基于plc控制的自动门系统毕业论文(编辑修改稿)

基于plc控制的自动门系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

14 和日立公司的 SCY． 022 等。 该时期 PLC 产品的主要功能是执行原先由继电器 完成的顺序控制、逻辑运算、定时和计数等。 它的 CPU 由中小规模的数字集成电路组成，在 I／ O 接口电路上做了改进以适应工业控制现场的要求，它的控制功能比较简单。 在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式 — 梯形图。 20 世纪 20 年代起，人们把各种继电器，定时器，接触器及触电按一定的逻辑关系连接起来，组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电器接触控制系统，由于它结构简单，容易掌握，价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广。 在工业领域控制中一直占主导地位。 但是继电接 触器控制系统有明显的缺点：设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难以实现交复杂的的控制，特别是由于它是靠硬件连线逻辑构成的系统 接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差。 20 世纪 60 年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个开展系统从新配置。 为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚，适应市场竞 7 争要求， 1968 年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是。 （ 1）编程方便，可现场修改程序 （ 2）维修方便，采用插件式结构 （ 3）可靠性高于继电器控制装置 （ 4）体积小于继电器控制盘 （ 5）数据可直接送入管理计算机 （ 6）成本可与继电器控制盘竞争 （ 7）输入可以是交流 150V 以上 （ 8）输出为交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驱动接触器，电磁阀等 （ 9）扩展时原装系统改变最小 （ 10）用户存储器至少能扩展到 4KB 十项指针的核心要求是采用软布线（编程）方程代替继电器控制的硬接线方式，实现大规模生产线的 流程控制。 PLC 控制系统简介 可编程控制器，英文 Programmable Controller,简称 PLC，本课题中用 PLC作为它的简称。 PLC 是用于工业现场的电控制器。 它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。 它以微处理器为核心，集自动化技术、计算机技术、通信技术为一体，它通过运行储存在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输出信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。 像 PLC 这样，集丰富功能于一身，是别的电控制器所没有的，更是传统的继电器控制电路所无法 比拟的。 丰富的功能为 PLC 的广泛应用提供了可能，同时，也为自动门行业的远程化、信息化、智能化创造了条件。 现代化工业生产过程是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。 PLC 专为工业控制应用而设计，由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。 目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。 PLC 的基本结构及原理 目前 PLC 种类繁多，功能和指令系统也都个不相同但都一微处理器为核心用 8 微工业控 制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大至相同，硬件结构与微机相似，主要包括中央处理单元 CPU 存储器 RAM 和 ROM，输入输出接口电路、电源、I/O 扩展接口、外部识别接口等。 其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输。 PLC 控制系统由输入量 — PLC— 输出量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为 PLC 的输入量，他们经 PLC 外部输入端子，作为 PLC 的输出量对外围设备进行各种控制。 PLC 的特点 PLC 作为一种专用于工业环境的、具有特殊结构的计算机，有其显著的特点。 具体特点如下 : （ 1）可靠性高，抗干扰能力强 （ 2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强 （ 3）易学易用，深受工程技术人员欢迎 （ 4）安装方便，扩展灵活 （ 5）系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造 （ 6）体积小，重量轻，能耗低 PLC 的选型原则 在 PLC 系统设计时，首先要确定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程设计选型。 工艺流程的特点和应用要求是设计选型的重要依据。 因此，工程设计选和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算 输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC 的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性价比的 PLC 和设计相应的控制系统。 1. 输入输出 I/O 点数的估算 I/O 点数估算要考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加大约 10％ — 20％的可拓展。 余量后，作为输入输出点数估算数据。 实际订货时，还需根据制造厂商 PLC 的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 2. 存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是 9 存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于 存储器容量。 设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因而程序容量在设计阶段是未知的，为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来代替。 3. 控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 根据本课题所设计的自动门控制的需要，主要介绍以下几种功能的选择。 （ 1） 控制功能 PLC 主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高 PLC 的处理速度和节省存储 器容量。 （ 2） 编程功能 离线编程方式：可降低成本，但使用和调试不方便。 在线编程方式：成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。 （ 3）诊断功能 PLC 的诊断功能包括硬件和软件的诊断。 硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。 通过软件对 PLC 内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对 PLC 的 CPU 与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断则是外诊断。 PLC 的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。 4. 机型的选择 （ 1） PLC 的机型 PLC 按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按 CPU 字长分为 1 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位等。 从应用角度出发，通常可按照控制功能或输入输出点数选型。 整体型 OLC 的 I/O 点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型 PLC 提供多种 I/O 卡件或插卡，因此用户可以较合理地选择和配置控制系统的 I/O 点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。 10 （ 2） 经济性的考虑 选择 PLC 时，应考虑性价比。 考虑经济性时，应兼顾应用的可拓展性、可操作性、投入产出比 等因素，最终选出比较满意的产品。 输入输出点数对价格有直接影响。 当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量相应增加。 因此，点数的增加对 CPU 选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。 在估算和选用时应充分考虑。 本课题所设计的自动门属于小型控制系统，结合经济性的考虑选择整体性 PLC。 综合以上因素，本课题的设计采用 智能控制器为稳定性良好的日本三菱公司司生产的 FX2N32M 小型 PLC 来实现整个自动系统的控制。 三菱 FX2N32M 具有如下优点：最大范围地包容了标准特点、程序执行快、全面补充了通信功能，为自动化 应用提供最大的灵活性和控制能力。 具有突出的寄存器容量和丰富的元件资源。 驱动装置的选型 自动门的驱动器是自动门能否良好工作的保障，在本设计中是运用变频器的三段速度调节来自动调节电机的速度，以达到驱动自动门的目的。 这种方法具有稳定性能好，维修方便，连接简单，成本较低，是在目前的自动门行业主流控制方式。 本课题所设计的自动门要求选用绝缘电阻、绝缘介电强度、接地装置、过电压保护等符合国际安全标准规定的，具有噪音低、过载能力强的特点，并且转速不高于 500r/min 的电机，在结合安全、稳定的考虑，本课题所设 计的自动门控制系统的驱动装置选用天津安全电机有限公司生产的型号为 YSM100/11 W、 S的 3 相 380V 交流电机。 变频器的选型 根据自动门的需要，变频器选型时要确定以下几点： 变频器的额度电流应与负载的额定电压相符：均为 380V。 变频器的额定电流与应与电机的额定电流相符，以最大电流确定变频器电流和过载能力。 在本课题所使用的三相交流电机的最大起动电流为 Y 形接法为 ，△形接法为。 在变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大，因此用于 高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通的电机类型。 11 综合以上。