畢業(yè)設(shè)計論文西門子PLC課程設(shè)計專 業(yè)： xxx 班 級： xxx 姓 名： xxx 學(xué) 號： xx 設(shè)計題目： 自動門控制裝置 設(shè)計報告格式20分設(shè)計內(nèi)容60分10分10分總計得分封面3頁面布局5目錄格式3圖表質(zhì)量4間距、行距、字體6工藝過程分析8系統(tǒng)控制要求8I/O分配5設(shè)備選型5電氣原理圖系統(tǒng)程序設(shè)計10動手實踐能力10總印象評分10主電路8控制電路8外圍接線圖8 2008年12月目錄第1章 分析評估及控制任務(wù)221.2 課題的控制任務(wù)2 1.2.1 課題內(nèi)容 2 1.2.2 控制要求 2第2章 plc的發(fā)展史42.1 plc的起源42.2 plc的功能42.3 plc的主要特點42.4 plc的聯(lián)網(wǎng)與通信5第3章 plc的選型 6 3.1 plc容量的選擇 6 3.2 plc及外設(shè)型號的選擇6第4章 功能器件的基本工作原理8 4.1自動感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理 88 4.3 限位開關(guān)的工作原理910第5章 I/O地址分配11第6章 電氣原理圖12 6.1 方案說明12 6.2 程序流程圖13 6.3 繼電器接觸控制圖14 6.4 plc控制輸出輸入接線14第7章 系統(tǒng)程序設(shè)計15 7.1 梯形圖15 7.2 過程分析17第8章 總結(jié)18參考文獻(xiàn)19第1章 分析評估及控制任務(wù) 隨著PLC功能的不斷提高和完善，PLC幾乎可以完成工業(yè)領(lǐng)域的所有任務(wù)。但PLC還是有它最適合的應(yīng)用場合，所以在接到一個控制任務(wù)后，要分析被控對象的控制過程和要求，看看用什么控制裝備（PLC，單片機(jī)，DCS或IPC）來完成該任務(wù)最合適，比如儀器及儀表裝置，家電的控制器就要用單片機(jī)來做；大型的過程控制系統(tǒng)大部分要用DCS來完成。而PLC最合適的控制對象是：工業(yè)環(huán)境較差，而對安全性，可靠性要求較高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入/輸出以開關(guān)量為主的工業(yè)制動控制系統(tǒng)或裝置。其實，現(xiàn)在的可編程控制器不僅處理開關(guān)亮，而且對模擬量的處理能力也很強(qiáng)。所以在很多情況下，也可以取代工業(yè)控制計算機(jī)（IPC）作為主控制器，來完成復(fù)雜的工業(yè)控制任務(wù)?？刂茖ο蠹翱刂蒲b置（選定為PLC）確定后，還要進(jìn)一步確定PLC的控制范圍。一般來說，能夠反映生產(chǎn)過程的運(yùn)行情況，能用傳感器進(jìn)行直接測量的參數(shù)，控制邏輯復(fù)雜的部分都由PLC完成。另外，如緊急情況停車的環(huán)節(jié)，對主要控制對象還要加上手動控制功能，這就需要在設(shè)計電氣系統(tǒng)原理圖與編程時統(tǒng)一考慮。1.2.1課題內(nèi)容： 1自動門控制裝置的硬件組成： 自動門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1，門外光電探測開關(guān)K2，開門到位限位開關(guān)K3，關(guān)門到位限位開關(guān)K4，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動機(jī)正轉(zhuǎn)），關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。： （1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或k2時，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。 （2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被啟動，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到開門限位開關(guān)K4位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入關(guān)門程序。（4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，在自動進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員的安全通過。第二章 plc的發(fā)展史2.1 PLC的起源 PLC是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的。自1836年繼電器問世，人們就開始用導(dǎo)線將它同開關(guān)器件巧妙地連接，構(gòu)成用途各異的邏輯控制或順序控制。上世紀(jì)60年代末，它不斷吸收微電腦技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的控制任務(wù) 。隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的飛速發(fā)展、微處理器的出現(xiàn)，以及流程加工行業(yè)（如汽車制造業(yè)）對生產(chǎn)流程迅速、頻繁變更的需求，PLC技術(shù)出現(xiàn)并快速發(fā)展。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期的PLC從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及PID回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代PLC。但是，仍然沿用著順序掃描、程控等基本模式及CPU+通信+I/O的基本結(jié)構(gòu)。PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場和市場的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡便、低價格長壽命。它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時間和成本。PLC的下端(輸入端)為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計算機(jī)。人們在應(yīng)用它時，可以不必進(jìn)行計算機(jī)方面的專門培訓(xùn)，就能對可編程控制器進(jìn)行操作及編程。2.2 PLC的功能1、數(shù)據(jù)采集與輸出。2、控制功能。包括順序控制、邏輯控制、定時、計數(shù)等。 3、數(shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)算、比較、對字節(jié)的運(yùn)算、PID運(yùn)算、濾波等。 4、輸入/輸出接口調(diào)理功能。具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能，通過I/O模塊完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動等測量接口。 5、通信、聯(lián)網(wǎng)功能。現(xiàn)代PLC大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有RS232或RS485接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制，多臺 PLC可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺或多臺可編程控制器的信號處理單元之間，實現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文文件轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時，可由一臺計算機(jī)與多臺PLC構(gòu)成"集中管理、分散控制"的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。通常所說的SCADA系統(tǒng)，現(xiàn)場端和遠(yuǎn)程端也可以采用PLC作現(xiàn)場機(jī)。 6、支持人機(jī)界面功能。提供操作者以監(jiān)視機(jī)器/過程工作必需的信息。允許操作者和PC系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便作決策和調(diào)整，實現(xiàn)工業(yè)計算機(jī)的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。 7、編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。2.3 PLC的主要特點1)、可靠性高。PLC的MTBF一般在4000050000h以上，有的在1020萬h，且均有完善的自診斷功能。2)、結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的PLC只有6點，而AB的ControlLogix系統(tǒng)的容量達(dá)128000點。3)、功能強(qiáng)大。4)、編程方便?？刂凭哂袠O大靈活性。5)、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。6)、安裝、維修簡單7)、與DCS相比，價格低。8)、當(dāng)前PLC產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場總線的發(fā)展潮流。2.4 PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信PLC的通信包括PLC之間、PLC與上位計算機(jī)之間以及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。PLC系統(tǒng)與通用計算機(jī)可以直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)接器相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成"集中管理、分散控制"的分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化(FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要，各PLC系統(tǒng)或遠(yuǎn)程I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場分散控制，然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前各廠商都主推各自的總線標(biāo)準(zhǔn)，如西門子Profibus、A-B ControlNet及DeviceNet、莫迪康Modbus等等。但其構(gòu)成的"集中管理、分散控制"分布式控制方式是十分類似的。如ROCKWELL（A-B）推出了"全方位自動化"的理念，推薦三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即1）設(shè)備層（DeviceNet為代表）；2）控制層（ControlNet為代表）；3）管理層（EtheNet）。1)、與DCS的差別。集散系統(tǒng)DCS從工業(yè)自動化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計算機(jī)為中心的集散系統(tǒng)，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢，初期主要用在連續(xù)過程控制，側(cè)重回路調(diào)節(jié)功能，滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求。硬件結(jié)構(gòu)方面，總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，兼容性強(qiáng)，軟件資源豐富，特別是有實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速、實時性強(qiáng)、模型復(fù)雜和計算工作量大的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，主要用在離散制造、工序控制，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。PLC在自身發(fā)展同時，也在吸收DCS系統(tǒng)的優(yōu)點。PLC在過程控制的發(fā)展將是與現(xiàn)場總線技術(shù)結(jié)合，發(fā)展向下拓展功能，開放總線。2)、市場占有率1987年世界PLC的銷售額為25億美元，此后每年以20%左右的速度遞增。進(jìn)入90年代以來，世界PLC的年平均銷售額在55億美元以上，其中我國約占1%。當(dāng)前，PLC在國際市場上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品，用PLC設(shè)計自動控制系統(tǒng)已成為世界潮流。圖1為PLC產(chǎn)品、PID調(diào)節(jié)裝置、DCS系統(tǒng)、個人計算機(jī)等銷售額（美元）的對比，圖2為市場增長率的對比。第3章 PLC的選型當(dāng)某一個控制任務(wù)決定由PLC來完成后，選擇PLC就成了最重要的事情，一方面是選擇多大容量的PLC，另一方面是選擇什么公司的PLC及外設(shè)。3.1 PLC容量的選擇對PLC容量的選擇問題，首先要對控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的I/O點找出來，包括開關(guān)量I/O和模擬量I/O以及這些I/O點的性質(zhì)。I/O點的性質(zhì)主要指他們是直流信號還是交流信號，它們的電源電壓，以及輸出是用繼電器型還是用晶體管或是可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點的類型非常關(guān)鍵，如果它們之中既有交流220V的接觸器，電磁閥，又有直流24V的指示燈，則最后選用的PLC的輸出點數(shù)有可能大于實際點數(shù)。因為PLC的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。所以一旦它們是交流220V的負(fù)載使用，則直流24V的負(fù)載只能使用其他組的輸出端了。這樣有可能造成輸出點數(shù)的浪費(fèi)，增加成本。所以要盡可能選擇先同等級的PLC使用最多，但對于要求高速輸出的情況，如運(yùn)動控制時的高速脈沖數(shù)出，就可以定下選用多少點和I/O是什么類型的PLC了。根據(jù)本課程設(shè)計的題目及要求可知門內(nèi)光電探測開關(guān)K1，門外光電探測開關(guān)K2,開門到位限位開關(guān)K3,關(guān)門到位限位開關(guān)K4,都是輸入觸點，所以該系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點4個。另外，該系統(tǒng)還有開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1，(使直流電動機(jī)正轉(zhuǎn))，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)），短接啟動電阻接觸器KM3等都是輸出觸點，所以該系統(tǒng)共有開關(guān)量輸出點3個。又根據(jù)課題要求可知PLC選用輸入電源為24VDC，輸出電源也是24VDC,選擇輸出口器件類型為Relay即繼電器的PLC。3.2 PLC及外設(shè)型號的選擇 對于PLC及外設(shè)型號的選擇問題，則有以下幾個方面要考慮： （1）功能方面 所有PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力完成控制任務(wù)。如對PLC與PLC，PLC與智能儀表及上位機(jī)之間有靈活方便的通訊要求；或?qū)LC的計算速度，用戶程序容量等有特殊要求；或?qū)LC的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對市場上流行的PLC品種有一個詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。 （2）價格方面 不同廠家的PLC產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似，質(zhì)量相當(dāng)，I/O點數(shù)相當(dāng)?shù)腜LC的價格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價當(dāng)然是必須考慮的因素。 （3）個人喜好方面 有些工程技術(shù)人員對某些品牌的PLC熟悉，所以一般比較喜歡使用這種產(chǎn)品。另外，甚至一些政治因素或個人情感有時也會成為選擇的理由。 PLC主機(jī)選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應(yīng)的配套模塊也就選定了。如模擬量單元，顯示設(shè)定單元，位置控制單元或熱電偶單元等。名稱代碼地址編號 輸 入 信 號門內(nèi)光電探測開關(guān)K1門外光電探測開關(guān)K2開門到位限位開關(guān)K3關(guān)門到位限位開關(guān)K4輸 出 信 號開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2短接啟動電阻接觸器KM3表3-1 輸入/輸出信號的名稱、代碼及地址編號 對于本課設(shè)來說不需要擴(kuò)展單元與模擬量單元，據(jù)上表可知選擇PLC可以選擇我們所熟悉的西門子系列PLC,根據(jù)以上的分析可知我們可以選擇主機(jī)型號為CPU221/DC/DC/Relay的S7-200系列PLC。第四章 功能器件的基本工作原理4.1 自動感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理首先，平移式自動感應(yīng)門機(jī)組由以下部件組成： （1） 主控制器：它是自動感應(yīng)門的指揮中心，通過內(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)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。 （2） 感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動的物體進(jìn)入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號； （3） 動力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動力，控制自動感應(yīng)門門扇加速與減速運(yùn)行。 （4） 自動感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。 （5） 門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運(yùn)行。 （6） 同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動力，牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。 （7） 下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時出現(xiàn)前后門體擺動。 當(dāng)自動感應(yīng)門門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下： 感應(yīng)探測器探測到有人進(jìn)入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動力傳給同步帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使自動感應(yīng)門扇開啟；自動感應(yīng)門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動感應(yīng)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動，關(guān)閉自動感應(yīng)門4.2 自動門的分類圖4-1 弧形自動門圖4-2 雙重平移自動門圖4-3 雙扇平移自動門4.3 限位開關(guān)的工作原理行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動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似。行程開關(guān)廣泛用于各類機(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)。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動復(fù)位和雙滾輪(羊角式)非自動復(fù)位式，雙滾輪行移開關(guān)具有兩個穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路。4.4 光電開關(guān)介紹1）、工作原理光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。2）、光電開關(guān)的分類及術(shù)語解釋（1）、分類漫反射式光電開關(guān)：它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測物體經(jīng)過時，物體將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。當(dāng)被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測模式。鏡反射式光電開關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡反射回接收器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測開關(guān)信號。對射式光電開關(guān)：它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。當(dāng)檢測物體為不透明時，對射式光電開關(guān)是最可靠的檢測裝置。槽式光電開關(guān)：它通常采用標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號。槽式光電開關(guān)比較適合檢測高速運(yùn)動的物體，并且它能分辨透明與半透明物體,使用安全可靠。光纖式光電開關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，可以對距離遠(yuǎn)的被檢測物體進(jìn)行檢測。通常光纖傳感器分為對射式和漫反射式。（2）術(shù)語檢測距離：是指檢測體按一定方式移動，當(dāng)開關(guān)動作時測得的基準(zhǔn)位置（光電開關(guān)的感應(yīng)表面）到檢測面的空間距離。額定動作距離指接近開關(guān)動作距離的標(biāo)稱值?；夭罹嚯x：動作距離與復(fù)位距離之間的絕對值。響應(yīng)頻率：在規(guī)定的1s的時間間隔內(nèi)，允許光電開關(guān)動作循環(huán)的次數(shù)。輸出狀態(tài)：分常開和常閉。當(dāng)無檢測物體時，常開型的光電開關(guān)所接通的負(fù)載由于光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作，當(dāng)檢測到物體時，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。檢測方式：根據(jù)光電開關(guān)在檢測物體時發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接收器的途徑的不同，可分為漫反射式、鏡反射式、對射式等。輸出形式：分NPN二線、NPN三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、PNP四線、AC二線、AC五線（自帶繼電器），及直流NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。指向角。第5章 I/O地址分配 輸入/輸出信號在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。對軟件設(shè)計來說，I/O地址分配以后才可進(jìn)行編程；對控制柜及PLC的外圍接線來說，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)線路圖和安裝控制柜。 分配輸出點地址時，要注意負(fù)載類型的問題。 在進(jìn)行I/O地址分配時最好把I/O點的名稱、代碼和地址以表格的形式列寫出來。 控制系統(tǒng)的輸入/輸出信號的名稱、代碼及地址編號如表3-1名稱代碼地址編號輸 入 信 號門內(nèi)光電探測開關(guān)K1門外光電探測開關(guān)K2開門到位限位開關(guān)K3關(guān)門到位限位開關(guān)K4輸 出 信 號開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM0關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1短接啟動電阻接觸器KM2表5-1 輸入/輸出信號的名稱、代碼及地址編號第6章 電氣原理圖系統(tǒng)設(shè)計包括硬件系統(tǒng)設(shè)計和軟件系統(tǒng)設(shè)計。硬件系統(tǒng)設(shè)計主要包括PLC及外圍線路的設(shè)計、電氣線路的設(shè)計和抗干擾措施的設(shè)計等。軟件系統(tǒng)設(shè)計主要指編制PLC控制程序。選定PLC及其擴(kuò)展模塊（如需要的話）和分配完I/O地址后，硬件設(shè)計的主要內(nèi)容就是電氣控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計，電氣控制元器件的選擇和控制柜的設(shè)計。電氣控制系統(tǒng)原理圖包括主電路和控制電路?？刂齐娐分邪≒LC的I/O接線和自動部分、手動部分的詳細(xì)連接等，有時還要在電氣原理圖中標(biāo)上期間代碼或另外配上安裝圖、端子接線圖等，以方便控制柜的安裝。電器元器件的選擇主要是根據(jù)控制要求選擇按鈕、開關(guān)、傳感器、保護(hù)電器、接觸器、指示燈和電磁閥等。在程序設(shè)計時，除I/O地址列表外，有時還要把在程序中用到的中間繼電器（M）、定時器(T)，計數(shù)器（C）和存儲單元(V)以及它們的作用或功能列寫出來，以便編寫程序和閱讀程序。在編程語言的選擇上，用梯形圖編程還是用語句表編程或使用功能圖編程，這主要取決于以下幾點：（1）有些PLC使用梯形圖編程不是很方便（例如書寫不便），則可用語句表編程，但梯形圖總比語句表直觀。（2）經(jīng)驗豐富的人員可以用語句表直接編程，就像使用匯編語言一樣。（3）如果是清晰的單順序、選擇順序或并發(fā)順序的控制任務(wù)，則最好是用功能圖來設(shè)計程序。6.1 方案說明由于自動門的分類很多，本次實驗不能一一進(jìn)行討論，最后決定主要對平移自動門進(jìn)行設(shè)計實現(xiàn)plc的自動控制。自動門的硬件組成部分在前已經(jīng)敘述，現(xiàn)不再贅述。下面主要對控制部件進(jìn)行討論。經(jīng)分析設(shè)計任務(wù)，可知完成任務(wù)的實質(zhì)就是控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。要實現(xiàn)自動控制首先要具備以下功能部件：光電檢測開關(guān)，限位開關(guān)，超載保護(hù)開關(guān)，直流電機(jī)?，F(xiàn)確定電機(jī)與門扇軌道組成的系統(tǒng)，要實現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)開門，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門。1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)時，開關(guān)上有電流通過（光電檢測開關(guān)是脈沖觸發(fā)須對其自鎖）由于開門限位開關(guān)常閉，所以線圈上有電通過，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)位置時，電機(jī)停止運(yùn)行。2）當(dāng)自動門到開門限位開關(guān)位置時啟動延時定時器8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)時，電機(jī)停止運(yùn)行。3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)時，必須重新開始等待8秒后，再自動進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。5）考慮到自動門在出現(xiàn)故障或在維修的時候，用自動控制從在一定的問題，最后決定加增手動開門和關(guān)門開關(guān)。6.2 程序流程圖開 始若K1，K2有信號開 門 K3 打 開 停 止延時8s若K1，K2有信號關(guān) 門若K1，K2有信號K4 打 開 停 止結(jié) 束6.3 繼電器接觸控制圖圖6-1 繼電器接觸控制圖6.4 plc控制輸出輸入接線圖6-2 plc控制輸出輸入接線第七章 系統(tǒng)程序設(shè)計7.1 梯形圖 7.2 過程分析1、首先按下啟動按鈕使I0.7閉合，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)有信號時I0.1或I0.2閉合。由于開門限位開關(guān)I0.3是長閉的，所以Q0.0線圈通電，有原理分析可知光電檢測開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當(dāng)Q0.0線圈通電時Q0.0閉合，此時電動機(jī)正轉(zhuǎn)帶動自動門扇移動，執(zhí)行開門過程。2、當(dāng)門扇完全打開時，使開門限位開關(guān)I0.3打開，Q0.0線圈斷電.電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。3、當(dāng)門扇停止移動時，由于開門限位開關(guān)的長閉變成長開，故使長開閉合。進(jìn)行8秒的延時，若此時外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)I0.1或I0.2有信號，則使T37重新延時。4、當(dāng)8秒的延時完畢后T37線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，所以使Q0.1通電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。5、在關(guān)門過程中，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)I0.1,I0.2有信號又使Q0.0通電，由于在關(guān)門過程中Q0.0長閉，此時打開并中斷關(guān)門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。6、在此控制過程中，為了保證其安全性設(shè)置過載保護(hù)和緊急停車。7、考慮到主動門若出現(xiàn)故障時，使用自動控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動開門和手動關(guān)門。第8章 總結(jié)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對我們實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。我開始先認(rèn)真審題，考慮設(shè)計系統(tǒng)的要求及條件，復(fù)習(xí)有關(guān)課程內(nèi)容，如電器與plc控制技術(shù)、西門子plc課程設(shè)計指導(dǎo)書等，之后多方收集相關(guān)資料并截選，再與同學(xué)交流、請教老師。 回顧起此次西門子plc課程設(shè)計，令我仍感慨頗多。三個多星期的時間里，付出了不少時間和精力，努力地查找資料、繪制電路圖等，但學(xué)到了很多很多東西。同時，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，才能提高自己的思維能力和實際應(yīng)用能力。在設(shè)計的過程中常遇到問題，可以說是困難重重，第一次做此類設(shè)計，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新鞏固。通過本次課程設(shè)計，我在肖老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，這對我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)這方面的知識有極大的幫助。在此，忠心感謝肖老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助。三周的時間說長不長，說短也不短，在這三周里讓我學(xué)會了本課程在實際生活中的用途，學(xué)會了同學(xué)之間的互助團(tuán)結(jié)，學(xué)會了怎樣克服困難。在此 再次感謝 我的指導(dǎo)老師 肖老師。參考文獻(xiàn)1.肖清 王忠鋒 . 西門子plc課程設(shè)計指導(dǎo)書 . 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