基于PLC的自動門控制系統(tǒng)設計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 I 基于 自動門控制系統(tǒng)設計 摘 要 近年來，隨著城市建設的高速發(fā)展，各種大型建筑物如賓館酒樓、各類醫(yī)院、大型商場大廈、高檔寫字樓、娛樂設施以及倉庫等場所不斷興建，在這些場所中，自動門的應用越來越普及，越來越廣。與此同時，對自動門技術性能也提出了更高的要求，中國工程建設標準化協(xié)會對此非常重視，即將啟用我國自動門技術設計的國家標準，進一步加強自動化門的行業(yè)技術規(guī)范。國內自動門廠家發(fā)展迅速，市場潛力大，但隨著自動門市場的快速發(fā)展，對產品的性能價格比要求越來越高。本論文通過討論倉庫自動門控制系統(tǒng)的組成，闡述可 編程控制器（ 自動門控制中的應用，采用三菱 程的程序控制方式，提出了 倉庫卷簾式自動門 的制系統(tǒng)總體設計方案、設計過程、組成，列出了具體的主要硬件電路、 自動門 的控制梯形圖。并在分析、處理隨機信號邏輯關系的基礎上，提出了 編程方法，設計了一套完整的自動門控制系統(tǒng)方案。 關鍵詞： 動門， 標準化 F n in if of as is to an to is by in is to up of s , in in LC LC up LC a of on s. 錄 言 ............................................................................................................. 1 第 1 章 述 ........................................................................................ 2 產生及定義 .......................................................................... 2 特點 ...................................................................................... 3 主要功能 .............................................................................. 5 基本結構及原理 .................................................................. 6 發(fā)展趨勢 .............................................................................. 9 第 2 章 硬件電路設計 ............................................................................... 11 設備要求 .......................................................................... 11 件的可靠性 ................................................................................. 13 編程語言 ............................................................................ 14 機型選擇 ............................................................................ 14 、超級市場、公共建筑、銀行及醫(yī)院等入口，經常使用自動門控制系統(tǒng)。早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。 制自動門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點，因而得到廣泛的應用。本論文介紹了 制倉庫自動門的一種方案。希望通過這次設計能夠熟練使用三菱列可編程控制器的編程軟件，掌握可編程控制器軟件程序的設計思路和梯形圖的設計方法；能夠掌握三菱 列可編 程控制器程序的應用系統(tǒng)的調試、監(jiān)控、運行方法；能過通過課程設計而熟練掌握數據的查詢（圖書、網絡）， 程所獲知識在工程設計工作中綜合地加以應用，使理論知識和實踐結合起來。 其設計任務是 用 制倉庫大門的自動打開和關閉，以便讓車輛進入倉庫。本系統(tǒng)用兩種不同的傳感器檢測車輛?？刂埔笕缦拢? 1. 在操作面板上設有 個常開按鈕，其中 來啟動大門控制系統(tǒng)， 于停止大門控制系統(tǒng)。 2. 用超聲波接受開關檢測是否有車輛要進入大門。當本單位的車輛駛近大門時，車上發(fā)出特定編碼的超聲波，被門 上的超聲波接收器識別，輸出邏輯 “1”信號，則開啟大門。 3. 用光電開關檢測車輛是否已進入大門。光電開關由發(fā)射頭和接收頭兩部分組成，發(fā)射頭發(fā)出特定頻譜的紅外光束，由接收頭加以接收。當紅外光束被車輛遮住時，接收頭輸出邏輯 “1”；當紅外光束未被車輛遮住時，接收頭輸出邏輯 “0”。當光電開關檢測到車輛已進入大門時，則關閉大門。 4. 門的上限裝有限位開關 的下限裝有限位開關 5. 門的上下運動由電機驅動，開門接觸器 合時門打開，關門接觸器合時門關下。 2 第 1 章 述 20 世紀 20 年代起，人們把各種繼電器 ,定時器 ,接觸器及其觸點按一定的邏輯關系連接起來組成控制系統(tǒng)，控制各種生產機械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng) 容易掌握 ,價格便宜，在一定范圍內能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領域中一直占主導地位 備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能少，難與實現較復雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構成的系統(tǒng)，接線復雜，當生產工藝或對象改變時，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活 性較差 . 20 世紀 60 年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求生產線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對整個開展系統(tǒng)重新配置 應白熱化的市場競爭要求， 1968年美國通用汽車公司公開向社會招標，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是： 1. 編程方便，可現場修改程序 2. 維修方便，采用插件式結構 3. 可靠性高于繼電器控制裝置 4. 體積小于繼電器控制盤 5. 數據可直接送入管理計算機 6. 成本可與繼電器控制盤競爭 7. 輸入可以是 交流 150V 以上 8. 輸出為交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驅動接觸器，電磁閥等 9. 擴展時原系統(tǒng)改變最小 應當時汽車裝配過程的需要） 十項指標的核心要求是采用軟布線（編程）方式代替繼電控制的硬接線方式，實現大規(guī)模生產線的流程控制。 美國國際電工委員會（ 1987 年對可編程序控制器做出如下定義：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部進行存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、記 3 數和算 術運算等功能的面向用戶的指令，并通過數字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？杀槌绦蚩刂破鳂O其相關外部設備，都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。 定義強調了 直接應用與工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應能力和應用范圍。這也是區(qū)別與一般微機控制系統(tǒng)的一個重要特征。 定義還強調了 數字運算操作的電子系統(tǒng) ”，他也是一種計算機，它是 “專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的 ”工業(yè)計算機。這種工業(yè)計算機采用 “面向用戶的指令 ”，因此編程方便。它能完成邏輯 運算、順序運算、定時、記數和算術運算等操作，它還具有 “數字量和模擬量輸入和輸出 ”的能力，并且非常容易與 “工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體 ”，易于 “擴充 ”。 特點 1. 抗干擾能力強，可靠性好 電子線路、機械結構以及軟件結構上都吸取了生產廠家長期積累的生產控制經驗，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路。 I/O 系統(tǒng)設計有完善的通道保護與信號調理電路；在結構上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有周到的考慮。具體措施主要有以下幾個方面： （ 1） 隔離：這是抗干擾的主要措施之一。 輸入、輸出接口電路一 般 采 用光電耦合器來傳遞信號。這種光電隔離措施，使外部電路與內部電路之間避免了電的聯(lián)系，可有效的抑制外部干擾源對于 影響，同時防止外部高電壓串入，從而減少故障和誤操作。 （ 2） 濾波：這是抗干擾的另一個主要措施。在 電源電路和輸入 /輸 出 電路中設置了多種濾波電路，用以對高頻干擾信號進行有效抑制。 （ 3） 對內部電源還采用了屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施，以減少外界干擾，保 護 供電質量。另外使輸入輸出接口電路電源彼此獨立，以避免電源之間的干擾。 （ 4） 內部設置了連鎖、環(huán)境檢測與診斷、 “看門 狗 ”）等電路，一 旦 發(fā)現故障或程序循環(huán)執(zhí)行時間超過了警戒時鐘（ 定時間（預示程序進入了死循 環(huán)），立即報警，以保證 靠運行。 （ 5） 利用系統(tǒng)軟件定期進行系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)境和故障檢測， 并 采用信息保護和恢復措施。 4 （ 6） 對用戶程序及動態(tài)工作數據進行電池備份，以保障停電后有關狀態(tài)或 信 息不丟失。 （ 7） 采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結構，以適應工作現場的惡劣環(huán)境。 （ 8） 以集成電路為基本元件，內部處理過程不依賴于機械觸點，以保障高 可 靠性。而采用循環(huán)掃描的工作循環(huán)方式，也提高了抗干擾能力 。 2. 控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強 外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。 3. 編程方便，易于使用 面向用戶的設備， 設計者充分考慮到現場工程技術人員的技能 和習慣， 序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言現象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，只要具有一定的電工和工藝知識的人員都可在短時間內學會。 4. 功能完善 輸出 /輸入功能完善，性能可靠，能夠適應與任何形式和性質的開關量和模擬量的輸入 /輸出。在 部具有許多控制功能，諸如時序、計算機、主控繼電器以及移位寄存器、中間寄存器等。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實現延時、鎖存、比較、跳轉、和強制 I/O 等諸多功能，不僅具有邏輯功能、算術運算、數制轉換、以及順序控制功能，而且還具備模擬運算、顯示、監(jiān)控、打印、及報表生成等功能。 5. 設計、施工、調試、的周期短 用繼電接觸器控制完成一項控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等，進行安裝調試，以后修改起來十分不便。而采用 制，由于其硬軟件 齊全，為模塊化積木式結構，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在 貨前進行，因而縮短了設計周期，使設計和施工可同時進行。 6. 體積小，維護操作方便 積小，質量輕，便于安裝。 輸入 /輸出系統(tǒng)能夠直觀的反映現場總線信號的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀的反映控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)。 7. 易于實現網絡化 連成功能很強的網絡系統(tǒng)。 5 8. 可實現三電一體化 電控（邏輯控制）、電儀（過程控制）和電結（運動控制）這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種 不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應各種工業(yè)控制的需要。 主要功能 1. 條件控制功能 條件控制（或稱邏輯控制或順序控制）功能是指用 與、或、非指令取代繼電器接觸的串聯(lián)、并聯(lián)極其他各種邏輯連接，進行開關控制。 2. 定時 /記數控制功能 定時 /記數控制功能指用 供的定時器、記數器指令實現對某種操作的定時或記數控制，以取代時間繼電器和記數繼電器。 3. 數據處理功能 數據處理功能是指 進行數據傳送、比較、移位、數制轉換、算術運算 、邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。 4. 步進控制功能 步進控制功能是指用步進指令來實現在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構成的步進控制器。 5. 運動控制功能 運動控制功能是指通過高速記數模塊和位置控制模塊等進行單軸或多軸運動控制。 6. 過程控制功能 過程控制功能是指通過 制指令或模塊實現對溫度、壓力、速度、流量等物理參數的閉環(huán)控制。 7. 擴展功能 擴展功能是指通過連接輸入輸出擴展單元（即 I/O 擴展單元）模塊來增加輸入輸出點數，也可 通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高 控制功能。 8. 遠程 I/O 功能 遠程 I/O 功能是指通過 I/O 單元將分散在遠距離的各種輸入、輸出設備與 主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。 基本結構及原理 1. 系統(tǒng)結構 目前 類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，但都是以微處理器為核心用做工業(yè)控制的專用計算機，所以其結構和工作原理都大致相同，硬件結構與微機相似。主要包括中央處理單元 儲器 入輸出接口電路、電源、 I/O 擴展接口、外 部設備接口等。其內部也是采用總線結構來進行數據和指令的傳輸。 如圖 1示， 制系統(tǒng)由輸入量 — 輸出量組成，外部的各種開關信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為 輸入量，它們經 部輸入端子，作為 輸出量對外圍設備進行各種控制。由此可見， 基本結構有控制部分輸入和輸出組成。 圖 12. 部分的作用 7 （ 1） 中央處理器 由控制器和運算器組成的。運算器也稱為算術邏輯單元，它的功能就是進行算術運算和邏輯運算?？刂破鞯淖饔檬强?制整個計算機的各個部件有條不紊地工作，它的基本功能是從內存中取指令和執(zhí)行指令。他的重要功能如下： ① 診斷 源、內部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語法錯誤。 ② 采集由現場輸入裝置送來的狀態(tài)或數據，并送入 存器中。 ③ 按用戶程序存儲器中存放的先后順序逐條讀取指令，進行編譯解釋后，按指令規(guī)定的任務完成各種運算和操作。 ④ 將存于寄存器中的處理結果送至輸出端。 ⑤ 應各種外部設備的工作請求。 （ 2） 存儲器 存儲器分為兩大部分： 一大部分是系統(tǒng)存儲器，用來存放系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序及其系統(tǒng)內部 數據。 二大部分是用戶存儲器，包括用戶程序存儲區(qū)及工作數據存儲器。 （ 3） 輸入輸出接口電路 過輸入輸出（ I/O）接口電路實現與外圍設備的連接。輸入接口通過 將這些信號轉換成 能接受和處理的數字信號。 （ 4） 電源 電源是指將外部輸入的交流電經過整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉換成滿足 儲器、輸入輸出接口等內部電路工作所需要的直流電源電路或電源模塊。 （ 5） 輸入輸出 I/O 擴展接口 若主機單元的 I/O 點數不能滿足輸入輸出點數需要時，可通過 此接口用扁平電纜線將 I/O 擴展單元與主機單元相連接。 3. 基本工作原理 用的是循環(huán)掃描工作方式。對每個程序， 第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結束符后又返回第一條指令，如此周而復始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。 掃描全過程如圖 1示。 8 （ 1） 輸入刷新階段 在輸入刷新階段， 描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成后關閉輸入端口，轉入程序執(zhí)行階段。 （ 2） 程序執(zhí) 行階段 在程序執(zhí)行階段，根據用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 （ 3） 輸出刷新階段當所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內容，依次送到輸出鎖存電路，并通過一定輸出方式輸出，驅動外部相應執(zhí)行元件工作，這才形成 實際輸出。 圖 1掃描全過程 顯然掃描周期的長短主要取決與程序的長短。掃描周期越長，響應速度越慢。 9 由于每一個掃描周期只進行一次 I/O 刷新，即每一個掃描周期 對 輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，故使系統(tǒng)存在輸入、輸出滯后現象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應速度。由此可見，若輸入變量在 I/O 刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出會相應地發(fā)生變化。反之，若在本次刷新之后輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，而要到下一次掃描的 I/O 刷新期間輸出才會發(fā)生變化。這對于一般的開關量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會造成不利影響，反而可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力。這是因為輸入采樣僅在輸入刷新階段進行， 工業(yè)現場的干擾常常是脈沖式 的、短時的，由于系統(tǒng)響應較慢，往往要幾個掃描周期才響應一次，而多次掃描后，因瞬間干擾而引起的誤操作將會大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。但是對于控制時間要求較嚴格、響應速度要求較快的系統(tǒng)，就需要精心編制程序，必要時采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應滯后等不良影響。 發(fā)展趨勢 的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā)展。具體表現在以下幾個方面。 1. 向小型化、專用化、低成本方向發(fā)展 隨著微電子技術的發(fā)展，新型器件大幅度的提高功能和降低價格 ，使 構相當于一本精裝書的大小，操作使用十分方便。 功能不斷增加，將原來大、中型 有的功能部分地移植到小型 。 2. 向大容量、高速度方向發(fā)展 大型 用多微處理器系統(tǒng)，有的采用了 32 位微處理器，可同時進行多任務操作，處理速度提高，特別是增強了過程控制和數據處理的功能。另外，存儲容量大大增加。 3. 智能型 I/O 模塊的發(fā)展 智能型 I/們的 行工作，占用主 時間很少，有利于提高 掃描速度。 4. 基于 編程軟件取代編程器 隨著計算機的日益普及，越來越多的用戶使用基于個人計算機上的編程軟件。 10 編程軟件可以對 制系統(tǒng)的硬件組態(tài)，即設置硬件的結構和參數，例如設置各框架各個插槽上模塊的型號、模塊的參數、各串行通行接口的參數等。 5. 程語言的標準化 與個人計算機相比， 硬件、軟件的體系結構都是封閉的而不是開放的。在硬件方面，各廠家的 塊和 I/O 模塊互不通用。 編程語言和指令系統(tǒng)的功能和表達式也不一致，因此各廠家的可遍程序控制器互不兼容。為了解決這一問題， 定了可遍 程序控制器標準。標準中共有 5 種編程語言，允許編程者在同一程序中使用多種編程語言，這使編程能夠選擇不同的語言來適應特殊的工作。 6. 信的易用化 通信聯(lián)網功能使它能與個人計算機和其他智能控制設備交換數字信息，使系統(tǒng)形成一個統(tǒng)一的整體，實現分散控制和集中控制。 7. 組態(tài)軟件與 軟件化 個人計算機（ 價格便宜，有很強的數學運算、數據處理、通信和人機交互的功能。 8. 現場總線相結合 現場總線 I/O 與 以組成功能強大的、廉價的 統(tǒng)。 9. 開發(fā)新型特殊功能模塊 I/O 組件可以提高 智能化、高密集度和增大處理能力。 處理速度進一步加快 目前， 處理速度與計算機相比還比較慢，其高的 不過 80486，將來會全面使用 64 位的 片，采用多 行處理、分時處理或分任務處理方式，將各種模塊智能化，部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化，這樣可使 處理速度達到納秒級。 21 世紀， 有更大的發(fā)展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規(guī)模上看，會進一步 向超小型及超大型方向發(fā)展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網絡的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網構成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技 11 術的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng) 已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網 絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。 第 2 章 硬件電路設計 設備要求 1. 構成 從結構上分， 為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 括 、 I/O 板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式 括 塊、 I/O 模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 2. 構成 核心， 起神經中樞的作用，每套 少有一個 按 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態(tài)或數據，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和 部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規(guī)定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。 12 要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯(lián)系的數據、控制及狀態(tài)總線構成， 元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是 可缺少的組成單元。 在使用者看來，不必要詳細分析 內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。 控制器控制 作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。 度和內存容量是 重要參數，它們決定著 工作速度，I/O 數量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 3. I/O 模塊 電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完 成的。 I/O 模塊集成了 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入 統(tǒng)，輸出模塊相反。 I/O 分為開關量輸入（ 開關量輸出（ 模擬量輸入（ 模擬量輸出（ 模塊。 常用的 I/O 分類如下： 開關量：按電壓水平分，有 22011024隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按信號類型分，有電流型（ 4電壓型（ 010，按 精度分，有 1246。 除了上述通用 ，還有特殊 塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按 I/O 點數確定模塊規(guī)格及數量， I/O 模塊可多可少，但其最大數受 受最大的底板或機架槽數限制。 4. 電源模塊 源用于為 模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220110直流電源（常用的為 24 13 5. 底板或機架 大多數模塊式 用底板或 機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯(lián)系，使 訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。 6. 統(tǒng)的其它設備 編程設備：編程器是 發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控 控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器 般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操 作員終端應用越來越廣泛。 7. 通信聯(lián)網 依靠先進的工業(yè)網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出 "網絡就是控制器 "的觀點說法。 有通信聯(lián)網的功能，它使 間、 上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現分散集中控制。多數 有 口，還有一些內置有支持各自通信協(xié)議的接口。 件的可靠性 在工業(yè)環(huán)境的惡劣條件下應用而設計的，一個設計良好的 置于有很強的電噪聲、電磁干擾、機械振動、極端溫度和濕度很大的環(huán)境中。 在硬件設計方面，首先是選用優(yōu)質器件，再就是采用合理的系統(tǒng)結構，加固，簡化安裝，使它易于抗振動沖擊，對印制電路板的設計、加工及焊接都采取了極為嚴格的工藝措施，而且在電路、結構及工藝上采取了一些獨特的方式。例如，在輸入 /輸出電路中都采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高了抗干擾性能；各個 I/O 端口都除采用了常規(guī)模擬器濾波以外，還加上了數字濾波；內部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進的電源電路，以防止由電 14 源回路串 入的干擾信號；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現故障，進行在線插拔、調試時不會影響各機的正常運行。 由于 身具有很高的可靠性，所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入 /輸出的部件上，以及如傳感器件、限位開關、光電開關、電磁電機等外圍裝置上。 編程語言 供了較完整的編程語言，以適應 工業(yè)環(huán)境中的應用。利用編程語言，按照不同的控制要求編制不同的控制程序，這相當于設計和改變繼電器的硬接線線路，這就是所謂的 “可編程序 ”。程序由編程器送到 部的存儲器中，它也能方便地讀出、檢查 與修改。 供的編程語言通常由三種：梯形圖、功能圖、及布爾邏輯編程。 梯形圖 (應用最廣的，梯形圖編程有時稱為繼電器梯形圖邏輯圖編程。它使用的最廣是因為它和以往的繼電器控制線路很接近。梯形圖是在原電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器梯形圖基礎上演變而來的，它與電氣操作原理相呼應。它的最大優(yōu)點是形象、直觀和實用，為廣大電氣技術人員所熟知。梯形圖與電氣控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號和表達方式上有一定區(qū)別。 梯形圖使用的時內部繼電器、定時器 /計數器，都是由軟件實現的，其主要特點為使用方便、修改靈活。 機型選擇 1. 型的選擇步驟與原則 隨著 術的發(fā)展， 品的種類也越來越多。不同型號的 結構形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側重。因此，合理選用 于提高 制系統(tǒng)的技術經濟指標有著重要意義。 選擇主要應從 機型、容量、 I/O 模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網能力等方面加以綜合考慮。 2. 型的選擇 15 型選擇的基本原則 是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點： （ 1） 合理的結構型式 要有整體式和模塊式兩種結構型式。 整體式 每一個 I／ O 點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小 ,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式 功能擴展靈活方便 ,在 I／ O 點數、輸入點數與輸出點數的比例、 I／ O 模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復雜的控制系統(tǒng)。 （ 2） 安裝方式的選擇 統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程 I／ O 式以及多臺 網的分布式 。集中式不需要設置驅動遠程 I／ O 硬件，系統(tǒng)反應快、成本低；遠程 I／ O 式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程 I／ O 可以分散安裝在現場裝置附近，連線短，但需要增設驅動器和遠程 I／ O 電源；多臺 網的分布式適用于多臺設備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型 必須要附加通訊模塊。 （ 3） 相應的功能要求 一般小型 (低檔 )有邏輯運算、定時、計數等功能，對于只需要開關量控制的設備都可滿足。 對于以開關量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A／ D 和 D／ A 轉換單元，具有加減算術運 算、數據傳送功能的增強型低檔 對于控制較復雜，要求實現 算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網等功能，可視控制規(guī)模大小及復雜程度，選用中檔或高檔 是中、高檔 格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。 （ 4） 響應速度要求 為工業(yè)自動化設計的通用控制器，不同檔次 響應速度一般都能滿足其應用范圍內的需要。如果要跨范圍使用 者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應該慎重考慮 響應速度，可選用具有高速 I／ O 處理功能的 選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的 。 （ 5） 系統(tǒng)可靠性的要求 對于一般系統(tǒng) 可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 16 3. 容量包括 I／ O 點數和用戶存儲容量兩個方面 （ 1） I／ O 點數的選擇 均的 I／ O 點的價格還比較高，因此應該合理選用 I／ O 點的數量，在滿足控制要求的前提下力爭使用的 I／ O 點最少，但必須留有一定的裕量。通常 I／ O 點數是根據被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上 10％ ~15％的裕量來確定。 （ 2） 存儲容量的選擇 用戶程序所需的存儲容量大小不僅與 統(tǒng) 的功能有關，而且還與功能實現的方法、程序編寫水平有關。一個有經驗的程序員和一個初學者，在完成同一復雜功能時，其程序量可能相差 25％之多，所以對于初學者應該在存儲容量估算時多留裕量。 I／ O 點數的多少，在很大程序上反映了 統(tǒng)的功能要求，因此可在 I／ O 點數確定的基礎上，按下式估算存儲容量后，再加 20％ ~30％的裕量。存儲容量（字節(jié)）＝開關量 I／ O 點數 ×10 ＋ 模擬量 I／ O 通道數 ×100。另外，在存儲容量選擇的同時，注意對存儲器的類型的選擇。 綜上考慮： 對于倉庫自動門的設計，加上我對 認識， 選擇三菱6，完全能滿足設計的要求，操作簡單很適合初學者。 （常開） 17 門下限位開關 開） 2. 制外部接線圖 圖 2制外部接線圖 18 第 3 章 軟件程序設計 庫大門 制梯形圖 圖 3制梯形圖 作說明 按下啟用大門控制系統(tǒng)按鈕 入繼電器 通，內部輔助繼電器 常開觸點閉合，允許大門做升降運動。當有車輛駛近大門時，超聲波開關接通，輸入繼電器 通，輸出繼電器 通并自鎖，開門接觸器 機驅動大門打開。當門開啟到頂碰到上限位行程開關 ， 合，輸入繼電器 閉觸點斷開，輸出繼電器 開，開門接觸器 開，大門停止運動。當車輛前端進入大門時，光電開關輸出邏輯 “ 1” ，輸入繼電器 合。當車輛后端進入大門時，光電開關輸出邏輯 “ 0” ，輸入繼電器 開。經 19 下降沿微分后，內部輔助繼電器 通一個掃描周期，使輸出繼電器 通并自鎖，關門接觸器 通，電機驅動大門關閉。當門關閉到底碰到下限位行程開關 ， 合，輸入繼電器 閉觸點斷開，輸出繼電器 開，關門接觸器 開，大門停止運動。當按下停用大門控制系統(tǒng)按鈕 入繼電器 閉觸點斷開，內部輔助繼電器 開，其常開觸點均斷 開。從而阻止輸出繼電器 接通，因此大門不會運動。 20 結 論 通過這次設計有一種很深的感觸，就是我們做畢業(yè)設計是非常必要的！因為設計我學習掌握了很多以前所不懂的知識，熟悉了三菱的編程軟件。為我們以后從事相應的工作打下了一個良好基礎。設計完成我得出幾個結論如下： 1. 經過這次畢業(yè)設計，使我對 掌握進一步的增強，加深了對 理解，并對 生了濃厚的興趣，但是我也深深地知道自己的不足之處，比如說對應用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序復雜 程度。 2. 大多在學習過程中不能想通的問題，在 試過程中，終于得以解決?？梢钥闯鏊鼘碚摻虒W起到了必要的補充和拓寬作用，對培養(yǎng)既具有扎實理論功底又具有相當實踐能力的人才必不可少。 3. 在這次的設計中，我發(fā)現 工業(yè)控制中的作用很大，它能使人的控制轉變成電腦的控制，大大地降低了產品的成本，很大地提高生產效率。 4. 在此畢業(yè)設計的過程中我還發(fā)現到修改完善程序的重要性。當時編完一個程序后感覺是正確的，即使如此還要仔細檢查自己的程序。考慮到各種可能發(fā)生的情況。 總之 ,這次畢業(yè)設計的過程鍛煉了我們的設 計能力以及全面的考慮問題能力。學習的過程是枯燥的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。相信這次畢業(yè)設計對我們以后的學習和工作都會產生積極的影響。希望以后在這方面的設計先有一些實例的操作，然后再進行編程設計會有更好的效果。 21 謝 辭 22 參考文獻 [1]郭宗仁 ,吳亦鋒 ,郭永 .《可編程控制器應用系統(tǒng)設計及通信網絡技術》人民郵電出版社 2]朱善君等《可編程控制器系統(tǒng)原理、應用及維護》清華大學出版社 3]尹宏業(yè)《 編程控制器教程》航空工業(yè)出版社 4]巖本洋，森田克己，天野 一美 .《機電一體化入門》北京 :科學出版社， 2003. 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