PLC办公楼自动门课程设计办公楼自动门的控制系统设计.docx
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PLC办公楼自动门课程设计办公楼自动门的控制系统设计
设计题目:
办公楼自动门的控制系统设计
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开、关控制而论。
自动门控制装置系统由继电器、可编程序控制器(PLC)、电动机组成。
它主要是通过开门开关、关门开关、停止开关、限位开关以及安全压力开关,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,到达开门限位开关时,门停止运动;当电动机反转时,门自动关闭,到达关门限位开关时,门停止运动。
目录
摘要………………………………………………………………………4
第一章办公楼自动门控制系统的设计任务…………………………4
1.1自动门控制硬件组成……………………………………4
1.2自动门控制设计要求……………………………………4
第二章办公楼自动门控制系统框图与原理……………………….5
2.1自动门控制原理图………………………………………5
2.1.1主电路图…………………………………………5
2.1.2控制电路图………………………………………6
2.2自动门控制系统的工作原理……………………………6
第三章办公楼自动门控制系统程序…………………………………7
3.1PLC输入输出接线图……………………………………7
3.2梯形图程序………………………………………………8
3.3程序指令…………………………………………………8
3.4程序分析…………………………………………………9
3.5系统调试…………………………………………………9
设计体会………………………………………………………………10
参考文献………………………………………………………………11
摘要
随着经济的发展和人们生活水平的提高,自动门的应用也越来越广泛。
它现在为许多酒店、医院、企业单位、政府部门等现代建筑所必备,不仅可以美化出入口环境,而且具有节能、防尘等功能,同时也是建筑物智能化的重要指标。
本文所设计的自动门是基于三菱FX系列PLC,应用PLC自动控制技术实现了办公楼自动门的打开和关闭。
其电路结构简单,单元电路分别通过原理图设计、由梯形图语言设计完成,利用试验室所提供的条件来模拟和验证程序,并利用模拟电机正反转实现系统功能,非常适用于日常生活控制场合。
自动门从理论上讲应该是门的概念的延伸,是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。
PLC控制系统替代传统继电器系统必须要明确工作的流程,了解各自工作时所起的作用、功能。
我将采用三菱FX系列PLC来应用到电动伸缩门控制系统中的方案,将会有效提高控制的性能。
三菱FX系列PLC具有优良的性价比,是我国较为广泛应用的PC机型之一。
关键词:
PLC控制,自动门,原理图,梯形图
第一章自动门控制装置的设计任务
1.1自动门控制硬件组成
自动门控制装置由停止开关SB1、开门开关SB2、关门开关SB3、安全压力开关SB4、开门到位限位开关SQ1、关门到位限位开关SQ2、开门指示灯L1、关门指示灯L2、开门执行机构KM1(使三相交流电动机正转)、关门执行机构KM2(使三相交流电动机反转)以及中间继电器等部件组成。
1.2自动门控制设计要求
1:
门卫在警卫室通过开门开关、关门开关和停止开关控制大门。
2:
当门卫按下开门开关后,指示灯开始亮,5s后,开门接触器闭合,门开始打开,直到碰到开门限位开关(门完全打开)时,门停止运动,指示灯熄灭。
3:
当门卫按下关门开关时,指示灯开始亮,5s后,关门接触器闭合,门开始关闭,直到碰到关门限位开关(门完全关闭)时,门停止运动,指示灯熄灭。
4:
在门运动过程中,任何时候只要门卫按下停止开关,门马上停止在当前位置,指示灯熄灭。
5:
关门过程中,只要门夹住人或物品,安全压力挡板就会受到额定压力,门立即停止运动,以防止发生伤害。
6:
开门开关和关门开关都按下时,两个接触器都不动作,并进行错误提示。
第二章办公楼自动门控制系统框图与原理
2.1自动门控制原理框图
2.1.1主电路图:
接触器KM1常开触点控制三相交流电机正转,接触器KM2常开触点控制三相交流电机反转,FU1为熔断器,FR1为热继电器。
2.1.2控制电路图:
SB1停止开关SB2开门开关
SB3关门开关SB4安全压力开关SQ1开门限位开关SQ2关门限位开关KM1接触器KM2接触器
L1开门指示灯L2关门指示灯FU2熔断器FR1热继电器常闭触点
2.2自动门控制系统的工作原理
1.开门动作
当警卫按下开门开关SB2时,信号传送到PLC,由PLC传出指令,开门指示灯L1亮,接触器KM1通电,与开门开关并联的KM1常开触点闭合实现自锁,同时定时器T1倒计时5s,5s钟到时主电路KM1常开触点闭合,电机驱动门向开启方向运动。
当门运动到开门限位开关SQ1位置时,门停止运动,开门指示灯L1熄灭。
2.关门动作
当警卫按下关门开关SB3时,信号传送到PLC,由PLC传出指令,关门指示灯L2亮,接触器KM2通电,与关门开关并联的KM2常开触点闭合实现自锁,同时定时器T2倒计时5s,5s钟到时主电路KM2常开触点闭合,电机驱动门向关闭方向运动。
当门运动到关门限位开关SQ2位置时,门停止运动,关门指示灯L2熄灭。
3.停止动作
当门在运动时,只要按下停止开关SB1,门就会停止运动,指示灯熄灭。
此动作可控制门开或关的位置。
4.安全压力挡板动作
当门在运动过程中,安全压力挡板受到一定的压力时,触发常闭安全压力开关SB4断开,门就会自动停止。
此动作防止门夹到人或物。
5.限位开关动作限位开关又称行程开关,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。
第三章办公楼自动门控制系统程序
3.1.PLC输入输出接线图
3.2.梯形图程序
X000停止开关(SB1)X001开门开关(SB2)
X002关门开关(SB3)X005安全压力开关(SB4)X003开门限位开关(SQ1)X004关门限位开关(SQ2)Y001接触器KM1Y002接触器KM2
Y003电机正转Y004电机反转
Y005指示灯L1Y006指示灯L2T1、T2延时继电器(延时5s)
3.3程序指令:
0LDX0011ORY0012ANIX0003ANIY0024ANIX0035ANIX0056OUTY0017OUTY005
8OUTT1K509ANDY001
10ANDT1
11OUTY00312LDX00213ORY00214ANIX00015ANIY00116ANIX00417ANIX00518OUTY00219OUTY00620OUTT2K5021ANDY00222ANDT223OUTY00424END
3.4程序分析
1.首先按下开门启动按钮X001闭合,由于停止开关X000、开门限位开关X003以及安全压力开关X005是常闭的,所以Y001线圈通电,有原理分析可知开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。
当Y001线圈通电时,与开门启动按钮X001并联的常开触点Y001闭合实现自锁,开门指示灯L1亮,同时定时器T1倒计时5s后电机启动,此时电动机正转带动自动门扇移动,执行开门过程。
2.当门运动到开门限位开关X003位置时,电机停止转动,门停止,开门指示灯L1熄灭。
3.然后按下关门启动按钮X002闭合,由于停止开关X000、开门限位开关X004以及安全压力开关X005是常闭的,所以Y002线圈通电,有原理分析可知开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。
当Y002线圈通电时,与关门启动按钮X002并联的常开触点Y002闭合实现自锁,开门指示灯L2亮,同时定时器T2倒计时5s后电机启动,此时电动机反转带动自动门扇移动,执行关门过程。
4.当门运动到关门限位开关X004位置时,电机停止转动,门停止,关门指示灯L2熄灭。
5.在此控制过程中,为了保证其安全性设置安全压力开关X005和紧急停车开关X000。
3.5系统调试
1.语法错误检查--------------------检查命令码及其格式
2.双线圈检验----检查同一元件或显示顺序输出命令的重复使用状况
3.电路错误检查-----------检查梯形图电路中的缺陷
设计体会
在学期结束我们通过课程设计,来总计这学期所学的特别是PLC这门课程。
我做的这个题目是有关与PLC系统理论与实践相结合的设计。
在对这个设计的材料搜索进行独立搜索时,对于办公软件的应用有了进一步的提高,以及实际应用操作的情况下,提高了实际操作和独立解决问题的能力。
通过这次设计实践。
让我更熟练的掌握了三菱的PLC软件的简单编程方法,对于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在理论的运用中,也提高了我的工程素质。
由于我对一些细节的不加重视,当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用到梯形图编辑时,问题出现了。
转换成指令表后则显示不出很多正确的指令程序,这主要是因为我没有把理论和实践相结合,缺乏动手能力而造成的结果,最后通过老师的纠正和自己的实际操作,终于把正确的结果做了出来,同样也看清了自己的不足之处。
通过这次设计使我学会如何去培养我们的创新精神,从而不断地战胜自己,超越自己。
创新,是要我们学会将理论很好地联系实际,并不断地去开动自己的大脑,从为人类造福的意愿出发,做自己力所能及的,别人却没想到的事。
使之不断地战胜别人,超越前人。
同时,更重要的是,我在这一设计过程中,学会了常有一些不如意,也许这就是在对我们提出了挑战,勇敢过,也战胜了,胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。
本设计方案,在硬件上具有安装接线简单,工作可靠等优点;在软件上,不仅满足了低压控制合闸装置的控制功能,还运用PLC的定时器等指令实现了所需延时自动合闸功能,提高了系统控制能力和灵活性,使系统具有通用性和实用性。
参考文献
[1]赵永江楼宇的门禁、监控及车库管理系统[M]北京中国电力出版社2005
[2]谢克明夏路易可编程控制器原理与程序设计[M]北京电子工业出版社2002
[3]张进秋可编程控制器原理及应用实例[M]北京机械工业出版社2003
[4]PLC入门学习基础教程[M]北京机械工业出版社2003
[5]《可编程序控制器应用指南》易传禄主编上海科普出版社
[6]《可编程序控制器原理及应用》钟肇新彭侃编华南理工大学出版社
[7]电气与可编程序控制器技术》汤以范主编机械工业出版社
[8]《PLC编程及应用》廖常初主编机械工业出版社
[9]《SIMATICS7-200可编程序控制器CPU22X系统手册》西门子(中国)有限公司
[10]《可编程序控制器原理及应用》赵金荣叶真编上海应用技术学院
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