉大門。當兩個光電開關發(fā)射的紅外光速被車輛遮住時，光電開關接收頭給出邏輯“1”信號，否則為“0”信號。PLC控制系統(tǒng)收到信號關閉大門。自動門的上下運動由電動機驅動，當接受到光電開關給出的信號時開門接觸器KM1閉合時電動機正轉自動門打開，關門接觸器KM2閉合時電動機反轉自動門關下；同時自動門裝有上、下限限位開關SQ1、SQ2?？刂谱詣娱T上下運動的界限，以保證安全。2.2系統(tǒng)組成總體結構本自動控制系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)，倉庫門，感應裝置，驅動裝置，限位開關，啟?？刂?，檢測裝置七部分組成。系統(tǒng)總體結構圖如圖2.1所示。圖2.1系統(tǒng)總體結構框圖如上圖所示，其中PLC為整個控制系統(tǒng)的中樞核心，控制其它部件。倉庫門為需要控制的對象。啟?？刂茷檎麄€系統(tǒng)的開啟關斷按鈕。檢測裝置是用來接收從汽車發(fā)出的特定編碼的裝置，并與PLC系統(tǒng)相連接。在系統(tǒng)開啟的條件下接受信號給PLC裝置以進行下一步自動操作。限位開關安裝在自動門運動機械終端處，以限制其上下運動的行程，進行終端限位保護。感應裝置為光電開關。用來檢測車輛是否在在所測位置或離開相關位置，然后提供輸入信號給PLC，以控制自動門的開啟。驅動裝置為一臺電動機。具備正轉反轉功能。是PLC的直接控制對象。為電動門的上下運動提供動力。整個系統(tǒng)的操作流程為，開啟系統(tǒng)后，檢測裝置接受到汽車發(fā)出編碼信號，傳送給PLC，開啟光電檢測裝置。檢測到車輛后在傳送給PLC，PLC控制電動機運轉，使大門打開，由限位開關控制打開的位置。然后暫停一段時間，再關閉自動門第三章系統(tǒng)器件選擇3.1PLC型號選擇工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。根據(jù)控制要求要估計輸入輸出點數(shù)、所需存儲器的容量、PLC的功能、外部設備，性價比等因素。（1）輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算本課程設計需要7個輸入量，2個輸出量。I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，在增加10%到20%的可擴展。表3.1為I/O口地址分配表。表3.1I/O口地址分配表地址編號符號說明地址編號符號說明I0.0SB1啟動開關I0.5SB4光電開關2IO.1SB2停止開關I0.6SB5編碼檢測開關I0.2SQ1上限為開關Q0.0KM1自動門開啟I0.3SQ2下限位開關Q0.1KM2自動門關閉I0.4SB3光電開關1（2）存儲器容量的選擇存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目實用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器的容量。（3）控制功能的選擇該選擇主要進行運算功能、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。（4）機型的選擇機型的選擇主要包括PLC的類型選擇，經(jīng)濟性價比因素，對PLC響應時間的要求因素等。綜合以上因素，本課程設計的控制系統(tǒng)采用德國西門子公司生產(chǎn)的S7-200CPU224小型PLC來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制。限位開關的選擇限位開關又稱行程開關，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。用于控制生產(chǎn)機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一種自動控制器件。限位開關主要用于將機械位移轉變成電信號，使電動機的運行狀態(tài)得以改變，從而控制機械動作或用作程序控制。它廣泛應用于各類機床、起重機械以及輕工機械的行程控制。當生產(chǎn)機械運動到某一運動位置時，行程開關通過機械可動部分的動作，將機械信號轉化為電信號，以實現(xiàn)對生產(chǎn)機械的控制，限制它們的動作和位置，借此對生產(chǎn)機械給以必要的保護。因WTAU系列限位開關具有體積小、功能多、精度高、限位可調、通用性強及維護安裝和使用調整方便等特點在工程機械中應用極其廣泛。因此本課程設計采用WTAU系列限位開關。限位開關與PLC連接圖如圖3.1所示。10.210.3PLCCOM圖3.1限位開關與PLC連接圖檢測裝置的選擇本課程設計的檢測裝置采用超聲波傳感器，被設定的車輛安裝相應的裝置當本單位車輛駛近大門時，發(fā)出特定編碼的超聲波，門上超聲波接收器進行識別，給出邏輯“1信號，則開啟大門。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應。本課程設計將超聲波發(fā)送裝置安放在汽車上，接收裝置與PLC連接。感應裝置的選擇本課程設計的感應裝置采用光電開關。工作原理是用光電開關檢測車輛是否已進入大門，進入后則關閉大門。光電開關發(fā)射的紅外光速被車輛遮住時，光電開關接收頭給出邏輯“1”信號，否則為“0”信號。當光電開關0堅持到1到1的變化說開門。光電開關2堅持到信號由1到0的變化時，關門。光電開關是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強弱變化轉化為電流的變化以達到探測的目的。它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發(fā)射器上轉換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。由于光電開關輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到應用。采用集成電路技術和SMT表面安裝工藝而制造的新一代光電開關器件，具有延時、展寬、外同步、抗相互干擾、可靠性高、工作區(qū)域穩(wěn)定和自診斷等智能化功能。這種新穎的光電開關是一種采用脈沖調制的主動式光電探測系統(tǒng)型電子開關，它所使用的冷光源有紅外光、紅色光、綠色光和藍色光等，可非接觸，無損傷地迅速和控制各種固體、液體、透明體、黑體、柔軟體和煙霧等物質的狀態(tài)和動作。本課程設計采用紅外光電開關。 光電開關檢測示意圖如圖3.2所示。車車光車車光屯開美L圖3.2光電開關檢測示意圖

驅動裝置的選擇本課程設計的驅動裝置采用交流電動機。雖然在調速性能上不如直流電動機。但交流電動機與直流電動機相比，結構簡單，價格相對較低，維修相對方便，并且具有一定的應用廣泛的優(yōu)勢。本課程設計采用異步交流電動機。其技術參數(shù)為電機P=0.81Kw，I=2A，n=1410r/min，U=380v。交流電動機主電路電路圖如圖3.3所示?？刂齐娐啡鐖D3.4所示。圖3.3交流電動機主電路電路圖圖3.4交流電動機控制電路電路圖第四章硬件設計PLC外部接線圖如下圖所示，圖4.1為PLC外部接線圖。表4.1為I/O口地址分配表。圖4.1PLC外部接線圖如上圖所示，其中I0.0連接系統(tǒng)啟動按鈕。I0.1連接系統(tǒng)的關閉按鈕，^/連接上限位開關。I0.3連接下限位開關。I0.4連接光電開關1，I0.4連接光電開關2，I0.6連接超聲波傳感器。Q0.0為輸出，表示開門，Q0，1為輸出，表示關門。KM1，KM2為電動機線圈，控制正轉反轉，為了保證安全，要形成互鎖。采用220V交流電源.。表4.1為I/O口地址分配表

地址編號符號地址編號符號I0.0SB1I0.5SB4IO.1SB2I0.6SB5I0.2SQ1Q0.0KM1I0.3SQ2Q0.1KM2I0.4SB3總電路圖如下圖所示，圖4.2為總電路圖圖4.2總電路圖

第5章軟件設計5.1程序流程圖如下圖所示，圖5.1為程序流程圖。圖5.1程序流程圖程序流程圖說明：開始即打開系統(tǒng)啟動開關，然后檢測裝置開啟，當車輛接近大門時，檢測裝置發(fā)出邏輯信號1給PLC系統(tǒng)，隨后光電開關1打開，檢測邏

輯信號，然后發(fā)送信號0到1的變化給PLC系統(tǒng)，控制大門開啟，然后暫停10s，光電開關2檢測1到0信號變化給PLC，再關閉。然后檢測裝置在檢測，如果有下一輛車就把信號給光電開關。沒有則關閉整個系統(tǒng)。5.2梯形圖梯形圖如下所示。其中網(wǎng)絡1表示自動門開門時程序。