自动门的PLC控制

目目录1总体设计思路.....................................................................................................................22S7-200系列PLC基本知识................................................................................................32.1S7-200系列PLC概述........................................................................................32.2扩展模块.............................................................................................................32.3S7-200的编程元件............................................................................................42.4S7-200的数据长度和编址方式.........................................................................62.5编程注意事项......................................................................................................72.6编程技巧..............................................................................................................72.7梯形图设计方法..................................................................................................83硬件设计...........................................................................................................................143.1PLC选型............................................................................................................143.2I/O分配及接线图.............................................................................................144软件设计...........................................................................................................................154.1顺序功能图......................................................................................................154.2梯形图..............................................................................................................165工作原理...........................................................................................................................196心得体会...........................................................................................................................207参考资料...........................................................................................................................211总体设计思路首先依据PLC所学知识再查阅资料对自动门部件有一定的了解，然后按自动门的控制要求画出程序流程图，再进行I/O分配，画出顺序功能图，再把顺序功能图转换成梯形图，最后调试，调试正确后写出课程设计书。2S7-200系列PLC基本知识2.1S7-200系列PLC概述西门子S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列和CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号，其主要技术规范如表2-1所示。表2-1S7-200CNCPU主要技术规范2.2扩展模块扩展单元没有CPU，作为基本单元输入/输出点数的扩充，只能与基本单元连接使用，不能单独使用。连接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。S7-200的扩展模块包括数字量扩展模块，模拟量扩展模块，热电偶、热电阻扩展模块，通信模块，称重模块，位置控制模块等。数字量、模拟量扩展模块分别如表2-2、表2-3所示。表2-2数字量扩展模块类型型号各组输入点数各组输出点数输入扩展模块EM221EM22124VDC输入4，4——EM221230VAC输入8点相互独立——输出扩展模块EM222EM22224VDC输出——4，4EM222继电器输出——4，4EM222230VAC双向晶闸管输出——8点相互独立输入/输出扩展模块EM223EM22324VDC输入继电器输出44EM22324VDC输入24VDC输出4，44，4EM22324VDC输入24VDC输出8，84，4，8EM22324VDC输入继电器输出8，84，4，4，4表2-3模拟量扩展模块型号点数EM2314路模拟量输入EM2322路模拟量输出EM2354路模拟量输入，1路模拟量输出2.3S7-200的编程元件1.输入过程映像寄存器（输入继电器）编号范围：I0.0--I15.7功能：专门用来接收从外部开关发来的信号。几点说明：①只能由外部信号所驱动，不能在内部由程序指令来驱动。②梯形图中只能出现输入继电器的触点，而不能出现输入继电器的线圈。③可提供无数对常开、常闭触点供内部使用。2.输出映像寄存器（输出继电器）Q编号范围：Q0.0--Q15.7功能：专门用来将输出信号传送给外部负载。几点说明：①一个输出继电器仅有一对常开触点供外部使用。②可提供无数对常开、常闭触点供内部使用。③输出继电器线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动。3.定时器T定时器的分类按分辨率来分，有1ms、10ms、100ms三种定时器。按工作方式来分，有通电延时定时器（TON）、断电延时型定时器（TOF）和保持型通电延时定时器（TONR）三种。定时时间：定时时间=预置值×时基4.位存储器（中间继电器）M位存储器用来保存中间操作状态和控制信息，其作用相当于继电器控制电路中的中间继电器。地址编号范围为M0.0--M31.7共256点。位存储器在PLC中没有输入/输出端与之对应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动，其触点不能直接驱动外部负载，只能在程序内部驱动输出继电器的线圈，再用输出继电器的触点去驱动外部负载。5.计数器C计数器的功能：用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数。计数器的编号：C0--C255。计数器的分类：①加计数器②减计数器③加/减计数器6．累加器AC累加器是用来暂存数据的寄存器，它可以用来存放运算数据、中间数据和结果。CPU提供了4个32位的累加器，其地址编号为AC0--AC3。累加器的可用长度为32位，可采用字节、字、双字的存取方式，按字节、字只能存取累加器的低8位或低16位，双字可以存取累加器全部的32位。7.几个常用的特殊存储器SMSM0.0：运行监视继电器当PLC运行时，SM0.0自动处于接通状态，当PLC停止运行时，SM0.0处于断开状态。SM0.1:初始化脉冲（开机脉冲）。SM0.4:周期为1分钟占空比为50%的时钟脉冲。SM0.5:周期为1秒钟占空比为50%的时钟脉冲。8．顺序控制继电器S顺序控制继电器是专门用于编制顺序控制程序的，通常与顺序控制继电器指令一起使用以实现顺序功能图的编程。顺序控制继电器的地址编号范围为S0.0--S31.7。2.4S7-200的数据长度和编址方式1.S7-200的数据长度S7-200的数据可以按位、字节、字和双字存取。其中1个二进制数为1位，8个相连的二进制位为1个字节（B），2个字节组成1个字（W），2个字组成1个双字（D）。2.S7-200的编址方式位编址格式：区域标志符+字节号.位号，如I0.0、Q2.0、M1.2等。字节编址格式：区域标志符+B+字节号，如IB0、QB2、VB20等。字编址格式：区域标志符+W+起始字节号，如VW0表示由VB0和VB1这2字节组成的字。双字编址格式：区域标志符+D+起始字节号，如VD0表示由VB0到VB3这4字节组成的双字。2.5编程注意事项1．触点不能放在线圈的右边。2．梯形图中不能出现输入继电器的线圈。3．输出线圈不能串联，但可以并联。4．除含跳转和子程序调用指令的程序以外，同一操作数的线圈只能使用一次。5．线圈不能直接与左母线相连。6．地址编号中不可以出现XX.8和XX.9。7．定时器和计数器必须有设定值。8．立即输出和立即置位指令只能用于输出量，立即触点指令只能用于输入量。9．跳转指令和标号指令必须成对使用。2.6编程技巧1．串联触点多的支路应尽量放在上部，即“上重下轻”，如图2-5所示。a）电路安排不当b）电路安排正确图2-52．并联触点多的支路应靠近左母线，即“左重右轻”，如图所示。a）电路安排不当b）电路安排正确图2-63．如图2-7所示，用ALD、OLD等指令难以编程的复杂电路，，可重新编排电路后再编程，如图2-8所示。图2-7难以编程的梯形图图2-8重新编排的梯形图4．梯形图中，不允许一个触点上有双向“电流”通过。可以初步处理之后再进行优化，如图2-9所示。图2-9桥式电路的处理2.7梯形图设计方法2.7.1经验设计法经验设计法就是在一些典型电路（比如自锁、互锁、长延时、闪烁等）的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形图，增加一些中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，所以把这种方法叫做经验设计法。2.7.2继电器电路移植法继电器电路移植法的一般步骤如下：1．认真研究继电器控制电路及有关资料，深入理解控制要求。2．对继电器控制电路中用到的低压电器进行分析、归纳。继电器电路图中的交流接触器、电磁阀、电磁铁、信号灯等执行机构一般用PLC的输出继电器来控制，它们的线圈接在PLC的输出端。按钮、限位开关、转换开关、速度继电器等用来提供控制命令和反