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自动门课程设计样本
课程设计说明书
课程名称电气控制技术
题目自动门控制系统设计
学院
农业工程学院
班级
农电111
学生姓名
指引教师
日期
6月20
电气控制技术课程设计任务书
班级:
农电111姓名学号:
设计题目:
PLC自动门控制系统设计
一、设计目
进一步巩固理论知识,培养所学理论知识在实际中应用能力;掌握普通生产电气控制系统设计办法;掌握普通生产电气控制系统施工设计、安装与调试办法;培养查阅图书资料、工具书能力;培养工程绘图、书写技术报告能力。
二、设计任务及规定
掌握PLC工作原理、编程及调试办法及应用技术;依照控制规定,制定合理设计方案;.对的选用PLC,拟定输入、输出设备;PLCI/O点分派,并绘制其连接图,以及其他外部硬件图;设计PLC控制程序;绘制关于图纸;编制设计阐明书。
三、控制规定
(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,迅速开门机构KM1动作,高速电动机1正转,到达开门高/低速转换开关K5时开门低速继电器KM2动作,使低速电动机2正转)到达开门到位极限开关K3位置时,电机停止运营。
(2)自动门在开门位置停留8秒后,自动进入关门过程。
关门高速继电器KM3动作使高速电动机3反转,当到达关门高/低速转换开关K6时,关门低速继电器KM4动作,使低速电动机4反转,当门移动到关门门到位极限开关K4位置时,电机停止运营。
(3)在关门过程中。
当有人员由内到外或者由外到内通过光电检测开关K2或K1时,应及时停止关门自动进入开门程序。
(4)在门开后8秒等待时间内,若有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时,必要重新等待8秒后再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
(5)为了防止夹人,设立防夹人开关
(6)考虑到自动门若浮现故障时,使用自动门控制系统有所不适,要设立手动开门和手动关门。
四、设计时间安排
查找有关资料(1天)、设计并绘制系统原理图(2天)、设计PLC控制程序(2天)、模仿调试(2天)、编写设计报告(2天)和答辩(1天)。
五、重要参照文献
1.黄永红.电气控制与PLC应用技术,北京:
机械工业出版社,.
2.王建华.电气工程师手册,北京:
机械工业出版社,.
3.吴晓君.电气控制课程设计指引,北京:
中华人民共和国建材工业出版社,.
指引教师签字:
年月日
自动门控制系统
摘要
本文是关于自动门控制系统设计,自动门系统重要由可编程控制器(PLC),感应器件,驱动装置和传动装置构成,重要工作原理是感应器件将检测到人体或物体信号传送到PLC,PLC再综合收到自动门状态信号作出判断,而后发出控制信号,使驱动装置运营,再通过传动装置带动们发动作。
随着经济发展和人们生活水平发提高自动门应用也越来越广泛。
它当前为许多宾馆、超市、百货大楼等当代建筑所必备,不但可以美化出入口环境,并且具备节能、防尘、隔音等功能,同步也是建筑物智能化重要指标。
本自动门控制系统是运用PLC为核心来控制,其电路构造简朴,单元电路分别通过原理图设计、由梯形图语言设计完毕,运用实验室所提供条件来模仿和验证程序,并运用批示灯实现系统功能,非常合用于寻常生活控制场合.
核心字:
自动门,控制,PLC
第一章控制任务分析
1.1课题分析评估
随着PLC功能不断提高和完善,PLC几乎可以完毕工业领域所有任务。
但PLC还是有它最适合应用场合,因此在接到一种控制任务后,要分析被控制对象控制过程和规定,看用什么样控制装备(PLC,单片机,ocs或者ipc)来完毕该任务最适当。
1.2课题控制任务
1.2.1课题内容
自动门控制装置硬件构成:
自动门控制装置由门内光电探测开关K1,门外光电探测开关K2,开门到位极限开关K3,关门到位极限开关K4,开门高/低速转换开关K5,关门高/低速转换开关K6,防止夹人,紧急停止开关K7,手动开门按钮SF2,手动关门按钮SF3。
开门高速继电器KM1(使直流电动机1高速正转),开门低速继电器KM2(使直流电动机1低速正转),关门高速继电器KM3(使直流电动机2高速反转),关门低速继电器KM4(使直流电动机2低速反转),开门信号灯PG1,关门信号灯PG2等部件构成。
1.2.2控制规定
(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,迅速开门机构KM1动作,高速电动机1正转,到达开门高/低速转换开关K5时开门低速继电器KM2动作,使低速电动机2正转)到达开门到位极限开关K3位置时,电机停止运营。
(2)自动门在开门位置停留8秒后,自动进入关门过程。
关门高速继电器KM3动作使高速电动机3反转,当到达关门高/低速转换开关K6时,关门低速继电器KM4动作,使低速电动机4反转,当门移动到关门门到位极限开关K4位置时,电机停止运营。
(3)在关门过程中。
当有人员由内到外或者由外到内通过光电检测开关K2或K1时,应及时停止关门自动进入开门程序。
(4)在门开后8秒等待时间内,若有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时,必要重新等待8秒后再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
(5)为了防止夹人,设立防夹人开关(6)考虑到自动门若浮现故障时,使用自动门控制系统有所不适,要设立手动开门和手动关门。
第二章PLC发展史
2.1PLC来源
PLC是从初期继电器逻辑控制系统发展而来。
自1836年继电器问世,人们就开始用导线将它同开关器件巧妙得连接,构成用途各异逻辑控制或顺序控制。
上世纪60年代末,它不断吸取微电脑技术使之功能不断增强,逐渐适合复杂控制任务。
随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术飞速发展、微解决器浮现,以流程加工行业(如汽车制造业)对生产流程迅速、频繁变更需求。
PLC技术浮现并迅速发展。
当前PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质奔腾,使初期PLC从最初逻辑控制、顺序控制,发展成为具备逻辑判断、定期、计数、记忆突然算数运算、数据解决、联网通信及PID回路等功能当代PLC。
但是,依然沿用着顺序扫描,等基本模式及CPU+通信+I/O基本构造。
PLC之因此有生命力,在于它更加适合工业现场和市场规定:
高可靠性、强抗各种干扰能力、编程安装使用简便、低价格、长寿命。
它输入输出断更接近现场设备,不需要添加太多中间部件或需要更多接口,这样就节约了顾客时间和成本。
PLC下端(输入端)为继电器、晶体管和晶闸管等控制部件,而上端普通是面向顾客微型计算机。
你们在应用它时候,可以不必进行计算机方面专业培训,就能对可编程控制器进行操作及编程。
2.2PLC功能
1、数据采集及输出。
2、控制功能。
涉及顺序控制、逻辑控制、定期。
计数等。
3、数据解决功能。
涉及基本数学运算、PID运算、滤波等。
4、输入/输出接口调理功能。
具备A/D、D/A转换功能,通过I/O模块完毕对模仿量控制和调节,具备温度、运动等测量接口。
5、通信、联网功能。
当代PLC大多数都采用了通信、网络技术。
6、支持人机界面功能。
7、编程调试等。
2.3PLC重要特点
①可靠性高。
②构造形式多样,模块化组合灵活。
③功能强大。
④编程以便。
⑤适应工业环境
第三章PLC选型
当某个控制任务决定由PLC来完毕后,选取PLC就成为了一件非常重要事情了,一方面是选取多大容量PLC,另一方面是选取什么公司PLC及外设。
一方面对控制任务进行详细分析启动开关SB,自动门控制装置由门内光电探测开关K1,门外光电探测开关K2,开门到位极限开关K3,关门到位极限开关K4,开门高/低速转换开关K5,关门高/低速转换开关K6,防止夹人,紧急停止开关K7,手动开门按钮SF2,手动关门按钮SF3,都是输入触点,因此该系统共有开关量输入点10个。
开门高速继电器KM1(使直流电动机1高速正转),开门低速继电器KM2(使直流电动机1低速正转),关门高速继电器KM3(使直流电动机2高速反转),关门低速继电器KM4(使直流电动机2低速反转),开门信号灯,关门信号灯等都是输出触点,因此该系统共有开关量输出点6个。
又依照课题规定可知PLC选用输入电源交流供电,输出电源为24VDC,出口器件类型为Relay即继电器型PLC。
对于PLC及外设型号选取问题,则有如下几种方面要看考虑:
(1)功能方面所有PLC普通都具备常规功能,但对某些特殊规定,就要懂得所选PLC与否具备能力完毕控制任务。
(2)价格方面不同厂家PLC产品价格相差很大,有些功能类似,质量相称,I/O点数相称PLC价格能相差40%以上。
这样差价在使用较多PLC状况下是必要要考虑因素。
(3)个人喜好方面有些工程技术人员对某些品牌PLC熟悉,因此普通比较喜欢。
。
此外,甚至某些政治因素或者个人情感有时也会成为选取理由。
PLC主机选定之后,如果控制系统需要,则相应配套模块也就选定了。
如模仿单位量,显示设定单元,位置控制单元或热点偶单元等。
对于本课程设计来说不需要扩展单元与模仿量单元,再加上咱们在PLC课程上学是西门子系列PLC依照以上分析可知咱们可以选取主机型号为CPU224/AC/DC/RelayS7-200系列PLC。
第四章功能器件基本工作原理
4.1限位开关工作原理及分类
行程开关又称为限位开关,用于控制机械设备行程及限位保护。
在实际生产中将行程开关安装在预置位置,当装于生产机械运动部件上模块撞击行程开关时,行程开关触点动作,实现电路切换。
因而行程开关是一种依照运动部件行程位置而切换电路电器,它作用与按钮类似。
行程开关广泛应用于各类机床和起重机械,用于其行程、进行终端限位保护。
在电梯控制电路中。
还运用行程开关来控制关轿门速度,自动开门限位,轿厢上、下限位保护。
行程开关按其构造可以分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。
4.2光电开关简介
(1)工作原理光电开关(光电传感器)是光电接近开关简称,它是运用被检测物对光束遮挡或者反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无。
物体不限于金属,所有能反射光线物体均可被检测。
光电开关将输入电流在反射器上转化为光信号射出,接受器再依照接受到光线强弱有无对目的物体进行探测。
(2)光电开关分类①漫反射式光电开关:
它是一种集发射器和接受器为一体传感器,当有被检测物体通过时物体将光电开关发射器发射足够量光线反射到接受器,于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体表面光亮或者其反光率极高时,漫反射式光电开关是首选检测模式②镜反射式光电开关:
它亦发射器和接受器为一体,光电开关发射器发射光线通过反射镜反射回接受器,当被检测物体通过且完全阻断光线时,光电开关就产生了检测开关信号。
③对射式光电开关:
它包括了在构造上互相分离且光轴相对放置发射器和接受器发射器和接受器,发射器发出光线直接进去接受器,当被检测物体为不透明时,对射式光电开关是最可靠检测装置。
④槽式光电开关:
它普通采用原则U字型构造,其发射器和接受器分别位于U型槽两边,并形成一种光轴,当被检测物体通过U型槽且阻断光轴时,光电开关就产生了开关量信号。
槽式光电开关比较适合检测高速运动物体并且它能辨别透明与半透明物体,使用安全可靠。
⑤光纤式光电开关:
它采用塑料或者玻璃光纤传感器来引导光线,可以对距离远被检测物体进行检测。
普通光纤传感器分为对射式和漫反射式。
第五章I/O地址分派
输入/输出信号在PLC接线端子上地址分派是进行PLC控制系统设计基本。
对软件设计来说,I/O地址分派后才可以编程;对控制柜及PLC外围接线来说只有I/O地址拟定之后。
才可以绘制电气接线图、装配图,让装配人员依照路图接安装控制柜、配备。
输出点地址时要注意负载类型问题下面表格是本课程设计I/O分派
表5-1输入口分派
名称代码
地址编号
输入信号
启动开关
SB
I0.0
门内光电探测开关
K1
I0.1
门外光电探测开关
K2
I0.2
开门到位限位开关
SQ1
I0.3
关门到位限位开关
SQ2
I0.4
开门高/低速转换开关
K5
I0.5
关门高/低速转换开关
K6
I0.6
防止夹人,紧急停止开关
K7
I0.7
手动/自动转换开关
SF2
I1.0
手动开门按钮
SF3
I1.1
手动关门按钮
SF4
I1.2
表5-2输出口分派
名称代码
地址编号
输出信号
开门高速继电器
KM1
Q0.0
开门低速继电器
KM2
Q0.1
关门高速继电器
KM3
Q0.2
关门低速继电器
KM4
Q0.3
开门批示灯
PG1
Q0.4
关门批示灯
PG2
Q0.5
第六章电气原理图
6.1主电路图
图6-1主电路图
主电路选用两台电动机,加电阻是让其慢速开门或者关门。
电动机1正接,正转,电动机2反接,反转。
6.2程序流程图
从上图可以非常精确看出流程
6.3继电器接触控制图
图5-3继电器接触控制图
6.4PLC控制输入输出接线图
图6-4PLC输入输出接线图
第七章系统程序设计
7.1梯形图
网络1是电动机(手动或自动)迅速开门,I0.0是启动按钮,在正常状况下I1.0是闭合,当浮现故障时自动开门停止,手动开门执行,并且并接Q0.0辅助常开触点使其自锁。
I0.5是高低速转换开关,在到达设定位置之前I0.5是闭合,
网络2是电机低速开门,为保证人员安全以及使电机寿命不至于太短,在这个课程设计中加入了低速开门,当电动机1带动自动门行至开门高低速转换开关处时电动机停止运转,低速电动机2开始运转。
当自动门完全打开后,行程开关K3打开,开门电机停止运转。
网络3是延时程序,当自动门完全打开时,开门限位开关打开定期器T40开始工作,完毕8秒延时,定期途中如果传感器检测到有人进出,定期器重新定期,当自动开门浮现故障时,定期器不工作。
网络4是电动机手动或者自动关门程序,当定期器完毕8秒定期之后,定期器常开触点闭合,电动机3运转,实现迅速开门,直至行至关门高低速转换开关处。
网络5是低速开门程序,当自动门行至关门高低速转换开关时,低速电机4运营。
途中如传感器检测到有人员进出应停止关门,自动进入开门程序。
当电机1或者2运营时,开门批示灯亮,当电动机3或者电动机4运营时,关门批示灯亮
7.2过程分析
(1)一方面按下启动按钮,当传感器检测到有人体信号时,电动机1运营,带动自动门执行迅速开门过程
(2)运营至开门高低速转换开关时,电动机2运营,带动自动门执行慢速开门过程。
(3)当门完全打开后,使开门限位开关打开,此时自动门停止,进行8s延时若此时感应器重新检测到有人体信号时,则再重新进行8秒延时。
(4)当8s延时完毕后,电动机3运营,带动自动门执行迅速关门过程
(5)运营至关门高低速转换开关时,电动机4运营,带动自动门执行慢速关门过程
(6)为了防止夹人,设立了防夹人开关
(7)考虑到自动门若浮现故障时,使用自动门控制系统有所不适,于是设立了手动开门和手动关门。
第八章总结
本课题完毕了题目规定基本某些所有规定。
发挥某些由于时间和制作材料短缺而没有进行尝试,在此后条件容许状况下再扩展。
基本某些各单元工作稳定。
通过次侧设计是我学会了如何去培养咱们创新精神,从而不断地战胜自己,超越自己。
创新,是要咱们学会将理论较好地联系实际,并不断地去开动自己大脑,从为人类造福意愿出发,做自己所力所能及,别人却没想到事。
使之不断地战胜别人,超越前人。
同步,更重要是,我在这一课程设计中学会了坚持不懈,不容易放弃,挑战自己。
设计过程,也好比是咱们人类成长历程,常有不如意,也许这就是在对咱们提出了挑战,勇敢过,也战胜了,胜利钟声也一定为咱们而敲响。
参照文献
1.陈志新.宗学军.电器与PLC控制技术,北京:
北京大学出版社,
2.黄永红.电气控制与PLC应用技术,北京:
机械工业出版社,
3.吴晓军.电气控制课程设计指引,北京:
中华人民共和国建材工业出版社,
4.王建华.电气工程师手册,北京:
机械工业出版社,
5.钱锐.PLC应用技术[M].北京:
科学出版社.
元器件清单
器件名称
个数
电动机
2
CPU226/AC/DC/RelayPLC
1
批示灯
2
行程开关
2
按钮
9
控制接线图
电气控制技术课程设计任务书
班级:
农电111姓名:
学号:
设计题目:
自动门控制系统
一、设计目
进一步巩固理论知识,培养所学理论知识在实际中应用能力;掌握普通生产电气控制系统设计办法;掌握普通生产电气控制系统施工设计、安装与调试办法;培养查阅图书资料、工具书能力;培养工程绘图、书写技术报告能力。
二、设计任务及规定
掌握PLC工作原理、编程及调试办法及应用技术;依照控制规定,制定合理设计方案;.对的选用PLC,拟定输入、输出设备;PLCI/O点分派,并绘制其连接图,以及其他外部硬件图;设计PLC控制程序;绘制关于图纸;编制设计阐明书。
三、控制规定
1、课题内容:
1.自动门控制装置硬件构成:
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、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)等部件构成。
2.控制规定:
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,遇到开门减速开关SA1,变为低速开门,到达开门限位开关K3位置时,电机停止运营。
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被起动,电动机反转,遇到关门减速开关SA2,变为低速关门,当门移动到关门限位开关K4位置时,电机停止运营。
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,应及时停止关门,并自动进入开门程序。
4)在门打开后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,必要重新开始等待8秒后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
5)考虑到自动门在浮现故障和维修时。
增长手动开门和关门按钮。
四、设计时间安排
查找有关资料(1天)、设计并绘制系统原理图(2天)、设计PLC控制程序(2天)、模仿调试(2天)、编写设计报告(2天)和答辩(1天)。
五、重要参照文献
1.黄永红.电气控制与PLC应用技术,北京:
机械工业出版社,.
2.王建华.电气工程师手册,北京:
机械工业出版社,.
3.吴晓君.电气控制课程设计指引,北京:
中华人民共和国建材工业出版社,.
指引教师签字:
年月日
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