plc课程设计__自动旋转检测的PLC控制

1、湖南人文科技学院课程设计报告课程名称:电器控制与PLC课程设计设计题目： 自动旋转检测的PLC控制 系 别： 通信与控制工程系 专 业： 自动化 班 级： 自动化三班 学生姓名: 李园园 严斌 刘阳 彭永权 学 号: 09421340 09421333 09421335 09421320 起止日期: 2012年11月5日 2012年11月19日 指导教师: 曹锋 张斌 教研室主任： 岳舟 2指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日成绩评定项 目权重成绩严斌李园园刘阳彭永权1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总 成 绩教研室审

2、核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学系审核意见： 主任签字： 年 月 日摘 要随着电子技术的快速发展，可编程控制器（PLC）不断更新，PLC控制已经成为自动控制中最常见控制方式之一。由于可编程控制器能够很好的自动检测旋转可以改变其控制方式以及它具有良好的稳定性。本设计采用三菱FX1N-24MR-00PLC可编程进行控制，以此来实现对电机的旋转检测、站号控制、脉冲检测、转速控制、转向控制、定位控制等功能。自动旋转检测控制分为逐位检测和隔位检测。逐位检测当电机启动并正转运行检测传感器检测到相应的位置时位置指示灯点亮提示已检测到目标然后电机反转运行进行反向的逐位旋转检测直至将所有目标被检测后停止

3、。采用自动检测控制技术系统取代传统的操作系统可以有效的节约人力以及能源，在经济建设日新月异的今天，发展自动检测控制技术对促进国民经济的发展具有重要的意义。关键词：PLC ；自动旋转检测 ；继电器；传感器目 录设计要求11、方案论证与对比11.1方案一11.2方案二11.3方案对比与选择22、 控制系统总体方案设计22.1自动旋转检测控制过程描述22.2自动旋转检测的控制过程分析32.3 控制方法分析33、系统硬件组成43.1 编程计算机43.2继电器43.3传感器54、系统软件组成54.1 I/O分配54.2 系统接线图设计64.3 控制程序流程图设计75 调试与效果10总结与思考及致谢11参

4、考文献12附录133自动旋转检测的PLC控制设计要求 本系统由“直流电机、电感式传感器、继电器、指示灯、按钮、接线端子”等组成，采用PLC可编程进行控制，实现对电机的旋转检测、站号控制、脉冲检测、转速控制、转向控制、定位控制等功能。要求实现如下功能: 1. 逐位自动旋转检测控制； 2. 隔位自动旋转检测控制； 3. 旋转检测3圈自动停止； 4. 启动/停止，正/反转运行。1、方案论证与对比1.1方案一 在方案一中，采用传统继电器的控制方式，继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联极延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。继电器控制逻辑是依靠触点

5、的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。需要大量的继电器等元器件。方框图如图1-1图1-1 传统继电器控制系统1.2方案二在方案二中，采用三菱FX1N-24MR-00PLC为控制系统核心，三菱FX1N-24MR-00PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，称软接线。三菱FX1N-24MR-00PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。除了三菱FX1N-24MR-00PLC，只需要少量的元器件，方框图如图1-2图1-2 PLC控制系统1.3方案对比与选择PLC相对于传统继电器控制系统，有以下

6、优点：控制速度快由于PLC采用的是半导体代替继电器，控制速度为毫秒级，而且没有机械触点的抖动现象；控制精度高 由于继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，定时的精度不高，易于收环境的影响，不好调整等；PLC使用半导体集成电路作为定时器，时钟脉冲有晶体振荡器产生，精度很高，调整时间很方便，环境变化影响很小。体积小，能耗低 使用PLC，可以省掉大量的时间继电器与中间继电器，所以，PLC在体积是只有传统继电器控制系统体积的1/10左右。维修方便且维护成本低PLC的故障率很低，出故障可以根据PLC上的发光二极管或是编程器迅速查明故障的原因，模块代替的方法可以迅速排除故障。鉴于以上优点，我们

7、才用了PLC为核心的控制系统。2、 控制系统总体方案设计2.1自动旋转检测控制过程描述随着我国经济的飞速发展，自动旋转检测技术在人们的生活中的运用越来越广泛，应该于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等。例如旋转门，感应旋转装置等等。检测技术的完善和发展推动了现代科学技术的进步。人们在自然科学的各个领域内从事的研究工作，一般是利用已知的规律对观测、试验的结果进行概括、推理，从而对所研究的对象取得定量的概念，并发现他的规律性，然后上升到理论。自动检测技术是产品检验和质量控制的重要手段。借助于检测工具对产品进行质量评价是人们十分熟悉的，这是检测技术的重要领域。另外，随着新型检测技术的不断成熟和发展

8、，它在大型设备安全经济运行和监测设备，通常在高温、高压、高速和大功率状态下运行，保证这些关键设备的安全运行具有十分重要的意义。为此，通常设置故障检测系统以对温度、压力、流量、转速、振动和噪声等多种参数进行长期的动态监测，以遍及时发挥异常情况，加强故障防御，达到早期诊断的目的。这样做可以避免严重的突发情况，保证设备和人生安全，提高经济效益。随着计算机技术的发展，这类检测技术系统已经发展到故障自诊断系统。可以采用计算机技术来处理监测信息，进行分析、判断，及时诊断出设备故障并自动报警或采用相应的对策。2.2自动旋转检测的控制过程分析自动旋转检测控制分为逐位检测和隔位检测。逐位检测，当电机启动并正转运

9、行，检测传感器检测到相应的位置时，位置指示灯点亮，提示已检测到目标，然后，电机反转运行，进行反向的逐位旋转检测，直至将所有目标被检测后停止。当出现紧急情况时，按下停止按钮，整个旋转检测系统停止，避免造成伤害。隔位检测，当被检测目标为隔位形式时，电机启动并正转运行，位置检测传感器隔位检测，相应指示灯点亮，提示已检测到目标。然后电机反转运行，反向隔位旋转检测。按下停止按钮，整个旋转检测系统停止。52.3 控制方法分析检测控制系统有主控PLC和红外传感器、光传感器、色彩传感器、电容式传感器、电感式传感器：分拣控制系统由主控PLC和舌簧式行程开关、电感式传感器、电容式传感器、继电器、阀岛等组成。全程监

10、视系统采用HMI。控制系统提供电源的主要作用是把工频AC220V转换为DC24V，给主控单元和DP从站供电。系统的检测部分中采用了红外传感器、光传感器、色彩传感器、电容式传感器、电感式传感器，通过RS422将数据送至主控PLC中。在该检测系统中，传感器限位开关是PLC的输入信号控制开关，通过它的控制PLC得到给定信号，从而操作电机运行，使得电磁阀通电，控制汽缸伸缩，继电器得电，最终让电机转动。在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC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

11、定所需的操作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、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。逐位自动旋转检测技术：K1K6为位置检测传感器，L1L6为位置指示灯。电机启动并正转运行，当检测传感器检测到相应的位置时，位置指示灯点亮，计数循环3次后自动停止。电机反转运行，反向逐位旋转检测，并循环运行下去。在任何时候按下停止按钮，整个系统停止运行。隔位自动旋转检测技术：电机启动并正转运行，位置检测传感器隔位检测，相应指示灯点亮，并循环运行下去。电机反转运行，反向隔位旋转检测，计数循环3次后自动停止。在任何时候按下停止按钮，整个系统停止运行

12、。3、系统硬件组成3.1 编程计算机 本系统中为11输入/8输出，故选用FX1N-24MT-001，自带14点输入/10点输出，它还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，即可满足本系统要求，又为以后的功能拓展留有余地；它有内置时钟，有更强的模拟量和高速计数器的处理能力。其结构图如2-1所示。图3-1 PLC结构图LED指示灯选用的是国产的BT系列的BT112/X，最大功耗仅0.1W，最大工作电流20mA，正向电压小于等于2.5V，方向电压大于5V，属于红色发光二极管，全塑封结构，而且亮度适中，而红色更加显眼，易于识别。3.2继电器 本设计应用电磁式电压继电器。本设计使用

13、的是DY-31电压继电器，其最大整定电压为220V，电压整定范围为50-220V。电磁式电压继电器一般由铁心、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下客服反悔弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。3.3传感器 本设计应用自感式电感式传感器IGC225。其交流额定频率为50HZ，额定工作电压90V-250V，它

14、是由LC振荡器、开关电路及放大输出电路三大部分组成。直流额定工作电压10V-30V，当外界的金属性导电物体接近这一磁场，并达到感应区时，在金属无题内产生涡流，从而导致振荡衰减停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。4、系统软件组成4.1 I/O分配 本次设计共有11个输入端，8个输出端，其中包括启动停止按钮，正/反转逐位按钮，正/反隔位按钮，包括6个位置传感器输入端，2个接触器，6个指示灯输出端。表4-1 I/O分配表输入信号输出信号信号元件及作用PLC输入口地址信号元件及作用PLC输出口地址启动/停止带锁按钮X0正转接触器

15、Y0正转逐位按钮X1反转接触器Y1正传隔位按钮X2位置指示灯L1Y2反转逐位按钮X3位置指示灯L2Y3反转隔位按钮X4位置指示灯L3Y4位置检测传感器K1X5位置指示灯L4Y5位置检测传感器K2X6位置指示灯L5Y6位置检测传感器K3X7位置指示灯L6Y7位置检测传感器K4X10位置检测传感器K5X11位置检测传感器K6X124.2 系统接线图设计 根据所选用的PLC产品，了解其使用的性能。按随机提供的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电气控制系统原理接线图。PLC硬件接线原理图4-2所示:图4-2 PLC硬件接线原理图本设计的PLC硬件分布如下：X0接启动开关,X

16、1接正转逐位开关,X2接正转隔位开关,X3接反转逐位开关,X4接反转隔位开关,X5X12接传感器,X13接停止开关,Y0、Y1接继电器，Y2Y7接LED灯。4.3 控制程序流程图设计图4-3 控制程序流程图依据设计要求，把整个过程分为十步。M1起始步，M2、M3、M4分别为正转的电阻启动、部分电阻启动、正转运行；6M5、M6、M7分别为逆转的全电阻启动，部分电阻启动、逆运行；M8为热继电器动作时，电动机停止运转。6由Y2表示L1灯,Y3表示L2灯,Y4表示L3灯,Y5表示L4灯，Y6表示L5灯，Y7表示L6灯。5 调试与效果打开电源，按下起动按钮时，开机复位。输入逐位检测程序，主机向驱动器输入

17、脉冲信号，直流电机正转，进行逐位检测，位置传感器检测到目标，信号灯L1L6依次亮起。然后PLC向驱动器同时输入脉冲信号和电平信号，直流电机反转，进行逐位检测，信号灯依相反次序亮起。在循环旋转3圈后停止。打开电源，按下起动按钮时，开机复位。输入隔位检测程序，主机向驱动器输入脉冲信号，直流电机正转，进行隔位检测，位置传感器检测到目标，信号灯L1,L3,L5依次亮起。然后PLC向驱动器同时输入脉冲信号和电平信号，直流电机反转，进行隔位检测，信号灯L6,L4,L2依次亮起。在循环旋转3圈后停止。当按下停止开关时，检测系统立即停止。总结与思考及致谢课程设计结束了，这次的课程设计让我学会了很多，在老师和同

18、学的指导学习下，终于完成了这一份课程设计。本来以为自己对可编程序控制器原理的知识掌握的还比较好，但是到做课程设计的时候才发现自己存在着诸多不足，其中就有很多基础知识都不是很完善，很多知识都掌握的不是很扎实我很兴奋，因为整个过程都是我们自己去设计的。设计过程中，通过针对性地查找资料，了解有关电子方面的资料，既增长了自己的知识面，补充最新的专业知识，又提高了自己的应用能力和实践能力。对学过的课本理论知识起到了很好的温习作用。控制系统设计的设计，让我很好的运用了PLC的知识，对课本的知识进一步的消化和巩固。这次课程设计终于顺利完成了，这个设计让我获益良多，只要用心去学习，不怕困难，不管多么艰难，我们都能取得成功。由于设计的计划没有安排好，设计的时间极为仓促，尤其是在硬件调试的过程中出现了很大的问题。另外资料的查找也是一大难题，这就要求我们在以后的学习中，应该注意到这一点，更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来，这不论是对