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《PLC技术及应用》课程设计(论文)题目自动门控制装置的PLC梯形图控制院(系)轨道交通学院专业班级2011级车辆工程2班学号201113_____206学生姓名汪浩指导教师罗世民起止时间
2014.
12.08——
2014.
12.12课设题目自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试控制要求
(1)控制要求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
(1)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__到关门限位开关K4位置时,电机停止运行
(1)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
(1)在门打开后的8s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目录TOC\o1-3\h\z\uHYPERLINK\l_Toc187294052第1章方案论证1HYPERLINK\l_Toc187294053第2章硬件设计3HYPERLINK\l_Toc
1872940542.1选取主机型号3HYPERLINK\l_Toc
1872940552.2按键电路的设计4HYPERLINK\l_Toc
1872940562.3总体电路图及性能分析4HYPERLINK\l_Toc187294057第3章软件设计6HYPERLINK\l_Toc
1872940583.1程序功能图6HYPERLINK\l_Toc
1872940593.2输入/输出点代码和地址编号7HYPERLINK\l_Toc
1872940603.3编写梯形图7HYPERLINK\l_Toc187294061第4章课程设计总结9HYPERLINK\l_Toc187294062____10第1章方案论证 在超级市场、公共建筑、银行http://info.biz.hc
360.com/list/swzn-cfzb-yhjj.shtml\t_blank、医院http://___.med.hc
360.com/hosp/yyml/index.htm\t_blank等入口,经常使用自动门控制系统http://list.b2b.hc
360.com/supplytrade/022/
005016004.html\t_blank早期的自动门控制系统采用继电器http://list.b2b.hc
360.com/supplytrade/006/
003011.html\t_blank逻辑控制,已逐渐被淘汰PLChttp://info.electric.hc
360.com/list/plc_cpcs.shtml\t_blank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因此在一些日常生活控制的场合得到了广泛的应用同时自动门控制系统http://list.b2b.hc
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005016004.html\t_blank的设计方案也是多种多样的如利用数字电路来设计自动门控制系统http://list.b2b.hc
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005016004.html\t_blank,但数字电路设计复杂,可靠性也不是很理想;也可以利用单片机来设计自动门控制系统http://list.b2b.hc
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005016004.html\t_blank,但利用汇编语言来编写程序来实现其功能又显得更为麻烦本自动门控制系统http://list.b2b.hc
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005016004.html\t_blank是利用PLC为核心来控制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指示灯实现系统功能非常适用于日常生活控制场合自动门控制系统http://list.b2b.hc
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005016004.html\t_blank的设计特点本自动门控制系统http://list.b2b.hc
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005016004.html\t_blank分别利用原理图硬件设计和梯形图软件设计的优点完成了对应单元的电路进行设计使系统较为简洁PLC具有抗干扰能力强,可靠性高;控制系统结构简单,通用性强;编程方便,易于实现;功能完善;设计、施工、调试的周期短;体积小,维护操作方便等优点根据具体的要求还可对系统的功能进行再编程设计来不断完善系统功能缩短设计周期同时保证设计系统的可靠性自动门控制装置由门内光电探测开关K
1、门外光电探测开关K
2、开门到位限位开关K
3、关门到限位开关K
4、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检测到人或物体时为ON,否则OFF,具体的控制要求如下
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__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,若有人员由外至内或由内至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;有启动、停止开关;有开关门的状态显示;开关门的时间以8位数码的方式倒计时控制系统图如图
1.1所示第2章硬件设计
2.1选取主机型号CPU22*系列PLC的CPU模块包括一个__处理单元、电源以及数字I/O点,这些都被集成在一个紧凑、__的设备中CPU负责执行程序,输入部分从现场设备中采集__,输出部分则输出控制__,驱动外部负载CPU22*是在21世纪初投放市场的,其速度快,具有极强的通信能力,下面简单介绍4种不同配置的CPU单元
(1)CPU221集成6输入/4输出共10个数字量I/O点无I/O扩展能力6K字节程序和数据存储空间4个__的30kHz高速计数器,2路__的20kHz高速脉冲输出1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力非常适合于小点数控制的微型控制器
(2)CPU222集成8输入/6输出共14个数字量I/O点可连接2个扩展模块6K字节程序和数据存储空间4个__的30kHz高速计数器,2路__的20kHz高速脉冲输出1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力非常适合于小点数控制的微型控制器
(3)CPU224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点可连接7个扩展模块,最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点13K字节程序和数据存储空间6个__的30kHz高速计数器,2路__的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力I/O端子排可很容易地整体拆卸是具有较强控制能力的控制器
(4)CPU226集成24输入/16输出共40个数字量I/O点可连接7个扩展模块,最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点13K字节程序和数据存储空间6个__的30kHz高速计数器,2路__的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力I/O端子排可很容易地整体拆卸用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能可完全适应于一些复杂的中小型控制系统通过比较以上四种不同配置CPU单元的比较,及根据本自动门控制系统http://list.b2b.hc
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005016004.html\t_blank实际输入、输出点数的要求,由于本系统输入点数为6点,输出点数为10点,且CPU226集成24输入/16输出共40个数字量I/O点由以上分析可以看出,选择CPU226足以完成本次系统的要求故主机的型号选择CPU226,且不需要其它扩展模块
2.2按键电路的设计本自动门控制系统http://list.b2b.hc
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005016004.html\t_blank根据功能要求共有4个输入__和4个输出__,来控制系统的工作和关断,故应当设置4个按钮作为输入端的输入__,当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时,输入端I
0.0或I
0.1为ON输出端开门执行机构KM1动作,电动机正转,到达开门限位开关K3位置时,关门限K3动作,电机停止运行自动门在开门位置停留8s后,自动进入关门过程,Q
1.1状态为ON,关门执行机构KM2被起动,电动机反转,当门__到关门限位开关K4位置时,开门限K4动作电机停止运行在关门过程中,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在门打开后的8s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开门与关门不可同时进行;有启动、停止开关;有开关门的状态显示;开关门的时间以8位数码的方式倒计时本系统共有6个输入__/10个输出__,而主机CPU226是24个输入/16个输出,可以按一定的顺序依次将按键的输入端连到主机上,并正确定义输入端地址,以便于编写梯形图当按钮被按下时,其输入端的__为高电平
2.3总体电路图及性能分析性能分析本次课设的目的是设计一个自动门控制系统通过以上电路图的设计和原理分析基本上能实现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;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__到关门限位开关K4位置时,电机停止运行;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;在门打开后的8s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;开门与关门不可同时进行;有启动、停止开关;有开关门的状态显示;开关门的时间以8位数码的方式倒计时等几项功能通过用PLChttp://info.electric.hc
360.com/list/plc_cpcs.shtml\t_blank设计的自动门控制系统由于具有连接方便、故障率低、可靠性高、维修方便等优点,因而得到广泛的应用因此在一些日常生活控制的场合得到了广泛的应用而本次设计也更加突出了这些特点总体电路图如下图2-1所示图2-1总体电路图第3章软件设计
3.1程序功能图整个自动门控制系统的程序流程图如下图
3.1自动门控制程序流程图
3.2输入/输出点代码和地址编号通过分析硬件连接图可知,该自动门控制系统是由4个输入按钮的通断作为输入__,进而来控制四个输出控制__的输出,利用三个接触器线圈的吸合和断开来控制输出电路的接通和断开因此本系统共有4个输入点,4个输出点,其输入/输出点代码和地址编号如下表所示表
3.1输入/输出点代码和地址编号名称代码地址编号输入信号启动开关__1I
0.0停止开关__2I
0.1门内光电探测开关K1__3I
0.2门内光电探测开关K2__4I
0.3开门限K3__5I
0.4关门限K4__6I
0.5输出__时钟显示KM1Q
0.1-
0.7开门KM1KM2Q
1.1关门KM2KM3Q
1.2状态显示KM4Q
1.
33.3编写梯形图开门与关门不可同时进行;
(1)开门子程序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 在门打开后的8s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具体程序如下
(2)关门子程序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__到关门限位开关K4位置时,电机停止运行具体程序如下
(3)计时及状态显示子程序用8位数码倒计时的方式来显示开关门的时间,来提醒出入人员注意具体程序如下第4章课程设计总结通过本次PLC课程设计使我对PLC这门学科有了更深层次的认识并且使自己对PLC这一学科产生了浓厚的兴趣在整个课程设计的过程中通过图书馆阅览室,借书处和上网查资料,都使自己对PLC这一学科的知识得到了扩展,也发散了自己的思维在完成这个设计之后,我又重新将自己的设计仔细思考了一番,不会的地方和可以向老师和同学请教可能会在设计中碰到更多的问题,这就要求我要更多的去查资料,争取尽快的解决问题同时这样也能让我学到更多的知识,如通过这次课设使我对CPU22*系列它们之间的区别和特点及蜂鸣器的驱动电路有了全面的了解在解决遇到的问题时会更加引发自己的思考,对自己的信心和毅力都是一种考验我想我们不论在学任何一门课程的过程中,都应当有一种勇于探索和不断创新的精神,同时毅力也是最好的催化剂我认为课程设计中的每一个环节都是对知识的一个总结和复习的过程设计对于一个成品来说是相当重要,只有设计出正确的方案才能减少在实际生产中的失误在今后的学习和设计中,我也会更加注重这方面的锻炼和培养,希望会有所进步而且设计的最后仿真结果还算是比较理想的,以后还需要多学习多交流多研究总之,课程设计可能有的地方做的不是那么__,但我觉得这是一次很好的锻炼机会,谢谢罗老师的指导和帮助!____
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[7]张晓玲白瑞云.PLC应用和发展http://lsg.cnki.net/grid20/detail.aspxdbname=CJFD2006filename=KXZG200611030filetitle=%e4%b8%b2%e5%8f%a3%e9%80%9a%e4%bf%a1%e8%bf%87%e7%a8%8b%e4%b8%ad%e7%9a%84%e5%bc%82%e5%b8%b8%e6%8e%a7%e5%88%b6\o串口通信过程中的异常控制\t_blank[J].科学中国人http://lsg.cnki.net/grid20/N__i/Bridge.aspxDBCode=cjfdLinkType=BaseLinkField=BaseIDTableName=CJFDBASEINFON__iLink=%e7%a7%91%e5%ad%a6%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e4%ba%baValue=KXZG\t_blank,200611http://lsg.cnki.net/grid20/N__i/Bridge.aspxDBCode=cjfdLinkType=IssueLinkField=BaseID*year*issueTableName=CJFDYEARINFOValue=KXZG*2006*11N__iLink=%e7%a7%91%e5%ad%a6%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e4%ba%ba\t_blank图
1.1控制系统图状态显示关门KM2开门KM1安全光电关门限K4关门限K4开门限K3门外光电探测K2主机CPU221门内光电探测K1NYKM1停止时间显示K3动作NYK1或K2动作开始开门子程序Y初始化NK1或K2动作N定时时间到Y关门子程序NK4动作Y结束。