论文部分内容阅读
[摘 要] 现今社会随着科技，经济的飞速发展，各种自动化设备层出不穷。伸缩门也因为人们的需求孕育而生。本文以西门子S7-200可编程序控制器为例论述了PLC 在伸缩门控制系统中的应用。
[关键词] 伸缩门 PLC 梯形图
21世纪随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，由于它具有功能强，可靠性高，环境适应能力和抗干扰能力强，以及接线简单，编程灵活、方便等特点而得到了广泛应用，本文以西门子S7-200可编程序控制器为例论述了PLC 在伸缩门控制系统中的应用，对系统的硬件组成和软件设计作了较为详细的阐述。
1 系统构成
1.1系统框图
1.2系统控制要求：
当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关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。
伸缩门在开门位置停留6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。在关门过程中，当有人员由外到内或由内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。在门打开后的6秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待6秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
2.系统硬件
2.1伸缩门控制装置的硬件组成：
伸缩门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。
2.2 I/O地址分配
根据系统控制要求系统由光电开关K1，K2。开门限位开关K3，K4两个热继电器一个，急停一个，启动按钮一个，手动开门，手动关门。开门继电器关门继电器Q1，Q2蜂鸣器Q3共有九个输入三个输出。在设计过程中我们选用西门子S7-200系列PLC，基本单元选用CPU22624输入16输出。具体的I/O地址分配见表1。
表1 I/O地址分配表
输入 输出
光电开关1 I0.0 开门接触器 Q0.0
光电开关2 I0.1 关门接触器 Q0.1
开门限位 I0.2 蜂鸣器 Q0.2
关门限位 I0.3
手动开门 I0.4
手动关门 I0.5
急停 I0.6
热继电器 I0.7
其外部接线如图2所示
图2 外部接线图
3.系统软件设计
在系统软件设计过程中，首先根据系统控制要求和工艺流程设计出系统顺序功能图，然后根据顺序功能图设计出梯形图。
3.1任务分析
当门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2检测到有人靠近时，K1或K2动作，通过可编程控制器使输出Q0.0置位驱动开门执行机构KM1动作,接通直流电机M,使直流电机正极输入 24V的电压,当到达极限位置K3时，Q0.0复位,停止输出,断开开门执行机构KM1使电机无电压输入而停止转动,并且在停止阶段等待6秒,使行人正常通过后并检测无人后自动接通Q0.1 驱动开门执行机构KM2动作,接通直流电机M,使直流电机正极输入24V的电压电机反转,当到达极限位K4斷开Q0.1使电机停止转动。如果在门关闭过程中光电开测到有人接近时应立即结束关门并自动进入开门环节到达限位后停止并计时6S确定无人后自动进入关门环节。
3.2 PLC软件的设计
在此设计中采用西门子S7--200系列PLC系统作为主机。西门子S7--200系列是一种可编程，逻辑控制器。它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。S7--200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7--200成为各种控制应用的理想解决方案。
梯形图设计
在根据顺序功能图设计梯形图时可以有多种设计方法，即使用起保停电路的设计方法，以转换为中心的设计方法，使用顺序控制继电器的设计方法和使用移位寄存器指令的设计方法。我们在程序设计过程中采用了顺序控制继电器设计的方法。根据功能流程图可顺序导出梯形图按下启动按钮，系统按照自动循环运行。当系统自动循环不能运行时可采用手动操作方式运行。系统优先采用自动巡回方式运行机制又当自动循环程序不能运行时才能转换到手动操作。按下启动按钮程序自动循环K1，K2工作手动方式操作无效。其梯形图如下：
4.结束语
由本文我们不难看出PLC 控制伸缩门具有操作简单，抗干扰能力强，程序可操作，安全可靠等诸多优点。缺点是成本过高，但随着PLC小型化技术的不断发展和新技术的不断应用这一缺点必能被克服。PLC 的应用前景将更加长远。
参考文献：
[1]徐 铁，《PLC应用技术》.
[2]西门子公司，《S7-200可编程控制器系统手册》.
[3]林小峰，《可编程序控制器原理与应用》，北京高等教育出版社，1996.
作者简介：
吴金波，男，1969.8月出生，本科学历，高级职称，现为江苏省盐城技师学院电气工程系教师。
[关键词] 伸缩门 PLC 梯形图
21世纪随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，由于它具有功能强，可靠性高，环境适应能力和抗干扰能力强，以及接线简单，编程灵活、方便等特点而得到了广泛应用，本文以西门子S7-200可编程序控制器为例论述了PLC 在伸缩门控制系统中的应用，对系统的硬件组成和软件设计作了较为详细的阐述。
1 系统构成
1.1系统框图
1.2系统控制要求：
当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关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。
伸缩门在开门位置停留6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。在关门过程中，当有人员由外到内或由内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。在门打开后的6秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待6秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
2.系统硬件
2.1伸缩门控制装置的硬件组成：
伸缩门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。
2.2 I/O地址分配
根据系统控制要求系统由光电开关K1，K2。开门限位开关K3，K4两个热继电器一个，急停一个，启动按钮一个，手动开门，手动关门。开门继电器关门继电器Q1，Q2蜂鸣器Q3共有九个输入三个输出。在设计过程中我们选用西门子S7-200系列PLC，基本单元选用CPU22624输入16输出。具体的I/O地址分配见表1。
表1 I/O地址分配表
输入 输出
光电开关1 I0.0 开门接触器 Q0.0
光电开关2 I0.1 关门接触器 Q0.1
开门限位 I0.2 蜂鸣器 Q0.2
关门限位 I0.3
手动开门 I0.4
手动关门 I0.5
急停 I0.6
热继电器 I0.7
其外部接线如图2所示
图2 外部接线图
3.系统软件设计
在系统软件设计过程中，首先根据系统控制要求和工艺流程设计出系统顺序功能图，然后根据顺序功能图设计出梯形图。
3.1任务分析
当门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2检测到有人靠近时，K1或K2动作，通过可编程控制器使输出Q0.0置位驱动开门执行机构KM1动作,接通直流电机M,使直流电机正极输入 24V的电压,当到达极限位置K3时，Q0.0复位,停止输出,断开开门执行机构KM1使电机无电压输入而停止转动,并且在停止阶段等待6秒,使行人正常通过后并检测无人后自动接通Q0.1 驱动开门执行机构KM2动作,接通直流电机M,使直流电机正极输入24V的电压电机反转,当到达极限位K4斷开Q0.1使电机停止转动。如果在门关闭过程中光电开测到有人接近时应立即结束关门并自动进入开门环节到达限位后停止并计时6S确定无人后自动进入关门环节。
3.2 PLC软件的设计
在此设计中采用西门子S7--200系列PLC系统作为主机。西门子S7--200系列是一种可编程，逻辑控制器。它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。S7--200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7--200成为各种控制应用的理想解决方案。
梯形图设计
在根据顺序功能图设计梯形图时可以有多种设计方法，即使用起保停电路的设计方法，以转换为中心的设计方法，使用顺序控制继电器的设计方法和使用移位寄存器指令的设计方法。我们在程序设计过程中采用了顺序控制继电器设计的方法。根据功能流程图可顺序导出梯形图按下启动按钮，系统按照自动循环运行。当系统自动循环不能运行时可采用手动操作方式运行。系统优先采用自动巡回方式运行机制又当自动循环程序不能运行时才能转换到手动操作。按下启动按钮程序自动循环K1，K2工作手动方式操作无效。其梯形图如下：
4.结束语
由本文我们不难看出PLC 控制伸缩门具有操作简单，抗干扰能力强，程序可操作，安全可靠等诸多优点。缺点是成本过高，但随着PLC小型化技术的不断发展和新技术的不断应用这一缺点必能被克服。PLC 的应用前景将更加长远。
参考文献：
[1]徐 铁，《PLC应用技术》.
[2]西门子公司，《S7-200可编程控制器系统手册》.
[3]林小峰，《可编程序控制器原理与应用》，北京高等教育出版社，1996.
作者简介：
吴金波，男，1969.8月出生，本科学历，高级职称，现为江苏省盐城技师学院电气工程系教师。