基于S7-200PLC的自动卷闸门控制系统.docx

1、学号电气控制与PLC课 程 设 计（ 2011级本科） 题 目： 基于S7-200自动卷闸门系统设计 系（部）院： 物理与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： 指导教师： 职称： 副 教 授 完成日期： 2014 年 6 月 30 日课程设计任务书学生姓名 学号专业方向电气工程及其自动化班级11级1班题目名称基于S7-200PLC的自动卷闸门控制系统一、设计内容及技术要求：设计一个自动卷闸门PLC控制系统； 1. 当光电检测开关检测到有人通过时自动开门；2. 用定时器设定自动门自动控制的时间为10秒；3. 当人通过时，到达定时时间且自动关门；4. 在关门的过程中如果再有人通过

2、光电检测开关时，能马上停止关门并进入开门状态，且重新定时10秒；5.当有人站在门口没有进入时,检测开关就一直检测到信号,定时器时器处于循环定时状态, 门将会一直开着。二、课程设计说明书撰写要求：1. 完成系统组态或硬件配置；2. 正确合理地进行编程元件的地址分配；3. 画出输入/输出接线图及相关的图纸；4. 设计梯形图控制程序，并模拟调试；5. 完成设计说明书（包括封面、目录、设计任务书、设计思路、硬件设计、软件设计、总结体会、参考文献等）。三、设计进度 第一周星期一上午 讨论论文题目星期一下午 查资料星期二至星期三 根据收集到的资料进行方案选择，并列出提纲。星期四至星期五 收集资料设计自动门

3、程序。星期六至星期天 修改程序并完成调试。第二周 星期一至星期二 查找资料设计自动门结构。星期三值星期四 PLC的I/O分配、外围电路设计。 星期五 打印并进行毕业答辩。 答辩 指导老师签字：目录一设计的目的和意义11.1自动卷闸门设计的目的11.2自动卷闸门设计的意义2二总体方案设计22.1设计任务22.2控制要求2三硬件设计43.1传动装置43.2流程图设计53.3继电器控制线路图63.4PLC控制输入输出接线7四软件设计74.1自动卷闸门IO点数分配表74.2梯形图8五仿真调试95.1仿真结果95.2过程分析11六总结12参考文献13一设计的目的和意义1.1自动卷闸门设计的目的随着电子技

4、术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动卷闸门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动卷闸门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动卷闸门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。1.2自动卷闸门设计的意义自动卷闸门在日常生活中的应用越来越广泛，在超级市场、公共建筑、银行、医院入口，经常使用自动卷闸门控制系统。使用自动卷闸门，可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出口显得庄重高档。自动卷闸门的PLC控制技术的应用，可以推动自动卷闸门行业的发展，扩大PLC在自动卷闸门行业乃至整个自动化行业的应用，具

5、有一定的经济和理论研究价值。二总体方案设计2.1设计任务设计一个自动卷闸门PLC的控制系统； 1) 当光电检测开关检测到有人通过时自动开门；2) 用定时器设定自动卷闸门自动控制的时间为10秒；3) 当人通过时，到达定时时间且自动关门；4) 在关门的过程中如果再有人通过光电检测开关时，能马上停止关门并进入开门状态，且重新定时10秒； 5) 当有人站在门口没有进入时,检测开关就一直检测到信号,定时器时器处于循环定时状态, 门将会一直开着； 2.2控制要求自动卷闸门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到位限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）

6、、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。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，到达开关限位开关K3位置时，电机停止运行。2) 自动卷闸门在开门位置停留10秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关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10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K2或K1时，必须重新开始等待10秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过

7、。考虑到本设计面向商场入口的应用，需要有安全性和可靠性。根据商场中对自动卷闸门的具体要求，本课题所设计的自动卷闸门还应具有以下功能：* 开门和关门控制应有手动和自动方式为了便于维护，自动卷闸门应具有手动和自动方式。当信号采集装置检测到有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门口且门未关闭，PLC动作输出信号开控制点动机正转或者反转来开门或者关门。* 紧急停止当自动卷闸门出现夹人现象时，可闭合紧急停止开关，自动卷闸门自动进入开门过程。自动卷闸门控制系统包含PLC控制和执行元件构成。采用自动和手动控制方式，此种控制模式为目前大多自动卷闸门的控制方式。本课题所设计的自动卷闸门控制系统采用PLC为控

8、制中心来控制传动机构从而控制门的开和关实现门的自动化控制。三硬件设计3.1传动装置本控制系统所用到的传动装置具体包括如下：1) 自动卷闸门行进轨道就像火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向进行。2) 自动卷闸门吊具走论系统：用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。3) 同步皮带：用于传输电机所产动力，牵引自动卷闸门吊具走论系统。4） 两侧导向系统：是自动感应门门扇两侧的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。3.2流程图设计图3-1自动卷闸门控制流程图3.3继电器控制线路图图3-2 自动卷闸门启动控制电路3.4PLC控制输入输出接线图3-3 PLC控制输入输出接线

9、方式四软件设计4.1自动卷闸门IO点数分配表表4-1 IO点数分配表输入输出代号输入触点功能说明代号输出线圈功能说明SB1I0.1门外光检测开关KM1Q0.0正转SB2I0.2门内光检测开关KM2Q0.1反转SB3I0.3开门限位KM0Q0.2保护SB4I0.4关门限位SB5I0.5过载保护SB6I0.6紧急停车开关SB10I1.0手动开门SB11I1.1手动关门4.2梯形图 五仿真调试5.1仿真结果5.2过程分析1) 首先按下启动按钮使I0.7闭合，若外检测开关或内检测开关有信号时I0.1或I0.2闭合。由于开门限位开关I0.3是长闭的，所以Q0.0线圈通电，有原理分析可知光电检测开关的触发

10、方式是脉冲触发所以需要自锁。当Q0.0线圈通电时Q0.0闭合，此时电动机正转带动自动卷闸门移动，执行开门过程。2) 当门扇完全打开时，使开门限位开关I0.3打开，Q0.0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I0.1或I0.2有信号，则使T37重新延时。4) 当8秒的延时完毕后T37线圈通电，关门限位开关关闭，所以使Q0.1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I0.1,I0.2有信号又使Q0.0通电，由于在关门过程中Q0.0长闭，此时变为打开并中断关门

11、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。六总结PLC技术对于我们这个专业来说是非常重要的，PLC技术在日常生活中也是到处可见的，虽然我对这门专业的了解还只是冰山一角，但是通过本次课设，让我对PLC这门专业的兴趣更加的浓，所以我想在以后的生活学习中多看一些关于PLC的知识，多学习，多思考，多应用！通过这次设计使我学会如何去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

12、能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。参考文献1张晓峰.电气控制与可编程控制技术及应用M.北京:国防工业出社,2010. 2宋伯生.PLC.编程理论.算法及技巧M.北京:机械工业出版社,2005.3吴明亮,蔡文忠.可编程控制器实训教程M.北京:化学工业出版社,2005.4贾德胜.PLC应用开发实用子程序M.北京:人民邮电出版社,2006.5陈忠华.可编程控制器与工业自动化M.北

13、京:机械工业出版社,2005.6崔元明.可编程器件应用指导M.北京:清华大学出版社,2000.7袁任光.可编程控制器选用手册M.北京:机械工业出版社,2002.8胡学林.可编程控制器教程M.北京:电子工业出版社,2005.9王坚.可编程控制器原理与应用M.北京:清华大学出版社,2002.PLC课程设计成绩评定表姓 名王帆 学 号专业班级 电气工程及其自动化111班 课程设计题目：基于S7-200的自动卷闸门设计 成绩评定依据：评 定 项 目评 分 成 绩1.设计方案可行性及其选优（20分）2.设计过程及结果（40分）3.平时成绩（态度认真、遵守纪律）（10分）4.设计报告的规范性、参考文献（不少于5篇）（10分）5.答辩（20分）总 分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 年 月 日