毕业设计论文-基于plc的仓库自动门禁与报警系统设计

毕业设计论文-基于plc的仓库自动门禁与报警系统设计内容摘要：

强的控制功能和较强的运算能力。 它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和 PID 运算。 工作速度比 较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。 比如，德国 SIEMENS 公司生产的 S7300 就属于这一类。  高档机：这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。 它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和 PID 运算，还能进行复杂的矩阵运算。 工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。 这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。 在联网中一般做主站使用 [1]。 (3) 按结构去划分  整体式：整体式结构的可编程序控制器把电源、 CPU、 存储器、 I/O 系统都集成在一个单元内，该单元叫做 基本单元。 一个基本单元就是一台完整的 PLC。 控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。 整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。  组合式：组合式结构的可编程序控制器是把 PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如 CPU 模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。 其中各块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。  叠装式：叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的 I/O 点搭配灵活 、安装整齐的优点于一身。 它也是由各个单元的组合构成。 其特 点是 CPU 自成独立的基本单元（由 CPU 和一定的 I/O 点组成），其它 I/O模块为扩展单元。 在安装时不用基板，仅用电缆进行单元间的联接，各个单元可以一个个地叠装。 使系统达到配置灵活、体积小巧。 可编程序控制器的组成与工作过程 可编程序控制器的组成  中央处理单元（ CPU）  存储 器单元  电源单元  输入输出单元  接口单元 7  外部设备 PLC 最主要的方式是周期扫描方式。 可以细分成下面几个过程 ：  上电处理过程， PLC 上电后，要进行上电的初始化处理。 占用的时间为 T0。  共同处理过程，共同处理的主要任务是复位监视计时器、检查 I/O 总线、检查扫描周期、检查程序存储器。 该过程占用的时间为 T1。  通讯服务过程，当 PLC 和微机构成通讯网络或由 PLC构成网络时，需要有通讯服务过程。 该过程占用的时间为 T2。  外设服务过程当 PLC 接有外部设备如编程器、打印机等，则需要进行外设服务过程。 该过程占用的时间为 T3。  程序执行过程，该过程用于执行用户程序。 从输入映像区读入输入信息，根据用户程序进行运算操作，并向输出映像区送出控制信息。 该过程占用的时间为 T4。 显 然 T4 和 PLC 的速度、用户程序长短及指令种类有关。  I/O 刷新过程，这个过程可分为输入信号刷新和输出信号刷新。 输入信号刷新为输入处理过程，输出信号刷新为输出处理过程。 该过程占用时间为 T5。 显然 T5 和可编程序控制器所带的输入输出模块的种类和点数多少有关。 可编程序控制器的扫描周期 T 和上述各个过程的关系录为： T=T1+T2+T3+T4+T5[2]。 关于 PLC 的时间滞后问题 PLC 对输入和输出信号的响应是有延时的，这就是滞后现象。 为了确保 PLC在任何情况下都能正常无误地工作，一般情况下，输入信号的 脉冲宽度必须大于一个扫描周期 T。 还应该注意一个问题是输出信号的状态是在输出刷新时才送出的。 因此，在一个程序中若给一个输出端多次赋值时，中间状态只改变输出映像区。 只有最后一次赋的值才能送到输出端 [2]。 可编程序控制器的硬件基础 可编程序控制器是用来执行具体的控制，具体的工艺要求和具体的工作环境决定了可编程序控制器的选择具体的 I/O 模块和系统配置 [2]。 可编程序控制器的接口模块 接口模块负责把外部设备的信息转换成 CPU 能够接收的信号，同时把 CPU发送到外部设备的信号转换成能够驱动外部设 备的电平。 接口模块不仅能起到转换电平的作用，还可以起到外部设备的电信号与 CPU 的隔离作用，同时也可以起到抗干扰和滤波等作用 [2]。 可编程序控制器的配置 PLC 的配置可分为三种：基本配置、近程扩展配置和远程扩展配置 [2]。 8 可编程序控制器的软件基础 可编程序控制器的软件分为两大部分，系统监控程序和用户程序。 系统监控程序是由可编程序控制器的制造者编制的，用于控制可编程序控制器本身的运行。 另一部分为用户程序。 它是由可编程序控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行 [2]。 可编程控制器的选择 CPU222 本机集成了 8 点输入 /6 点输出共有 14 个数字量 I/O。 可连接２个扩展模块，最大扩展至 78 点数字量 I/O 点或 10 路模拟量I/O 点。 CPU222 有 6K 字节程序和数据存贮空间， 4个独立的 30KHｚ高速计数器，２路独立的 20KHｚ高速脉冲输出，具有 PID 控制器。 它还配置了１个 RS485通讯 /编程口，具有 PPI通讯、 MPI 通讯和自由方式通讯能力 [2]。 CPU222具有扩展能力、适应性更广泛的小型控制器，加一个 4入 /4出 扩展模块 EM223能够满足自动门控制系统的需要。 PLC 的 I/O端口分配与接线 表 1 PLC的 I/O端口分配 地址 代号 工程名 地址 代号 工程名 SB10 手动开门 SB8 消铃按钮 SB11 手动关门 SB5 过载保护 SB1 门外光电感应开关 KM0 开 门电机正转接触器 线圈 SB2 门内光电感应开关 KM1 关门电机反转接触器 线圈 SQ1 开 门到位限位开关 火警指示灯 SQ2 关 门到位限位开关 温度报警指示灯 图 2 9 一氧化碳感应开关 警铃 温度感应开关 SB7 停机按钮 SB6 紧急停车保护开关 图 3 ＰＬ Ｃ的接口分配 3 其它器材的选择与简介 自动门的选择 自动门有许多种类，如弧形自动门、双重平移自动门和双扇平移等类型。 由CPU222 EM 223 M 手动开门 SB10 手动关门 SB11 门外光电感应开关 SB1 门内光电感应开关 SB2 开门到位限位开关 SQ1 关门到位限位开关 SQ2 一氧化碳感应开关 温度感应开关 M 消铃按钮 过 载保 护开 关SB5 紧急停车保护开关 SB6 关机按钮 SB7 接触器线圈 KM0 接触器线圈 KM1 火警指示灯 温度报警指示灯 警铃 10 于仓库门一般比较大，甚至要求能让大卡车通过，同时要求比较坚固且具有一定的抗暴能力和防潮能力，所以我们一般采用厚钢板制 造的双重平移门。 双重平移门具有打开空间大，同时由于是两扇门相对打开相对移动速度小的优点。 行程开关的选择 行程开关又称限位开关，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，当安装于生产的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，实现电路的切换 [1]。 因此，行程开关是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。 行程开关广泛用于各类机床和 起重机械，用以控制其行程和进行终端限位保护。 在自动门装置中就是用 它进行终端限位保护。 传感器的选择 （ 1）自动门光电探测开关传感器的选择。 在自动门传感器我们选择热释电红外传感器， 热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器 [3]。 不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶 ， 热释电红外传感器由 传感探测元 、 干涉滤光片 和 场效应管匹配器 三部分组成。 设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。 由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。 图 3是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意 图。 使用时Ｄ端接电源正极，Ｇ端接电源负极，Ｓ端为信号输出。 该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。 它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。 对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通。