PLC控制自动门的课程设计

1、电气控制与PLC课程设计题目：自动门控制装置学院：专业：班级：姓名：学号： 指导老师:时间：自动门控制装置课程设计目录一、引言1二、自动门控制装置总体方案 12.1、 自动门控制装置任务书 12.2自动门的控制要求分析 2三、自动门控制系统的硬件设计 23.1PLC的选择2机型的选择2（2） 输入输出（I/O ）点数的估算2（3）存储器容量的选择3（4）控制功能的选择3（5）对PLC响应时间的要求33.2光电检测开关43.3限位开关4四、自动门控制系统软件的设计 44.1、I/O分配表44.2、pic控制输出接线54.3、程序流程图 64.4、梯形图74.5、指令表84.5、时序图8五、系统调

2、试及过程分析 125.1、系统调试125.2过程分析 13六、个人心得14七、参考文献15附录一 16一、引言在经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼， 自动门以经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入， 当人走进自动门时，感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将 门打开。将人通过之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带 来人员进出方便、节约空调能源、防尘、防风、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高 贵典雅的气息。自动门在国外早以得到普遍应用，在我国也以优异的性能

3、逐步得到大家的认同， 中国已经迎来了自动门发展的黄金时期。自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制， 造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修的缺点已逐步被淘汰。目前自动门及其自动化行业最 稳定的控制装置是可编程控制器（一下简称PLC，PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程控制器的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序 运算、计时、计数、算数运算等作的指令，并能通过数字式或逻辑式和开关量的逻辑控制的输入 和输出，控制个种类型的机械或生产过程。PLC可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，实用性强，系统的设计、建造工作量小，

4、维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等优点。目前，可 编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。 因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性，维修方便等特点，因此，进行自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动化行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。二、自动门控制装置总体方案2.1、自动门控制装置任务书完成自动门控制装置，包括编写程序和硬件接线图，要求当有人按下开门开关时，门自动打 开，然后又能自动关闭。1. 外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构 KM1动作，电动机正转，到达开门

5、限位开关 K3位置时，电机停止运行。2. 位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。3. 中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自 动进入开门程序。4. 的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。2.2自动门的控制要求分析1当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过(光电检测开关是脉 冲触发须对其自锁)由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正转，至U达开门

6、限位 开关位置时，电机停止运行。2当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时，电机停止运行。3. 关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关，应立即停止关门，并自动 进入开门程序。4. 门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关时，必须重 新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。5. 自动门在出现故障或在维修的时候，用自动控制从在一定的问题，最后决定加增手动开门 和关门开关三、自动门控制系统的硬件设计3.1PLC的选择在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC

7、工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特 点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需要的操作和动作，然后根据控制要求，估计输入输 出点数、所需存储器的容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。(1) 机型的选择PLC的类型PLC按结构分为整体型和模块两类型型，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入 输出点数选型。整体型 PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制

8、系统；模 块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理的选择和配置系统控制的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。经济的考虑选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、 投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出比较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影 响。点当数增加到一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对PLC选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理 的性能价格比。本课题所设计的自动门属于小型控制系统，结合经济性的考虑因此选用整体型PLC(2) 输入输出(I/

9、O )点数的估算I/O 点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，在增加10%到 20%的可扩展。余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点对输入输出点数进行圆整。根据估算的方法故本课题的 I/O 点数为输入 12 点，输出 12点。（3）存储器容量的选择 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户 应用项目实用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器的容量。设计阶段，由于用户程序还 未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，须在程序调试之后才知道。为了设计选型时，能 对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量

10、的估算来代替，存储器内存容量的估算没有固定的 形式，许多文献资料中给出了不同的公式，大体上都是按数字量I/O 点数的 10到 15倍，加上模拟 I/O 点数的 100倍，以此数为内存的总字数（ 16 位为一个字） ，另外再按次数的 25%考虑余量。 因此本课题的PLC内存容量选择应能存储索要储存的程序，这样才能在以后的改造过程中有足够的空间。（4）控制功能的选择该选择包括运算功能、 控制功能、 通信功能、 编程功能、 诊断功能和处理速度等性能的选择。 根据本课题所设计的自动门控制系统的要求，主要介绍一下几种功能的选择。 控制功能PLC 主要用于顺序逻辑控制， 因此， 大多数场合常采用单回路或多

11、回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需要的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。 编程功能离线编程方式：PLC和编程器共用一个 CPU编程器在编程模式时， CPU只为编程器提供服 务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。编程方式：CPU和编程器有各自的 CPU主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程 器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收 到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在

12、大中型PLC中常采用。 诊断功能PLC的诊断功能爆孔硬件和软键的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位 置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软键对PLC的CPU玉外部输入输出等部件信息叫唤功能进行诊断是外诊断。PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。（5）对PLC响应时间的要求对于多数场合，PLC的相应时间基本上能满足控制要求。响应时间包括输入滤波时间，输出13滤波时间和扫描周期。PLC的工作方式决定了他不能接受频率过高或持续时间小于扫描周期的输 入信号，当有此类信号输入时需要选用扫描速度高的

13、PLC或快速响应模块和中断输入模块。综合以上因素，本课题的设计日本三菱公司生产的FX1S小型PLC来实现整个系统的控制。3.2光电检测开关它是光电接近开关的简称，是利用被测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通所要接通的电路，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可检测。光电开关将输 入电流在发射器上转化为光信号射出，接受器再根据接受到的光线强弱或有无目标物体进行探 测。3.3限位开关限位开关又称行程开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制命令的主令 电器。用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。限位开关广 泛应用于各类机床、起重机械以

14、及轻工机械的行程控制。当生产机械运动到某一运动位置时，行 程开关通过机械可动部分的动作，将机械信号转化为电信号，以实现对生产机械的控制，限制它 们的动作和位置，借此对生产机械给以必要的保护。四、自动门控制系统软件的设计4.1、I/O分配表I/O分配表类别元件PLC元件作用SB1X01门外光检测电开关SB2X02门内光检测电开关输SB3X03开门限位电开关SB4X04关门限位电开关SB5X05过载保护开关入SB6X06紧急停车开关SB7X07启动停止SB10X10手动开门SB11X11手动关门输KMOY0电动机正转接触器KM1Y1电动机反转接触器出KM2Y2过载保护接触器表4-14.2、pic控

15、制输出接线SB1. SH2尸S日3S日4SB5S8&S日了SB10SB11X001YOOOX002X003Y001XOO斗X005X006Y002X007X010X011COMCOM17图4-14.3、程序流程图图4-24.4、梯形图图4-31134.5、指令表0LDX00115ORY0011ORX00216ANIYOOO2ORY001117ANIY0013Y0021 18ANDX0074ANDX00719ORX0115ORX01020ANIX0046AN IX00321OUTY0017OUTYOOO22LDX0058LDX00323ORxooe9AN IX00124ORY00210mX002

16、25ANDX00711OUTTO26OUTY00214LDTO27END图4-44.5、时序图正在讲行监控r软元件登录 广自动金手动圏表恚示范ISr xi r X2 宿痂广 xio r X20-205230*53厶45-5000X03-00X0700X000Y0.100Y000Y0文件(F)软元件(D)顾M)正在讲行监控r软元件登录 r自动左手动圉喪表示范圉r xi r X2 r X5 r xio X20200-130 -160 -140120 10060-60-40-20 厂1l1Illi1111111i1 11 111111111i11111111 I1li i1 I11ii111111i

17、 I1l11I liii Illi111i1111I I11HH11i1111111111i111i1i iI11t111i1I1 i114-_|I Iiig_4_i111i1114444_ii4-1 1 斗jiiij1iiiiiIllii Iii1111i I11Illi IlliI I11l11llll llllii iH Hi iH Hi i i i dill i 1 i ii ii iH1Sdill dillii iH H1 HH Hdill dillI I11d1ddill dillI l11Ki1i Hii1iKilli II1d1Illi IlliI I1111141111111

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