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1、 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 題目： 自動(dòng)門控制裝置 學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 儀表二班 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 韓立強(qiáng) 教師職稱： 副教授 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：自動(dòng)化儀表 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)（班級(jí)） 儀表二班 設(shè)計(jì)題目 自動(dòng)

2、門控制裝置 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 完成自動(dòng)門控制裝置，包括編寫(xiě)程序和硬件接線圖，要求當(dāng)有人按下開(kāi)門開(kāi)關(guān)時(shí)，門自動(dòng)打開(kāi)，然后又能自動(dòng)關(guān)閉。該控制系統(tǒng)有4個(gè)輸入點(diǎn)，2個(gè)輸出點(diǎn)。I/O點(diǎn)總數(shù)為13個(gè)。工藝控制簡(jiǎn)單，但是對(duì)系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性能要求很高，所以采用PLC控制。 設(shè) 計(jì) 要 求 1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。 2）自動(dòng)門在開(kāi)門位置停止8秒后。自動(dòng)門進(jìn)入關(guān)閉過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)K4時(shí)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。 3）在關(guān)

3、門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。 4）在門打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。 工 作 量 1熟悉相關(guān)plc開(kāi)發(fā)軟件 2繪制電氣原理圖：包括主電路、控制電路、PLC硬件電路、I/O接口表 3編寫(xiě)PLC控制程序（梯形圖和指令表） 工 作 計(jì) 劃 1.第一天安裝plc開(kāi)發(fā)軟件（GX Developer）,熟悉該軟件的操作 2 認(rèn)真分析任務(wù)說(shuō)明書(shū)，根據(jù)題目要求理清設(shè)計(jì)思路，畫(huà)設(shè)計(jì)流程圖。 3 編

4、寫(xiě)plc控制程序（梯形圖和指令表）,并繪制電氣原理圖 4 進(jìn)行編寫(xiě)程序的調(diào)試，觀察時(shí)序圖 5 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 參 考 資 料 《PLC電氣控制技術(shù)》，漆漢宏 主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年 《FX系列PLC編程及應(yīng)用》，寥常初 主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年 其他資料 指導(dǎo)教師簽字 韓立強(qiáng) 基層教學(xué)單位主任簽字 謝平 說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。 2013年 7 月 2 日 目錄 摘要………………………………………………………………………………1

5、 第一章 plc簡(jiǎn)介……………………………………………………………………………2 第二章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………4 2.1自動(dòng)門的功能需求分析…………………………………………………………4 2.2自動(dòng)門的控制要求……………………………………………………………4 2.3自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成……………………………………………………………5 第三章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)………………………………………………………5 3.1PLC 的選型………………………………………………………………………5 3.2檢測(cè)開(kāi)關(guān)…………………………………………

6、………………………………6 3.3限位開(kāi)關(guān)…………………………………………………………………………7 3.4I/O地址分配表…………………………………………………………………7 3.5電路連接圖……………………………………………………………………7 第四章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)…………………………………………8 4.1工作過(guò)程分析………………………………………………………………8 4.2梯形圖程序………………………………………………………………9 4.2.1梯形圖的概述……………………………………………………………9 4.2.2梯形圖的設(shè)計(jì)…………………………………………

7、…………………10 第五章 程序調(diào)試…………………………………………………………………………11 心得體會(huì)……………………………………………………………………………………15 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………16 附錄 19 摘要 本文是關(guān)于自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，自動(dòng)門系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、感應(yīng)器件、驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置組成。主要工作原理是感應(yīng)器件將檢測(cè)到的人體或物體信號(hào)傳送到

8、PLC，PLC再綜合收到的自動(dòng)門狀態(tài)信號(hào)作出判斷，而后發(fā)出控制信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，在通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)門的動(dòng)作。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PLC不斷的更新，PLC控制已成為自動(dòng)控制中最常見(jiàn)的方式之一。自動(dòng)門就是自動(dòng)控制應(yīng)用的以典型例子，由于可編程控制器具有很好的處理自動(dòng)門開(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)門的生產(chǎn)商家很多都運(yùn)用PLC來(lái)做門的控制器。目前自動(dòng)門在日常生活中用越來(lái)越廣泛。PLC控制具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 第一章PLC簡(jiǎn)介 可編程控制器，英文Programmable

9、Controller,簡(jiǎn)稱PLC，本課題中用PLC作為它的簡(jiǎn)稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它以微處理器為核心，集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過(guò)運(yùn)行儲(chǔ)存在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。 PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息交換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過(guò)程一般不考慮的。而PLC則要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性、以及信息的實(shí)際使用。特別要考慮怎樣適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝便于門內(nèi)外感應(yīng)采集信號(hào)，便于維

10、修和抗干擾等問(wèn)題，入出信息變換及可靠地物理實(shí)現(xiàn)，可以說(shuō)是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本點(diǎn)。PLC可以通過(guò)他的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電器控制裝置多得多、強(qiáng)得多。 PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本功能： （1） 邏輯處理功能； （2） 數(shù)據(jù)運(yùn)算功能； （3） 準(zhǔn)確定時(shí)功能； （4） 高速計(jì)數(shù)功能； （5） 中斷處理(可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷)功能； （6） 程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能； （7） 聯(lián)網(wǎng)通信功能 ； （8） 自檢測(cè)、自診斷功能。 可以說(shuō)，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC幾乎都可以

11、做到。像 PLC這樣，集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒(méi)有的，更是傳統(tǒng)的繼電器控制電路所無(wú)法比擬的。豐富的功能為PLC 的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時(shí)，也為自動(dòng)門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件。 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是復(fù)雜多樣的，它們對(duì)控制的要求也各不相同。PLC專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程人員的歡迎。其主要特點(diǎn)有: (1) 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性能高 (2) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng) (3) 編程方便，易于使用 (4) 功能強(qiáng)大，成本低 (5) 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短 (6) 維護(hù)方便 （1）PLC與其它典型控制系統(tǒng)的區(qū)別 繼電器控

12、制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)。是設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點(diǎn)在開(kāi)閉時(shí)易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。 a． 控制邏輯 繼電器控制邏輯采用硬件接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)，及時(shí)間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想在改變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每個(gè)只有4-8對(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差，而PLC采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序方式儲(chǔ)存在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需要改變程序即可，因此靈活性和擴(kuò)展性很好。 b.工作方式 電源接通時(shí)，繼電器控制線路中各繼電器

13、同時(shí)處于受控制狀態(tài)，它屬于并行方式。而PLC得控制邏輯中，各內(nèi)部期間都處于周期性掃描過(guò)程中，各種邏輯、數(shù)值輸出地結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計(jì)算出來(lái)的，它屬于串行方式。 PLC有微型計(jì)算機(jī)的許多特點(diǎn)，但他的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。而PLC則采用不斷循環(huán)的順序掃描的工作方式。每次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令開(kāi)始，按順序逐條的執(zhí)行用戶程序知道用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開(kāi)始新一輪的掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始的重復(fù)上述循環(huán)掃描的，這種工作方式是在系統(tǒng)的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出

14、相應(yīng)的控制信號(hào)。 PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，所以他的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)的工作原理基礎(chǔ)上的，即通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是CPU是分時(shí)操作方式來(lái)處理各項(xiàng)任務(wù)的，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序一次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作，便成為時(shí)間上的串行。由于運(yùn)算速度極高，各電器的動(dòng)作似乎是同時(shí)完成的，但實(shí)際輸入輸出的響應(yīng)是有滯后的。 c.控制速度 繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)開(kāi)閉動(dòng)作一般幾十毫秒數(shù)量級(jí)。另外機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題；而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快，一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在

15、微秒數(shù)量級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。 第二章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2.1在自動(dòng)門的功能需求分析 本設(shè)計(jì)面向市場(chǎng)的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)市場(chǎng)中對(duì)自動(dòng)門的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門為了便于維護(hù)，自動(dòng)門應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。當(dāng)信號(hào)采集裝置檢測(cè)到有人接近門口且門未打開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門口且門未關(guān)閉，PLC動(dòng)作輸出信號(hào)開(kāi)控制點(diǎn)動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)開(kāi)門或者關(guān)門。 2.2自動(dòng)門的控制要求 （1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 （2）自動(dòng)門在開(kāi)門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門

16、過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 （3）在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。 （4）在門打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(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8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。 2.3自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成 自動(dòng)門控制系統(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)電動(dòng)控制方式，此種控制方式為目前大多自動(dòng)門的控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門的開(kāi)

17、和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。 2.4流程圖 見(jiàn)附錄 第三章硬件控制 3.1 PLC的選擇 在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需要的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 （1） 輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，在增加10%到20%的可擴(kuò)展。余

18、量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入6點(diǎn)，輸出2點(diǎn)。 （2） 存儲(chǔ)器容量的選擇 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器的容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，須在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)，能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)代替，存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的形式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10到15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字）

19、，另外再按次數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)索要儲(chǔ)存的程序，這樣才能在以后的改造過(guò)程中有足夠的空間。 （3） 控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等性能的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的要求，主要介紹一下幾種功能的選擇。 a 控制功能 PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需要的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。 b編程功能 離線編程方式：PLC和編程器共用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CP

20、U只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。 五種標(biāo)準(zhǔn)化變成語(yǔ)言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)言表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)（IEC611

21、3123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言變成方式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。 c診斷功能 PLC的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟鍵對(duì)PLC的CPU玉外部輸入輸出等部件信息叫喚功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。 3.2光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) 它是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱，是利用被測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通所要接通的電路，從而檢測(cè)物體的有無(wú)。物體不限于金屬，所有能

22、反射光線的物體均可檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)化為光信號(hào)射出，接受器再根據(jù)接受到的光線強(qiáng)弱或有無(wú)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。 3.3限位開(kāi)關(guān) 限位開(kāi)關(guān)又稱行程開(kāi)關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出控制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置的一種自動(dòng)控制器件。限位開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程控制。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)到某一運(yùn)動(dòng)位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)通過(guò)機(jī)械可動(dòng)部分的動(dòng)作，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的控制，限制它們的動(dòng)作和位置，借此對(duì)生產(chǎn)機(jī)械給以必要的保護(hù)。 3.4 I/O地址分配表 輸入/輸出信號(hào)在PLC接線端子的地址分配

23、是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。對(duì)軟件設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，I/O地址分配以后才可進(jìn)行編程；對(duì)控制柜及PLC的外圍接線來(lái)說(shuō)，只有I/O地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)線路圖來(lái)安裝控制柜。I/O地址分配是編寫(xiě)PLC程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)成接線和調(diào)試的重要依據(jù)。 PLC控制系統(tǒng)的I/O地址分配如下表： X0 門外光檢測(cè)電開(kāi)關(guān) X1 門內(nèi)光檢測(cè)電開(kāi)關(guān) X2 開(kāi)門限位電開(kāi)關(guān) X3 關(guān)門限位開(kāi)關(guān) X4 手動(dòng)開(kāi)門 X5 手動(dòng)關(guān)門 Y1 電機(jī)正轉(zhuǎn) Y2 電機(jī)反轉(zhuǎn) 3.5 電路連接圖 主電路圖：

24、外部硬件連接電路 第四章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4.1 工作過(guò)程的分析 根據(jù)本課題的控制要求和安全要求，所設(shè)計(jì)的程序按照下圖所示的流程運(yùn)行，已達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)，工作流程如下： （1）首先按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體信號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正傳，帶動(dòng)自動(dòng)門執(zhí)行開(kāi)門過(guò)程。 （2）當(dāng)門完全打開(kāi)之后，使開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，此時(shí)自動(dòng)門停止，進(jìn)行8秒延時(shí)。 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) （3）當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過(guò)程。在關(guān)門過(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)門轉(zhuǎn)向開(kāi)門過(guò)程。 （4）考慮到

25、自動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動(dòng)開(kāi)門和手動(dòng)關(guān)門。以上工作過(guò)程可用流程圖表達(dá)如附圖所示。 4.2梯形圖程序 4.2.1梯形圖的概述 PLC是專門為工業(yè)控制而開(kāi)發(fā)的裝置，其主要使用者工廠廣大電氣技術(shù)人員，為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常PLC不采用微機(jī)的編程語(yǔ)言，而常常采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）1994年5月公布的IEC1131-3(可編程控制器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn))詳細(xì)的說(shuō)明了句法、語(yǔ)義和下述5中編程語(yǔ)言：功能表圖（sequential function chart）、梯形圖（ladder diagram）、功能塊圖(fu

26、nction black diagram)、指令表（ Instruction Iist）結(jié)構(gòu)文本（strured text）。梯形圖和功能塊圖為圖形語(yǔ)言，指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語(yǔ)言，功能表是一種結(jié)構(gòu)塊控制流程圖。 梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來(lái)描述程序的一種設(shè)計(jì)語(yǔ)言。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果，每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件的結(jié)果表示在右面。 梯形圖設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常見(jiàn)的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)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

27、邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛應(yīng)用。 梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)： 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； 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)； 3.與原有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； 梯形圖是使用的最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言梯形圖與電氣控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電器人員掌握，特別適用于開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯

28、形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。 4.2.2 梯形圖的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)梯形圖的基本方法和步驟： （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 （2）將所有的輸入信號(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。 （3）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。 （4）以梯形圖的形式來(lái)描述控制要求

29、，繪制梯形圖要遵循編程原則。 （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。 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)門控制系統(tǒng)的梯形圖程序，具體程序如下： 步進(jìn)梯形圖 第五章 程序調(diào)試 5.1當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門 5.2到達(dá)關(guān)門限位開(kāi)關(guān)處電機(jī)反轉(zhuǎn)停止 5.3等待8秒進(jìn)入關(guān)門過(guò)程 5.4等待過(guò)程有人經(jīng)過(guò)重新計(jì)時(shí) 5.5關(guān)門過(guò)程中有人經(jīng)過(guò)自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門過(guò)程 5.6開(kāi)門到限位開(kāi)關(guān)處等待過(guò)程 心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)為數(shù)不多天數(shù)

30、的PLC課程設(shè)計(jì)，首先讓我明白了PLC在現(xiàn)實(shí)生活中有這么大的作用，這次課設(shè)讓我對(duì)PLC產(chǎn)生了非常大的興趣，我個(gè)人非常想從事控制方面事業(yè)，這對(duì)我以后的發(fā)展有很大的幫助，在這里感謝老師找了這么多聯(lián)系實(shí)際的題目，使我對(duì)PLC這門學(xué)科有了初步了解，同時(shí)在課設(shè)期間，為了完成任務(wù)，查閱了許多的資料，對(duì)PLC有了更深的了解。 參考文獻(xiàn) 《PLC電氣控制技術(shù)》，漆漢宏 主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2006年 《FX系列PLC編程及應(yīng)用》，寥常初 主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年

31、 附錄 指令表1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 開(kāi)始 手動(dòng)/自動(dòng)選擇 檢測(cè)是否有人 自動(dòng) 手動(dòng) 是 門開(kāi)始打開(kāi) 門開(kāi)到底 是 門開(kāi)始關(guān)閉 檢測(cè)是否有人 是 門關(guān)到底 運(yùn)行結(jié)束 開(kāi)始計(jì)時(shí) 檢測(cè)是否有人 計(jì)時(shí)8秒 否 否 否 按下開(kāi)門按鈕 門打開(kāi) 按下開(kāi)門按鈕 門關(guān)閉 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)表 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯小組評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)： 評(píng)閱人： 年 月 日 課程設(shè)計(jì)總成績(jī)： 答辯小組成員簽字： 年 月 日 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 共 頁(yè) 第 頁(yè)