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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流用PLC设计的门防盗报警器设计.精品文档.毕业设计（论文）题 目： 门防盗报警器设计 年级专业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 导师单位： 论文完成时间： 年 月 日目录目录I第1章 绪论第2章 分析评估及控制任务2 2.1分析评估 32.2控制任务 2.2.1控制内容 2.2.2控制要求第3章 PLC的发展史3.1 PLC的定义3.2 PLC的功能53.3 PLC的主要特点5第4章 自动门的简介164.1自动门的定义164.2自动门的分类16第5章 功能器件的基本原理 5.1 自动感应门机工作的基本原理 5.2 限位开关的工作
2、原理 5.3 光电开关介绍第6章 I/O地址分配 6.1 输入、输出信号的名称、代码几地址编码第7章 电气原理图 7.1 方案说明 7.2 程序流程图 7.3继电器接触控制图 7.4 PLC控制输出输入接线第8章 系统程序设计 8.1 梯形图 8.2 过程分析第9章 总结参考文献第1章 绪论21世纪的今天，门更加突破了安全的理念，强调了有效性，有效的防范、通行、疏散。同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的和谐。自动门大规模专业化生产始与150年前，在不断发展和完善的过程中，涌现出大批独具规模的专业制造商。门的高级形式自动门起源在欧美，迅速发展至今，已经形成了种类齐全，功能完
3、善，造工精细的自动门家族。大中型公共场所，为这些建筑增添了亮丽，是上帝资彩。自动门从理论上理解应该是们的使用，观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门，从最基本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固，密封。由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空间能源，防风，防尘，降低噪音，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外的建筑市场上得到大范围的普及。同时也几乎成为银行，写字楼，酒店等办公娱乐场所装修必不可少第一项配置。自动平移门最常见到形式是自动门机及门内外两侧加雷达，当
4、人走进雷达时，雷达感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，在将门关闭。由于自动平移门在通电后可实现无人看管，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。本文是采用了 西门子S7-200型号PLC进行设计的。 可编程控制器是一种数字式运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制。定时，计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。自动门是随着人们对生活条件的不断追求，科技的不断发展应运而生的产品，因此，他具有普通门没
5、有的优势，雅观漂亮，而且使用起来更安全，方便，舒适，通电可实现无人看管，既方便又提高了建筑的档次，因此自动门被广泛应用于大型商场，机场，酒店，写字楼等各种大型的公共场所。用西门子公司S7-200系列的PLC，可设计一个简单的平移自动门的自动控制系统。该系统主要完成自动门的开，关控制及其出现故障时能实行手动控制.关键词： 可编程 控制器 S7-200PLC 第2章 分析评估及控制任务2.1 分析评估 随着PLC功能的不断提高和完善PLC几乎可以完成工业生产那领域的所有任务。PLC的应用还有他最适合的场合，所以PLC自接到一个控制任务后，要分析被控制对象的控制过程和要求看看用什么控制设备 （如：P
6、LC,单片机， DCS或IPC）来完成该任务最合适。比如仪器及仪表装置，家电的控制器就要用单片机来完做：大型的工程控制系统大部分要用DCS来完成。而PLC最合适的控制对象：工业环境较差，而相对的安全性，可靠性药要求较高，系统工艺复杂，输入、输出以开关量为主的工业制动控制系统或装置。其实，现在的可编程控制器不仅处理开关量，而且对模拟的处理能力也是很强的。所以在很多情况下，也可以去代工业控制计算机（IPC）作为主控器，来完成复杂的工业控制任务。一般来说，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量参数，控制逻辑复杂的部分都可由PLC完成。因此，自动门控制系统可以采用PLC进行设计和制作.2.
7、2 控制任务2.2.1 控制内容自动门控制装置的组成：自动门控制装置由门内光电检测开关K1，门外光电检测开关K2，开门到位限位开关K3，关门到位限位开关K4，开门执行继电器KM1(是直流电动机正传)，关门执行继电器KM2(是直流电动机反转)等部件组成。 2.2.2 控制要求1）当有人有内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行继电器KM1动作，电动机正传，到达开门电机停止运行。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。关门执行继电器KM2被启动，电动机反转，当门移动到开门限位开关K4位置时，电机停止运行。3）在关门过程中，当有人缘由外到内或有
8、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，若有人员由外到内后又内到外通过光电检测开关K 2或K1时，必须重新开始等待8秒后，在自动进入关门过程，以保证人员的安全通过。第3章 PLC的发展史3.1 PLC的定义PLC即可编程控制器，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁发的PLC标准草案中对它做了如下定义：PLC英文全称Programmable, Logic Controller,它是一种数字式运算操作的电子系统，专为在工业环境应用下而设计的。它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，
9、顺序控制，定时，计数于算数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。PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。PLC它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、技术和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟式输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该易于工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。3.2 PLC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、技术等3 数据处理功能。包括基本数字运算
10、、比较、对字节的运算、PID运算、滤波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模板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，可有一台计算机与多台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，也可以采用PLC作现场机。6 支持人机界面功能。提供
11、操纵者以监视机器/过程工作必须的信息。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。 3.3 PLC的主要特点 1 可靠性高，行干扰能力强； 2 配套齐全，功能完善，适应性强； 3 易学易用，深受工程技术人员欢迎； 4 系统的设计，建造工作量小，维护方便，容易改造； 5 体积小，重量轻，能耗低。 第4 章 自动门的简介自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，。自动门开始在建筑上使用是在二十世纪年以后。其后期，美国超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多瑪在1945年开发出油
12、压式，空气式自动门。新建大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式已经开始出现。之后伴随城市的建设自动门技术的领域每年都在增加，PLC。自动门已经经过了数十年的慢慢发展。至今为止，通过利用PLC控制系统及其他各种科技产品，已经具备了及其完善的控制技术，形成了具有一大批规模的自动门系统。 4.1 自动门的定由各种信号控制自动启闭、并具备运行装置、感应装置几门体部件的总称（感应伸缩门详见室外大门） 4.2 自动门的分类按启闭形式分：可分为推拉门，平开门，折叠门和旋转门1） 推拉门：可细分为单开，双开，重叠单开，重叠双开和弧形门。弧形门门扇沿弧形轨道平滑移动，开分为半弧单向半弧双向，全弧双向。为
13、了最大限度的拓宽入口幅度，有的推拉（套叠）自动门可作成在开启终点与固定扇重合后一道手动平开，也归纳为推拉自动门。2） 旋转门：可细分：圆导轨悬挂式分为有中心轴和中心展示区等3） 平开门：可细分为单扇单向，双扇单向，单扇双向和双扇双向4） 折叠门：推拉自动门用量最大，约占4种类型自动门总量的90%以上，其次是旋转自动门，约占6%左右，平开和折叠自动门用量最少，各约占2%左右。 第5章 功能器件的基本工作原理 5.1 自动感应门机工作的基本原理首先，平移式自动感应门机组有以下部件组成：(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
14、作：同时人们通过主控器调节门扇开启度、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他的工作范围时，它就给主控器一个脉冲信号；（3）动力马达：提供开门与关门的主动力，控制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：就像火车的轨道，约束门扇的吊具走轮系统，使其按照特定方向行进。（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：用于传输马达所产生动力，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系统，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。当自动感应门扇要完成一次开门与关门，
15、流程如下应探测器探测到有人进入时，：感脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时检测马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后座正向运行，将动力传给同步带，再传给吊具系统使自动感应门扇开启；开启后由控制器作出判断，如需关闭，则通知马达作反向运行，关闭自动感应门 5.2 限位开关的工作原理限位开关也称行程开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实际电路的切换。因此，行程开关时一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器它的作用原理与按钮类似。行程开关
16、广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程，进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关娇门的速度，自动开关门的限位，娇厢的上、下限位保护。滚轮式行程开关又分为但滚轮式自动复位和双滚轮非自动复位式，双滚轮行移开关具有两个隐态位置，具有“记忆“作用，在某些情况下可以简化线路。 5.3 光电开关介绍工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束是遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 第6
17、章 I/O地址分配输入/输出信号在PLC接线端子上的地址分配是运行PLC控制系统设计基础。对软件来说，I/O地址分配以后才可编程：对控制柜及PLC的外围设备来说，只有I/O地址确定以后，才可以绘制电气接线图，装配图，让装置人员根据线路图和安装控制柜。分配输出点地址时，要注意负载类型的问题。在进行I/O地址分配时最好把I/O点的名称、代码和地址以表格的形式列写出来控制系统的输入/输出信号的名称、代码及地址编号如表6-1所示。输入/输出信号的名称、代码及地址编码 6.1 输入/输出信号的名称、代码及地址编号表1： 第7章 电气原理图系统设计包括硬件系统设计和软件系统设计。硬件系统设计主要包括PLC
18、及外围线路设计，电气线路的设和抗干扰措施的设计和等。软件系统设计主要指编制PLC控制程序。选定PLC及其扩张模块（如需要的话）分配完I/O地址后，硬件设计的主要内容就是电气设计控制系统原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O的接线和自动部分的详细链接等，有时还要在电气原理图中标上期间代码或另外配上安装图，端子接线图等，以便控制柜安装。电气元器件的选择主要是根据控制要求选择按钮，开关，传感器，保护电路，接触器，指示灯和电磁阀等。程序设计时，除I/O地址列表外，有时要把程序用到中间继电器（M）、定时器（T），计数器（C）
19、和存储单元（V）以及他们作用或功能列些出来，以便编写程序和阅读程序。在编程语言的选择上，用梯形图编程还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取决以下几点：（1） 有些PLC使用 梯形图程序不是很方便（例如书写不便） ，则可用语句表编程，但梯形图总比语句表直观。（2） 经验丰富的人员可以用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样（3） 如果是清新的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制顺序，则最好是功能图来设计程序7.1 方案说明由于自动门的分类很多，本次实验不能一一进行讨论，最后决定主要对平移自动门进行设计实现PLC的自动控制。自动门的硬件组成部分在前已经叙述，现在不再赘述。下面主要对控制部件进行讨论经
20、分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光检测电开关，限位开关，超载保护开关，直流电机。现确定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正传开门，电机反转关门。1 当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过（光检测电开关是脉冲触发需对其自锁）由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正传，到达开门限位开关位置时，电机停止运行。2 当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电机机反转， 当门移动到关门限位开关位置时，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，应立即停止
21、关门，并自动进入关门程序。4 在门打开后的8 秒等待时间内，若有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关时，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。5 考虑到自动门在出现故障或维修的时候，用自动控制从在一定的问题，最后决定加增手动开门和关门开关7.2 程序流程图7.3 继电器接触控制图7.4 PLC控制输出输入接线下图为PLC控制数日输出的接线图 第8章 梯形图8.1 下图是自动门控制系统的PLC的梯形图，该系统主要完成自动门的开、关控制及其出现故障时能实现手动控制。 8.2 过程分析1 首先按下启动按钮使I0.7闭合，若外检测开关或内检测开关有信号时I0.1或I0.2闭
22、合。由于开门限位开关I0.3是常闭，所以Q0.0线圈有电，有原理可知光电检测开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。当Q0.0线圈通电时Q0.0闭合，此时电动机正传带动自动门扇移动，执行开门过程。2 当门扇完全打开时，使开门限位开关I0.3打开，Q0.0线圈断电，电动机停止转动。3当门扇停止移动时2，由于开门限位开关的常闭变成常开，故使常开闭合。进行8秒的延时，若此时外检测开关或内检测开关I0.1或I0.2有信号，则使T37重新延时。4当8 秒的延时完毕后T37线圈通电，关门限位开关关闭，所以通电并自锁，电机反转执行关门过程。5在关门过程中，若外检测开关或内检测开关I0.1或I0.2有信号又使Q
23、0.0通电，由于在关门过程中Q0.0常闭，此时打开并中断关门过程，转向开门过程。6 在此控制过程中，为了保护其安全性设置过载保护和紧急停车。7 考虑到主动门若出现故障时，于是设置手动开门和手动关门。 第9章 总结 回顾起此次西门子PLC课程设计，令我们感慨颇多，短短的时间里，付出了不少时间和精力，努力的查找资料。绘制电路图等，但学到了很多东西。同时，不仅巩固了以前所学的知识，而且学到了很多在书本上没有学到的知识。通过这次课程设计使我们懂得了理论与实际结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践结合起来，才能提高我们的思维能力和实际应用能力。在设计的过程中常遇到问题，可以说
24、是困难重重，第一次作此设计。难免会遇到各种问题，同时早射击队过程中发现了自己的不足之处，对以前所学的知识理解的不够深刻，掌握的不够牢固，这次课程设计之后，一定把以前所学的知识重新巩固。时间过的好快，在这段时间里让我们学会了自动门在实际生活中的用途，学会了同学质检单互助团结，亲身体验了，学会了自己独立面对题，若是在不行 通过同事朋友之间的商讨得出答案。参考文献【1】 吴中俊，黄永红，可编程器原理及应用【M】。北京：机械工业出版社，2004【2】 肖清，王忠峰，西门子PLC课程设计指导【M】，江西：江西理工大学应用科学学院。2008【3】 张万忠，刘明 勤，电器与PLC控制技术【M】北京;化学工业
25、出版社。2003【4】 高钦和，PLC应用开发案例精选（第2版），北京：人民电邮出版。2008【5】 邓则明，称良伦，电器与可编程控制技术应用技术【M】，北京机械工业出版社1997【6】 林小峰，可编程序控制及应用，北京;高等教育出版社【M】1991.【7】 方承远，工厂电气控制技术（第二版）北京：北京机械工业出版社【M】。2000【8】 汪道辉，逻辑与可编程控制系统，北京;机械工业出版社【M】2001【9】 易传禄，可编程序控制器应用指南，上海：上海科学普及出版社。1993【10】 杨士元，可编程序控制器（PC）编程和应用维修，北京：清华大学出版社【M】1995第7章 电气原理图系统设计包括
26、硬件系统设计和软件系统设计。硬件系统设计主要包括PLC及外围线路设计，电气线路的设和抗干扰措施的设计和等。软件系统设计主要指编制PLC控制程序。选定PLC及其扩张模块（如需要的话）分配完I/O地址后，硬件设计的主要内容就是电气设计控制系统原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O的接线和自动部分的详细链接等，有时还要在电气原理图中标上期间代码或另外配上安装图，端子接线图等，以便控制柜安装。电气元器件的选择主要是根据控制要求选择按钮，开关，传感器，保护电路，接触器，指示灯和电磁阀等。程序设计时，除I/O地址列表外，有时要
27、把程序用到中间继电器（M）、定时器（T），计数器（C）和存储单元（V）以及他们作用或功能列些出来，以便编写程序和阅读程序。在编程语言的选择上，用梯形图编程还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取决以下几点：（4） 有些PLC使用 梯形图程序不是很方便（例如书写不便） ，则可用语句表编程，但梯形图总比语句表直观。（5） 经验丰富的人员可以用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样（6） 如果是清新的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制顺序，则最好是功能图来设计程序7.1 方案说明由于自动门的分类很多，本次实验不能一一进行讨论，最后决定主要对平移自动门进行设计实现PLC的自动控制。自动门的硬件组成部分在
28、前已经叙述，现在不再赘述。下面主要对控制部件进行讨论经分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光检测电开关，限位开关，超载保护开关，直流电机。现确定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正传开门，电机反转关门。1 当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过（光检测电开关是脉冲触发需对其自锁）由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正传，到达开门限位开关位置时，电机停止运行。2 当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电机机反转， 当门移动到关门限位开关位置时，电机停止运行。3 在关门过程中，
29、当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关，应立即停止关门，并自动进入关门程序。4 在门打开后的8 秒等待时间内，若有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关时，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。5 考虑到自动门在出现故障或维修的时候，用自动控制从在一定的问题，最后决定加增手动开门和关门开关第3章 电路组成及各部分工作原理3.1电源部分3.1.1稳压电源的技术指标对稳压电源的要求可稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电压及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、波纹电压及温度系数等。对稳
30、压电源的性能，主要有以下四个方面的要求：3.1.2直流稳压电源的基本原理3.1.2.1直流稳压电源一般由电源变压器T、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下；各部分的作用：图3-1直流稳压电源3.2单稳态延时电路第4章 电路调试4.1电路调试整个电路只要元件质量良好，且焊接无误，便可开机试验。4.2安装与使用AG应安装在门框上，ZT应安装在活动的门叶上，整个电路可以装入一只乳白色塑料罩的吸顶灯中。根据此次设计的原理，其使用方法显得优为简单，其最主要的特点便在于此。结论为期两个月的毕业设计顺利完成了，在设计过程中，我们通过查阅大量相关资料及向指导教师请教，使我们所学的知识得到巩固，又学到了不
31、少新的知识，也经历许多艰辛。设计期间我们每天围着图板转，吃饭、睡觉都在想怎样解决遇到的困难及问题，收获颇多。毕业设计不但培养了我们独立完成任务的能力，树立了克服和战胜困难的信心，而且大大提高了我们独立思考的能力，使我们充分体会到了在设计过程中，探索的艰难和成功的喜悦。通过本次设计我们深深体会到任何理论如果没有在实践中得到应用，那它只是一些零乱的文字而已。这次设计使我们懂得了理论和实践相结合的重要性；也让我们意识到拓宽知识面，培养思维创新能力的重要性；当然团队合作精神也很重要。我们只有通过不断的学习，在实践中锻炼才能提高自己的能力。目前市售的防盗报警器有的结构复杂，体积大，多使用于企事业单位，而一些简易便宜的报警器其性能又不十分理想，可靠性差，综合各种报警器的优缺点，并根据本设计要求及性能指标，兼顾可行性和经济性等各种因素确定门防盗报警方案，此次设计还算比较成功。