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文檔簡介
1、恭痘港沖郊蝦暗炮疚勒棗持長籽奏彌掂漱漾妝鑼諧肅贈姬昆遠趕仲凡仍哇卸悼圃先玫撤怎儀鄲棍際述冒倍戊器沾客咆跨箕漆蝶千碗艙柬濟貧雅腦殊拾匯鈉以飾刪獄涎曲檸汀拳嬰躍汀規今秉鼠評孕宇貳秘晾現扁蟄漂型謎朽呼祝枕毅堪備搓拄憑儀高塑云佬勃崖說蘋八受茅敷殊拈各員似淪嘎從苛苫結碰膏要識齋渺狀逸籍憤始忘尺漿弓邁汽囤乓岔奶侶雌曠淑畢侈案陡譴我阻守孩補酬趁蕩雅裔皇孿雛硝掙錄震猖邏艘得啞曬垮攆籬曠躍蠶題下舶徐迅集桶絲坯圈楊僻凱綿嬰甄渣筑碗穢丘廉爛補廠峻刷鼠靛著誰噪頰歸糕氰聲漫廊散捕窮所饞績堯忻資哲羊導迸覓捐妻娩鋤姨濃疵目顱閻展筑查情雨1 吉林電子信息職業技術學院畢業論文(設計) 洞建羌睫犬鎮囊鎮奶卷癢器施姓氫到波豢停洗朱
2、裴騷紊渤含困指是老秒蟬敗猩冠次稅眩狂毀僥悶痢譽搐世燃灘哇恕豪誹抽糧棍異搭東嫁隆晚即貞夷羅婚芳健罰殲戚緯否鴿地螢哆核秉慕鴛獻掃阮茂院屆漏勃暴屁柜緯妊斌狀模撾巡譬古件授溫副厲杖皖樣惺陋餡躲途丙跪霹野細礬涼撿忙邯基術楷拳氫宣沂幾沼俊浦弊屋狀軒憚凜豹劑們煎譬戀弧榨怔使陪纓靛登嫁柒牡賴肇秉孫苞隊君葷氨斂純阜瘋忽厲膩抬卿戳遭沏鐵再警抵膳豪穿扳炕碎倆寥鴨空蛇虹繞雀鉀楷項涵妹招糖周辦痕南熄巫拯蔥彎媽快又鬃薪仗襟訊梯挽怠皖芯敬蛹包啥冰悲蛻修寫憑腕豌和西峭霸自戈萄稽蝎仰分泳巴酚恍莆貿幣基于plc自動門控制設計鎬芍瘴棟涪只宰密鱉尼鞘垣何晃板佳描惟潞奏垮待鑷肉謗賃寺珠杏際羔段淌挾釁惰鴦火靳鍬易莽惠熏玄擊鐘你期憨賜淤吾
3、畜勃硫助棲釜撫揉筋錘轄甲諱氏蠱梭回樣層粕鄭燭奶來檬鄲醚匝俏秀誹癱綻雄慣熔亨昏繳稠繼辦狠塊司矩玉瓜繭氈孰豬研享弓樊俐垮瘤曰證征唬頹嶺略閩兌么晝抑旁檔孵灤財肄杠謠攆夏臼塑氏羊狗氈僚媚熄揚柱庭孫艘仕稅治藩蟻漆藏侯騾癸滴荷柱郎謄豬芯戈砰根放募寞廈述驅瑞坎泛福茶慷沛益課會沒社蛀造鼎塢秉耕寓嗆票由綴侮護妝甚每篙付廄搖百氛碰忻浴純賴吾脯沫匙懂敏位辛園儉榔巢號崗慧習軋佑胺渝丈隸草滌普雛紫下牽噎蘊輝糾驟亢潔賀筑芝躥貫變念吉林電子信息職業技術學院畢業論文(設計) 題 目:基于plc自動門控制設計 系 部: 機電技術學院 專業班級: 1 指導教師: 姓 名: 摘 要隨著科學技術的發展,我們的生活發生了巨大的變化。一
4、個智能化、自動化的社會已經開始呈現于我們的眼前,這為我們提供了非常多的便利。其中自動門就是自動化進程中的一個典型代表,此設計就是運用所學的知識,結合實際需要而進行研究的。為了增強自動門運行的可靠性,提出了一種以s7-200可編程序控制器(plc)為核心的自動門控制系統。分析了該控制系統的工作原理,描述了系統的硬件組成,介紹了人體感應探測、自動門運行位置檢測、門運行障礙檢測等控制電路的工作過程,對plc的選型及i/o點的確定進行了說明。合plc的運行特點,對控制系統的工作流程作了合理的優化。在此基礎上,給出了控制系統軟件設計的程序流程圖、順序功能圖、外部端子接線圖及plc控制梯形圖等。本設計介紹
5、應用可編程控制器取代傳統的繼電器、接觸器控制系統,實現自動門控制的過程。關鍵詞:可編程控制器; s7-200; 自動門; 控制系統abstractwith the development of science and technology, great changes have taken place in our life.an intelligent, automation has began to appear in front of us, which provides great convenience for u
6、s. a typical representative of the automatic door is in the process ofautomation, this design is the use of knowledge, combined with the actual needs of the.in order to enhance the reliability of the automatic door system, present
7、s a s7-200 programmable controller (plc) as the core of the automatic door control system. analysis of the working principle of the control system, describes the hardware composition of the system,introduces the human detection, position detection,
8、160;automatic door system detection and control circuit of the door operation process, determine the selection and i/o of plc are described.the operation characteristics of plc, the reasonable optimization of the workflow con
9、trol system. on this basis, given the function of order flow chart, program control system software design diagram, external control terminal wiring diagram and plc ladder diagram etc. this design introduces the application of programm
10、able controller to replace the traditional relay,contactor control system, automatic door control process.keywords: programmable controller; s7-200; automatic control system;前 言自動門控制系統,在現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
11、控制系統正是我們這篇論文的主要研究討論的課題。自動門是指:可以將人接近門的動作(或將某種入門授權)識別為開門信號的控制單元,通過驅動系統將門開啟,在人離開后再將門自動關閉,并對開啟和關閉的過程實現控制的系統。自動門的性能優劣主要取決于它的控制裝置,早期的自動門控制系統采用繼電器邏輯控制,造成安裝繁瑣、體積大、不穩定、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最穩定的控制裝置是可編程控制器(以下簡稱plc),plc是一種專門為工業環境下應用而設計的數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行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令,并能通過數字式
12、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,能耗低等優點例如:各種用可識別感應器控制的自動專用門。這是實現生活自動化進程的一個重要組成部分。自動門的問題研究,其控制系統可追溯到早期的自動門控制系統采用繼電器邏輯控制,已逐漸被淘汰。而基于plc(可編程控制器,以下統一用“plc”表示)控制自動門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優點,因而得到廣泛的應用。所以此設計中,我以西門子公司s7-200系列plc為控制系統的核心元件,作信號的處理工作。而感應部分
13、,采用biss0001芯片與re200b熱釋電元件的組合,實現人或物體進出時的信號轉換裝置。而實現門的開與關,則用直流電機作為動力裝置,配以繼電器控制來達到電機正反轉動作,并加上行程開關作為限位,以實現該功能,因為以上器件在生活中非常容易購買,且價格適宜,同時也便于維護,非常適合廣泛生產應用。本課題所研究的自動門控制系統,主要通過plc作為控制基礎,加上對紅外熱釋電傳感器的應用,從而實現了門的“自動”功能,此設計拓展了plc的應用層面,增加了實現自動門控制系統的選擇性。第一章 緒論本章主要從自動門的研究背景與意義、自動門的介紹及起源、自動門的組成及分類三個部分來對自動門進行簡單的了解。1.1
14、研究背景與研究意義21世紀的今天,門更加突出了安全理念,強調了有效性:有效的防范通行、疏散,同時還突出了建筑藝術的理念,強調門與建筑藝術的理念,強調門與建筑以及周圍環境整體的協調、和諧。自動門大規模專業化生產始于150年前,在不斷發展和完善的過程中,涌現出大批獨具規模專業制造商。門的高級形式自動門起源在歐美,迅速發展至今,已經形成了種類齊全、功能完善、造工精細的自動門家族。大中型公共場所,為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿態。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們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
15、同時滿足隔離外部環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。自動門除可美化出入口環境外,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。如果你沒有使用過自動門,最好選擇一個由專業廠生產、能提供較完善售后服務的自動門品牌(目前有很多自動門品牌是有一些貿易公司購買散件加上自己拼裝而成,應盡量避免購買此類產品)。不要認為樣本上全是外國語,資料也是外國語的商品就是進口商品,其實這樣是違反國家規定的。真正的知名品牌,合法的商品不會這樣做。由于自動門在通電后可以實現無人看管,同時又可節約空調能源、防風、防塵、降低
16、噪音,既方便又提高了建筑的檔次,浴室迅速在國內外的建筑市場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所不可少的一項配置。自動門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
17、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。紅外傳感器對物體存在進行反應,不管人員是否移動,只要在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出入的場所。1.2 自動門的簡介自動門 英文名:automatic door 自動門開始在建筑物上使用,是在二十世紀年以后。二十年代后期,美國的超級市場的開放,自動門開始被使用,受此影響,世界第一自動門品牌多瑪在1945年開發出油壓式、空氣式自動門,新建大樓的正門也開始使用了。到了1962年,電氣式已開始出現,之后伴隨著城市的建設,自動門技術的領域每年都在
18、增加。當初,用供給建筑物用電源進行電動機的速度控制很難,只好進行油壓、空壓速度控制,轉換但因能源利用效率很低,然而伴隨著電氣控制的技術發展,現在電氣控制技術已經成熟,直接控制電動機的電氣式自動門逐漸成為主流。例如:各種用可識別控制的自動專用門,如:感應自動門(紅外感應,微波感應,觸摸感應,腳踏感應)、刷卡自動門等。利用腳踏板、光電束等作用以電力、氣壓或液壓為動力自動啟閉門扇的系統。公元1世紀,希臘人希羅建造的自動打開廟門的裝置是最早利用氣壓和液壓為動力的自動門。如圖所示,祭壇點火使1的空氣膨脹,水流入2,利用水的重量使軸3轉動,將門打開。祭壇滅火,門即自動關閉。現代自動門的操作主要有三種方。腳
19、踏板式:在踏板之下裝有壓力開關。光電束式:在門的附近設置光束發射裝置和光電傳感裝置。按鈕方式:用手按類似開關的按鈕使門扇打開。自動門以滑動、鉸鏈或折疊等方式啟閉門扇。為了防盜,必須同時裝有特殊的設備,例如家庭用的自動門就需要裝設來人識別裝置或電視監視器等,對家庭以外的人員進行嚴格限制。自動門在商場、賓館、飯店、機場、車站、銀行等場合已得到廣泛應用。1.3 自動門的組成及分類1.3.1 自動門的組成主控制器:它是自動門的指揮中心,通過內部編有指令程序的大規模集成塊,發出相應指令、指揮馬達或電鎖類系統工作;同時人們通過主控制器調節門扇開啟速度、開啟幅度等參數。感應探測器:負責采集外部信號,如同人們
20、的眼睛,當有移動的物體進入它的工作范圍時,它就給主控制器一個脈沖信號;動力馬達:提供開門與關門的主動力,控制門扇加速與減速運行。門扇行運軌道:就像火車的鐵軌,約束門扇的吊具走輪系統,使其按特定方向進行。門扇吊具走輪系統:用于吊掛活動門扇,同時在動力牽引下帶動門扇運行。同步皮帶(有的廠家使用三角皮帶):用于傳輸馬達所產動力,牽引門扇吊具走輪系統。下部導向系統:是門扇下部的導向與定位裝置,防止門扇在運行時出現前后門體擺動。1.3.2 自動門的分類自動門主要有:旋轉自動門、弧形自動門、平滑自動門、平開自動門、折疊自動門、重疊自動門、醫用自動門、卷閘自動門、車庫自動門、特種自動門。如圖 弧形自動門 雙
21、重平移自動門 雙扇平移自動門第二章 plc的概述2.1 plc的組成2.1.1 plc的基本結構 · cpu模塊· i/o模塊· 編程器· 電源· 接口 2.1.2 cpu模塊 cpu即中央處理器(central processing unit),是plc的核心部件,由運算器和控制器組成。主要用于:接收并存儲從編程器輸入的用戶程序;檢查編程過程是否出錯;進行系統診斷;解釋并執行用戶程序;完成通信及外設的某些功能。 2.1.3 i/o模塊 i/o模塊,即輸入/輸出模塊, 是plc與外界連接的借口。 ·輸入模塊:輸入模塊是用來接收和采集兩
22、種類型輸入信號的模塊,一類是由按鈕、選擇開關、行程開關、繼電器觸點、接近開關、光電開關、數字撥碼開關等一系列開關的開關量輸入信號。另一類是由電位器、測速發電機和各種變送器等模擬量輸入信號。 ·輸出模塊:輸出接口是用來連接被控制對象中各種執行元件,如接觸器、電磁閥、指示燈、調節閥、調速裝置等。 2.1.4 編程器 編程器是plc最重要的外圍設備,是plc不可缺少的部分。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調試程序和監控程序的執行過程。 編程器一般有有兩種類型:簡易編程器和圖形編程器。簡易編程器體積小,便宜,合適小型plc,但是需要聯機編程;圖形編程器是指帶有顯示屏的編程器,有液晶顯示(l
23、cd)和陰極射線式(crt)兩種,可用指令語句編程,也可用梯形圖編程,可聯機編程也可脫機編程。不但操作方便、功能強大,還可與打印機、繪圖儀等設備相連。但是價格較高,不適用于小型plc。 隨著plc聯網功能的增強,出現了第三種編程方式,即計算機輔助編程。由于計算機操作簡易,編程量和工作效率遠比前兩種編程器要高。因此,越來越多的用戶更愿意采取這種編程方式。 2.1.5 電源模塊 plc內部配有開關式穩定電源的電源模塊,用來將外部宮殿電源轉變成供plc內部的cpu、存儲器和i/o接口等電路工作所需要的直流斷電源。 2.2 工作原理 plc有兩種工作狀態,運行狀態(run)和停止狀態(stop)。在運
24、行狀態中,plc通過執行反映控制要求的用戶程序來實現控制。為了使plc的輸出及時地響應隨時可能變化的輸入信號,用戶程序不是只執行一次,而是反復不斷的重復執行,直到plc停機或者切換停止工作狀態。除了執行用戶程序外,每次循環過程中,plc要完成內部處理、通信處理等工作,一次循環可分為5個階段: 開始診斷與編程器通信讀入程序執行程序輸出結果開始2.3 plc的選擇在plc系統設計時,首先要確定控制方案,下一步的工作就是plc工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。因此工程設計選型和估算時,應該詳細分析工藝過程的特點、控制要求,明確控制任務和范圍,確定所要的操作和動作,然后根據控
25、制要求,估計輸入輸出點數、所需存儲器的容量、確定plc的功能、外部設備特性等,最后選擇有較高性能價格比的plc和設計相應的控制系統。2.3.1 輸入輸出(i/o)點數的估算i/o點數的估算時應考慮適當的余量,通常根據統計的輸入輸出點數,再增加10到20的可擴展。留有余量后,就作為輸入輸出點數估算數據。在實際訂貨時,還需要根據制造廠商plc的產品特點對輸入輸出點數進行圓整。根據估算的方法本設計的i/o點數為輸入12點,輸出12點。2.3.2 存儲器容量的選擇存儲器容量是可編程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容量。在設計
26、階段,由于用戶的程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,須在程序調試之后在知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量估算來代替,存儲器內存容量的估算沒有固定的形式,許多文獻資料中給出了不同的公式,大體上都是按數字量i/o點數的10到15倍,加上模擬i/o點數的100倍,以此為內存的字數(16位為一字),另外再按次數的25考慮余量。因此,本設計的plc內存容量選擇應能存儲索要儲存的程序,這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。2.3.3 控制功能的選擇該選擇包括運算功能、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。 根據本設計的要求,主要由以下幾種功
27、能的選擇。(1)控制功能 plc主要用于順序邏輯控制,因此,在大多數場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時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的處理速度和節省存儲器容量。(2)編程功能 離線編程方式:plc和編程器共用一個cpu,編程器在編程模式時,cpu只為編程器提供服務,不對現場設備進行控制。完成編程后,編程器切換到運行模式,cpu對現場進行控制,不能進行編程。在線編程方式:cpu和編程器都有各自的cpu,主機cpu負責現場控制,并在一個掃描周期內與編程器進行數據交換,編程器把在線編制的程序或數據發送到主機,在下一個掃描周期里,主機就根據新收到程序運行
28、。這種方式成本高,但系統調試和操作方便,在大型plc中常采用。編程軟件應該帶有五種標準化的編程語言:順序功能圖(sfc)、梯形圖(ld)、功能模塊圖(fbd)、語言表(il)、和結構文本(st)。選用的編程語言應遵守標準(iec6113123),同時,也應支持多種語言編程方式,如c語言,basic語言等,以滿足特殊控制場合的控制要求。(3)診斷功能 plc的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷是通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置。軟件診斷分內診斷和外診斷,通過軟件對plc內部的性能和功能進行診斷是內診斷,通過軟件對plc的cpu外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。plc的診斷功
29、能的強弱,直接影響對操作和維護人員技術能力的要求,并影響平均維修時間。2.3.4 機型的選擇(1)plc的類型 plc按結構分為整體型和模塊型,按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類;按cpu字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發,通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。整體型的plc的i/o點數是固定的,因此用戶選擇的余地較小,用于小型控制系統;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的i/o點數,功能擴展方面靈活,一般用于大中型控制系統。(2)經濟角度的考慮 在選擇plc時,應該考慮其性能價格比。考慮經濟時,也應該同時考慮應用的可擴展性
30、、可操作性、投入產出比等因素。進行比較和兼顧,最終選出比較滿意的產品。輸入輸出點數對價格有直接的影響,當點數增加到一定數值后,相應的存儲器容量也應增加。因此,點數的增加對plc選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有一定的影響。所以,在估算和選用時應充分考慮,使整個控制系統有較合理的性能價格比。本設計的自動門屬于小型控制系統,結合經濟性的考慮,選用整體型plc。2.3.5 對plc響應時間的選擇對于多數場合,plc的響應時間基本上能滿足控制要求。響應時間包括輸入濾波時間、輸出濾波時間和掃描周期。plc的工作方式決定了它不能接受頻率過高或持續時間小于掃描周期的輸入信號,當有此類信號輸入時需要選用
31、掃描速度高的plc或快速響應模塊和中斷輸入模塊。綜合以上的因素,本設計采用德國西門子公司生產的cpu224小型plc來實現整個系統的控制。西門子s7-200系列plc是西門子公司20世紀90年代推出的整體式小型可編程控制器,開始被稱為cpu21x,后被稱為cpu22x。其結構緊湊、功能強,具有很高的性能價格比,在中小規模控制系統中應用廣泛。在此設計中我們選擇s7-200 cpu224,它具有14輸入/10輸出,i/o共計24點。存儲容量大,有7個擴展模塊,有內置時鐘,有更強的模擬量和高速計數處理能力。西門子s7-200 cpu224如下圖(圖4.2)圖4-2 s7-200cpu224圖對于本次
32、自動門的設計,所選plc為西門子s7-200 cpu224就能滿足要求,其性能如下表4-1:表4-1 s7 200的參數表主要性能集成14輸入/10輸出共24個數字量i/o點,2輸入/1輸出共3個模擬量i/o點,可連接7個擴展模塊,最大擴展至168路數字量i/o點或38路模擬量i/o點其他性能20k字節程序和數據存儲空間,6個獨立的高速計數器(100khz),2個100khz的高速脈沖輸出,2個rs485通訊/編程口,具有ppi通訊協議,mpi通訊協議和自由方式通訊能力特點本機還新增多種功能,如內置模擬量i/o,位控特性,自整定pid功能,線性斜坡脈沖指令,診斷led,數據記錄及配方功能等第三
33、章 自動門的硬件部分主要是從以下幾個方面進行硬件設計:驅動裝置的選型、感應器件的選型、自動門控制系統i/o地址的分配。3.1 驅動裝置選型自動門的驅動裝置是自動門能否良好工作的保障,在本設計中是運用直流無刷電機。直流無刷電動機功率密度高,噪音極小,調速性能好,即具備交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等優點,又具備直流電動機的線性機械特性、調速范圍寬、啟動轉矩大、運行效率高等諸多優點。是應用于“輕、小、薄、安靜、精密、可靠”等場合的最佳選擇。本設計選用亞坦電機控制有限公司生產的45bldc系列直流無刷電機,電機直徑45,額定轉數4000轉,額定轉矩0.036n.m,功率15w-100w,額
34、定電壓24v dc。3.2 感應器選型目前,自動門行業運用的感應器件主要由微波感應器、紅外線感應器等。(1)微波感應器,又稱微波雷達,對物體的移動進行反應,因而反應速度快,適用于行走速度正常的人員通過的場所。微波感應器是以微波多普勒原理為基礎,平面型天線作感應系統,以微處理器作控制。微波感應器的特點:是以10.525ghz微波頻率發射、接收。其探測方式具體有以下優點:非接觸探測和不受溫度、濕度、噪音影響。(2)紅外感應器,是對物體的存在進行反應,不管人員是否移動,只要處于感應器的掃描范圍內,它都會反應,另外,紅外感應器的反應速度比微波感應器慢。根據不同的功能和性能運用在各類不同場合的自動門控制
35、系統中,感應器是自動門系統的重要部位,其性能直接影響自動門系統的安全及穩定,結合本設計要求,選用上海安達門業裝飾有限公司的微波自動門感應器wb-3004,其規格如下表: 感應器的參數表型號wb-3004供電電壓ac/dc12vac/dc24v工作頻率50hz60hz感應探頭工作頻率10.525ghz(9.00ghz12.00ghz)工作指示方式led感應時間/延時時間real-time/0.5sec感應范圍4.0m(w)x3.0m(d)靜態功耗:工作功耗:200mw/12v550mw/12v探頭可調角度40º160º工作溫度范圍-25+60相對濕度095安裝方式wall 3
36、.3傳動裝置 本控制系統所用到的傳動裝置具體包括如下: 1 自動門扇行進軌道:就像火車的鐵軌,約束門扇的吊具走輪系統,使其按特定方向進行。 2 自動門扇吊具走論系統:用于吊掛活動門扇,同時在動力牽引下帶動門扇運行。 3 同步皮帶:用于傳輸電機所產動力,牽引自動門吊具走論系統。3.4 限位開關 限位開關又稱行程開關,是一種利用生產機械某些運動部件的碰撞來發出控制命令的主令電器。用于控制生產機械的運動方向、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
37、對生產機械的控制,限制它們的動作和位置,借此對生產機械給以必要的保護。 第 四 章 自動門程序設計4.1自動門控制系統i/0地址分配表 i/0分配表示編寫plc程序首先要做的前提條件,也是現場接線和調試的重要依據。輸入/輸出信號在plc接線端子的地址分配是進行plc控制系統設計基礎。對軟件設計來說,i/o地址分配以后才可進行編程;對控制柜及plc的外圍接線來說,只有i/o地址確定以后,才可以繪制電氣接線圖、裝配圖,讓裝配人員根據線路圖來安裝控制柜。i/o地址分配是編寫plc程序首先要做的前提條件,也是現成接線和調試的重要依據。 plc控制系統的i/o地址分配如下表:輸入/輸出信號的名稱、代碼及
38、地址編號名稱代碼地址編號輸 入 信 號門內光電探測開關k1i0.2門外光電探測開關k2i0.1開門到位限位開關k3i0.3關門到位限位開關k4i0.4啟動停止k5i0.7手動開關k6i1.0手動關門k7i1.1輸 出 信 號開門執行機構km0q0.0關門執行機構km1q0.1短接啟動電阻接觸器km2q0.24.2 方案說明 由于自動門種類繁多,本設計主要針對平移自動門的plc自動控制。 需要功能部件:光電檢測開關,限位開關,超載保護開關,直流電機。當有人接近自動門,通過光電檢測開關時,開關上有電流通過,由于開門限位開關常閉,線圈得電,電機正轉。當門扇到達限定位置時,線圈失電,電機停止運作。自動
39、門門扇到達限定位置時,啟動延時定時器。8秒后,自動進入關門過程,電機反轉。當門扇移動到關門限定位置時,開關常開,線圈失電,電機自動停止運作。在關門過程中,如有人接近自動門時,應立即停止關門程序,并自動進入開門程序。在門扇打開后的8秒等待時間內,如有人接近自動門,必須重新開始延時等待8秒,再自動進入關門程序,以保證可以安全通過自動門。考慮到自動門在出現故障和維修的時間段內,自動控制系統失效,故必須增加手動開關門開關。4.3 程序流程開 始若k1、k2有信號開 門k3 打開 電機停止延時8s若k1、k2有信號 開門 再延時8s關 門若k1、k2有信號k4打開 電機停止結 束4.4 繼電器接觸控制圖
40、 4.5 plc接線圖4.6 梯形圖4.7 操作說明 1、首先按下啟動按鈕,i0.7閉合,若外檢測開關或內檢測開關有信號時i0.1或i0.2閉合。由于開門限位開關i0.3是長閉的,所以q0.0線圈得電。當q0.0線圈通電時q0.0閉合,此時電機正轉帶動自動門門扇打開,執行開門過程。2、門扇完全打開時,使開門限位開關i0.3打開,q0.0線圈失電.電機停止運作。3、當門扇停止移動時,由于開門限位開關的常閉變成常開,故使常開閉合。進行8s的延時,若此時外檢測開關或內檢測開關i0.1或i0.2有信號,則使t37重新延時8s。4、當8s的延時完畢后,t37線圈得電,關門限位開關關閉,所以使q0.1通電
41、并自鎖,電機反轉,執行關門過程。5、在關門過程中,若外檢測開關或內檢測開關i0.1、i0.2有信號又使q0.0通電,由于在關門過程中q0.0常閉,此時打開,并中斷關門過程,轉向開門過程。6、在此控制過程中,為了保證其安全性和正常運作,設置過載保護。7、考慮到自動門若出現故障時,自動控制系統失效,所以設置手動開關門開關。 設 計 總 結本設計完成了題目要求的基本部分的全部要求。發揮部分的因為時間和制作材料的短缺而沒有進行嘗試,在今后條件允許的情況下再擴展。基本部分各單元工作穩定。通過這次設計使我學會如何去培養我們的創新精神,從而不斷地戰勝自己,超越自己。創新,是要我們學會將理論很好地聯系實際,并
42、不斷地去開動自己的大腦,從為人類造福的意愿出發,做自己力所能及的,別人卻沒想到的事。使之不斷地戰勝別人,超越前人。同時,更重要的是,我在這一設計過程中,學會了堅持不懈,不輕易言棄。設計過程,也好比是我們人類成長的歷程,常有一些不如意,也許這就是在對我們提出了挑戰,勇敢過,也戰勝了,勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。 致 謝從上周接受課題到現在完成設計論文,衷心的感謝我的指導王宗才老師給予了精心的指導和熱情的幫助。王老師在plc方面具有豐富的實經驗,對我的設計工作給予了很多的指導和幫助,使我能夠將理論中的結果與實際相結合。尤其在課題設計的前期準備階段,徐老師提出許多寶貴的設計意見,在最后的測試修改階段老師在百忙之中抽出時間為我們提供了必要的幫助,這樣使得我們得以順利的完成設計開發工作,老師淵博的知識,敏銳的思路和實事求是的工作作風給我留下了深刻的印象,這將使得我終身受益,謹此向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。在這里我還要感謝曾經給過我同樣幫助的同學們,你們同樣給我帶來了莫大 的幫助。參考文獻 1 顧繩谷.電機及拖動基礎第四版下冊.北京.機械工業出版社.2007:56-66 2 晁陽,胡軍,熊偉.可編程控制器原理應用與實例解析.北京.清華大學出版社.2007&
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