电气控制及可编程控制器课程设计报告.docx
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电气控制及可编程控制器课程设计报告
扬州大学水利与能源动力工程学院
本科生课程设计
课
专
班
学
程:
业:
级:
号:
电气控制及可编程控制器课程设计
建筑电气与智能化
建电1102班
111705205
扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告
姓
名:
葛嘉新
指导老师:
完成日期:
李新兵、蒋步军
2014年6月27日
扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告
目
录
1任务书∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.1设计课题∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.2设计目的及要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.3原始资料∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.4课题要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-2-1.5日程安排∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-3-1.6主要参考书∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-3-
2课题分析与方案选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-4-2.1设计方案的初步分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-4-2.2选择实现方案∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-4-
3具体设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-5-3.1硬件系统设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-5-3.2软件系统设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-6-
4模拟运行结果以及存在的问题∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-4.1在实验台上模拟运行∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-
4.1.1接线∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-4.1.2运行结果∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-
4.2存在的问题或需要改进的方向∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-8-5总结与体会∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-9-6参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙-10-
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扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告
1任务书
1.1设计课题
本次课程设计课题是“自动门控制系统设计”。
1.2设计目的及要求
1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。
2、掌握电气设计制图的基本规范,熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。
3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。
4、培养独立工作能力、工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。
1.3原始资料
概况及控制要求:
1、在商店、银行等入口,经常使用感应自动门,有人出入时能够自动打开和关闭大门。
2、有人接近时,门应自动打开。
3、门打开后,应保持开状态,直到门的通道上已无任何人为止。
4、如果门的通道上已无任何人,门必须在很短时间内自动关闭。
5、设置功能选择控制开关:
①常开、常关、自动三种状态;②只能进、只能出。
6、门故障时,蜂鸣器发出报警信号。
7、应符合国家标准及相应的设计规范。
1.4课题要求
1、设计原则:
国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。
2、设计范围:
控制系统主电路及控制电路设计、程序设计、施工图设计。
3、设计成果:
课程设计报告(设计说明书及计算书等),主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。
(所有成果均应为打印稿)
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扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告
1.5日程安排
本次课程设计时间共1周,进度安排如下:
设计准备,熟悉有关电气设计规范,熟悉课题设计要求及内容。
(1天)分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。
(1天)
绘制控制流程图、I/O端子接线图。
(1天)
梯形图设计、编制程序及程序说明。
(1天)
整理计算书及图纸、写课程设计报告。
(1天)
1.6主要参考书
1、《电器与可编程控制器应用技术》
邓则名等;
2、《可编程控制器教程》
王兆义主编;
3、《工厂常用电气设备手册》(第2版)上、下册
中国电力出版社;
4、《可编程控制器教程原理、应用、网络》
徐世许主编。
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扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告
2课题分析与方案选择
2.1设计方案的初步分析
本次课程设计是要设计一个能实现自动门的开关门的自动控制系统。
当门内或门外有人时,系统要根据当前门的控制状态(常开、常关、自动、进出门单向控制等)做出相应合理的动作。
同时,当门有故障时,系统自动发出故障报警。
在模拟试验中,输入量方面,用两个常开按钮代替红外传感器实现门内外是否有人的监测,用一个状态开关代表常开与自动两个状态,用另外两个状态开关分别代表是否能进/出(若进/出均不许可,则代表常关;在不是常开前提下,若进/出均许可,则代表自动),最后,用一个状态开关模拟故障信号;输出量中,用两个输出通道驱动控制开关门电机正反转的两个接触器的线圈,用另一个输出通道驱动故障报警信号。
以下情况下要开门:
①常开状态;②门内有人且允许出门;③门外有人且允许进入。
以下情况下要关门:
①不许进入也不许出门;②不在应开门的时候。
从开门到关门要做一个可刷新的断电定时,以确保开门后人能完全通过。
2.2选择实现方案
目前已学的可行控制方案有传统继电接触式控制、单片机或微处理器控制、PLC可编程控制器控制三种,这三种方法各有优劣,下面进行比较。
传统继电控制原理简单明了,适用于简单控制系统场合的运用。
但在本例中,继电控制很难完成与红外传感器、故障传感器的配合。
同时,断电延时的时间继电器计时精度不高,而且无法做到“不断刷新”。
另外,在元件较多情况下,传统继电控制接线复杂,易出错,控制可靠性就显得没那么高了。
而且,继电控制无法实现计算机通信,对智能建筑综合控制系统的建立没有帮助。
所以不应选择这个做法。
单片机或微处理器在目前造价低廉,与传感器的配合、与计算机通信也较容易做到,但要配合各类周边芯片(RAM、ROM等)才能正常工作,整个系统构造复杂。
而且工作时控制精度受外接晶振影响较大,容易受到各类电磁干扰,可靠性不高。
同时,在输入电平兼容、输出驱动方面的设计很复杂,编程也较为复杂。
所以不应采用这个做法。
PLC可编程控制器虽然造价较高,但容易与各类传感器配合、与计算机通信。
它
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编程简单、可靠稳定,各类装置集成于一体。
在控制的实现上直观清楚,在程序调试时容易发现错误和纰漏所在,方便更改。
所以本次课程设计采用这种方法实现。
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3具体设计
3.1硬件系统设计
自动门的开关门由一台小型笼式三相异步电动机实现,其主电路采用电机正反转的电路,如图所示。
图3-1
主电路
控制回路由PLC可编程控制器实现,其I/O接口图如下。
图3-2
控制电路(PLC的I/O端口图)
注:
此图为实际情况下的I/O端口图,在进行模拟实验时,故障传感器用一个状态开关模拟,两个红外传感器用两个按钮代替;输出侧均用小LED等代替,采用直流电源,不安装限位开关。
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延时两秒
关门
故障报警
人且允出门
N
开门
Y
门内有许
扬州大学水利
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- 电气控制 可编程控制器 课程设计 报告