《可编程控制器》
课程设计
自动门的控制
院 系： 机械工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1212班 姓 名： 黄健劲 学 号： 1220116226 指导教师： 郭丽华
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目 录
目 录.......................................................................................................................................... 第一章 课程设计任务 ............................................................................................................. 1 第二章 总体方案分析 ............................................................................................................. 2
2.1 分析控制要求 ........................................................................................................ 2 2.2 选择PLC型号 ....................................................................................................... 2 2.3 分配I/O点 ............................................................................................................. 4
第三章 PLC控制系统设计 .................................................................................................... 4
3.1 输入/输出电路设计(参照P125页图4-13) .......................................................... 4 3.2 控制程序设计 ........................................................................................................ 4
3.2.1 梯形图设计 .................................................................................................. 5 3.2.2 指令表 .......................................................................................................... 5 3.3 控制程序分析 ........................................................................................................ 5
第四章 课程设计小结 ............................................................................................................. 8 参 考 文 献 ............................................................................................................................. 9
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第一章 课程设计任务
设计以PLC为控制器的自动门控制系统。在自动门正上方里外各安装一个光电探测开关，当有人欲进入时，光电探测开关检测出有人要进入或出去，从而产生输出信号。PLC获取到该输入信号，启动电机，将门打开。当门打开到一定程度后，碰到限位开关，限位开关动作，产生输出信号，自动门停止动作。等待一时间段后，自动门自动合上。在闭合过程中，如光电探测开关检测有人要进入或出去时，自动门停止闭合，并立刻打开。为了保障门的安全性，设置关门限位开关，从而保障在自动门闭合即将结束时，不会发生两扇门相撞。
（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8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被 启动，电动机反转，当门移动到开门限位开关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8秒等待时间内，若有人员由外到内或由内到外通过光电检 测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，在自动进入关门过程，以 保证人员的安全通过。 （5）开门与关门不可同时进行。
第二章 总体方案分析
2.1 分析控制要求
经分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光电检测开关，限位开关，过载保护开关，直流电机。
现确定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正转——开门，电机反转——关门。
1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过（光电检测开关是脉冲触发须对其自锁）由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正转，到达开门限位开关位置时，电机停止运行。
2）当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时，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，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
5）考虑到自动门在出现故障或在维修的时候，用自动控制从在一定 问题，最后决定加增手动开门和关门开关。 2.2 选择PLC型号
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对于PLC型号的选择问题，则有以下几个方面要考虑：
（1）功能方面 所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力完成控制任务。如对PLC与PLC，PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通讯要求；或对PLC的计算速度，用户程序容量等有特殊要求；或对PLC的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。
（2）价格方面 不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似，质量相当，I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。在使用PLC较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因素。
（3）个人喜好方面 有些工程技术人员对某些品牌的PLC熟悉，所以一般比较喜欢使用这种产品。另外，甚至一些政治因素或个人情感有时也会成为选择的理由。
PLC主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。如模拟量单元，显示设定单元，位置控制单元或热电偶单元等。 对于本课设来说不需要扩展单元与模拟量单元，可知PLC可以选择我们所熟悉的三菱系列PLC,根据以上的分析可知我们可以选择PLC型号为FX2N-32M。
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2.3分配I/O点
I/O分配表 类别 元件 PLC元件 SB1 X01 输 SB2 X02 SB3 X03 入 SB4 X04 SB5 X05 SB6 X06 SB7 X07 SB10 X10 SB11 X11 作用 门外光检测电开关 门内光检测电开关 开门限位电开关 关门限位电开关 过载保护开关 紧急停车开关 启动停止 手动开门 手动关门 输 KM0 出 KM1 KM2 Y0 Y1 Y2 电动机正转接触器 电动机反转接触器 过载保护接触器
第三章 PLC控制系统设计
3.1 输入/输出电路设计
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3.2 控制程序设计3.2.1 梯形图设计
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3.2.2 指令表
指令表 LD X001 OR X002 OR Y000 ANI Y002 AND X007 OR X010 ANI X003 OUT Y000 LD X003 ANI X001 ANI X002 OUT T0 LD T0 OR Y001 ANI Y000 ANI Y002 AND X007 OR X011 ANI X004 OUT Y001 LD X005 OR X006 OR Y002 AND X007 OUT Y002 END 3.3 控制程序分析
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1． 首先按下启动按钮使x007闭合，若外检测开关或内检测开关有信号时x001或x002闭合。由于开门限位开关x003是长闭的，所以y000线圈通电，有原理分析可知光电检测开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。当y000线圈通电时y000闭合，此时电动机正转带动自动门扇移动，执行开门过程。
2． 当门扇完全打开时，使开门限位开关x003打开，y000线圈断电.电动机停止转动。
3． 当门扇停止移动时，由于开门限位开关的长闭变成长开，故使长开闭合。进行8秒的延时，若此时外检测开关或内检测开关x001或x002有信号，则使T0重新延时。
4． 当8秒的延时完毕后T0线圈通电，关门限位开关x004关闭，所以使y001通电并自锁，电机反转执行关门过程。
5． 在关门过程中，若外检测开关或内检测开关x001,x002有信号又使y000通电，由于在关门过程中y000长闭，此时打开并中断关门过程，转向开门过程。
6． 在此控制过程中，为了保证其安全性设置过载保护和紧急停车。 7． 考虑到主动门若出现故障时，使用自动控制系统有所不适，于是设置手动开门和手动关门。
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程序流程图
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第四章 课程设计小结
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程。我开始先认真审题，考虑设计系统的要求及条件，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，做自己力所能及的事。
在这段时间里，让我体会到了PLC这门课程与现实生活中的诸多事物已然挂钩，同时也明白了理论必须经过实践的道理。在实际生活中，很多东西都是理论所不具备的，但又是通过理论而得出的结论与行动。知道了如何来分析得来的知识。
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参考文献
（1）《小型可编程控制器实用技术》 王兆义 机械工业出版社
（2）《可编程控制器教程》 王兆义 机械工业出版社
（3）《机械电气设计简明手册》 韩教礼 机械工业出版社
（4）《可编程控制器的系统设计与应用实例》 成壮行 机械工业出版社
（5）《可编程控制器基础及编程技巧》 陈 宇 华南理工大学出版社
（6）《可编程控制器原理 应用 实验》 常斗南 机械工业出版社
（7）《FX2系列小型可编程序控制器编程手册》
（8）《可编程序控制器（PC）例题习题及实验指导》杨长能 重庆大学出版社
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