2022年PLC课程设计方案3.docx

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1、青岛理工高校 plc 实习设计题目（一）： 自动门掌握装置一、设计目的1. 进一步巩固电器与 PLC 掌握的基本学问；2. 把握设备电气掌握系统的原理设计、施工设计的方法；3. 把握 PLC 程序的设计及调试方法；4. 把握电气线路安装与调试方法；5. 学会查阅有关专业资料及设计手册；二、设计要求和设计指标2.1 自动门结构自动门掌握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 自动门的掌握要求1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关

2、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，应立刻停止关门，并自动进入开门程序； 4）在门打开后的 8 秒等待时间内，如有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关 K2 或 K1 时，必需重新开头等待 8 秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过；三、设计内容3.1 自动门装置结构左右两块玻璃门、电动机传动链

3、、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） 主掌握器：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剂门扇开启速度、开启幅度等参数；（2） 感应探测器：负责采集外部信号，犹如人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范畴时，它就给主掌握器一个脉冲信号；（3） 动力马达：供应开门与关门的动力，掌握自动感应门门扇加速与减速运行；（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

4、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，防止门扇在运行时显现前后门体摇摆；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，主控器判定后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在肯定时候加力和进入慢行运行；3.2.2 PLC 的功能1） 数据采集与输出；2） 掌握功能 :包括次序掌握、规律掌握、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

5、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掌握和调剂，具有温度、运动等测量接口；5） 通信、联网功能 : 现代 PLC 大多数都采纳了通信、网络技术，有RS232 或RS485 接口，可进行远程I/O 掌握，多台 PLC 可彼此间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程掌握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，可由一台运算机与多台PLC 构成 集中治理、分散掌握 的分布式掌握网络，以便完成较大规模的复杂掌握；通常所说的SCADA 系统，现场端和远程端也可以采纳PLC 作现场机；6） 支持人机界面功能 :

6、供应操作者以监视机器 /过程工作必需的信息；答应操作者和 PC 系统与其应用程序相互作用，以便作决策和调整，实现工业运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；3.2.3 PLC 的基本结构CPU 模块： CPU 模块主要由微处理器 CPU 芯片和储备器组成；在 PLC 掌握系统中， CPU 模块，它不断地收集输入信号、执行用户程序、刷新系统的输出；储备器用来储存程序和数据；I/O 模块：输入模块和输出模块简称I/O 模块，它们是系统的眼耳、手脚；是联系外部现场设备和 CPU 模块的桥梁；输出模块用来接受和采集输入信号；开关量输入模块用来接受从按钮、挑选开关、

7、数字拨号码开关、限位开关、光电开关、压力继电器等的开关量信号；模拟量输入模块用来接受一些如电位器电压信号、测速发电机和各种连续变从器供应的连续变化的模拟量电流电压信号；开关量输出模块用来掌握接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示器和报警装置等输出设备；模拟量输出模块用来掌握调剂阀、变频器等执行装备；编程器：变频器用来生成用户程序，并用它来进行编辑、检查、修改和监视用户程序的执行情形；电源： PLC 一般使用 AC 220V 和 DC 24V 电源，内部的开关电源为各模块供应不同等的直流电源；本系统 PLC 使用 AC220V 电源；可编程掌握器主要由中心处理单元CPU、储备器 RAM 、RO

8、M 、输入输出单元图 3-2 PLC 硬件结构图3.3 主电路接线图图 3-3 主电路接线图3.4 PLC 掌握系统的 地址安排表表 3-1 I/O 地址安排表I/O 、电源和编程器等几组成；I1.1门内外开关K1 、K2有信号Q0.1电动机正转开门I0.3开门限位电开关Q0.2电动机反转关门I0.4关门限位电开关T37时间继电器I0.5手动开门T38时间继电器I0.6手动关门I0.7过电流爱护开关3.5.I/O 接线图图 3-4 I/O 接线图3.6 自动门程序流程图图 3-5 程序流程图3.7 自动门次序功能图3.8 自动门梯形图图 3-6 自动门次序功能图图 3-7 自动门梯形图四、本设

9、计改进建议由于在某些特殊的环境下，自动门的设计要求需要进去人员持卡才能自如进出， 比如一些小区、私人楼宇，有保安要求的地方，这些地方不行任凭出入，必需持有特定的磁卡可以识别放行；这就保证了有挑选性放行，适合于一些特定条件的区域；仍可以在自动门接口的地方加入磁力锁，锁门的方式是一个靠锁头（舌）卡住，一个靠产生磁力吸住门体；磁力锁的优点是门紧闭，没有活动的间隙，防止小孩推拉门体造成的故障，缺点是超过承载力门可被拉开；题目（二）： 全自动洗衣机掌握系统1.1 全自动洗衣机 PLC 掌握的掌握要求1.1.1 全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理1 全自动洗衣机的基本结构全自动洗衣机的基本结构如图

10、1-1 所示；图 1-1 全自动洗衣机的基本结构图2全自动洗衣机的工作流程全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如图1-2 所示；开头进水洗涤排水脱水终止 图 1-2 全自动洗衣机的单循环工作流程示意图3全自动洗衣机的工作原理洗 衣 机 的 进 水 、 排 水 分 别 由 进 水 电 磁 阀 和 排 水 电 磁 阀 执 行 ；洗 涤 正 转 、 反 转 由 洗 涤 电 动 机 驱 动 波 盘 正 、 反 转 来 实 现 ；脱 水 时 ， 由 脱 水 电 磁 离 合 器 合 上 、 排 水 电 磁 阀 吸 合 ， 洗 涤 电 动 机 正 转 进 行 甩 干 ；洗涤完成由蜂鸣器报警；1.1.2 洗衣机

11、掌握要求1.全自动洗衣机掌握系统的要求:（ 1） 按下启动按扭及水位挑选开关，开头进水直到高（中、低）水位，关水（ 2）2 秒后开头洗涤（ 3）洗涤时，正转 30 秒，停 2 秒，然后反转30 秒，停 2 秒（ 4） 如此循环 5 次，总共 320 秒后开头排水，排空后脱水30 秒（ 5） 开头清洗，重复（ 1）（ 4），清洗两遍（ 6） 清洗完成，报警 3 秒并自动停机（ 7） 如按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）1.2 全自动洗衣机掌握系统的PLC 选型和资源配置1.2.1 掌握系统硬件接线图1. 掌握系统硬件接线图全自动洗衣机掌握系统硬件接线图见所附图纸；2. I/O

12、 地址安排由于 S7-200 224 CPU 模块有 14 点数字量输入， 10 点数字量输出，所以不需要再增加扩展模块；模块上的输入端对应的输入地址是I0.0 I1.2，输出端对应的输出地址是Q0.0 Q1.01.2.2 模块功能概述CPU 模块采纳西门子公司的6ES7214-1AD23-0XB0模块；由于该模块采纳直流24V 供电直流晶体管输出 ，有 14 点数字量输入和10 点数字量输出，完全能满意全自动洗衣机掌握系统的要求，所以不在需要另外的数字量输入/输出模块；1.3 全自动洗衣机掌握系统程序设计和调试1.3.1 编程软件编写程序见附录1.3.2 程序的流程图、构成和相关设置1. 流

13、程图正常运行流程图正常运行流程图如图1-4 所示；流程图描述:按下启动按扭, 开头进水；进水到规定高度,使水位开关接通 , 实现洗涤正转,并停止进水；洗涤正转30S 后,停止 起2动秒,反转 30S 后, 停 2 秒；计数器加 1, 累计洗涤次数；如未满 5 次就重复进行洗涤 , 直至洗涤达到5 次,开头排水 .由于排水 ,水位降低 ,当水位低于规定下限水位时,排空检测开关接通,开头脱水 ,脱水 30S 后,计数器加 1, 脱水停止 .然后再返回到进水动作重复上述过程 3 次,报警并停机进水N水满Y YN排水Y脱水N30SNYYYN脱水 3Y次N停机报警Y2. 程序的构成图 1-4正常运行的流

14、程图这个程序只有自动方式；在自动方式下，PLC 将运行已经设置好的程序和参数（用于全自动洗衣机一切都工作正常的情形下）；3. 程序的下载、安装和调试将各个输入 /输出端子和实际掌握系统中的按钮、所需掌握设备正确连接，完成硬件的安装；全自动洗衣机程序是由V3.2 STEP 7 MicroWINSP4 编程软件的指令完成；如要修改程序，先将PLC 设定在 STOP 状态下 ,运行编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试；1.4 全自动洗衣机 PLC 掌握系统程序1.4.1 系统资源安排1.数字量输入部分全自动洗衣机掌握系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手动脱水按钮以及高

15、水位、中水位、低水位和排空检测开关共11 个输入点；详细的输入安排如表1-1 所示；表 1-1输入地址安排名称符号地址启动按钮SB1I0.0停止按钮SB2I0.1高水位按钮SB3I0.2中水位按钮SB4I0.3低水位按钮SB5I0.4排空检测开关ST1I0.5高水位检测开关ST2I0.6中水位检测开关ST3I0.7低水位检测开关ST4I1.0手动排水按钮SB6I1.1手动脱水按钮1.4.2 源程序SB7I1.2LDI0.0OM0.1ANC2ANI0.1=M0.1=Q0.0图 1-5 启动指令梯形图LDM0.1 EULD EUOLDI0.5AN ANAT38 Q0.3M0.1ED CTULDC1

16、, +5 C1OM0.3LDI0.5LDI1.1ANM0.2ANT40ANM0.1=M0.3ANQ0.3OLDLDI0.2AM0.1=Q0.LDI0.6ANI0.6OLD=Q0.6LDI0.3LDI1.2LDI0.7ANI0.7ANM0.1=Q0.7OLDOLDLDI1.0LDI0.4=Q0.2=Q1.0ANI1.0LDM0.2LDM0.1OLDANT39TOFT30, +30AM0.3TONT38, +300LDNM0.1=Q0.1LDT38AT30LDQ0.1ANT39=Q0.5EDANI0.5LDM0.2TONT37, +20AM0.1EDLDT37=Q0.3LDNM0.1OM0.2LDQ0.3CTUC2, +3ANC1TONT39, +300LDI0.5AM0.1LDT39TONT40, +300=M0.2ED4LDM0.2LDT40