基于s7-200plc自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　開(kāi)封大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　基于S7-200 PLC 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)</p><p>　　班 級(jí)：11電子二班</p><p&g

2、t;<b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p>　　學(xué) 號(hào)：2011061178</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：邊疆</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器（以下簡(jiǎn)稱PLC）不斷更新、發(fā)展，P

3、LC控制是自動(dòng)控制中最常見(jiàn)控制方式之一，自動(dòng)門(mén)就是自動(dòng)控制應(yīng)用的一典型例子，由于可編程控制器具有很好的處理自動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)控制及良好的穩(wěn)定性，而且可以很簡(jiǎn)單的改變控制的方式，因此，自動(dòng)門(mén)的生產(chǎn)商家很多都運(yùn)用PLC來(lái)做門(mén)的控制器。目前自動(dòng)門(mén)在日常生活中運(yùn)用越來(lái)越廣泛。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器； S7-200； 自動(dòng)門(mén)； 控制系統(tǒng) </p><p><b>

4、　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論2</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)背景與意義2</p><p>　　1.2 自動(dòng)門(mén)的組成3</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1在自動(dòng)門(mén)的功能需求分析5</p>

5、<p>　　2.2 自動(dòng)門(mén)的控制要求5</p><p>　　2.3 自動(dòng)門(mén)技術(shù)參數(shù)的確定6</p><p>　　2.4 自動(dòng)門(mén)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7</p><p>　　三、自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 PLC的選擇8</p><p>　　3.2驅(qū)動(dòng)裝置的選型9</

6、p><p>　　3.3感應(yīng)器件的選型9</p><p>　　3.4 行程開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān))的工作原理10</p><p>　　3.5傳動(dòng)裝置11</p><p>　　3.6 自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)I/O分配表11</p><p>　　3.7自動(dòng)門(mén)I/O接線電路12</p><p>　　3.8自動(dòng)門(mén)控制

7、系統(tǒng)的主電路原理圖12</p><p>　　第四章 自動(dòng)門(mén)的軟件系統(tǒng)14</p><p>　　4.1 控制系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.2 PLC梯形圖概述15</p><p>　　4.2.1 梯形圖的設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.2.2程序設(shè)計(jì)說(shuō)明17</p><p&

8、gt;<b>　　第五章 總結(jié)18</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)19</p><p><b>　　附錄20</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)背景與意義</p><p>　　在超

9、級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、醫(yī)院入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)。使用自動(dòng)門(mén)，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時(shí)可以使出口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。自動(dòng)平移門(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)及門(mén)內(nèi)外的光電開(kāi)關(guān)，當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門(mén)時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門(mén)的信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi)，當(dāng)人通過(guò)門(mén)之后，在將關(guān)閉。由于自動(dòng)平移門(mén)在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，既方便又提高了建筑檔次，于是迅速在國(guó)內(nèi)外建筑市場(chǎng)上得到了廣泛應(yīng)用。<

10、/p><p>　　自動(dòng)門(mén)在國(guó)外早就得到了普遍應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)也逐漸得到了大家的認(rèn)可，已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門(mén)發(fā)展的黃金時(shí)期。</p><p>　　早期自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已被逐漸淘汰。</p><p>　　PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。他采用可以編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、

11、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、和算數(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式和開(kāi)關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，適用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車(chē)、輕化工等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門(mén)具有較高的可靠性，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　

12、　本課題的自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC做控制器能大大提高自動(dòng)門(mén)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)與整個(gè)自動(dòng)門(mén)行業(yè)是一次技術(shù)革新，提高了自動(dòng)門(mén)的使用率，因此，進(jìn)行自動(dòng)門(mén)的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門(mén)行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門(mén)行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究?jī)r(jià)值。</p><p>　　1.2 自動(dòng)門(mén)的組成</p><p><b>　　圖1.2.1</b><

13、;/p><p>　　由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測(cè)到人體或物體信號(hào)時(shí)將信號(hào)傳給PLC,PLC根據(jù)已經(jīng)采集的信號(hào)發(fā)出控制信號(hào)，是驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門(mén)的運(yùn)行。</p><p>　　主控制器：它是自動(dòng)門(mén)的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令、指揮馬達(dá)或電鎖類(lèi)系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控制器調(diào)節(jié)門(mén)扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。</p><p>　　

14、感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)；</p><p>　　動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的主動(dòng)力，控制門(mén)扇加速與減速運(yùn)行。</p><p>　　門(mén)扇行運(yùn)軌道：就像火車(chē)的鐵軌，約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進(jìn)行。門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行。</p><p>

15、　　同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)。</p><p>　　下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門(mén)扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門(mén)扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門(mén)體擺動(dòng)。</p><p><b>　　1.3方案一</b></p><p>　　用PLC控制回焊爐溫度，其控制實(shí)現(xiàn)過(guò)程是:首先溫度傳感器將加熱爐的溫度轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，PLC主

16、控系統(tǒng)內(nèi)部的A/D將送進(jìn)來(lái)的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為西門(mén)子S7-300PLC可識(shí)別的數(shù)字量，然后 PLC將系統(tǒng)給定的溫度值與反饋回來(lái)的溫度值進(jìn)行比較并經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算處理后，給固態(tài)繼電器輸入端一個(gè)控制信號(hào)控制固態(tài)繼電器的輸出端導(dǎo)通與否從而使回焊爐開(kāi)始加熱或停止加熱。既回焊爐溫度控制得到實(shí)現(xiàn)。其中PLC主控系統(tǒng)為回焊爐溫度控制系統(tǒng)的核心部分起著重要作用。</p><p>　　1.4方案二 </p><

17、p>　　用單片機(jī)控制回焊爐溫度，其系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的單回路控制系統(tǒng)，總體框圖如圖2所示。</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，AT89C51可以提供系統(tǒng)控制所需的I/O口、中斷、定時(shí)及存放中間結(jié)果的RAM電路；前向通道是信息采集的通道，主要包括傳感器、信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換等電路；由于回流焊爐內(nèi)溫度變化是一個(gè)相對(duì)緩慢的過(guò)程，因此前向通道中沒(méi)有使用采樣保持電路；信號(hào)的濾波可由軟件實(shí)現(xiàn)，以簡(jiǎn)化硬件、

18、降低硬件成本。</p><p>　　鍵盤(pán)設(shè)定：用于溫度設(shè)定，共三個(gè)按鍵。</p><p>　　數(shù)據(jù)采樣：將由傳感器及相關(guān)電路采集到的溫度轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入AT89C51相應(yīng)接口中，換算成溫度值，用于控制和顯示。</p><p>　　數(shù)據(jù)顯示：采用了共陰極數(shù)碼管LED進(jìn)行顯示設(shè)置溫度與測(cè)量溫度。</p><p>　　繼電器/加熱

19、棒：通過(guò)三極管控制繼電器的開(kāi)關(guān)來(lái)完成對(duì)加熱棒的控制。</p><p>　　圖2 控制器 設(shè)計(jì)總體框圖</p><p>　　經(jīng)比較，方案二相對(duì)方案一更為簡(jiǎn)單，精確，所以選擇方案二為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。</p><p><b>　　第二章 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1在自動(dòng)門(mén)的功能需求分析&l

20、t;/p><p>　　本設(shè)計(jì)面向商場(chǎng)入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)商場(chǎng)中對(duì)自動(dòng)門(mén)的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)應(yīng)由以下功能：</p><p>　?。?）開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)控制應(yīng)有手動(dòng)和自動(dòng)方式</p><p>　　為了便于維護(hù)，自動(dòng)門(mén)應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。當(dāng)信號(hào)采集裝置檢測(cè)到有人接近門(mén)口且門(mén)未打開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門(mén)口且門(mén)未關(guān)閉，PLC動(dòng)作輸出信號(hào)開(kāi)控制點(diǎn)動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或

21、者反轉(zhuǎn)來(lái)開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)。</p><p><b>　　（2）緊急停止</b></p><p>　　當(dāng)自動(dòng)門(mén)出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時(shí)，可閉合緊急停止開(kāi)關(guān)，自動(dòng)門(mén)自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)過(guò)程。PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成是自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成。采用自動(dòng)和手動(dòng)控制方式，此種控制模式為自動(dòng)門(mén)的主要控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自

22、動(dòng)化控制。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)包含PLC控制和動(dòng)作執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制方式，此種控制模式為目前大多自動(dòng)門(mén)的控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自動(dòng)化控制。</p><p>　　2.2 自動(dòng)門(mén)的控制要求</p><p>　　經(jīng)分析設(shè)計(jì)任務(wù)，可知完成任務(wù)的實(shí)質(zhì)就是控制電機(jī)的正反

23、轉(zhuǎn)。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制首先要具備一下功能部件：微波檢測(cè)開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)，超載要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正保護(hù)開(kāi)關(guān)。先確定電機(jī)與門(mén)扇軌道組成的系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)—開(kāi)門(mén)，電機(jī)反轉(zhuǎn)—關(guān)門(mén)。</p><p>　　首先按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體通過(guò)信號(hào)時(shí)，開(kāi)關(guān)上有電流通過(guò)，（光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)是脈沖觸發(fā)需對(duì)其自鎖）所以線圈上有電流通過(guò)，電動(dòng)機(jī)正傳，帶動(dòng)自動(dòng)門(mén)執(zhí)行開(kāi)門(mén)過(guò)程。</p><p>　　當(dāng)門(mén)完全打開(kāi)之后，使開(kāi)

24、門(mén)限位開(kāi)關(guān)由閉合到斷開(kāi)，此時(shí)自動(dòng)門(mén)停止，延時(shí)8秒。 若此時(shí)感應(yīng)器重新檢測(cè)到有人體信號(hào)時(shí)，則在重新進(jìn)行8秒延時(shí)。 </p><p>　　當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門(mén)過(guò)程。在關(guān)門(mén)過(guò)程中，傳感器重新檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí)，此時(shí)中斷關(guān)門(mén)轉(zhuǎn)向開(kāi)門(mén)過(guò)程。</p><p>　　2.3 自動(dòng)門(mén)技術(shù)參數(shù)的確定</p><p>　　自動(dòng)平移門(mén)安裝和調(diào)試的關(guān)鍵是提高精度，即導(dǎo)軌的平

25、直度和水平度，門(mén)體的兩個(gè)吊掛點(diǎn)所形成的直線與導(dǎo)軌的平行度和垂直度，最大限度地減少門(mén)體的靜態(tài)側(cè)擺。在自動(dòng)門(mén)投入使用后，尤其是初期，應(yīng)經(jīng)常調(diào)節(jié)門(mén)體，修正運(yùn)行產(chǎn)生的誤差。</p><p>　　要嚴(yán)格限制門(mén)體重量，不能超過(guò)自動(dòng)門(mén)的額定負(fù)重。通常在三個(gè)月最多一年內(nèi)要對(duì)自動(dòng)門(mén)進(jìn)行全面的清理和調(diào)整。</p><p>　　公共場(chǎng)所的自動(dòng)平移門(mén)因?yàn)槭褂妙l率非常頻繁，而任何自動(dòng)門(mén)的使用頻率和使用壽命都有限。例

26、如機(jī)場(chǎng)、大型超市和醫(yī)院外門(mén)的人員流量每天可達(dá)成千上萬(wàn)人次，或者在特定時(shí)間段里集中通過(guò)大量人員，在這種情況下，要使用自動(dòng)門(mén)就必須進(jìn)行綜合考慮。例如增加門(mén)的數(shù)量，加大門(mén)扇寬度，增加關(guān)門(mén)延遲時(shí)間等。具體參數(shù)如表2.2所示。</p><p><b>　　表2.2</b></p><p>　　2.4 自動(dòng)門(mén)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　在本課題

27、設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)針對(duì)人流較多的商場(chǎng)，應(yīng)對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動(dòng)門(mén)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)中考慮了以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1．自動(dòng)門(mén)的傳動(dòng)主要包括安裝板，軌道，門(mén)機(jī)，皮帶，吊掛件等。</p><p>　　2．所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡(jiǎn)便。</p><p>　　3．電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用380V三相交流電機(jī)，功率大，可調(diào)性強(qiáng)。</p>

28、<p>　　4．導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形成正懸掛，解決了側(cè)擺的問(wèn)題，從而確保了門(mén)扇的穩(wěn)定性。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對(duì)導(dǎo)軌及滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方面的特點(diǎn)。</p><p>　　5．滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有一定的減震效果。</p><p>　　6．皮帶：采用齒形皮帶, 齒形皮帶的齒形截面為曲線設(shè)計(jì)，增加了齒形的高度，提高了皮帶與

29、傳動(dòng)齒輪的吻合度，從而提高了機(jī)械效率。皮帶底部采用尼龍加強(qiáng)，減少了齒距變形，提高了使用壽命。、</p><p>　　三、自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC的選擇</p><p>　　西門(mén)子S7-200系列PLC是西門(mén)子公司20世紀(jì)90年代推出的整體式小型可編程控制器，開(kāi)始被稱為CPU21X，后被稱為CPU22X。其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)，具有很

30、高的性能價(jià)格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應(yīng)用廣泛。在此設(shè)計(jì)中我們選擇S7-200 CPU224，它具有14輸入/10輸出，I/O共計(jì)24點(diǎn)。存儲(chǔ)容量大，有7個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)處理能力。西門(mén)子S7-200 CPU224 如下圖</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p>　　對(duì)于本次自動(dòng)門(mén)的設(shè)計(jì)，所選PLC為西門(mén)子S7-200

31、 CPU224就能滿足要求，其性能如下表3-2：</p><p>　　表3-2 S7-200的參數(shù)表</p><p>　　3.2驅(qū)動(dòng)裝置的選型</p><p>　　自動(dòng)門(mén)的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)門(mén)能否良好工作的保障。結(jié)合安全穩(wěn)定的考慮，在本設(shè)計(jì)中選用天津安全電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為YSM100/112、W、S的3相380V交流電機(jī)，此電機(jī)噪音極小、調(diào)速性能好，即具備交流電動(dòng)

32、機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)線性機(jī)械特性、調(diào)速范圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　圖3.3</b></p><p>　　3.3感應(yīng)器件的選型</p><p>　　目前自動(dòng)門(mén)行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。微波感應(yīng)器，又稱微波雷達(dá)，對(duì)物體的移動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，因而反應(yīng)速度

33、快，適用于行走速度正常的人員通過(guò)的場(chǎng)所，微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，平面型天線昨感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制。整機(jī)關(guān)鍵元器件均為進(jìn)口器件，方案設(shè)計(jì)選擇器件均確保了產(chǎn)品可靠性。</p><p><b>　　微波感應(yīng)器的特點(diǎn)：</b></p><p>　　微波感應(yīng)器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收。其探測(cè)方式具體如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p&

34、gt;<b>　?。?）非接觸探測(cè)。</b></p><p>　　（2）不受溫度、濕度、噪音。</p><p>　　結(jié)合本課題的實(shí)際需要在設(shè)計(jì)自動(dòng)門(mén)的人員檢測(cè)上運(yùn)用上海順安達(dá)門(mén)業(yè)裝飾有限公司的微波自動(dòng)門(mén)感應(yīng)器WB-3004，其規(guī)格如下： </p><p>　　表3-4 感應(yīng)器的參數(shù)表</p><p>　　3.4 行程開(kāi)

35、關(guān)(限位開(kāi)關(guān))的工作原理</p><p>　　行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開(kāi)關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類(lèi)似。行程開(kāi)關(guān)廣泛用于各類(lèi)機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。滾輪式行程開(kāi)關(guān)又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)

36、位和雙滾輪(羊角式)非自動(dòng)復(fù)位式，雙滾輪行移開(kāi)關(guān)具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡(jiǎn)化線路</p><p><b>　　3.5傳動(dòng)裝置</b></p><p>　　本控制系統(tǒng)所用到的傳動(dòng)裝置具體包括如下：</p><p>　　自動(dòng)門(mén)扇行進(jìn)軌道：就像火車(chē)的鐵軌，約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進(jìn)行。</p>&

37、lt;p>　　自動(dòng)門(mén)扇吊具走論系統(tǒng)：用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行。</p><p>　　同步皮帶：用于傳輸電機(jī)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)門(mén)吊具走論系統(tǒng)。</p><p>　　傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。其中馬達(dá)皮帶輪直徑為5cm,皮帶滑輪內(nèi)徑為13.5cm,外徑為28.5cm。</p><p><b>　　圖3.5</b></

38、p><p>　　3.6 自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)I/O分配表</p><p>　　I/O分配表是編寫(xiě)PLC程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)場(chǎng)接線和調(diào)試的重要依據(jù)。根據(jù)自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)的要求，確定了PLC的I/O分配表，在表5.1中列出。</p><p>　　表5-1自動(dòng)門(mén)I/O地址分配表</p><p><b>　　表5.1</b><

39、/p><p>　　3.7自動(dòng)門(mén)I/O接線電路</p><p><b>　　圖5.2</b></p><p>　　3.8自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的主電路原理圖</p><p><b>　　圖5.3</b></p><p>　　第四章 自動(dòng)門(mén)的軟件系統(tǒng)</p><p>

40、;　　4.1 控制系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)門(mén)扇要完成一次開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)，其工作流程如圖所示：</p><p>　　圖5.4 </p><p><b>　　框圖說(shuō)明如下:</b></p&g

41、t;<p>　?。?）當(dāng)有人有內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)KA1或KA2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SQ1位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　?。?）自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SQ2位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　（3）在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到

42、內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)KA2或KA1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。</p><p>　?。?）在門(mén)打開(kāi)后的8s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。</p><p>　　4.2 PLC梯形圖概述</p><p>　　梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)

43、言，它來(lái)源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉。因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：</p><p>　　1. 與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；</p><p>　　2. 與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，易于掌握和學(xué)習(xí)；&

44、lt;/p><p>　　3. 與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是：梯形圖中的能流（Power Flow）不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此應(yīng)用時(shí)需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對(duì)待；</p><p>　　梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開(kāi)

45、關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。</p><p>　　4.2.1 梯形圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)梯形圖的基本方法和步驟：</p><p>　　（1）首先根據(jù)工藝過(guò)程控制要求，畫(huà)出控制流程圖，力求表達(dá)清晰、準(zhǔn)確。必要時(shí)可以把控制系統(tǒng)分解成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，盡量簡(jiǎn)化，利于編程</p><p>　　(2)將所

46、有的輸入信號(hào)（按鍵，行程限位開(kāi)關(guān)，壓力開(kāi)關(guān)，壓力、速度、時(shí)間等傳感器）和輸出控制對(duì)象（接觸器、電磁閥、電動(dòng)機(jī)、指示燈等）分別列出，按被采用的PLC型號(hào)內(nèi)部邏輯元件編號(hào)范圍，對(duì)I/O端子做出相應(yīng)的分配和安排。</p><p>　?。?）根據(jù)控制流程圖，有規(guī)律的分配和利用PLC內(nèi)部有關(guān)的邏輯元件（如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等）構(gòu)成相應(yīng)的基本回路。</p><p>　　（4）以梯形圖的形式來(lái)描

47、述控制要求，繪制梯形圖要遵循編程原則。</p><p>　　（5）編寫(xiě)程序清單時(shí)，必須按梯形圖的邏輯行和邏輯單元的編排順序（由上而下，從左到右）依次進(jìn)行。 </p><p>　　本系統(tǒng)的程序軟件采用西門(mén)子公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的STEP7的編程軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循以下編程規(guī)則：</p><p>　　每個(gè)繼電器的線圈和他的觸點(diǎn)均用同一個(gè)編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用

48、時(shí)沒(méi)有數(shù)量限制。</p><p>　　梯形圖每一行都是從左邊開(kāi)始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點(diǎn)）。</p><p>　　線圈不能直接接在左邊的母線上。</p><p>　　在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，他很容易引起誤操作，應(yīng)避免。</p><p>　　在梯形圖中沒(méi)有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析PLC的周期

49、掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有電流流動(dòng)，這個(gè)電流只能在梯形圖中單向流動(dòng)—即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下流動(dòng)。</p><p>　　無(wú)論選用何種PLC機(jī)型，所使用的軟件編號(hào)（即地址）必須在該機(jī)型的有效范圍以內(nèi)。</p><p>　　根據(jù)以上規(guī)則和PLC的編程方法和思路編寫(xiě)了本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的梯形圖程序，具體程序如下：</p><p>&

50、lt;b>　　圖5.5</b></p><p>　　4.2.2程序設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>　　當(dāng)門(mén)內(nèi)或門(mén)外有人走過(guò)來(lái)，進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域時(shí)，I0.1或I0.2閉合得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)自動(dòng)門(mén)開(kāi)啟，使人安全進(jìn)出。</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從一知半

51、解到最后逐漸弄懂，在學(xué)習(xí)于動(dòng)手實(shí)踐中得到了科學(xué)啟示，人生感悟。通過(guò)這種開(kāi)放式的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅學(xué)到了知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)了一種新的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會(huì)了如何利用現(xiàn)有的資源（圖書(shū)館資料和網(wǎng)絡(luò)資源），為我終身的繼續(xù)學(xué)習(xí)，創(chuàng)造條件，雖然這次學(xué)習(xí)時(shí)間并不長(zhǎng)，但對(duì)自主學(xué)習(xí)的要求提高了，通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)形式，提高了我的學(xué)習(xí)能力。同時(shí)要謝謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師，如果不是老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的輔導(dǎo)與幫助，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)就不可能順利完成。</p><

52、;p>　　本設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，利用PLC實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單控制，通過(guò)合理的設(shè)備選型和軟件設(shè)計(jì)，提高了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　(1) 李道霖 電氣控制與PLC原理及應(yīng)用.2版.北京：電子工業(yè)出版設(shè)，2009</p><p>　　(2) 廖常初 S7-200P

53、LC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械出版社，2007</p><p>　　(3) 陳艷紅 傳感器與檢測(cè)技術(shù).南京：南京大學(xué)出版社，2010</p><p>　　(4) 許曉峰 電機(jī)及拖動(dòng).3版.北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　(5) 張桂朋 電氣控制及PLC.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　(6) 梁強(qiáng).