华南理工大学课程设计-自动门控制装置的研究

华南理工大学专业课程设计报告题目：自动门控制装置专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号:同组队员：指导教师：日期：2009年12月30日目录一、设计目的............................................................................................................................1二、设计要求和设计指标........................................................................................................12.1自动门结构......................................................................................................................12.2自动门的控制要求..........................................................................................................1三、设计内容............................................................................................................................23.1自动门的应用..................................................................................................................23.2自动门装置结构..............................................................................................................23.2.1自动门部件的介绍....................................................................................................23.2.2PLC的功能................................................................................................................33.2.3PLC的基本结构........................................................................................................33.2.4选择PLC的主要因素...............................................................................................43.3主电路接线图..................................................................................................................53.4PLC控制系统的Ｉ／Ｏ地址分配表..............................................................................53.5PLC控制系统所需机型的选择及Ｉ／Ｏ接线图...........................................................63.5.1PLC的选择及其介绍................................................................................................63.5.2I/O接线图..................................................................................................................63.6自动门程序流程图..........................................................................................................73.7自动门顺序功能图..........................................................................................................73.8自动门梯形图..................................................................................................................83.9KINGVIEW仿真软件组态软件..........................................................................................83.9.1自动门仿真图............................................................................................................83.9.2图形模板的使用步骤................................................................................................9四、本设计改进建议................................................................................................................9五、总结....................................................................................................................................9六、主要参考文献..................................................................................................................10华南理工大学广州汽车学院电气工程系1一、设计目的通过本课程设计，希望能让同学们初步了解到一个课题设计的诞生，到这个课题的完成，其中要经历些什么，也为不久后的毕业设计做好准备，打好基础，希望能让同学们通过自己在大学四年学到的知识来解决设计当中所遇到的问题，能充分利用好自己手里所拥有的条件。培养正确的设计思想，并通过运用设计标准、规范、图册、和查阅有关技术资料去进行理论计算、结构思考、写相关说明性材料，培养我们电路设计的基本技能和工程设计工作者的基本素质锻炼自己独立动手的能力，开阔了自己的见识。通过本课题设计对PLC课程有了更深刻的了解，也更加熟悉了Protel、组态王PLC、S7-200等软件。二、设计要求和设计指标2.1自动门结构自动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、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。2.2自动门的控制要求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K2或K1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。华南理工大学广州汽车学院电气工程系2三、设计内容3.1自动门的应用近年来，自动门已应用于银行、酒店、大型商场等场合。在国外，自动门的发展已相对成熟，国内在自动门的自主研发上还处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、安全是首先需要考虑的因素，因此系统的安全性和稳定性是至关重要的。过去的自动门系统一般采用逻辑控制模块控制，因故障率高、可靠性低、维修不方便等原因而逐步被淘汰。因此，可编程控制器（PLC）在自动门具体应用。3.2自动门装置结构左右两块玻璃门、电动机传动链、限位开关、三相异步电动机、信号发送与接收装置（门内外个一个）。图3-1自动门结构示意图3.2.1自动门部件的介绍（1）主控制器：它是自动感应门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。（2）感应探测器：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号；（3）动力马达：提供开门与关门的动力，控制自动感应门门扇加速与减速运行。华南理工大学广州汽车学院电气工程系3（4）自动感应门扇行进轨道：就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。（5）门扇吊具走轮系统：用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。（6）同步皮带（有的厂家使用三角皮带）：用于传输马达所产动力，牵引自动感应门扇吊具走轮系统。（7）下部导向系统：是自动感应门门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。其工作流程如下：感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。3.2.2PLC的功能1）数据采集与输出。2）控制功能:包括顺序控制、逻辑控制、定时、计数等。3）数据处理功能:包括基本数学运算、比较、对字节的运算、PID运算、滤波等。4）输入/输出接口调理功能:具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节，具有温度、运动等测量接口。5）通信、联网功能:现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台PLC可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间，实现程序和数据交换，如程序转移、数据文文件转移、监视和诊断。在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成集中管理、分散控制的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SCADA系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。6）支持人机界面功能:提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整，实现工业计算机的分散和集中操作与监视系统。7）编程、调试等，并且大部分支持在线编程。3.2.3PLC的基本结构CPU模块：CPU模块主要由微处理器CPU芯片和存储器组成。在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断