#灰灰PLC课程设计-双门通道

1盐城工学院课程设计说明书题目：双门通道控制学院（系）：博雅学院年级专业：09电气工程及其自动化学号：0951402234学生姓名：汪云飞指导教师：薛迎成教师职称：讲师2。摘要可编程序控制器，英文称ProgrammableController，简称PC。但由于PC和个人计算机（PersonalComputer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场使用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储区域执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术和传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电器控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场操作维修人员的技能和习惯，特别是PLC程序的编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程编制形象、直观、方便易学；调试和查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC使用于生产实践。本实验为双门通道控制实验，主要为保持密闭空间的独立性而设计，可以利用于电梯，自动门，以致于太空密闭舱等各种情况，具有较高的的实际意义，比较符合实际。本实验注重于利用PLC技术进行软件设计和仿真，可以提高学生对PLC课程的理解，以及其实际使用的了解。3目录第一章课程设计的基本要求…………………………………………第二章双门通道控制的工作过程介绍……………………………第三章双门通道控制电路图…………………………………………第四章课程设计图示……………………………………………………72.1输入输出表……………………………………………………………72.2梯形图设计……………………………………………………………72.3梯形图指令……………………………………………………………9第五章参考步进梯形图………………………………………………113.1状态转移图……………………………………………………………113.2步进梯形图……………………………………………………………123.3指令图…………………………………………………………………13第六章设计心得………………………………………………………………17参考文献………………………………………………………………………17第一章课程设计的基本要求4①某房间要求尽可能地保持无尘，在通道上设置了两道电动门，门1和门2，可通过光电传感器自动完成门的打开和关闭。门1和门2不能同时打开。双门通道控制的示意图如图所示。②第1道门（根据出入方向不同，可能是门1或门2），是由在通道外的开门者通过按开门按钮S1或S2打开的，而第2道门（根据出入方向不同，可能是门1或门2）则是在打开的第1道门关闭后自动地打开的（也可以由通道内的人按开门按钮S3或S4来打开第2道门）。这两道门都是在门开后，经过3s的延时而自动关闭的。③在门关闭期间，如果对应的光电传感器的信号被遮断，则门立即自动打开。如果在门外或者在门内的开门者按对应的开门按钮S1、S2、S3或S4时，立即打开。④出于安全方面的考虑，如果在通道内的某个经过光电传感器时，对应的门已经打开，则通道外的开门者可以不按开门按钮。⑤每道门都安装了两个行程开关S5、S6、S7、S8,用于确定门的打开和关闭是否到位。在通道外的开门按钮S1、S2旁，安装了相应的LED指示灯，当按下开门按钮后，LED指示灯亮，门开后LED指示灯灭。第二章双门通道控制的工作过程电动门的各个控制元器件介绍如下。①按钮S1为门1的外开门按钮,S3为门1的内开门按钮,S2为门2的外门按钮,S4为门2内开门按钮。②行程开关S5为门1的左限位行程开关,S6为门1的右限位行程开关,S7为门2的左限位行程开关,S8为门2的右限位行程开关。③光电传感器B1和B2为光电传感器,安装于门1和门2中间,用于测量是否有人处门5中。门1无人时B1的输出是接通的,门1有人时B1是断开的。其中T为发射部分,R为接受部分。④信号灯门1和门2的开门指示灯,当按下S1或者S3时,L1发光;门1打开后,L1熄灭。当按下S2或者S4时,L2发光;门2打开后,L2熄灭。门驱动电机介绍:M1和M2为门1和门2的驱动电机,M1和M2电机的正转和反转实现门开和门关的动作。门1和门2的动作逻辑关系描述如下:①为了保证房间尽可能无尘,门1和门2不能同时打开;②门的开启有三种工作模式:自动、手动、应急。③在正常工作情况下,电铃不响;在手动和应急情况下,电铃响,提示双门通道工作在非正常工作情况下。自动模式逻辑关系如下(正常情况下工作在自动模式)。①第1道门(根据出入方向不同,可能是门1或门2),是由在通道外的开门者通过按开门按钮S1或S2打开的,而第2道门(根据出入方向不同,可能是门1或门2)则是在打开的第1道门关闭后自动地打开的(也可以由通道内的人按开门按钮S3或S4来打开第2道门)。这两道门都是在开门后,经过3秒的延时而自动关闭的。②门关闭期间,如果对应的光电传感器的信号被遮断,则门立即自动打开。如果在门外或者在门内的开关者按对应的开门按钮S1、S2、S3、S4时,门立即打开。③出于安全的考虑,如果在通道内的某个人经过光电传感器时,对应的门已经打开,则通道外的开门者可以不按开门按钮。④两道门都安装了两个行程开关S5、S6、S7、S8,用于确定门的打开和关闭是否到位。⑤通道外的开门按钮S1、S2旁,安装了相应的L1或者L2指示灯,当按下开门按钮后,指示灯亮,门开后指示灯灭。⑥由于应急及调试的要求,在控制柜面板上设置有手动和自动切换开关,切换开关处于手动状态时,门可以通过控制柜上按钮打开和关闭。按下应急按钮门应该全开。控制柜上安装了状态指示灯,用于指示控制状态。手动模式下的逻辑关系如下(设备调试和应急情况下工作在手动模式下,非正常工作状态):换开关S3处于“断开”时,按下控制柜上的S4按钮,门1打开,碰到行程开关S6后停止;②切换开关S3处于“断开”时,且光电传感器B1接通(门1中无人),门1关闭,碰到行程开关S5后停止;③切换开关S9处于“断开”时,按下控制柜上的S12按钮,门2打开,碰到行程开关S8后停止;④切换开关S9处于“断开”时,且光电传感器B2接通(门2中无人)按下控制柜上的S13按钮,门2关闭,碰到行程开关S7后停止。应急工作模式如下(紧急和安全情况下工作在应急模式下,非正常工作状态):按下应急开门开关,门1和门2同时打开,碰到开门到位行程开关而停止第三章双门通道控制电路图及系统设计3.1双门通道控制电路图12V主控制器4芯总线220V电源箱6AB急开急关复位4芯4芯4芯2芯2芯LED灯LED灯切换开关光电传感器光电传感器2芯2芯门1门23.2系统设计(1)硬件设计根据上述描述,确定PLC的输入和输出的地址分配表表1CPU226的输入和输出继电器地址分配表编程I/O电路作用编程I/O电路作用元件端子元件元件端子元件I0.1S1通道外门1的开关按钮Q0.1M1A打开门1I0.2S2通道外门2的开关按钮Q0.2M1Z关闭门1I0.3S3通道内门1的开关按钮Q0.3M2A打开门2I0.4S4通道内门2的开关按钮Q0.4M2Z关闭门2I0.5S5门1关门到位行程开关Q0.5L1BM1指示灯I0.6S6门1开门到位行程开关Q1.1L2BM2指示灯I0.7S7门2关门到位行程开关Q1.2L3门1开指示I1.0S8门2开关到位行程开关Q1.3L4门1关指示I1.1B1门1的光电传感器Q1.4L5门2开指示I1.2B2门2的光电传感器Q1.5L6门2关指示如表1所示。确定PLC的硬件选择:根据PLC的地址分配表,得出控制电路需要16点输入和9点输出。根据控制电路的需要输入和输出点数,选择西门子公司的PLC,其具体型号为CPU226,CPU226提供24点输入和16点输出,能满足控制电路的要求。其他的编程元件的地址分配介绍:A门开关B门开关S3S4通道缓冲区7大多数的其他编程元件可以在自动子程序的顺序功能图上找到其地址和作用,在此不重复另外BM1分配的地址为M1.2,作用为寄存器,寄存门1的开门信号;BM2分配的地址为M1.3,作用为寄存器,寄存门2的开门信号。(2)软件设计根据电动门的逻辑关系,设计PLC的梯形图,采用结构化程序设计思想,程序分为主程序和子程序的关系。主程序如图2所示。主程序的作用如下:动开关S9接通,输入继电器I1.3为“1”时,主程序调用“自动”子程序;②手动开关S9断开,输入继电器I1.3为“0”时,主程序调用“手动”子程序;③应急开关S0接通,调用“应急”子程序。自动子程序设计如下:因为“自动”子程序逻辑关系比较复杂,采用顺序功能图设计如下(图3)。图3中编程的几点说明如下。①M0.0步的初始化动作定义如下:在M0.0步的动作为使M0.0置“1”,其余的中间继电器MX.X全部复位即置“0”,全部输出继电器QX.X全部复位即置“0”,综上所述,初始步实际为PLC的待机状态(停机状态)。②图3中的分支皆为选择关系,即M0.0步后,根据转换条件,只能执行M0.1步或者M0.5步。③BM1和BM2的状态转换问题,BM1和BM2为状态I1.3I1.3图2双门通道控制的主程序寄存器,寄存了门1和门2的开门信号;具体动作如下:按下S1或者S3,BM1的状态置“1”,即门1的开门信号;在门1开门动作时,同时将BM1置“0”,表示门1已经打开。BM2的动作特性同BM1。④为了避免门1和门2在M0.0步后的死锁问题,即门1的打开优于门2的打开。M0.6步之前设计了定时器T40,使门1的打开优于门2的打开。⑤为了避免门1关闭后,在BM1的竞争下,又打开门1,设计了定时器T38,使门1关闭后,门2的打开优于门1的打开,保证双门通道能顺序打开。同样门2打开后,门1的打开优于门2的打开,解决门1和门2的竞争问题。⑥为了解决在关门过程中的夹人问题,在门1和门2中设计了光电传感器B1和B2,如果在关门过程中,门中有人,应该立即执行开门动作。手动子程序的设计如图4所示。图4中编程的几点说明:用R和S指令编写梯形图程序。因为R和S指令的执行级别高,能保证程序的正常执行;②程序的编写是根据手动动作的逻辑关系编写;因为逻辑关系比较简单,采用经验法编写程序;③鉴于篇幅所限,图4只给出了门1的手动梯形图,因为门1和门2的动作关系是相同的,门2的手动梯形图的结构同门1,在此从略。自动EN手动EN8第四章课程设计图示3.1输入输出表输入输出指令按钮意义指令意义X000B1门1的光电传感器Y000门1开运动X001S1通道外门1的开门按钮Y001LED1灯亮X002S2通道外门2的开门按钮Y002Y0101门自动开循环控制X003S3通道内门1的开门按钮Y003门1关运动X004S4通道内门2的开门按钮Y004门2开运动X005S5门1关门到位行程开关Y005LED2灯亮X006S6门1开门到位行程开关Y006门2关运动9X007S7门2关门到位行程开关Y007Y0112门自动开循环控制X010S8门2开门到位行程开关X011B2门2的光电传感器3.2梯形图设计10112.3梯形图指令第三章参考步进梯形图3.1流程图12是否按钮？S1S21开门运动延时3S，1关门运动延时3S，2关门运动2开门运动是否到S6？是否到S5？是否到S8？是否到S7？2开门运动延时3S，2关门运动延时3S，2关门运动1开门运动是否到S8？是否到S7？是否到S6？是否到S5？3.2状态转移图133.2步进梯形图S0X005S0S10X001S0S11X006S1S12S0S10X001S0S10X001S0S10X001T0S13S0S14X010S0S15T1Y000Y001T0K30Y002Y003T1K30Y