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文档简介

1、 PLC课程设计专 业: 2014电本 班 级: 姓 名: 邵聪 学 号: 设计题目: 自动门控制装置 目 录第1章 分析评估及控制任务1.1课题的分析评估21.2 控制要求2第2章 plc的选型 6 2.1 plc容量的选择 6 2.2 plc及外设型号的选择6第3章I/O地址分配8第4章 系统程序设计8 4.1 方案说明9 4.2 程序流程图9 4.3 继电器接触控制图9 4.4 plc控制输出输入接线10 4.5 梯形图12 4.6 过程分析13第1章 分析评估及控制任务1.1课题的分析评估 随着PLC功能的不断提高和完善,PLC几乎可以完成工业领域的所有任务。但PLC还是有它最适合的应

2、用场合,所以在接到一个控制任务后,要分析被控对象的控制过程和要求,看看用什么控制装备(PLC,单片机,DCS或IPC)来完成该任务最合适,比如仪器及仪表装置,家电的控制器就要用单片机来做;大型的过程控制系统大部分要用DCS来完成。而PLC最合适的控制对象是:工业环境较差,而对安全性,可靠性要求较高,系统工艺复杂,输入/输出以开关量为主的工业制动控制系统或装置。其实,现在的可编程控制器不仅处理开关亮,而且对模拟量的处理能力也很强。所以在很多情况下,也可以取代工业控制计算机(IPC)作为主控制器,来完成复杂的工业控制任务。控制对象及控制装置(选定为PLC)确定后,还要进一步确定PLC的控制范围。一

3、般来说,能够反映生产过程的运行情况,能用传感器进行直接测量的参数,控制逻辑复杂的部分都由PLC完成。另外,如紧急情况停车的环节,对主要控制对象还要加上手动控制功能,这就需要在设计电气系统原理图与编程时统一考虑。1.2控制要求 (1)当有人由内到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,到达开门限位开关K3位置时,电机停止运行。 (2)自动门在开门位置停留8秒后,自动进入关门过程,关门执行机构KM2被启动,电动机反转,当门移动到开门限位开关K4位置时,电机停止运行。(3)在关门过程中,当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时,应立即停止关门,并自

4、动进入关门程序。(4)在门打开后的8秒等待时间内,若有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时,必须重新开始等待8秒后,在自动进入关门过程,以保证人员的安全通过。 第2章 PLC的选型当某一个控制任务决定由PLC来完成后,选择PLC就成了最重要的事情,一方面是选择多大容量的PLC,另一方面是选择什么公司的PLC及外设。2.1 PLC容量的选择对PLC容量的选择问题,首先要对控制任务进行详细的分析,把所有的I/O点找出来,包括开关量I/O和模拟量I/O以及这些I/O点的性质。I/O点的性质主要指他们是直流信号还是交流信号,它们的电源电压,以及输出是用继电器型还是用晶体管或是可控硅型。控

5、制系统输出点的类型非常关键,如果它们之中既有交流220V的接触器,电磁阀,又有直流24V的指示灯,则最后选用的PLC的输出点数有可能大于实际点数。因为PLC的输出点一般是几个一组共用一个公共端,这一组输出只能有一种电源的种类和等级。所以一旦它们是交流220V的负载使用,则直流24V的负载只能使用其他组的输出端了。这样有可能造成输出点数的浪费,增加成本。所以要尽可能选择先同等级的PLC使用最多,但对于要求高速输出的情况,如运动控制时的高速脉冲数出,就可以定下选用多少点和I/O是什么类型的PLC了。根据本课程设计的题目及要求可知门内光电探测开关K1,门外光电探测开关K2,开门到位限位开关K3,关门

6、到位限位开关K4,都是输入触点,所以该系统共有开关量输入点4个。另外,该系统还有开门执行机构KM1,(使直流电动机正转),关门执行机构KM2(使直流电动机反转),短接启动电阻接触器KM3等都是输出触点,所以该系统共有开关量输出点3个。又根据课题要求可知PLC选用输入电源为24VDC,输出电源也是24VDC,选择输出口器件类型为Relay即继电器的PLC。2.2 PLC及外设型号的选择 对于PLC及外设型号的选择问题,则有以下几个方面要考虑: (1)功能方面 所有PLC一般都具有常规的功能,但对某些特殊要求,就要知道所选用的PLC是否有能力完成控制任务。如对PLC与PLC,PLC与智能仪表及上位

7、机之间有灵活方便的通讯要求;或对PLC的计算速度,用户程序容量等有特殊要求;或对PLC的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解,以便做出正确的选择。 (2)价格方面 不同厂家的PLC产品价格相差很大,有些功能类似,质量相当,I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。在使用PLC较多的情况下,这样的差价当然是必须考虑的因素。 (3)个人喜好方面 有些工程技术人员对某些品牌的PLC熟悉,所以一般比较喜欢使用这种产品。另外,甚至一些政治因素或个人情感有时也会成为选择的理由。 PLC主机选定后,如果控制系统需要,则相应的配套模块也就选定了。如模拟量单元,显示设定

8、单元,位置控制单元或热电偶单元等。名称代码地址编号 输 入 信 号门内光电探测开关K1I0.2门外光电探测开关K2I0.1开门到位限位开关K3I0.3关门到位限位开关K4I0.4输 出 信 号开门执行机构KM1Q0.0关门执行机构KM2Q0.1短接启动电阻接触器KM3Q0.2表3-1 输入/输出信号的名称、代码及地址编号 对于本课设来说不需要扩展单元与模拟量单元,据上表可知选择PLC可以选择我们所熟悉的欧姆龙系列PLC,根据以上的分析可知我们可以选择主机型号为CPU221/DC/DC/Relay的S7-200系列PLC。第3章 I/O地址分配 输入/输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行P

9、LC控制系统设计的基础。对软件设计来说,I/O地址分配以后才可进行编程;对控制柜及PLC的外围接线来说,只有I/O地址确定以后,才可以绘制电气接线图,装配图,让装配人员根据线路图和安装控制柜。 分配输出点地址时,要注意负载类型的问题。 在进行I/O地址分配时最好把I/O点的名称、代码和地址以表格的形式列写出来。 控制系统的输入/输出信号的名称、代码及地址编号如表3-1名称代码地址编号输 入 信 号门内光电探测开关K1I0.2门外光电探测开关K2I0.1开门到位限位开关K3I0.3关门到位限位开关K4I0.4输 出 信 号开门执行机构KM0Q0.0关门执行机构KM1Q0.1短接启动电阻接触器KM

10、2Q0.2表3-1 输入/输出信号的名称、代码及地址编号第4章 系统程序设计4.1 方案说明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,到达开门限位开关位置时,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)在关门过程中,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)在门打开后的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

11、8秒后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。5)考虑到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。4.2 程序流程图4.3 继电器接触控制图图4-1 继电器接触控制图4.4 plc控制输出输入接线图4-2 plc控制输出输入接线4.5 梯形图 4.6 过程分析1、首先按下启动按钮使I0.7闭合,若外检测开关或内检测开关有信号时I0.1或I0.2闭合。由于开门限位开关I0.3是长闭的,所以Q0.0线圈通电,有原理分析可知光电检测开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。当Q0.0线圈通电时Q0.0闭合,此时电动机正转带动自动门扇移动,执行开门过程。2、当门扇完全打开时,使开门限位开关I0.3打开,Q0.0线圈断电.电动机停止转动。3、当门扇停止移动时,由于开门限位开关的长闭变成长开,故使长开闭合。进行8秒的延时,若此时外检测开关或内检测开关I0.1或I0.2有信号,则使T37重新延时。4、当8秒的延时完毕后T37线圈通电,

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