电气工程与自动化毕业论文基于FX系列PLC的多功能商店门设计.doc
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1、毕业设计(论文)题 目基于FX系列PLC的多功能商店门设计 系 (院)自动化系专 业电气工程与自动化班 级2009级5班学生姓名学 号2009022388指导教师职 称讲 师二一三年六月二十日独 创 声 明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 年 月 日毕业设计(论文)使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保
2、存、使用毕业设计(论文)的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版,同意学校保存学位论文的印刷本和电子版,或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计(论文);同意学校在不以营利为目的的前提下,建立目录检索与阅览服务系统,公布设计(论文)的部分或全部内容,允许他人依法合理使用。(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名: 年 月 日基于FX系列PLC的多功能商店门设计摘要由于科学技术的迅速发展,使得人们的需求不断发生着新变化。就像自动门的应用已十分广泛,但仍需要改进以满足人们提出的新需求。自动门现在已经是许多商店、银行、超市、酒店等现代化建筑物所必备,它不仅可以美化出入口环境,使人心情舒
3、畅;而且具有防尘功能、防风功能和隔音功能,符合当今社会提倡的绿色环保的理念,同时它也是建筑物智能化的重要指标之一,未来很有应用前景。本次毕业设计为多功能商店门控制系统,是利用PLC为核心来控制,其电路结构简单,用梯形图语言来编程简单易学,来实现停业时间预警防盗、防火功能,营业时间为顾客自动开关门且问好功能,夜间控制LED彩虹管美化功能。关键词:多功能,商店门,PLC,梯形图Multi-function store door design based on FX series PLCAbstractWith the development of science and technology, t
4、he peoples needs are constantly changing. As the application of automatic doors have been very extensive, but it still needs to be improved in order to meet peoples new needs. Automatic door is essential of many shops, banks, supermarkets, hotels and other modern buildings now. It can not only beaut
5、ify the entrance environment in which people feel comfortable ,but also dustproof function, windproof features and soundproofed. It meet todays society advocated green concept. It is also an important indicator of intelligent buildings. The graduation project is a multifunctional store door control
6、system. It is the use of PLC as the core to control. Its circuit structure is simple. Ladder programming language is easy to learn. It can achieve closure time warning alarm, fire safety features, business hours for customers automatically switch door and say hello to function .And it can control LE
7、D rainbow tube to beautify the entrance environment at night. Key words: multi-function, store door, PLC, ladder diagram目 录第一章 绪论11.1 国内外研究的现状11.2 本课题设计的背景11.3 本课题设计的内容21.4 本课题设计的目的和意义2第二章 PLC的概述32.1 PLC的定义32.2 PLC的基本组成结构32.3 PLC的特点42.4 PLC的应用领域42.5 PLC的选型原则5第三章 停业时间预警防盗、火灾报警功能模块设计73.1 停业时间预警防盗、火灾报警
8、功能模块的功能及要求73.2 I/O口的分配73.3 I/O口硬件接线83.4 红外线光电开关83.5 烟雾探测开关93.6程序流程图103.7梯形图程序设计10第四章 营业时间为顾客自动开关门功能模块设计114.1自动开关门模块的功能及要求114.2自动门的组成框图114.3 I/O口的分配124.4主电路图134.5 I/O硬件接线144.6限位开关144.7接近开关144.8程序流程图164.9 设计梯形图17第五章 夜间美化模块设计185.1 夜间美化模块的功能及要求185.2设计的大体思路185.3 I/O口的分配185.4 I/O口硬件接线195.5 LED彩虹管195.6程序流程
9、图205.7梯形图设计21第六章 结论22参考文献23谢 辞24附录 控制系统指令表25第一章 绪论1.1 国内外研究的现状在国外,进入90年代以来,自动化技术发展很快,技术已经很成熟,并取得了惊人的成就,自动化技术是自动门的重要部分。在现在人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防尘、防风,同时可以使出入口显得很庄重高档,因此应用非常广泛。随着我国经济的飞速发展,自动门在人们的生活中的运用越来越广泛,自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等,使用自动门。但在国内,自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统设计中,稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。我国的自
10、动门状况有如下几点:(1) 厂家多,规模小。近年来,自动门在国内得到了快速的发展。据不完全统计,目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50多家,但普遍生产规模小,自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。 (2)进口产品借助质量和品牌优势,占据了高端市场,目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能,但生产工艺略嫌粗糙,质量水平参差不齐,整体档次较低,主要集中在低端市场。 (3) 产品同质化和市场特点导致利润微薄,加之自动门产品往往是开发商而非最终用户在选择产品,所以价格因素占的比重较大,加剧了市场竞争。1.2 本课题设计的背景随着社会的迅速发展和科学技术
11、的不断进步,使得现代的门必须更加突出安全的理念,又要突出有效性:有效的通行、有效的疏散、有效的防盗,同时还要突出与周围环境的和谐,从而体现出美观性,使得人们看了心情舒畅。当今的社会是个讲究个性的社会,不同的场所对门功能的需求是不同的。高档的商店门除可美化出入口环境外,还需要自动为客人开关门且对客人问好,同时又可节约空调能源、防盗、防尘、防风、降低噪音等功能,从而来提高商店的档次,来吸引更多的顾客。为了迎合某些商店的这种需求,从而提出了基于FX系列PLC的多功能商店门的设计。我们从设计理论上来讲,它应该是对传统门使用观念的延伸和创新,是根据人们的需求对门的功能的创新和完善,以满足人们的新需求。1
12、.3 本课题设计的内容本次课题主要是对多功能商店门控制系统的研究,开发出用三菱FX2N系列PLC对控制系统控制的程序。随着我国经济的发展,商店业日益繁荣,为了满足某些高档商店的需求,多功能商店门必须具有以下几个功能:(1)停业时间预警防盗、火灾报警功能(2)营业时间为客人自动开关门且问好的功能(3)夜间控制LED彩虹管美化功能1.4 本课题设计的目的和意义一般来讲控制系统性能的好坏主要取决于其控制器性能的好坏,由于早期的自动门控制系统采用的是继电器逻辑控制,这样致使安装调试非常繁琐、占用空间体积比较庞大、工作运行中性能很不稳定、故障情况下很不方便维修等缺点,所以此种控制方式已经逐渐被市场所淘汰
13、。目前,在自动化行业最稳定的控制装置是可编程逻辑控制器(以下简称PLC),PLC是一种专门为工业环境下应用而产生的数字式运算操作的电子设备。它配有可以编制用户程序的存储器结构,可用来在PLC内部执行开关量逻辑控制功能、运动控制功能、闭环过程控制功能、数据处理功能等操作指令,并且能通过逻辑控制的数字式、模拟式和开关量的输入和输出,来操控各种类型的生产机械设备和生产过程。PLC具有容易编写用户程序,功能强大但价格低廉,适用于恶劣环境下运行,工作运行中抗干扰能力好,系统的设计、安装、调试工作量少,故障少且维修简单,占用空间体积小、能耗低等特点,所以选择PLC作为本次毕业设计的控制核心。以PLC为控制
14、器设计出某些商店需求的新式自动门,将推动商业的发展,从而推动经济的迅速发展和自动化行业的飞速发展。第二章 PLC的概述2.1 PLC的定义PLC即可编程逻辑控制器,是以计算机技术为基础产生的新型工业控制设备。PLC英文全称Programmable Logic Controller,是一种数字运算操作的电子控制系统装置,专为工业环境下应用而设计的。它内部有随机存储器,用来存储程序和数据,可以用于其内部执行开关量逻辑控制、逻辑运算、闭环过程控制、数据处理、算数运算等操作指令,并且能通过逻辑控制的数字式、模拟式的输入和输出,来自动操作各种类型的生产机械设备和自动控制生产流程。2.2 PLC的基本组成
15、结构PLC一般由输入模块、CPU模块、输出模块和编程器四大部分组成。图2-1 PLC控制系统示意图(1)CPU模块 CPU模块主要由微处理器和存储器两大部分组成。CPU模块就好比人类的大脑一样,它根据获得的被控对象的状态信息和用户写入的程序,作出相应的判断,来实时刷新系统的输出,指示外部装置的运行;存储器是记忆元件,用来存储程序和数据。(2)I/O模块 输入模块和输出模块简称为I/O模块,它们就好比人类的眼、耳、鼻子一样,接收并传送状态信息,从而把外部现场设备和CPU模块有机的组合起来。 输入模块用于接收和采集被控对象的状态信息。模拟量输入部分用于采集电位器、测速发电机和温度传感器检测的模拟量
16、电压、电流状态信号;开关量输入部分用于采集从数字拨码开关、光电开关、按钮开关、压力继电器等外部设备来的开关量状态信号。模拟量输出部分用于操纵电磁调节阀、变频器等控制装置;开关量输出部分用于控制接触器、指示灯、报警装置、数码管等输出装置。(3)编程器 编程器是用来编写用户程序的设备,并用它来进行编辑用户程序、检查用户程序中的错误、根据实际需要修改用户程序,然后把正确的用户程序下载到PLC内,还能监视用户程序的执行状况。2.3 PLC的特点PLC有如下的特点:(1)编程语言简单易学(2)功能强大,性价比较高(3)硬件配套齐全,便于用户使用,适应性较强(4)工作可靠性高,抗干扰性较强(5)系统的设计
17、、安装、调试工作量少(6)维修工作量小,很方便维修(7)体积小,能耗低2.4 PLC的应用领域在工业发达的国家中,PLC已被广泛用于生产行业,随着其性价比的不断提升,应用领域也正迅速不断扩大。PLC被主要用在以下几个方面:(1)开关量的逻辑控制方面PLC可用“与”、“非”、“或”、“取反”等逻辑指令来等效触点电路的并、串联等效果,用来替代继电器进行顺序逻辑控制、定时控制、计数控制和逻辑算数运算控制等所需功能。此功能模块既可控制单台生产设备,也可用来实现生产线的自动化。(2)运动控制方面PLC设有专门的运动控制指令,可对运动物体的位置、速度和加速度进行控制,实现了运动控制与顺序控制的完美结合。P
18、LC的运动控制功能有着广泛的应用,例如化工生产、产品组装、生产机器人、自动门等方面。(3)闭环控制过程方面所谓闭环过程控制就是对湿度、浓度、亮度、压力等不断改变的模拟量实行闭环过程控制。PLC有专用的模拟量模块,能实现数字量和模拟量间的相互转化。此模块的功能广泛的应用到需对模拟量进行闭环控制的生产领域。(4)数据处理方面现在的PLC具有数据信息传送功能、数据之间的运算功能、有用数据的查询功能、数据的排序功能和位操作功能,且可以完成数据的采集过程、处理过程和分析过程,数据信息还能通过通信功能模块把数据传送到其它的智能设备。(5)通信联网方面PLC的通信包括:PLC与远程I/O之间通信、多台PLC
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