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1、一、课程设计的内容 1.自动门控制装置的硬件组成： 自动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、关门到位限位开关 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） 、刷卡检测器等部件组成。 2.控制要求： 上午 8：00下午 6：00： 1)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。 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
2、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。 4)在门打开后的 8 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 8 秒后，再自动进入关门过 程，以保证人员安全通过。 下午 6：00上午 8：00： 自动门处于关闭状态时，必须先用银行卡在刷卡检测器上刷卡，检测器检 测通过后，系统自动按前面 1）至 4）步工作。 二、课程设计的要求与数据 按系统要求，分析控制系统，列出 I/O 分配表，画出 I/O 接线图，根据系 统设计需求画出顺序
3、功能图、系统运行框图或流程图，编写控制梯形图（要求 有系统运行时对系统进行初始化的环节） 。 三、课程设计应完成的工作 1.根据系统的控制要求，完成控制程序的设计。 2.利用编程器输入梯形图控制程序，模拟运行，完成调试。 3. 按学校要求格式完成课程设计报告书。 四、课程设计进程安排 序序 号号 设计各阶段内容设计各阶段内容地点地点起止日期起止日期 1 选择课程设计题目，分析选题的系统控制要求。 2 根据系统控制要求，列出 I/O 分配表，画出 I/O 接线图、顺序功能图、系统运行框图或流 程图。 3 编写控制梯形图程序。 4 在实验室输入梯形图控制程序，下载调试，模 拟系统运行。 5 老师检
4、查，完成答辩。 实验 2 号 楼 201 2011.3.14 2011.3.18 五、应收集的资料及主要参考文献 1 吴中俊，黄永红. 可编程序控制器原理及应用（第 2 版）. 北京：机械工 业出版社，2010. 发出任务书日期：2011 年 3 月 13 日 指导教师签名： 计划完成日期：2011 年 3 月 18 日 基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 目目 录录 1 设计任务及要求设计任务及要求1 1.1 设计任务.1 1.2 设计要求.1 2 设计方案设计方案1 2.1 I/O 分配表.1 2.2 I/O 接线图.2 2.3 顺序功能图.3 3 方案的实现方案的实现4 3.1 梯
5、形图程序.4 3.2 语句表程序.6 4 测试步骤及实验结测试步骤及实验结果果7 4.1 测试步骤.7 4.2 实验结果.7 5 结论与问题讨论结论与问题讨论7 5.1 结论.7 5.2 问题与讨论.8 5.3 收获与心得体会.8 参考文献参考文献8 1 设计任务及要求设计任务及要求 1.1 设计任务设计任务 自助银行自动门控制装置的编程设计及模拟实现。 自动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、关门到位限位开关 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） 、刷卡检测器等部件组成。 1.2 设计要
6、求设计要求 上午 8：00下午 6：00： 1)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。 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。 4)在门打开后的 8 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 8 秒
7、后，再自动进入关门过 程，以保证人员安全通过。 下午 6：00上午 8：00： 自动门处于关闭状态时，必须先用银行卡在刷卡检测器上刷卡，检测器检 测通过后，系统自动按前面 1）至 4）步工作。 2 设计方案设计方案 2.1 I/O 分配表分配表 根据题目中关于自助银行自动门控制装置的描述可知，该系统的基本输入 部件包括门内光电探测关 K1、门外光电探测开关 K2、开门到位限位开关 K3、 关门到位限位开关 K4，还有刷卡检测器（门内刷卡检测器记为 K5，门外刷卡 检测器记为 K6） ，此外，还需要设置一个启动开关 SB1 和一个停止/初始化开关 SB2（这个停止/初始化开关也可以不用设，如若不
8、设置的话，停止功能则需由 启动开关来实现，并且在启动的时候需要进行系统初始化） 。 该系统的输出部件包括开门执行机构 KM1 和关门执行机构 KM2。 该系统的输入、输出信号分配表如表 1 所示。 表 1 I/O 分配表 输入信号输出信号 启动开关 SB1I0.0开门执行机构 KM1Q0.1 门内光电探测开关 K1I0.1关门执行机构 KM2Q0.2 门外光电探测开关 K2I0.2 开门到位限位开关 K3I0.3 关门到位限位开关 K4I0.4 门内刷卡检测器 K5I0.5 门外刷卡检测器 K6I0.6 停止/初始化开关 SB2I0.7 2.2 I/O 接线图接线图 自助银行自动门控制装置的实
9、验室模拟系统的 I/O 接线图如图 1 所示。 所有的输入开关均采用不闭锁的动合按钮来实现。需要特别说明的是，对 于开门到位限位开关 K3 和关门到位限位开关 K4，需要分别设置一个存储位 （例如 M0.3 和 M0.4）来表示这两个开关的状态，当自动门开门到位（按一下 K3 按钮）时即将 M0.3 置 1，开始关门时即将 M0.3 置 0，当自动门关门到位 （按一下 K4 按钮）时即将 M0.4 置 1，开始开门时即将 M0.4 置 0。 图 1. I/O 接线图 对于开门执行机构 KM1 和关门执行机构 KM2，则使用两盏灯来模拟实现， 灯 KM1 亮时表示正在开门，当开门到位时则灯 KM
10、1 熄灭；灯 KM2 亮时表示 正在关门，当关门到位时则灯 KM2 熄灭。 2.3 顺序功能图顺序功能图 系统的顺序功能图如图 2 所示。 图 2. 顺序功能图 3 方案的实现方案的实现 3.1 梯形图程序梯形图程序 3.2 语句表程序语句表程序 网络 1 LDSM0.1 RM0.2,3 RS0.0,8 网络 2 LDSM0.0 TODRVB0 MOVW VW3,VW8 BCDIVW8 网络 3 LDI0.7 RS0.1,7 SS0.0,1 网络 4 LSCRS0.0 网络 5 LDSM0.0 RQ0.1,1 RM0.2,2 网络 6 LDNI0.4 ANM0.4 SQ0.2,1 网络 7 L
11、DI0.4 RQ0.2,1 SM0.4,1 网络 8 LDI0.0 OM0.2 SCRTS0.1 SM0.2,1 网络 9 SCRE 网络 10 LSCRS0.1 网络 11 LDW= VW8,800 AW=VW8,1800 SCRTS0.5 网络 13 SCRE 网络 14 LSCRS0.2 网络 15 LDI0.1 OI0.2 EU SQ0.1,1 SCRTS0.3 网络 16 SCRE 网络 17 LSCRS0.3 网络 18 LDI0.3 RQ0.1,1 SM0.3,1 网络 19 LDM0.3 TONT37,80 网络 20 LDI0.1 OI0.2 EU RT37,1 网络 21
12、LDT37 SCRTS0.4 网络 22 SCRE 网络 23 LSCRS0.4 网络 24 LDSM0.0 SQ0.2,1 RM0.3,1 网络 25 LDI0.1 OI0.2 RQ0.2,1 SQ0.1,1 SCRTS0.3 网络 26 LDI0.4 RQ0.2,1 SM0.4,1 SCRTS0.1 网络 27 SCRE 网络 28 LSCRS0.5 网络 29 LDI0.5 OI0.6 EU SQ0.1,1 SCRTS0.6 网络 30 SCRE 网络 31 LSCRS0.6 网络 32 LDI0.3 RQ0.1,1 SM0.3,1 网络 33 LDM0.3 TONT38,80 网络 3
13、4 LDI0.5 OI0.6 EU RT38,1 网络 35 LDT38 SCRTS0.7 网络 36 SCRE 网络 37 LSCRS0.7 网络 38 LDSM0.0 SQ0.2,1 RM0.3,1 网络 39 LDI0.5 OI0.6 RQ0.2,1 SQ0.1,1 SCRTS0.6 网络 40 LDI0.4 RQ0.2,1 SM0.4,1 SCRTS0.1 网络 41 SCRE 4 测试步骤及实验结果测试步骤及实验结果 4.1 测试步骤测试步骤 1.按照 I/O 接线图连接好 S7-200 PLC 的输入、输出电路。 2.在计算机上输入梯形图程序，编译成功后即下载到 PLC 中。 3.
14、根据系统的控制要求进行操作，检查是否满足设计要求。 4.2 实验结果实验结果 1.运行程序后，按下 SB2 按钮，灯 KM2 亮，表示正在关门，按下 K4 按钮， 灯 KM2 灭，表示关门到位，此时自动门为关闭状态，系统初始化完成。 2.按下 SB1 按钮，自动门控制系统即进入工作状态。 3.（时间为 8：0017：59 时段）按下 K1/K2 按钮，灯 KM1 亮，表示正在开 门，按下 K3 按钮，灯 KM1 灭，同时计时器开始计时，此时再次按下 K1/K2 按钮，计时器重新开始计时；计时 8s 后灯 KM2 亮，表示正在关门， 此时按下 K5/K6 按钮，没有任何反映，接着再按下 K1/K
15、2 按钮，灯 KM2 灭，同时灯 KM1 亮，表示停止关门并且开始开门。 4.（时间为 18：007：59 时段）按下 K5/K6 按钮，灯 KM1 亮，开门；按下 K3 按钮，灯 KM1 灭，停止开门，同时计时器开始计时，此时再次按下 K5/K6 按钮，计时器重新开始计时，若按下 K1/K2 按钮则没有反应；计时 8s 后灯 KM2 亮，正在关门，此时按下 K1/K2 按钮，没有任何反映，接着 再按下 K5/K6 按钮，灯 KM2 灭，同时灯 KM1 亮，停止关门并且开始开门； 按下 K3 按钮，灯 KM1 灭，关门到位，开始计时；计时 8s 后灯 KM2 亮， 开始关门；按下 K4 按钮，
16、灯 KM2 灭，关门到位，停止关门；按下 K5/K6 按钮，灯 KM1 亮，开门， 5 结论与问题讨论结论与问题讨论 5.1 结论结论 所设计的程序基本上满足本课程设计的所有要求，该自助银行自动门控制 装置系统能够正常工作运行。 5.2 问题与讨论问题与讨论 以上所设计的系统基本能够正常工作运行，在调试程序的过程中主要的问 题是时钟的设置和开门、关门到位检测开关的设定，做完后发觉刷卡开门需要 手动操作有点不方便，建议改为红外扫描或者是图像识别比较方便。 5.3 收获与心得体会收获与心得体会 经过这次的课程设计，我不仅更加深刻地学习和巩固了可编程序控制器 及工业控制网络这门课程的知识，而且还改观了对自身素质和能力的判断， 可谓受益匪浅。总的来说，我在这次的课程设计中的收获具体包括以下几个方 面： 1）增强了自己的动手能手及思考能力； 2）锻炼了解决问题时所需的耐性； 3）增强了将所学知识应用于实践的能力； 4）深深体会到了程序设计的乐趣。 参考文献参考文献 1 吴中俊，黄永红. 可编程序控制器原理及应用（第 2 版）. 北京：机械工 业出版
