毕业论文基于PLC的自动窗帘控制系统

工学院毕业设计基于PLC的自动窗帘控制系统专业：电气自动化技术班级：学号：学生姓名：校外指导教师：校内指导教师：二零一二年五月目录摘要.............................................................................................................................................................11绪论....................................................................21.1PLC概述............................................................21.1.1PLC的定义.............................................................................................................................21.1.2PLC的功能.............................................................................................................................31.1.3PLC的系统组成....................................................................................................................31.1.4PLC控制系统的设计方法与步骤.....................................................................................31.2自动窗帘的概述......................................................41.2.1自动窗帘的简介...................................................................................................................41.2.2国内自动窗帘的发展现状.................................................................................................51.3本课题研究的内容和意义..............................................52自动窗帘的控制原理及方案................................................72.1自动窗帘的基本控制原理..............................................72.1.1自动窗帘的控制原理..........................................................................................................72.1.2自动窗帘的主要部件组成.................................................................................................72.2自动窗帘控制要求....................................................72.3自动窗帘控制方案设计................................................82.3.1自动窗帘方案的分析与论证.............................................................................................82.3.2控制方案的确定...................................................................................................................83自动窗帘控制系统的硬件设计..............................................93.1PLC的功能分析与选型................................................93.2电动机的功能分析及选型..............................................93.3光电开关的功能分析及选型...........................................103.4接近开关的功能分析与选型...........................................103.5自动窗帘控制系统的I/O点及地址分配.................................103.6自动窗帘控制系统的电气接线.........................................114自动窗帘控制系统的软件设计.............................................134.1控制系统的程序流程图...............................................134.2PLC的编程语言.....................................................134.3QP的设计与编程....................................................155系统调试...............................................................165.1PLC程序的调试方法及现象...........................................165.2触摸屏程序调试.....................................................166总结与展望.............................................................17参考文献.................................................................18工学院毕业设计1摘要：本文是关于自动窗帘控制系统的设计，自动窗帘系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动窗帘状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，在通过传动装置带动门的动作。主要介绍运用PLC为控制器的自动窗帘控制系统的设计，所有产品的开发都要讲究实用本课题开发的产品对许多场合都能适用，而且能够简单化，不论对于产品开发还是使用者来说都是最好的。此系统的设计既满足了自动窗帘的基本要求，还可以保证自动窗帘的稳定性。研究本课题意味着产品成本的下降，效益提高。因此是一个比较实用且经济的产品。关键词：自动门;PLC;感应器件;驱动装置工学院毕业设计21绪论在经济飞速发展的中国，商业门面、商场、医院、企业等公共场所或住宅。尤其是窗帘门较大，使用自动窗帘方便、快捷开启。自动窗帘已经随处可见。它的工作方式是通过窗帘内外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走进自动门是感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过之后，再将窗帘门关上。由于自动窗帘在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带来人员使用方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。自动窗帘性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动窗帘控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。目前自动窗帘及其自动化行业最稳定的控制装置是PLC，它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。目前他在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动窗帘具有较高的可靠性、维修方便等优点。由此看来，进行自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。1.1PLC概述1.1.1PLC的定义PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA(NationalElectricalManufactoryAssociation)经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PC(ProgrammableController),并给PC作了如下定义：“PC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。工学院毕业设计31.1.2PLC的功能(1)逻辑控制(2)定时控制(3)计数控制(4)步进(顺序)控制(5)PID控制(6)数据控制,PLC具有数据处理能力(7)通信和联网(8)其它PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。1.1.3PLC的系统组成PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图1.1所示。图1.1PLC系统结构图1.1.4PLC控制系统的设计方法与步骤（1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求（2）确定I/O设备根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备按钮、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器等。（3）选择合适的PLC类型根据以确定的用户I/O设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC类型，包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。工学院毕业设计4（4）分配I/O点分配PLC的输入输出点，编制出输入/输出分配表。接着就可以进行PLC程序的设计，同时可进行控制台或操作台的设计和现场施工。（5）设计应用系统梯形图程序根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编