状态机实例 —— 自动门
PLC编程控制自动门
P L C编程控制自动门公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-摘要门是伴随着人们的文明而诞生的,随着科学的发展,门的种类越来越多,技术也越来越复杂。
自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸,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。
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高科技产品,因此,它具备了普通门所没有的优势:雅观漂亮,而且使用管理起来更加的安全、方便、舒适,通电后可以实现无人看管,同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音,既方便又提高了建筑的档次。
因此自动门被广泛的应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。
本文通过结合PLC控制系统的简介及各种普遍应用的自动门的特点,对由PLC作为控制系统的自动门的概况、主要分类、组成、原理、软硬件控制系统、PLC程序的编写等都进行了一定的介绍。
关键字:自动门 PLC 控制编程目录前言随着科技的不断发展,各种各样的自动门应运而生,但由于PLC技术的不断完善,自动门大多采用PLC系统来进行集中控制。
因此自动门的发展一个是在硬件设施上的完善,另一个就是plc控制系统的不断发展。
自动门尤其是高级自动门的造价不菲,目前多应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。
自动门虽然作为高科技产品,但仍会有一些安全隐患存在,如果关门过程控制不当,容易对人们造成挤伤,碰伤,所以自动门在稳定性上还需要不断的突破。
影响自动门不稳定因素的原因是多方面的,但主要是噪声、电磁场的干扰,他导致电源电压便的不稳定是一个重要方面,它对安全产生很大的影响,因此,设计系统时考虑执行部分的输送电压稳定是一个应该重视的问题。
由于中国的自动门技术起步较晚,掌握的技术相对稚嫩。
自动门-PPT课件
开门
重新延时 若急停或过载 有信号
延有信号? Y
结束
结束
N 延时1秒
结束
•17
4 自动门运行设计过程
(1)按图6-1连接 线路,接电源。
(2)将程序通过电 缆线下载到 “CPU214”中。
(3)运行程序验 证。
图6-1 PLC接线图
•18
部分仿真结果展示
(1)自动高速开门 (2)自动时出现故障报警
图2-1 自动门结构示意图
•11
3 系统总体设计结构
由上图可知,当感应器件检测到人体或物体信 号时将信号传给PLC,PLC根据已经采集的信号发 出控制信号,使驱动装置运行,通过传动装置带 动自动门的运行。
•12
I/O
分 配 表
输
入
门内光电探测开关K0
门外光电探测开关K3
开门减速开关K1
开门到位限位开关K2
若急停或过载有信号?141开门过程有人靠近高速正转km0动作减速正转结束若k0k3有信号或k10闭合高速开门碰k1减速k2打开电机停止延时5秒高速关门k5打开电机停止延时1秒结束开始碰k4减速?152关门过程开门5秒后或k11动作km2起动高速反转减速反转结束若k0k3有信号或k10闭合高速开门碰k1减速k2打开电机停止延时5秒高速关门k5打开电机停止延时1秒结束开始碰k4减速?16关门时有人靠近高速开门关门结束门开后5s内有人靠近重新延时关门结束若k0k3有信号或k10闭合开门延时5秒关门延时1秒结束开始若k0k3有信号
•6
1、什么是自动门?
自动门:将人或物体接近门的动作或某 种入门授权,转换为开门信号,通过驱 动系统将门开启,在人离开后在将门自 动关闭,对门的开启和关闭的过程实现 控制的系统。
台达PLCDVP系列编程大厅自动门控制实例讲解
台达PLCDVP系列编程大厅自动门控制实例讲解大厅自动门控制
【控制要求】
当有人进入红外传感器椭圆区域时,开门电机启动,门自动打开,直到碰到开门极限停止。
到达开门极限处7 秒后,若无人红外传感器椭圆区域内,关门电机启动,门自动关上,直到碰到关门极限开关。
若在关门过程中,有人进入红外传感器椭圆区域,门应立即停止关闭,执行开门的动作。
【元件说明】
【控制程序】
【程序说明】
只要人进入红外传感器椭圆区域,X0=On,此时只要门未在开门极限开关处(X2=Off),Y0=On并自保,都会执行开门的动作。
门到达开门极限开关处时,X2=On,此时若无人在红外传感器椭圆区域(X0=Off),定时器开始计时,7 秒后Y1=On 并自保,开始执行关门动作。
在关门过程中,若有人进入进入红外传感器椭圆区域,X0=On,X0 的常闭接点关断,Y1=Off。
因 X0=On,Y1=Off,X2=Off,所以Y0 导通,又执行开门的过程。
EDA技术与应用实践案例5 状态机:MOORE机、MEALY机(以序列检测器为主要内容)
案例5状态机:MOORE机、MEALY机(以序列检测器为主要内容)5.1 预习内容(1)状态机的基本概念,分类,原理,设计方法,时序情况。
(2)状态机的具体设计流程:逻辑抽象--状态定义--状态转换分析,画出状态图--根据状态图写出代码。
5.2 案例目的熟悉利用QuartusⅡ的代码输入方法设计状态机,并掌握编程配置以及硬件测试验证等一系列相关技术,并理解FPGA/CPLD技术中是如何解决生活中实际逻辑问题的。
5.3 案例环境状态机是数字系统设计中重要的内容之一。
无论是简单的译码电路还是复杂的CPU都可以用状态机来实现。
5.4 案例原理序列检测器可用于检测一组或多组由二进制码组成的脉冲序列信号这在数字通信领域有广泛的应用当序列检测器连续收到一组串行二进制码后如果这组码与检测器中预先设置的码相同则输出1否则输出0由于这种检测的关键在于正确码的收到必须是连续的这就要求检测器必须记住前一次的正确码及正确序列直到在连续的检测中所收到的每一位码都与预置数的对应码相同在检测过程中任何一位不相等都将回到初始状态重新开始检测如图1所示当一串待检测的串行数据进入检测器后若此数在每一位的连续检测中都与预置的密码数相同则输出A 否则仍然输出B。
图1 8位序列检测器逻辑图comb_outputsstate_inputs resetclkFSM:s_machineCOM next_state current_state PROCESS REG PROCESS图2 一般状态机结构图5.5 案例步骤(1) 按照状态机的设计流程,完成逻辑抽象到状态图表示等一系列流程,根据状态图设计出硬件描述语言代码,完成代码的输入,编译、综合,通过对报错信息的分析调试代码直到代码完全正确。
完成电路的仿真,观察仿真波形是否符合电路的逻辑功能要求。
(2) 完成电路的引脚锁定,分别将各输入引脚锁定到按键或者跳线上,时钟输入端锁定在开发试验系统的时钟输出引脚上,将计数器的输出通过译码电路连接到7段数码管上进行显示。
有限状态机及其扩展
再接收输入。
6
(1) 基本概念
:字母表 字符串:字母表上的字符组成的有限序列(为空串) 语言:字母表上的字符串的集合
A
A 1
C
2
B
3
A
4
B,C
终结状态
身份认证系统 (合法身份:ABA) accepting state
状态集合Q = {1, 2, 3, 4} ; 初始状态 q0 = 1; 终结状态集合 F = {4}; 输入集合 = {A, B, C} 状态转移关系集合 (1,A)=2;(1,B)=1;(1,C) =1;(2,A)=2;(2,B)=3;
前
后
缓
缓
冲
冲
区
区
状态集合Q = {closed, open};初始状态 q0 = closed; 输入集合 = {front, rear, both, neither}
状态转移关系集合 (closed, rear) =closed;(closed,both)=closed; (closed, neither)=closed;(closed,front)=open; (open, rear) = open; (open,both) =open; (open, front) = open;(open, neither) = closed
closed:闭合状态; open:打开状态;front:前缓冲区有顾客;rear:后缓冲区有顾客; both = front rear:前、后缓冲区都有顾客; neither = front rear:前、后缓冲区都无顾客
利用PLC实现自动门控制
可编程序控制器PLC在自动门控制上的应用本文主要介绍运用FP1—C24可编程序控制器取代传统的继电器、接触器控制系统,实现自动门控制的过程。
关键词:PLC(可编程序控制器),自动门控制,梯形图1序言在银行、超市、办公楼、医院等公共建筑的入口,经常使用自动控制门控制系统,早期的制动门控制系统采用传统的继电器逻辑控制,由于这种控制方式存在许多弊端,随着PLC控制的兴起已逐渐被淘汰。
PLC英文全称Prougrammable Logic Controller,是一种数字运算操作系统,产生于20世纪60年代末期竞争激烈的美国汽车行业,是专为工业环境而设计的,它采用可编程的存储器,用来在其内部存储、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数运算等操作命令,已不仅仅是继电器控制传统意义上的逻辑控制,它通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种机械或生产过程。
他由五部分组成:中央处理器CPU;存储器;输入/输出接口;电源;编程器组成。
目前,PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃,使PLC从最初的逻辑控制、顺序控制发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算数运算、数据处理、联网通信及PID回路调节功能的现代PLC,它采用自左至右、自上至下循环扫描的工作方式。
PLC之所以有生命力,在于它更加适合工业现场的要求,可靠性高,强抗各种干扰能力,编程简单,安装使用维修方便,价格低长寿命。
与继电器比较,继电器线路是通过许多硬继电器和它们之间的连线达到的,控制功能包含在固定的线路中,功能专一,系统扩充必须变更硬接线,故灵活性差。
而PLC采用软件编程完成控制任务,编程时所用到的继电器为内部软继电器(从理论上讲,其触点数量无限,使用次数任意)。
外部只须在端子上接入相应的输入/输出信号即可。
同一台PLC,不改变硬件仅改变软件,就可适用各种控制,故通用性强。
日本松下公司FP系列PLC进入国内市场较晚,但因其品种规格齐全,功能完善,因此具有较好的工作前景。
基于PLC 控制的自动门系统(实例)
• 采用三菱FX系列PLC进行控制。
• ①输入信号 • 焊枪应能手动和自动控制,用SA1选择开关来进行转
换,1为自动,0为手动; SB1为焊枪自动启动按钮; SB2为急停按钮;焊接控制器故障报警信号TC25和焊 接结束信号TC23需输入到PLC;设置焊枪后位行程 开关SQ1、前位行程开关SQ2、下位行程开关SQ3、 上位行程开关SQ4;气动系统压力开关SP。这样共需 输入点10个。 • ②输出信号 • 焊枪需要前进/后退、上升/下降及加压,则需要3只 气缸进行驱动,共5个电磁阀,设前进/后退电磁阀为 YV1A、YV1B;上升/下降电磁阀为YV2A、YV2B; 加压电磁阀为YV3;启动焊接控制器需中间继电器 KA1;气源故障指示灯为HL1、焊接故障报警指示灯 为HL2。这样共需输出点8个。
输送装置主要由托板、托板的输送装 置、抓取板件的机械手等机构组成,完 成工位间部件的输送任务。
• 现在以某焊接生产线上的一把自动焊枪为例,介绍 焊枪PLC控制系统设计方法。
• 控制要求:
• ①此自动焊枪可以进行手动和自动控制。
• ②能够完成2个焊点的焊接任务。
• 焊枪要完成2个焊点的自动焊接任务动作程序为:原 点自动启动→上升→加压→焊接1→卸压→下降→前 进→上升→加压→焊接2→卸压→下降→后退→原点 结束。
在关门过程中,当有人员出现在光电探测开关(X6、X7) 探测范围内时,立即停止关门,并自动进入开门程序。电机 驱动器故障报警时,也停止关门。
输入:
X1 关门到位限位开关SQ1; X2 开门到位限位开关SQ2; X3 选择开关S3拨到手动开门方式;
有限状态机及其扩展
限状态机相互独立运行的行为。 软件系统之间存在交互问题,有限状态机的
复合也必然涉及交互问题。
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(3) 有限状态机的复合
有限状态机M1 = (Q1, 1, 1, q10)和M2 = (Q2, 2, 2, q20) 的笛卡尔积 为M = M1 M2 = (Q, , , q0),其中, Q = Q1Q2; = (1 {})(2 {}); q0 = (q10, q20) Q1Q2;
并输出y且执行exec。标注中的各项x、[con]、y或[exec]可以缺省。
14
(2) Mealy机
1 ctr= 0
B,C
1 ctr= 1
B,C
1 ctr= 2
B,C
1 ctr= 3
A
2
B
ctr= 0
3 ctr= 0
A
4
ctr= 0
C
A
B,C
A2
B
ctr= 1
C
A
B,C
3 ctr= 1
A
4 ctr= 1
刻符j), j有Q。限,在状那这态么里机下规处一定于时q某刻=一将状处(q态于,q一i)个Q;确,定并的接状收态一q个 =输入(字qi, ④ q0 Q是初始状态,有限状态机由此状态开始接收输入; ⑤ F Q是终结状态集合,有限状态机在达到终结态后不
再接收输入。
6
(1) 基本概念
:字母表 字符串:字母表上的字符组成的有限序列(为空串) 语言:字母表上的字符串的集合
缓
缓
冲
冲
① 当前缓冲区和后缓冲区均无顾客出现,则自动门处于
区
区
自动门控制系统的3种编程案例,如何选择流程设计?
自动门控制系统的3种编程案例,如何选择流程设计?顺序功能图的基本结构分为单流程结构、选择性分支和并行性分支这三种,在前面的PLC采用顺序功能图设计法,这样的程序设计才是对的这篇文章中介绍了单流程结构的程序编写。
这一篇就介绍一下选择性分支结构,并且以自动门控制系统来进行程序设计,我们同样的采用通用逻辑指令、置位复位指令、使用SCR指令等三种不同的方法设计出PLC梯形图程序。
选择性分支结构指的是在某个状态下,有大于等于2个分支流程,每个分支流程都有一个状态条件,根据哪个转移条件成立,则转移到对应的分支流程中去。
选择性分支存在分支和汇合,但有时候也有可能只有分支而没有汇合部分,但大多数情况下都有分支和汇合部分,所以这得根据实际控制要求。
下面我们就以自动门控制系统来讲解一下!自动门控制系统的控制要求:当有人靠近自动门时,感应器I0.0为ON,驱动电动机正转高速开门,碰到开门减速开关I0.1时,减速开门,碰到开门极限开关I0.2时电动机停止,并开始延时。
如果1s内感应器检测到无人,启动电动机反转高速关门,碰到关门减速开关I0.3时,改为减速关门,碰到关门极限开关I0.4时电动机停止。
在关门器件如果感应器检测到有人,则停止关门,延时1s后自动转换为高速开门。
输入继电器功能输出继电器功能I0.0 检测有无人Q0.0 高速开门I0.1 开门减速开关Q0.1 减速开门I0.2 开门限位开关Q0.2 高速关门I0.3 关门减速开关Q0.3 减速关门I0.4 关门限位开关如何获取本文案例源程序?请看文末一、使用通用逻辑指令编程其中M0.4步之后是一个选择性分支部分,当M0.5步或M0.6步变成激活状态时,M0.4则应复位,所以M0.4步中的程序中将M0.5和M0.6常闭触点串联起来了。
同样的,M0.5步之后也是一个选择性分支部分,所以将M0.0和M0.6常闭触点串联起来了,这就是选择性分支的编程部分。
对于选择性分支的汇合部分,我们可以看到M0.1步之前有汇合,当M0.0步处于激活状态并且转移条件I0.0满足,或者M0.6步为激活状态并且转移条件T38满足,则可以使M0.1步变成激活状态,所以,程序中将M0.0和I0.0常开触点串联,M0.6和T38常开触点串联,再将它们进行并联起来,这就是选择性分支的汇合了。
7章:状态机图习题
第7章状态机图习题一、简答题1. 什么是状态,对象的状态和对象的属性有什么区别?答:状态指事物在其生命周期中满足某些条件、执行某些操作或等待某些事件而持续的一种稳定的状况。
对象的属性是对象所表示事物的静态性质,它与对象的状态有不同的含义。
2. 状态机图通常由哪几部分组成?状态转换的要素有哪些?答:状态机图由状态结点,控制结点和转换边构成。
状态转换有触发条件、监护条件和转换动作等部分。
3. 复合状态的状态转换的外部转换和局部转换的区别是什么?请举例说明。
答:外部转换是复合状态与其他状态之间发生的状态转换,内部转换是在复合状态内部的子状态之间发生的转换。
例子省略。
4. 历史状态的含义是什么?答:历史状态为一个状态机或复合状态提供了一种在退出状态时记忆当前活动所处的子状态,并能够返回到该子状态的机制。
二、填空题1.一个状态转换包括(触发事件),监护条件和(转换动作)三要素。
2.无触发转换指(源状态执行完成后,不需要事件的触发自动转换到目标状态)。
3.状态机图描述一个对象在不同(事件)的驱动下发生的状态转移。
三、选择题1.状态机图可以表现(B)在生存期的行为、所经历的状态序列、引起状态转换的事件以及因状态转换引起的动作。
A:一组对象 B:一个对象C:多个执行者 D:几个子系统2.下面(D)不属于状态的类型。
A:子机状态 B:复合状态 C:简单状态 D:激活状态3.(B)不属于状态转换的要素。
A:事件 B:活动 C:条件 D:动作四、练习题1. 假设有一车库电动门由电机驱动,上下移动,向上移动开门,向下关门,当门完全打开或者完全关闭时,电机自动停转。
绘制一个电动门(ElectDoor)的状态机图。
2. 某销售POS机的工作流程是:当客户到收银台后,收银员逐一扫描用户购买的商品的条码,扫描完后,计算出商品总金额,然后等待用户付款。
收款并确定支付成功后,完成一个客户的售货,等待下一个客户。
请为其绘制出相应的状态机图。
机械综合设计——自动门
取20mm
L 滚轮轴承摩擦系数 查表取0.005
c 轮缘摩擦附加系数 查表取0.003
g 重力加速度
取9.81m / s2
二. 参数计算
(2)导轨坡度阻力计算:
Fs mg sin
为轨道倾斜角度 取 o
二. 参数计算
(3)运行风阻力计算:
Fd Cd Pd AA
Fd Cd Pd AA
二. 参数计算
A 垂直迎风面积 A =0.9x2.1=1.89m2
二. 参数计算
(4)总阻力计算:
Fkf 33.66N
Fd 31.19N
Fs 64.12N
F Fkf Fd Fs 128.97N
二. 参数计算
(5)电机功率选择:
Pw
Fv
1000w
w 取0.9
得 Pw 71.65W
取同步带带宽 d p1 为80mm
三. 设计总结
门的结构简图:
Cd 风力系数 取1.1 Pd 计算风压 A 垂直迎风面积
A 综合摩擦系数 取0.1
二. 参数计算
Pd 计算风压
Pd 0.613va2
此处用于计算电动机功率阻力,参考类似的
机械,选择 Pd=150Pa
___________________________________________________________
一.设计目标
一. 设计目标
基本运动功能:
一. 设计目标
门的结构简图:
一. 设计目标
防夹功能:设计三组红外光栅。
红外光栅是主动红外对射(什么是红外对射,请看 下面详解)的一种,采用多束红外光对射,一旦有 人员或物体挡住了发射器发出的任何相邻两束以上 光线超过30ms时,接收器立即输出报警信号,当有 小动物或小物体挡住其中一束光线时,报警器不会 输出报警信号。
基于模型设计mbd实例
基于模型设计mbd实例
MBD是一种用于模型化和验证系统的方法,我们可以利用MBD工具设计各种系统模型。
以下是一个基于MBD的实例:
假设我们要设计一个简单的自动门系统,它能够根据门前的人流量自动打开或关闭门。
我们可以使用MATLAB/Simulink工具,按照以下步骤设计该系统:
1. 创建模型:在Simulink中创建一个新的模型,并且添加必要的模块和组件,比如门、传感器、控制器、执行器等等。
2. 设计控制器:我们需要为门系统设计一个控制器,以根据传感器的数据来控制门的打开和关闭。
这里我们可以使用Stateflow进行状态机建模,根据传感器数据切换门的状态。
3. 模拟系统:通过Simulink的仿真功能,我们可以模拟自动门系统的行为和性能。
4. 优化系统:对自动门系统进行优化,可以提高门的响应速度、准确性和可靠性。
5. 验证系统:使用Simulink自带的验证和测试工具,对自动门系统进行验证和测试,检查模型的正确性。
通过以上步骤,我们可以使用MBD技术设计一个智能自动门系统,并且验证其正确性和性能。
PLC步进控制指令应用—自动门控制程序设计
2
为了使小车能够循循环环各个生产步骤。将按照工艺要求顺 序地自自动动小车的各个工作步骤依工作顺序连接成右图所示, 将图中的“工序”更换为“状态”,就得到了顺顺序序功功能能图图。
针对顺序控制要求,PLC提供了顺顺序序功功能能图图(SFC)语 言支持。顺序功能图又称状状态态转转移移图图,由一系列状态(用S 表示)组成。系统提供SS00——SS999999共1000个状态供编程使用。
➢ 当 SS00 之 后 , 若 XX22 先 有 效 , 则 跳 到 SS222 执 行 , 此 后 即 使 XX11 有 效 , SS2211 也 无 法 执 行 。
选择分支流程不能交叉,对左图所示的流程必须 按右边所示的流程进行修改。
若有多条路径,且必须同时执行,这种分支的方式称为并行分支流程。在各条路径都执行 后,才会继续往下指令,像这种有等待功能的方式称之为并并行行汇汇合合。
自动门控制程序设计
步进梯形图程序中电动机的过载保护
将FR接入 PLC的输入端
1.电动机过载时禁止所有输出的程序
2.电动机过载时状态继电器复位的程序
自动门控制程序设计
自动门控制程序设计
(一)分配I/O地址
输入
输入继电 输 入 元
器
件
作用
X0
SB
感应开关
X1
SQ1
开门减速开关
X2
SQ2
开门到位
X3
SQ3
关门减速开关
X4
SQ4
X10
SB2
关门到位 停止
输出继电 器 Y0 Y1 Y2 Y3
输出 输出元
件 KM1 KM2 KM3 KM4
作用
高速开门 减速开门 高速关门 减速关门
基于有限状态机的自动门控系统软件设计
基于有限状态机的自动门控系统软件设计田龙;何勇灵【摘要】采用有限状态机的方法设计了一种自动门控制系统软件,可实现自动门的可靠开闭和精确检测.本文介绍了自动门控系统控制及检测要求,给出了有限状态机的基本原理,建立了基于有限状态机的程序设计模型,给出软件设计的部分关键代码.单步调试及装车实测证明:有限状态机模型有助于规范化解决控制系统软件设计问题.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】4页(P11-14)【关键词】有限状态机;信号检测;自动门控制【作者】田龙;何勇灵【作者单位】北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TP24在某自动门控系统中,根据门控装置配置的光电传感器、接近开关、微动开关和控制按钮的状态,执行开门、关门、锁门及开关门二级缓冲动作。
划分门控系统运行状态,确定不同输入条件下门控系统状态转移过程,是设计自动门控系统软件的关键。
本文根据自动门控系统配置传感器的信号特征,合理划分门控系统运行状态,采用有限状态机原理,设计了门控系统控制和监测软件,极大地提高了软件设计可靠性。
自动门控系统输入信号包括:锁门状态信号、关门位置信号、关门检测信号、开门检测与位置信号、开门关门控制信号,分别以红外传感器、微动开关、接近传感器和门按钮实现物理动作与电信号转换,嵌入式微控制器根据输入信号的变化,按设计的控制逻辑,控制直流电机拖动自动门动作。
自动门控系统原理框图如图1所示。
自动门控系统输入信号特征如下:(1) 锁门状态信号,电平电压24 V、0 V有效,在红外传感器被锁舌遮挡时,信号能够保持低电平;(2) 关门位置信号,电平电压24 V、24 V有效,当自动门门板上的金属挡板触碰微动开关使其闭合时,信号持续保持高电平;(3) 关门检测信号,电平电压24 V、0 V有效,金属挡板遮挡接近传感器时,信号保持低电平;(4) 开门检测与位置信号,电平电压24 V、0 V有效,金属挡板遮挡接近传感器时,信号保持低电平,金属挡板通过接近传感器后,信号恢复高电平;(5) 开关门控制信号,由门按钮按下时给出电平电压为24 V的控制信号,有效时间<0.5 s,根据当前门状态控制直流电机的正转或者反转。
自动门例子、红绿灯例子
自动门例子许多公共场所都采用自动门,如图所示。
人靠近自动门时,红外感应器 X000 为ON,Y000驱动电动机高速开门,碰到开门减速开关X001 时,变为低速开门。
碰到开门极限开关 X002 时电动机停止转动,开始延时。
若在 0.5s 内红外感应器检测到无人,Y002 驱动电动机高速关门。
碰到关门减速开关 X003 时,改为低速关门,碰到关门极限开关 X004时电动机停止转动。
在关门期间若感应器检测到有人,停止关门,T1 延时 0.5s 后自动转换为高速开门。
用选择序列的顺序功能图编程。
可确定PLC需要5 个输入点, 4个输出点,其I/O 分配表如表分析自动门的控制要求,可得出所示的时序图。
从时序图上可以看到:自动门在关门时会有两种选择,关门期间无人要求进出时继续完成关门动作,而如果关门期间又有人要求进出的话,则暂停关门动作,开门让人进出后再关门。
根据时序图所设计的顺序功能图如图所示。
(1)步M1之前有一个选择序列的合并,当步 M0的活动步并且转换条件X000 满足,或M6为活动步且转换条件T1 满足时,步 M1都应变为活动步,即控制 M1的“起-保-停”电路的起动条件应为 M0和 X000 的常开触点串联电路与M6 和 T1 的常开触点串联电路进行并联。
(2)步M4之后有一个选择序列的分支,当它的后续步M5、M6变为活动步时,它应变为不活动步。
所以需将M5和M6的常闭触点与M4 的线圈串联。
同样M5之后也有一个选择序列的分支,当它的后续步 M0、M6变为活动步时,它应变为不活动步,因此需将 M0、M6的常闭触点与M5线圈串联。
根据“起-保-停”电路的编程方法将图选择序列的顺序功能图转换而成的梯形图。
按钮式人行横道控制。
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自动门的基本状态
初始状态 Φ / 加锁 投币 / 开锁
加 锁
开 锁
通过 / 加锁
状态机实例
异常处理
初始状态 Φ / 加锁 通过 / 报警 投币 / 开锁 投币 / 谢谢
加 锁
开 锁
通过 / 加锁
状态机实例
自动门的结构简图
通过传感器 锁执行
控 制
投币传感器 加锁执行
器
“
CLK
LIBRARY ieee; ieee.std_logic_1164.ALL ALL; USE ieee.std_logic_1164.ALL; ENTITY door_contr IS PORT ( clk,reset,coin,pass: IN std_logic; door,alarm,thank: OUT std_logic); END door_contr; ARCHITECTURE behavior OF door_contr IS TYPE states IS (lock,unlock); SIGNAL next_state: states; BEGIN PROCESS (clk) BEGIN IF (reset = '1') THEN next_state <= lock; alarm <= '0'; thank <= '0'; door <= '0'; (clk'EVENT ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN CASE next_state IS
FSM: s_machine
【例8-1】 】 二进程一般 状态机的描述
clk reset state_inputs
PROCESБайду номын сангаас REG
current_state
PROCESS COM comb_outputs
next_state
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY s_machine IS PORT ( clk,reset : IN STD_LOGIC; state_inputs : IN STD_LOGIC_VECTOR (0 TO 1); comb_outputs : OUT INTEGER RANGE 0 TO 15 ); END s_machine; ARCHITECTURE behv OF s_machine IS TYPE FSM_ST IS (s0, s1, s2, s3); --数据类型定义,状态符号化 数据类型定义, 数据类型定义 SIGNAL current_state, next_state: FSM_ST;--将现态和次态定义为新的数据类型 BEGIN REG: PROCESS (reset,clk) --主控时序进程 主控时序进程 BEGIN IF reset = '1' THEN current_state <= s0;--检测异步复位信号 检测异步复位信号 ELSIF clk='1' AND clk'EVENT THEN current_state <= next_state; END IF; END PROCESS;
WHEN lock => IF (coin = '1') THEN next_state <= unlock; door <= '1'; ELSIF (pass = '1') THEN next_state <= lock ; alarm <= '1'; door <= '0'; IF; END IF; WHEN unlock => IF (coin = '1') THEN next_state <= unlock; thank <= '1'; door <= '1'; ELSIF (pass = '1') THEN next_state <= lock; door <= '0'; IF; END IF; CASE; END CASE; IF; END IF; END PROCESS; PROCESS; END behavior;
WHEN lock => IF (coin = '1') THEN next_state <= unlock; door <= '1'; ELSIF (pass = '1') THEN next_state <= lock ; alarm <= '1'; door <= '0'; IF; END IF; WHEN unlock => IF (coin = '1') THEN next_state <= unlock; thank <= '1'; door <= '1'; ELSIF (pass = '1') THEN next_state <= lock; door <= '0'; IF; END IF; CASE; END CASE; IF; END IF; END PROCESS; PROCESS; END behavior;
LIBRARY ieee; ieee.std_logic_1164.ALL ALL; USE ieee.std_logic_1164.ALL; ENTITY door_contr IS PORT ( clk,reset,coin,pass: IN std_logic; door,alarm,thank: OUT std_logic); END door_contr; ARCHITECTURE behavior OF door_contr IS TYPE states IS (lock,unlock); SIGNAL next_state: states; BEGIN PROCESS (clk) BEGIN IF (reset = '1') THEN next_state <= lock; alarm <= '0'; thank <= '0'; door <= '0'; (clk'EVENT ELSIF (clk'EVENT AND clk = '1') THEN CASE next_state IS
状态机实例 —— 自动门
有一自动门,它可以被锁上,也可以开 有一自动门,它可以被锁上, 当门锁上时, 锁。当门锁上时,某人可以在它的槽中塞进 一枚硬币。这样,门就会自动开锁, 一枚硬币。这样,门就会自动开锁,转变到 开锁的状态;人通过后,门就会自动锁上。 开锁的状态;人通过后,门就会自动锁上。 希望把自动门交给一个简单的 FSM管理。 FSM管理。 管理 的分析, 了解FSM 通过对这个简单 FSM 的分析, 了解FSM 的 设计过程。 设计过程。
WHEN lock => IF (coin = '1') THEN next_state <= unlock; door <= '1'; ELSIF (pass = '1') THEN next_state <= lock ; alarm <= '1'; door <= '0'; IF; END IF; WHEN unlock => IF (coin = '1') THEN next_state <= unlock; thank <= '1'; door <= '1'; ELSIF (pass = '1') THEN next_state <= lock; door <= '0'; IF; END IF; CASE; END CASE; IF; END IF; END PROCESS; PROCESS; END behavior;
COM:PROCESS(current_state) CASE current_state IS
WHEN lock => IF (coin = '1') THEN next_state <= unlock; door <= '1'; ELSIF (pass = '1') THEN next_state <= lock ; alarm <= '1'; door <= '0'; END IF; IF; WHEN unlock => IF (coin = '1') THEN next_state <= unlock; thank <= '1'; door <= '1'; ELSIF (pass = '1') THEN next_state <= lock; door <= '0'; IF; END IF; END CASE; CASE; IF; END IF; PROCESS; END PROCESS; END behavior;