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淮安技师学院电气工程系制
淮安技师学院课程设计任务书
姓名:
王昌盛院(系):
电气工程系
专业:
应用电子技术班级:
D12504电子高职
课程设计题目:
自动门的PLC控制设计
课程设计要求:
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.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,并自动进入开门程序。
设计任务总述:
1.设计出硬件系统的结构图、接线图等;
2.系统有启动、停止功能;
3.运用功能指令进行PLC控制程序设计;
4.程序结构与控制功能自行创新设计;
5.进行系统调试,实现电动机顺序启动/停止的控制要求。
工作计划及安排:
2011-11-28:
明确设计任务,做相关的准备工作。
2011-11-29:
设计硬件系统的结构图、接线图、时序图等。
2011-11-30:
将设计好的各部分进行仿真、组合等。
2011-12-01:
进行系统调试,实现各部分功能。
2011-12-02:
总体调试,实现自动喷泉的控制要求。
引言------------------------------------------------------------------------------------------------4
第一章自动门控制装置的设计任务--------------------------------------------------------5
1.1自动门控制装置的硬件组成-------------------------------------------------5
1.2控制要求--------------------------------------------------------------------------5
第二章自动门控制装置框图与原理---------------------------------------------------------6
3.1自动门控制装流程图--------------------------------------------------------------6
3.2自动门控制装置系统的工作原理----------------------------------------------6
3.2.1自动感应门机的基本工作原理-------------------------------------------7
3.2.2行程开关(限位开关)的工作原理----------------------------------------7
3.2.3光电开关的工作原理------------------------------------------------------8
第三章自动门控制装置系统程序-----------------------------------------------------------8
4.1继电器接触控图---------------------------------------------------------------9
4.2PLC控制输出输入接线-------------------------------------------------------10
4.3梯形图-----------------------------------------------------------------------------11
4.4指令--------------------------------------------------------------------------------12
4.5程序过程分析----------------------------------------------------------------------13
4.6系统调试----------------------------------------------------------------------------14
设计体会--------------------------------------------------------------------------------------------15
引言
随着生产力和科学技术的不断发展,人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制,不仅节约了人力资源,而且很大程度的提高了生产效率,又进一步的促进了生产力快速发展,并不断的丰富着人们的生活。
早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的,其特点是:
结构简单、价格低廉、抗干扰能力强,可以实现集中控制和远距离控制,但是其采用固定接线,通用性和灵活性差;
又采用触点的开关动作,工作频率低,触点易损坏,可靠性差。
1969年,出现了可编程逻辑控制器PLC(ProgrammableLogicController),其特点是:
具备逻辑控制、定时、计数等功能,编程语言采用直观的梯形图语言,软件更改方便,通用性和灵活性好。
目前,可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展,与计算机技术相结合,形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS(DistributedControlSystem)、现场总线控制系统FCS(FieldbusControlSystem),这将使PLC的功能更强,可靠性更高,使用更方便,适用范围更广。
在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口,经常使用自动门控制系统。
早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制,已逐渐被淘汰。
PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点,因而得到广泛的应用。
由于直流电动机的调速范围宽广,调速特性平滑。
直流电动机超载能力较强,热动和制动转矩较大,所以执行机构使用直流电动机。
本论文主要是对门的自动开、关控制而论。
自动门控制装置系统由检测元件红外传感器、继电器、可编程序控制器(PLC)、电动机组成。
它主要是利用热释电人体红外传感器检测,有无人到门口的信号,再把检测到的信号送入可编程序控制器(PLC)中,由可编程序控制器来对信号的处理,处理的最后结果用继电器输出,从而达到控制电动机的转动。
又由电动机带动门的开、关。
当电动机正转时,门自动打开;
当电动机反转时,门自动关闭。
第一章自动门控制装置的设计任务
1.1自动门控制装置的硬件组成
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、关门到位限位开关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)等部件组成。
光电探测开关为无光导通,有光断开。
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,电动机停止运行。
(2)自动门在开门位置停留8s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)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,并自动进入开门程序。
(4)在门打开后的8s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8s后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
(5)开门与关门不可同时进行。
第二章自动门控制装置框图与原理
2.1自动门控制装置原理框图
2.2自动门控制装置系统的工作原理
1.开启动作
当人靠近自动门时,设置于门内外侧的检测装置(垫开关、红外线开关、光线开关等)将其检测出来,之后,信号送到控制装置。
控制装置接到该信号后驱动马达向门的开启方向—马达的旋转带动减速器、皮带轮、皮带或链条,使门向开启方向运动。
当门接近门挡通过开启制动位置时,制动力作用于马达,门减速,其速度变为徐行速度,行至门挡位置后停止。
2.关闭动作
当人离开检测装置的检测范围,开启定时器定时结束后(该时间设定可以调整),控制装置将马达逆转,使门向关闭方向动作,门徐行后在门挡位置停止。
2.2.1自动感应门机的基本工作原理
(1)主控制器:
它是自动感应门的指挥中心,通过内部编有指令程序的大规模集成块,发出相应指令,指挥马达或电锁类系统工作;
同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。
(2)感应探测器:
负责采集外部信号,如同人们的眼睛,当有移动的物体进入它的工作范围时,它就给主控器一个脉冲信号;
(3)动力马达:
提供开门与关门的主动力,控制自动感应门扇加速与减速运行。
(4)自动感应门扇行进轨道:
就像火车的铁轨,约束门扇的吊具走轮系统,使其按特定方向行进。
(5)门扇吊具走轮系统:
用于吊挂活动门扇,同时在动力牵引下带动门扇运行。
(6)同步皮带:
用于传输马达所产动力,牵引自动感应门扇吊具走轮系统。
(7)下部导向系统:
是自动感应门门扇下部的导向与定位装置,防止门扇在运行时出现前后门体摆动。
当自动感应门门扇要完成一次开门与关门,其工作流程如下:
感应探测器探测到有人进入时,将脉冲信号传给主控器,主控器判断后通知马达运行,同时监控马达转数,以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。
马达得到一定运行电流后做正向运行,将动力传给同步带,再由同步带将动力传给吊具系统使自动感应门扇开启;
自动感应门扇开启后由控制器作出判断,如需关自动感应门,通知马达作反向运动,关闭自动感应门。
2.2.2行程开关(限位开关)的工作原理
行程开关又称限位开关,用于控制机械设备的行程及限位保护。
在实际生产中,将行程开关安装在预先安排的位置,当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时,行程开关的触点动作,实现电路的切换。
因此,行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器,它的作用原理与按钮类似。
行程开关广泛用于各类机床和起重机械,用以控制其行程、进行终端限位保护。
在电梯的控制电路中,还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关的限位,轿厢的上、下限位保护。
2.2.3光电开关的工作原理
光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称,它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。
物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
第三章自动门控制装置系统程序
3.1继电器接触控制图
3.2.PLC控制输出输入接线
3.3.梯形图
X001门外光检测点开关X002门内光检测点开关
X003开门限位点开关X004关门限位点开关
X005过载保护开关X006紧急停车开关
X007停止开关X010手动开门
X011手动关门
3.4程序指令如下
LDX001
ORX002
ORY000
ANIY002
AND
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- 自动门 PLC 控制