自动门控制装置

自动门控制装置

1 控制要求

1）当有人由到外或由外到通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关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，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

3）在关门过程中，当有人员由外到或由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，若有人员由外至或由至外通过光电检测开关K2或K1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。

2 设计编程元件地址分配表

2.1 I/O口地址分配分析

本设计输入信号共有：启动、停止、门检测光电开关K1、门外光电检测开关K2、行程开关SQ1（开门限位）、行程开关SQ2（关门限位）、手动开、手动关及热继电器FR。输出信号有两路：电机正转开门（KM1），电机反转关门（KM2）。其中输入均为数字量，所以，在硬件组态中，在4号配置位DI（数字量输入），5号配置为DO（数字量输出）。

2.2 I/O口地址分配

I/O地址分配截图如图1所示。

图1 I/O口地址分配

3 PLC 外部接线图

根据上述，PLC 外部接线图如图2所示。

Q4.0

Q4.1

I0.0

I0.1

I0.2

I0.4

I0.3I0.7

N M

S7-300PLC

SB1

SQ1

SQ2

K1K2

FR

KM1

KM2

24V

HL1

HL2

Q4.2

Q4.3

图2 PLC 外部接线图

4 主控制程序

在该设计中，控制程序主要在STEP7环境下用梯形图编写。包括硬件组态、流程图设计以及根据流程图的梯形图设计。

4.1 PLC 硬件组态

前三个槽位固定，1号电源槽，2号为CPU 槽，所选CPU 型号为CPU314，3号接口槽，在仿真时可不配置。详细硬件组态信息如下图3所示。

图3 硬件组态

4.2 程序流程图

流程图整体构架如下图4所示。

开始

开门

K3开，开门限位

8s 延时。K1,K2有信号？

关门

K1,K2有信号？

K4开，关门限位

结束

否

是

是

否K1,K2有信号

图4 程序流程图

4.3 梯形图程序

为方便操作，将主控制程序直接写入组织块OB1中，以便不在其他块中调用，详细梯形图程序见附录。

5 系统运行调试以及在S7-PLCSIM 中的仿真

启动，K1，K2有信号，开门。

图5.1 传感器有信号，开门

开门到指定位置，SQ1作用，延时开始，8s后关门。

图5.2 开门后延时

若延时过程中传感器再次获得信号，再启动另一个定时器，延时8s后关门。

图5.3 再延时功能

若传感器再无信号，延时完成后自动关门。

图5.4 延时完成后关门

6 设计体会

这次课程设计采用西蒙子STEP7环境下编程与外部PLC硬件结合使用，更加熟悉了STEP7环境的使用，组织块OB的作用，梯形图的写作方法，以及PLC硬件的外部接线，获益匪浅。

该设计程序满足了设计要求，但不足之处是实现控制条件比较简单，比如，在考虑关门时候突然转向开门过程，电动机就会突然经历由正转到反转的过程，忽略硬件机械性能的承受能力，就功能实现方面来说，要在很短时间实现急停到反转，比较困难，要改进之处，便是正、反转各使用一台电机，达到良好控制效果。

通过该设计运用了所学的很多容，如PLC控制原理，电器电路基本分析方法

等等。并且更加熟悉了STEP7软件的使用以及PLC硬件的使用,作为自动化专业学生，在以后工作中会用到PLC控制，而这一次课程设计，虽然只是简单控制，但面对实践，已经奠定了相当基础。

附录

梯形图程序：

图1 程序段1

图2 程序段2

图3 程序段3

图4 程序段4

图5 程序段5

图6 程序段6

图7 程序段7