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基于PLC的气调装置自控系统的设计与实现

基于PLC的气调装置自控系统的设计与实现
基于PLC的气调装置自控系统的设计与实现

基于PLC的气调装置自控系统

的设计与实现

The Design and Implementation of Controlled Atmosphere Equipment Automatic

System Based on PLC

领域:控制工程

研究生:任志超

指导教师:徐英副教授

企业导师:程步军高级工程师

天津大学电气与自动化工程学院

二零一三年十一月

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名:签字日期:年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。

(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)

学位论文作者签名:导师签名:

签字日期:年月日签字日期:年月日

摘要

随着国民生活水平的提高,大众对果蔬的需求量在逐年增大,并同时对其品质方面的要求也在逐步提高。但目前我国果蔬产后产值与采收时的自然产值之比仅约为0.4:1,几乎是以原始状态投放市场。可见我国果蔬采后的保鲜产业具有很大的发展潜力,在传统的冷库单一控温控湿的基础上,气调产业的出现为果蔬的保鲜提供了更先进合理的环境。在这个领域中,气调设备国产先进化问题是发展的关键,需要尽快提升水平。

根据国内气调装置产品功能单一、检测精度不够、监控措施缺失等现状,本课题旨在研究设计出一套功能相对完备、性能相对精确可靠的气调装置系统。为此运用了西门子系列工控产品结合昆仑通态MCGS上位组态软件,并选用了精密高端检测元件,开发出一种基于PLC自动化控制的监测管理系统。整个自控系统基于西门子S7-200系列PLC进行控制;软件方面通过STEP7、Wincc Flexible、MCGS组态进行设计;实现了功能的有效整合、检测的实时精确、控制的及时反馈、数据的灵活存储。并且系统内单机设备还自带触摸屏或文本显示器,结合远程PC机组态界面,共同作为运行中监测管理的上位端。

本研究以济南国家农产品现代物流工程技术研究中心项目为实例,开发设计了气调装置的自动化控制系统。本文首先对课题的现状背景及研究意义做出阐述分析;然后依次进行了系统的整体架构组建、工艺流程分析、核心元件选型、关键单机设备自动化设计、系统PLC硬件/软件设计、上位组态设计等方面的工作;并对本套系统之于国内其他气调产品的先进度和技术革新做出比较说明。

本套装置目前已完成现场安装,经现场整机72小时连续运行,系统运行情况良好。气调库各项气调参数指标均在规定时间内达标,且自动巡检模式正常规范,维护了气调库的稳态环境。三天内分别对气调参数实验系统做出7次气体抽样检验,经过气体成分含量色谱分析,均在允许误差内,且系统运行正常零故障。本研究的设计与实现不仅在一定程度上推进了国内气调装置的技术水平,还为国内果蔬气调产业的发展方向提供了有价值的探索。

关键词:PLC;气调装置;触摸屏;MCGS组态

ABSTRACT

With the improvement of people's living standards,public demand for fruits and vegetables is increasing year by year,and also its quality requirements is gradually improving.But the ratio of China's fruit and vegetable output and natural output of postpartum recovery when only about0.4:1,almost in its original state market.Visible postharvest preservation of our industry has great potential for development in the traditional cold single controlling temperature and humidity based on the emergence of fresh fruit and vegetable industry atmosphere provides a reasonable environment for the more advanced.In this area,air conditioning equipment domestically advanced problem is the key to development,the need to enhance the level as quickly as possible.

According to the domestic air conditioner product features a single,detection accuracy is not enough,lack of control measures,such as the status quo,this project aims to design a research function relatively complete,accurate and reliable performance relative air conditioner systems.To this end the use of the Siemens range of industrial products combine Kunlun-state MCGS host configuration software,and selected high-precision detection devices,has developed a monitoring and management system based on PLC automation control.The automatic control system based on Siemens S7-200series PLC control;software by STEP7,Wincc Flexible, MCGS configuration design;achieve effective integration,real-time accurate and timely feedback control,flexible data storage detection.And the system also comes with a stand-alone device or touch-screen text display,combined with remote PC configuration interface,the upper end of the run as a joint monitoring management.

In this study,Jinan National Agricultural Research Center for Modern Logistics Engineering Technology program as an example,the development of the design of the automated control system of air conditioning apparatus.Firstly,the paper analyzes the status quo to make the background and significance of the subject;then in turn the overall architecture of the system set up,process analysis,the core component selection,the key stand-alone automation equipment design,system PLC hardware/ software design,host configuration job design and other aspects;and the set of systems in other advanced degrees and technical innovation has made domestic gas transfer product comparison instructions.

This set of equipment has been completed on-site installation,field machine72 hours of continuous operation,the system is running in good condition.Air conditioned atmosphere parameters of the indicators are standard within the specified time,automatic data logging mode and norms for maintaining the steady-state environment atmosphere library.Experimental parameters were adjusted on the gas system to make the seven-day gas sampling through gas chromatography analysis ingredients are within the allowable error,and the system is operating normally zero failures.Design and implementation of this study is not only to some extent promote the technological level of domestic air conditioner,but also for the development of domestic fruit and vegetable industry atmosphere provides a valuable exploration.

KEY WORDS:PLC;CA equipment;touchscreen;MCGS configuration

目录

第一章绪论 (1)

1.1课题现状与研究意义 (1)

1.2课题背景知识介绍 (2)

1.2.1气调的原理 (2)

1.2.2气调过程中的重要因素 (2)

1.2.3气调的作用 (3)

1.3课题研究目标与内容 (3)

第二章气调装置整体架构组建 (5)

2.1装置子系统的组成及其性能指标设计 (5)

2.1.1气调参数实验系统组成及其性能指标设计 (5)

2.1.2气调库系统组成及其性能指标设计 (6)

2.2工艺流程设计概述 (7)

2.2.1气调参数实验系统 (7)

2.2.2气调库系统 (8)

2.3核心元器件的选型研究 (10)

2.4本章小结 (11)

第三章气调装置中关键单机设备的工艺与自动化设计 (12)

3.1二氧化碳脱除机的自动化设计 (12)

3.2质量流量计式配气仪的工艺与自动化设计 (14)

3.3气调实验箱的工艺与自动化设计 (15)

3.4制氮机的工艺改进与自动化设计 (15)

3.5本章小结 (18)

第四章气调装置PLC控制系统设计 (19)

4.1气调参数实验系统控制设计 (19)

4.1.1控制系统主要功能简介 (19)

4.1.2硬件设计 (20)

4.1.3软件设计 (22)

4.2气调库系统控制设计 (25)

4.2.1控制系统主要功能简介 (25)

4.2.2硬件设计 (27)

4.2.3软件设计 (28)

4.3两个子系统间的通讯设计 (30)

4.4本章小结 (31)

第五章气调装置人机界面操作系统设计 (32)

5.1TB177A触摸屏设计 (32)

5.1.1原理简介 (32)

5.1.2设计实现与成果 (32)

5.2TD400C文本显示器设计 (35)

5.2.1设计实现方法 (35)

5.2.2功能键作用及其功能画面设计 (38)

5.3MCGS组态设计 (39)

5.3.1组态系统简介 (39)

5.3.2系统组态设计技术手段 (40)

5.3.3设计成果 (43)

5.4本章小结 (46)

第六章系统联调与运行测试 (47)

6.1系统联调 (47)

6.2现场安装 (49)

6.3用户运行情况反馈 (50)

第七章结论 (52)

参考文献 (53)

附录 (55)

致谢 (69)

第一章绪论

随着国民生活水平的提高,大众对果蔬的需求量在逐年增大,并同时对其品质方面的要求也在逐步提高。但目前我国果蔬产后产值与采收时的自然产值之比仅约为0.4:1,几乎是以原始状态投放市场[1]。可见我国果蔬采后的保鲜市场具有很大的发展潜力,气调保鲜作为目前最先进的保鲜技术,其国产设备的先进化、自动化水平还比较落后,是发展的瓶颈需要尽快解决。本章通过对气调产业的现状分析和背景知识介绍,总结出系统的研究目标和设计思路以及主要工作内容。

1.1课题现状与研究意义

我国在二十世纪60年代末期开始气调贮藏技术研究。首先于1973年在夏季番茄的气调贮藏取得成功,不久红星苹果气调贮藏有了突破,促进了全国苹果保鲜的研究。1978年在北京建立了中国第一座自行研建的20吨模拟气调库,并培养了中国第一批气调技术人员。到80年代我国先后建造了数十座气调贮藏库,并研制出了简易气调设备[2]。但由于当时中国市场需求不旺,技术水平落后,CA气调贮藏没有形成产业,并在后来的发展中逐渐与国外拉开了差距,以致于我国目前的气调产业还处于初级阶段。

而气调产业在国外已有很长时间的发展史,在一些较为发达的国家甚至处于普及状态。气调技术带来的优越性和延展性,使其已经越来越多的被应用于其他行业和领域,例如图书馆与博物馆的书籍/文物储藏、运动员的低氧训练等等[3]。

因此,针对国内气调装置产品功能简单、检测精度不够、监控措施缺失等现状,本文研究设计出一套功能相对完备、性能相对精确可靠的气调装置系统。整个自控系统基于西门子S7-200系列PLC进行控制,性能可靠适应于工业环境,避免了单片机控制过程中弱电信号相互干扰的问题;系统选用高精度传感器和高新技术气体质量流量计等核心元件,使系统的测控精度达到国内最高水平;同时具有与上位机通讯的功能,真正实现了实时检测与反馈控制,采集的数据更可依照用户设置自动存储或实时打印,做到了界面简单明确,操作使用简便明了。

且本套装置将气调参数实验系统、气调库贮藏系统共同进行组态控制,几乎集合了国内气调产业的全部功能于一个操作系统。这不仅提供了已知果蔬气调贮藏的功能使用,还为用户提供了探索其他果蔬气调条件的小型试验装备。该系统不仅为果蔬气调产业发展方向提供了有价值的探索,还在一定程度上起到了普及

化的技术推进作用。这种推进符合我国国情,在中国这样的农业大国中有着广阔的发展空间和极大的现实意义。

1.2课题背景知识介绍

1.2.1气调的原理

空气中的气体比例O2:20.95%;N2:78%;CO2:0.03%。C·A法就是改变贮存环境中气体比例,即降低氧含量,提高二氧化碳含量,并注意乙烯的含量,达到延长贮藏期和保持贮藏品质。水果采摘后,仍是有生命的有机体,其生命活动最主要的表现是呼吸作用。由于脱离了母体,物质与能量供应中断,只能靠消耗自身积蓄的物质和能量[4]。呼吸作用最直接的结果就是水果的主要成份碳水化合物、有机酸等有机物的消耗,这意味着水果品质的下降。此外,水果自身的蒸发作用和微生物作用也直接导致水果的品质下降。

气调储藏,具体地说是在保持适宜的低温条件的同时,降低环境的含O2量,控制CO2含量以减低水果呼吸强度,减少水果本身营养物质的损耗和蒸发作用,抑制果胶的分解和乙烯对水果的催熟作用,从而使水果更长久地保持新鲜的可食状态,延长果实的贮藏寿命和货架期[5]。

1.2.2气调过程中的重要因素

在长期的研究中,人们总结出四项指标,即温度、湿度、O2和CO2。其中,温度是影响水果呼吸、蒸发作用和微生物生长的最主要因素。而贮藏环境中气体成份的变化对水果采后生理有着显著的影响:低O2含量能够有效地抑制呼吸作用,在一定程度上减少蒸发作用、微生物生长;适当的高浓度的CO2可以减缓呼吸作用,对呼吸跃变型水果有推迟呼吸跃变启动的效应;从而,延缓水果的成熟和衰老。乙烯是一种水果催熟剂,能激发呼吸强度上升,加快水果成熟过程的发展与完成,控制或减少乙烯浓度对推迟水果后熟是十分有利的。

因此,从降氧结束后到出库前的时期,为气调状态稳定期。此时期的主要任务是维持气调贮藏参数的基本稳定,尽可能减少数值的波动。实践证明数值波动越小,果品“休眠”状态越好,贮藏质量也越好[6]。

本研究工艺设计的原理依据就是基于以上两个小节的定义和指标,对系统装置的整体架构进行组建和配置,在实现气调保鲜功能的基础上,再实现系统的自动化、智能化设计。

1.2.3气调的作用

在气调保鲜技术的支持和实施下,可在保鲜领域的整个产业链中实现以下的功能和作用:控制吸收跃变期、防离层形成、物质运输减慢、淀粉的消失减慢、控制开花、粮食贮藏中的品质保持及杀虫、草药保质防虫、微生物的控制。

实践表明,以气调贮藏苹果,在同等保鲜质量的前提条件下,贮藏期比冷藏多一倍,货架期是冷藏的2~3倍,气调贮藏与其他保鲜方法:冷藏、冻结、干燥、腌制等相比显示了明显的保鲜优势[7]。

气调研究开始于水果保鲜,在苹果和梨的保鲜贮藏中取得了很大的成功,并且已经在其他水果,如猕猴桃、香蕉、樱桃、葡萄、草莓、桃、冬枣等的保鲜贮藏中取得成功。不仅如此,气调贮藏还应用于蔬菜、肉类、水产品、花卉的保鲜贮藏和粮食、油料种子、干果、中药材的贮藏,以及图书与文物的存储保护、运动员的低氧训练等方面。

因此面对气调技术如此广泛的应用与作用,气调装置自动化技术的提高急需解决,以快速适应和迎合市场的需求,产生经济方面和社会方面的双重效益。

1.3课题研究目标与内容

相较于迅猛发展的工业自动化技术,气调产业的自动化、智能化还相对落后。目前大量基础工程应用的还是国外的落后设备和技术,控制原理基于单片机技术,可靠性差,系统孤立难调、操作复杂,扩展性和功能性都较差[8]。此外,就是测量精度问题,只有精确的检测才能保证气调环境的精度和标准,这也正是国内产品和国外先进产品的差距所在。

因此,本文的目标就是设计出一套基于PLC的能够代表国内先进水平的气调装置。以改善和提高气调产业自动化程度和管理水平;丰富系统功能;提高系统可靠性扩展性;增加人际交互功能以实现“傻瓜式”操作;提高系统精确检测程度和实时监控程度。

本文的研究内容主要包括:

1)对市场需求和用户需求进行调研并作出分析,本文以济南国家农产品现代物流工程技术研究中心项目为例,进行气调装置系统的研究设计与实现。

2)根据用户诉求设计技术指标,完成可行性论证,对整套系统装置进行构建,对关键单机设备进行自动化设计与革新,选用高新技术的核心元件进行整体布置。

3)研究制定控制方案,对系统内各个部分进行控制分配,并建立通讯,形

成总站、子站及上位机。进行电气原理图设计;研发PLC的硬件和软件设计。

4)气调装置系统人机界面的设计,包括画面布局、变量的定义与管理、报警系统、数据库与报表系统等方面的研发。

5)系统的联调与测试,包括现场安装、生产使用安全培训、系统调试运行等。

6)对气调装置自控系统的研究设计进行了总结和回顾,并提出了气调产业今后的一些发展建议。

第二章气调装置整体架构组建

济南国家农产品现代物流项目的气调装置总系统中含有两个子系统,分别为气调参数实验系统和气调库系统。每套子系统均可实现功能自动化,子系统中的单机设备均受控于总系统,并实时反馈状态至人机界面,做到系统无手动。两子系统间进行通讯,分别作为主站和从站,与远程PC机进行通讯,通过PC机组态统一控制和采集。在经过可行性论证后,将其整理为如下技术语言。

2.1装置子系统的组成及其性能指标设计

2.1.1气调参数实验系统组成及其性能指标设计

气调参数实验系统的主要应用是为用户提供自主进行气调实验的环境,通过对不同气路氧和二氧化碳浓度的设定,分别为各个小型气调实验空间提供混合配气,以进行相同或不同果蔬间的气调对比实验。

它主要由3台质量流量计配气仪(6路配气输出式)、1台配气检控箱、无油小空压机、氮气瓶(≥99.9%)和二氧化碳(≥99.5%)气瓶等构成。系统实现的自动化控制功能如下:

a.能够分别设定3台共计18路配气的氧和二氧化碳浓度

b.能够实现配气检控箱内传感器的一键式标效

c.能够对3台配气仪的3组质量流量计进行自动控制

d.能够实现18路配气的自动配送和巡检

e.能设定配气的检测时间、检测间隔时间、自动配送气时间

f.能够实现配气浓度超标报警

g.能够实现配气设定参数和测量参数等数据的PC机上传、存储和打印(PC

机打印)等功能

本套子系统的设计完全基于自主研发,质量流量计配气仪的研发提高了国内配气设备的精度,配气监控箱的研发进一步提高了其控制系统的自动化水平,本套子系统的实现与生产将为气调产业带来新的力量与机遇。因为气调保鲜技术的应用基础就是对气调参数的确定和把握,只有掌握不同果蔬气调贮存所需的合理的气体参数配比条件,才能大范围进行库体建设和实物贮存应用。但是中国幅员辽阔,保鲜过程中因素繁多,除了气调过程还包含物流运输、地域环境、品种差

异等多方面因素。所以如果用户可以在已知的相同或相近果蔬气调参数的基础上,结合自身条件因素,通过本系统对其参数进行实验微调,将会更好的有针对性的保鲜果蔬,这不仅改善了气调保鲜效果,还对气调产业的全民化研究发展提供了可能性。

2.1.2气调库系统组成及其性能指标设计

气调库系统的主要应用是为用户提供已有气调库的管理和控制,通过对每个库体和箱体中实时气体成分的检测分析,与系统内用户自行设定的气调库参数管理值进行对比,做出相应的控制动作指令,以维护气调库内整体环境的稳态。

它由中空纤维膜制氮机、空压机、冷干机、氮气储罐、气调站、库气检测控制箱、气调试验箱、乙烯检控箱、二氧化碳脱除机、乙烯脱除机等构成。其中:中空纤维膜制氮机、空压机、冷干机、氮气储罐和气调站构成了2间气调库和6个气调试验箱的降氧体系。

二氧化碳脱除机、乙烯脱除机、气调站和乙烯检控箱构成了2间气调库和6个气调试验箱的二氧化碳和乙烯气体的脱除体系。

库气检测控制箱是气调库系统的检测控制核心,负责对2间气调库和6个气调箱进行自动巡检分析以及降氧增氧、二氧化碳和乙烯脱除等指令的控制。

系统实现的自动化控制功能如下:

a.能够设定2间气调库和6间气调试验箱的氧和二氧化碳浓度

b.实现传感器的一键式标效

c.能够对2间气调库和6间气调试验箱内氧和二氧化碳浓度自动巡检

d.实现氧和二氧化碳浓度超标报警

e.能够实现对气调试验箱的自动降氧

f.实现对气调库和气调试验箱的二氧化碳浓度的自动脱除

g.能够将与上位PC机通讯,实现设定参数和检测参数的数据上传,储存和

打印(PC机打印)等。

本套子系统的研发,整合了国内气调库目前所具备的所有功能的集中控制,实现了气调库管理和控制的完全自动化。系统自动化的控制依赖于主要单机设备的自动化水平,本套子系统不仅完成了管理控制的自动化集中设计,还对关键单机设备进行了自动化设计与技术革新。本套子系统的实现与生产将会带动国内气调库设备的整体水平,为此领域的技术发展起到积极的促进作用。

2.2工艺流程设计概述

2.2.1气调参数实验系统

气调参数实验系统的控制核心是配气检控箱,其执行核心是3台质量流量计配气仪,3台配气仪之间属平行运行关系,互不影响干涉。如图2-1所示,每台配气仪提供6路配气输出和1路配气检测,其中第3号配气仪还要提供1路空气气源,用以传感器一键标效功能。氧气、空气(用于替代氮气)、二氧化碳三种气源分别进入3台质量流量计式配气仪,每台配气仪再将配比好的混合气体(具体比例由用户输入数字控制)输送给6个实验广口瓶。

图2-1气调参数实验系统工艺流程图设计

如图2-2中所示,检测控制箱则是和配气仪配套使用,分别控制配气仪内对应三种气体的高精度质量流量计,配出满足要求的混合气体,同时控制混气输出的3组6路电磁阀依次循环开启混气输出,3组配气仪配气时平行使用互不影响。

图2-2图2-1的局部放大图(左为检控部分、右为配气部分)配气仪内部的气路、电磁阀以及检控箱内的检测元件、电磁阀等组成检测系统,对配气仪配出的混合气体进行设定和检测,并通过终端显示(文本显示器+PC 机)不同气路的氧和二氧化碳检测值和设定值。配气仪每路混气提供标准情况下3L/min的混气流量,质量流量计中控制氮气的流量量程为3L/min,控制空气的流量量程为2L/min,控制二氧化碳的流量量程为1.2L/min,其中氮气瓶和二氧化碳气纯度要近似为100%。

2.2.2气调库系统

气调库系统的控制核心是库气检控箱,其执行核心是制氮设备、二氧化碳脱除设备、乙烯气体脱除设备、气体调节站及管线阀门等单机设备,这些设备可分类总结为降氧体系和脱除体系。

根据果蔬的生理特点,一般库内氧含量要求控制在1%~4%不等,误差不超过±0.3%。为达此目的,通过制氮设备快速降氧。如图2-3所示,空压机、冷干机、制氮机、氮气储罐均属于制氮设备。空压机压缩空气至0.7~1.3MPa,送入冷干机经除水降温后送入制氮机。制氮机采用中空纤维膜技术进行氮氧分离,制氮机分离出的富氧气体经由富氧出口排入大气,高纯氮气则经由管道送至进气调节站的氮气进气集管,通过选定库房的阀门和库房进气管道进入库房。

图2-3库体排氧充氮工艺流程设计

其中氮气回路为开环,氮气(一般含氮量不低于95%)通过气体调节站阀门进入库体,将空气顶出排入大气。一般情况下运行制氮机3天左右即可将库内氧含量降至预期水平,之后在果蔬的自然呼吸对氧消耗的基础上,对其进行适当补氧,补氧功能通过气体调节站向库内补充空气来实现,最终达到一个氧含量的平衡状态,以严格控制其在要求范围以内。

在气调贮藏过程中,因果蔬呼吸而放出的二氧化碳和乙烯会使库内两种气体的浓度逐渐升高,当提高到一定数值时,将会导致果蔬的伤害,并产生一系列不良症状,最终使之腐烂变质[9]。因此,二氧化碳脱除机、乙烯脱除机是不可缺少的。两者的脱除回路受气体检测控制箱控制,主要功能是为了控制气调库中的气体含量处于正常参数范围内。

图2-4库体脱除二氧化碳、乙烯气体工艺流程设计如图2-4所示,二者脱除回路均为闭环。脱除机通过库房回气管道及回气调节站上选定库房的气动蝶阀,经过回气集管,将对应库房内高含量气体抽至脱除机内。经处理后,将合格库气送至进气调节站的进气集管,通过对应的库房的气动蝶阀和库房进气管道送回该库气调系统中(其中许多设备使用压缩空气做为动力气,因此系统中专门配备小型空气压缩机做为动力源)。

其中二氧化碳脱除机还有一路空气吹扫管路,那是由于它的脱出原理为活性炭吸附。当工作一段时间后,活性炭即达到饱和状态,再也不能吸附二氧化碳,这时启动此套吹扫功能,将新鲜空气AIR吸入,使活性炭上附着的二氧化碳分子被空气带出并随之排入大气,从而使活性炭脱饱和,恢复其吸附能力。

2.3核心元器件的选型研究

本套气调系统的技术进步除了体现在整体自动化控制水平的提高外,主要体现在各个单机设备的核心元件的选型方面。这些高新元件的采用,保证了系统的检测水平和精度、生产效率和能力。

第一,检测部分的核心是传感器的选择,这是提高装置整体精度的基础和保证。经过论证和考察,最终选用了精度较高英国CITY氧传感器和维萨拉二氧化碳传感器。

其中英国CITY氧传感器的工作原理是极谱电极原理,因此,需要定期进行更换。搭配公司自主开发的变送板,既经济又可靠。在一定的电压和一定浓度电解质中,电流与氧的浓度成正比,此传感器亦称氧电池,是一种电化学扩散限制型金属空气电池。所谓扩散限制型是指阴极与电解质之间用一层聚四氟乙烯薄膜隔开,限制O

的渗透,并在极附近形成一个扩散层,即所谓的极谱电极,电池的

2

寿命依金属电极的消耗为限,经补偿、放大及转换,成为与氧气含量对应的数字量,经数码管显示输出。其检测范围是“0-100%”,分辨率为“0.10%”,精度为“0.20%”。

气体对特定波长的红外线有很强的吸而维萨拉二氧化碳传感器则是利用CO

2

气体的存在使从红外发生器发出的这一收性这一原理,在传感器中,由于有CO

2

浓度有关,对探测器的输出进行放大补偿波长的红外光达到探测器的比例与CO

2

后转化为正比于这种变化的电压,经数码管显示输出[10]。其测量范围是“0-10%”,分辨率为“0.10%”,精度为“0.20%”。此传感器采用高精度的电子线路和标准化的电源设计,具有测试精度高,选择性好,温度依赖性低,稳定可靠等特点[11]。

第二,本系统选用的配气仪是自主研发的质量流量计式全自动配气仪。它的核心元件是质量流量计[12],经过比较最终选择了日本原装的MQV0005BSRN质量流量计,虽然造价较高,但精度可达世界尖端水平。通过PLC对其发出的指令,它可以自动控制三种气源的比例输出,输出配气误差可控制在正负0.3%内。目前,国内绝大多数配气仪依然采用手动配气方式,通过浮子流量计来实现,此种方式精度差且操作复杂缓慢,且对使用人员的经验度要求较高。因此这一改进不仅提高了效率和精度,还向系统自动化的方向迈进了一大步。

第三,制氮机采用的是中空纤维膜技术,所以核心元件就是中空膜阻的选择。美国Park公司生产的膜阻质量优良,产氮量高,使用寿命较长。较之于其他膜阻,其分离空气中氮气和氧气的能力强,分离彻底、产气纯净,且分离速度较快。由于制氮机的入口空气已经过空压机和冷干机的处理,且进入膜阻前又经过三级过滤,所以膜阻的寿命得以增长。所以,这一元件的选用,不仅提高了生产效率,还降低了设备成本。

第四,脱除设备中吸附剂的选择。本系统共有二氧化碳脱除和乙烯脱除两种脱除设备,均采用吸附剂进行实现。其中,二氧化碳采用活性炭脱除,属于物理可逆吸附,选用截面蜂巢丰富的即可[13]。乙烯吸附剂的吸附为不可逆过程,且乙烯对果蔬的催熟作用巨大,所以其吸附剂的选择尤为重要。经与中科院植物研究所的多次合作实验,最终选用美国原装颗粒乙烯吸附剂,直径在4-5mm之间。实验表明,此型号吸附剂可以使得库气在最短时间内被脱除乙烯,且吸附能力强正常使用下,平均寿命为一年。

第五,装置在自动化控制方面的选型核心。控制系统的核心是PLC和HMI,不管是从产品性能契合度,还是产品的可靠性方面,西门子S7-200系列产品都是最理想的选择。因为气调环境往往潮湿低温比较恶劣,所以选择一个可靠的控制器件非常重要(具体选型在第四章)。这一选择的优势在于规避了传统单片机控制时的电磁干扰,环境影响因素大的缺点,安全可靠寿命长;同时提供了延展性开发的可能性和空间。

通过对以上五个方面器件的选型研究和这些高新元件的采用,保证了系统的检测水平和精度、生产效率和能力。从产品性能角度讲,提高了整套设备的整体质量和系统的可靠性,延长了使用寿命;从经济角度讲,提升了整套气调装置的性价比,减少了用户的投入成本。

2.4本章小结

本章从用户与市场的需求出发,对气调装置的整体架构进行了组建,分别完成了子系统的组建和性能指标的设计。并对子系统的工艺流程进行了设计和分析说明,最后对装置在系统中的核心元器件的选型进行了研究和设计。

第三章气调装置中关键单机设备的工艺与自动化设计

气调装置自控系统的总体自动化水平在基础上依赖于系统内主要单机设备

的自动化水平。本研究对系统内关键的单机设备均进行了先进合理的自动化改进与设计,并针对系统的新功能研发了气调试验箱和质量流量计式配气仪两款新型单机设备。本章的主要内容是对这些关键单机设备进行自动化设计,并与目前国内同类产品进行了比较研究。

3.1二氧化碳脱除机的自动化设计

二氧化碳脱除机的主要用途是降低库内二氧化碳的百分比含量,通过改变气体成分以贮存保鲜果蔬等产品。设备主体为一圆筒型容器,内部装满活性炭,上部装有风机、换向阀和控制箱,前面板上装有通断开关、状态转向开关和定时器,控制箱内部装有PLC控制器等。

图3-1二氧化碳脱除机脱除原理设计

如图3-1所示,风机将库内高浓度二氧化碳气体抽至设备内,利用活性炭的孔隙对二氧化碳分子进行吸附,从而使之从混合气体中分离出来,达到脱除的目的。当活性炭吸附饱和后,再用新鲜空气对活性炭进行吹扫再生,使被吸附的二氧化碳分子脱附,以便使活性炭循环使用[14]。脱除和再生由PLC控制换向阀交替进行。

目前国内同类产品多以定时器控制其脱除启停,数显定时器装在控制箱的面板上,设定时把数字拨盘及时段拨动开关预置在所需要的位置后接通电源,开始

运行,到时自动停机。

本机在此基础上,增加了自动化控制设计,采用了西门子LOGO!模块230RC O (带显示窗)和DM8230R,并保留原有的定时功能。从而实现了多种控制方式:1)定时器控制即人工手动控制;2)本机自动程序控制;3)远程PLC控制。

西门子LOGO!模块230RC O PLC控制器安装在机身内,它的全部控制程序在出厂前已设定,如图3-2所示,其输出端(Q端)主要功能是对炭罐上的两个电控气动三通球阀按时间顺序进行开、关控制,实现脱除再生过程的相互转换。PLC 输入端(I端)的主要功能是将电机过流继电器、动力气压力开关及外气路压差保护开关的动作信号进行接收处理,只要有一项故障报警,电控箱面板上的红色报警灯亮,电机停止运行,只有当故障排除后才能重新开机。

脱除机自动化控制原理图设计

图3-2CO

2

西门子LOGO!模块DM8230R如上图右侧方框内所示,与库气检测控制箱内的PLC连接,进行远程控制及反馈的功能实现。将脱除机的报警信号、通电信号、周期信号传送给PLC,同时脱除机在PLC的指令下,进行脱除工作的启停。

系统的三种控制方式通过机身面板的状态开关来转换:系统加电后,开关置于“定时”状态时,定时器开始工作,数显将从零开始计时,系统在定时器设定时间内工作,到时停机;开关置于“本地”和“远程”时,分别由LOGO和PLC 控制设备的自动运行。在本装置中,CO2脱除机工作在远程状态,PLC发出工作指令,电磁导阀按指令动作控制气动阀的进吸口方位。小型气泵做气源,驱动阀门上的气动装置,使阀门切换到指定位置。脱除机上还装有电机过流保护及气泵压力过低等保护开关,当风机电机过载或气泵压力低于0.3MPa时,PLC都会发

PLC控制自动门的课程设计

《电气控制与PLC》课程设计题目:自动门控制装置 学院: 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 时间:

目录 一、引言 (1) 二、自动门控制装置总体方案 (1) 2.1、自动门控制装置任务书 (1) 2.2自动门的控制要求分析 (2) 三、自动门控制系统的硬件设计 (2) 3.1PLC的选择 (2) (1)机型的选择 (2) (2)输入输出(I/O)点数的估算 (2) (3)存储器容量的选择 (3) (4)控制功能的选择 (3) (5)对PLC响应时间的要求 (3) 3.2光电检测开关 (4) 3.3限位开关 (4) 四、自动门控制系统软件的设计 (4) 4.1、I/O分配表 (4) 4.2、plc控制输出接线 (5) 4.3、程序流程图 (6) 4.4、梯形图 (7) 4.5、指令表 (8) 4.5、时序图 (8) 五、系统调试及过程分析 (12) 5.1、系统调试 (12) 5.2过程分析 (13) 六、个人心得 (14) 七、参考文献 (15) 附录一 (16)

一、引言 在经济飞速发展的中国,高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼,自动门以经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入,当人走进自动门时,感应开关感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。将人通过之后,再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人管理,不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防尘、防风、降低噪音等好处,更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。自动门在国外早以得到普遍应用,在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同,中国已经迎来了自动门发展的黄金时期。 自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置,早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制,造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修的缺点已逐步被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器(一下简称PLC),PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程控制器的储存器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数、算数运算等作的指令,并能通过数字式或逻辑式和开关量的逻辑控制的输入和输出,控制个种类型的机械或生产过程。PLC可靠性高,抗干扰能力强,功能完善,实用性强,系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造,体积小,重量轻,能耗低等优点。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性,维修方便等特点,因此,进行自动门的PLC控制系统设计,可以推动自动门行业的发展,扩大PLC在自动化行业乃至整个自动化行业的应用,具有一定的经济和理论研究价值。 二、自动门控制装置总体方案 2.1、自动门控制装置任务书 完成自动门控制装置,包括编写程序和硬件接线图,要求当有人按下开门开关时,门自动打开,然后又能自动关闭。 1.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.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.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.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。

基于PLC的自动门控制系统的设计

课程设计 课程名称传感器原理及工程应用 专业班级测控技术与仪器 姓名朱广申 学号 2 齐鲁工业大学课程设计专用纸成绩 课程名称传感器原理及工程应用指导教师孙凯 院 (系) 电气学院专业班级测控13-1 学生姓名朱广申学号 2 设计日期 2016、3、3 课程设计题目自动门控系统设计 摘要 随着电子技术的发展,可编程控制器(以下简称PLC)不断更新、发展,PLC控制就是 自动控制中最常见控制方式之一,自动门就就是自动控制应用的一典型例子,由于可编 程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控 制的方式,因此,自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常 生活中运用越来越广泛。 关键词:PLC,变频器,驱动装置,感应器。

目录 摘要.................................................... 错误!未定义书签。引言.. (2) 1、概述.................................................. 错误!未定义书签。 1、1 国内外自动门发展现状 (2) 1、2 本课题研究的内容 (3) 1、3 本课题研究的目的与意义 (4) 2、自动门控制系统总体方案设计 (4) 2、1 自动门的功能需求分析 (4) 2、2 系统设计的基本步骤................................... 错误!未定义书签。 2、3 自动门技术参数的确定 (6) 2、4 自动门的机械传动机构设计 (7) 3、自动门硬件系统的设计.................................. 错误!未定义书签。 3、1 控制系统结构设计 (7) 3、2 可编程控制器(PLC)的选型 (8) 3、2、1 PLC概述 (8) 3、2、2可编程控制器(PLC)的选型 (9) 3、3 驱动装置的选型 (11) 3、4 变频器的选型 (12) 3、4、1 变频器原理 (12) 3、4、2 变频器的选型 (12) 3、4、3 变频器的参数设定 (13) 3、5 感应开关的选型 (14) 3、6 自动门系统I/O分配表 (15) 3、7 控制系统的电气接线 (16) 3、8结束语 3、9参考文献 齐鲁工业大学课程设计专用纸(附页)

基于PLC自动门控制系统的毕业设计论文

基于PLC自动门控制 系统的设计 (正文) 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计,自动门系统主要由可编程控制器(PLC)、感应器件、驱动装臵和传动装臵组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC,PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断,而后发出控制信号,使驱动装臵运行,在通过传动装臵带动门的动作。 随着电子技术的发展,PLC不断的更新,PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子,由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控制的方式,因此,自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC 控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。

本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等,具体如下: 第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计,PLC选型,驱动装臵选型,感应器件的选型, 第四章介绍了系统软件设计,PLC梯形图设计,软件设计 第五章介绍程序调试,硬件接线 关键词:自动门、PLC、感应器件、驱动装臵

目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门的控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装臵的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31

基于PLC自动门控制系统设计的文献综述(自动门及其控制系统简介)

自动门及其控制系统简介 摘要:门是伴随着人们的文明而诞生的,随着科学的发展,门的种类越来越多,技术也越来越复杂。自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸,是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门,从最基本的意义上讲,要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。 自动门是随着人们对生活条件的不断追求、科技的不断发展应运而生的高科技产品,因此,它具备了普通门所没有的优势:雅观漂亮,而且使用管理起来更加的安全、方便、舒适,通电后可以实现无人看管,同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音,既方便又提高了建筑的档次。因此自动门被广泛的应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。 本文通过结合PLC控制系统的简介及各种普遍应用的自动门的特点,对由PLC 作为控制系统的自动门的概况、主要分类、组成、原理、软硬件控制系统、PLC 程序的编写等都进行了一定的介绍。 关键词:自动门;PLC;控制;编程 Abstract: The door is accompanied by the birth of human civilization, with the development of science, the types of doors more and more, technology is more complex. Automatic doors from the theoretical understanding of the concept should be an extension of the use of the door, door people as needed to enhance and improve the function. Therefore, the understanding of the automatic door to door should be functional requirements from the beginning people. As part of the building door, from the most basic sense, isolated from the external environment to meet people and do not hinder the passage of these two requirements. Thus door itself should be firmly sealed. Automatic door is the living conditions as people continue to pursue the development of science and technology came into being in the high-tech products, so it does not have the advantages of ordinary doors: decency beautiful, but it is more secure use and management, convenience, Comfort, power can be achieved after the unattended while at the same energy saving air conditioning, wind, dust, noise reduction, convenient and improve the grade of the building. Therefore, automatic doors are widely used in large shopping malls, banks, large hotels, airports, office buildings and other large public places. In this paper, combined with PLC control system and a variety of widely used

基于PLC的自动门控制系统设计报告

《机电控制与可编程控制器技术》课程设计报告 题目:基于PLC的自动门控制系统设计 学生姓名: 学号: 电大分校: 学生所在单位: 指导教师: 二○一四年十一月

目录 一、引言 (2) 二、PLC的概述 (3) 三、自动门电气控制系统 (3) 3.1电气控制系统主电路图 (3) 3.2工作方式 (4) 四、设计要求 (4) 五、PLC控制系统硬件选择 (5) 5.1自动门控制系统I/O地址分配图 (6) 5.2 PLC外围接图 (7) 六、PLC控制系统软件的设计 (8) 6.1梯形图的设计 (8) 七、程序调试 (10) 7.1联机模拟调试 (10) 7.1.1调试的现象 (10) 八、总结 (11) 参考文献 (11)

摘要:以自动感应门为研究对象,设计PLC外部硬件电路和软件程序,使控制系统更加智能化、人性化。综合了自动门的简洁、简单的要求,在本课题中主要研究自动平移门,本课题设计的自动平移门具有自动开门功能和分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全性的要求。 关键词:PLC;自动门;梯形图;控制系统; 一、引言 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。使用中自动门的控制方法较多,但在实际中相当多的自动门系统一般采用继电器逻辑控制,这种控制方式故障率高、可靠性低、维修不方便等缺点。而在自动门控制系统的研究设计中,稳定、安全可靠及人性化是首先考虑的

自动门的plc控制设计

自动门的plc控制设计院(系)名称 专业名称 学生姓名 指导教师 年月日

摘要 随着科学技术的不断发展,自动门系统已开始应用于大型公司、科研所、政府机关等保密性较强的单位。为增强自动门运行的可靠性,本设计提出了一种FX232MR可编程控制器(PLC)与变频器控制的自动门控制系统,设计中采用两个感应探测器(门内和门外)、一些开关及传感器作为此系统的输入设备,变频器用来调节门体速度,并分析了该控制系统的工作原理及系统的硬件组成,分析了人体感应探测、自动门运行位置检测、门运行障碍检测等控制电路的工作过程,对PLC的选型、变频器的选型、I/O点的确定及自动门的动作过程等方面进行了详细阐述。结合PLC的运行特点,对控制系统的工作流程作了合理的优化。在此基础上,给出了控制系统软件设计的程序流程图、顺序功能图、外部端子接线图及PLC控制梯形图等。本设计介绍应用可编程控制器取代传统的继电器、接触器控制系统,实现自动门控制的过程。 关键词:自动门,可控制编程器,梯形图,变频控制

Design of Automatic Door Control System Based on PLC ABSTRACT With the continuous development of science and technology, automatic door system has been applied to large companies, research institutes, government agencies and other units are highly confidential. To enhance the reliability of automatic door operation, this design presents a FX2 -32MR programmable logic controller (PLC) and the inverter control automatic door control system, the design uses two sensor probes (door and door outside), some switches and sensors as the system input device, the drive door is used to adjust the speed, and analyzes the working principle of the control system hardware components and systems, analysis of the human body detection sensors, automatic door operation position detection, the door obstacle detection and other control circuit to run the working process, the selection of the PLC, inverter selection, I / O points of the action to identify and automatic doors and other aspects of the process in detail. With PLC's operating characteristics of the control system were reasonable workflow optimization. On this basis, given the process control system software design flow, sequential function chart, the external control terminal wiring diagram and PLC ladder and so on. Describes the application of the programmable controller designed to replace traditional relay, contactor control systems, automatic door control process. KEY WORDS: Automatic Doors,Control Programming,Ladder,Drive

plc控制自动门..

自动门控制系统PLC设计 专业 班级 姓名 学号 指导老师

目录 引言 (2) 一、自动门控制系统总体方案设计 (3) 1.1自动门的功能要求分析 (3) 1.2系统设计的基本步骤 (3) 二、控制系统结构设计 (4) 三、功能器件的工作原理 (4) 3.1自动感应门机的基本工作原理 (4) 3.2行程开关(限位开关)的工作原理 (5) 3.3光电开关介绍 (5) 四、自动门控制软件设计 (6) 4.1自动门控制软件设计 (6) 4.2 plc自动门控制软件设计 (7) 4.3程序流程图 (8) 4.4梯形图 (9) 4.5I/O分配表 (10) 4.6指令表 (10) 4.7过程分析 (11) 结束语 (12)

引言 在经济飞速发展的中国,高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼,自动门以经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入,当人走进自动门时,感应开关感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。将人通过之后,再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人管理,不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防尘、防风、降低噪音等好处,更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。 自动门在国外早以得到普遍应用,在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同,中国已经迎来了自动门发展的黄金时期。 自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置,早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制,造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修的缺点已逐步被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器(简称PLC),PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程控制器的储存器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数、算数运算等操作的指令,并能通过数字式或逻辑式和开关量的逻辑控制的输入和输出,控制个种类型的机械或生产过程。PLC可靠性高,抗干扰能力强,功能完善,实用性强,系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造,体积小,重量轻,能耗低等优点。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性,维修方便等特点,因此,进行自动门的PLC控制系统设计,可以推动自动门行业的发展,扩大PLC在自动化行业乃至整个自动化行业的应用,具有一定的经济和理论研究价值。 一、自动门控制系统总体方案设计

自动门PLC控制系统设计

课程设计 题目自动门PLC控制系统设计 学院计算机科学与信息工程学院 专业自动化 班级 学生姓名 指导教师

2013 年 5 月27 日 目录 摘要 (2) 一、自动门控制系统总体方案设计 (2) 1、自动门的功能需求分析 (2) 2、自动门的控制任务及要求 (2) 3、自动门控制系统构成 (3) (1)PLC概述 (3) (2)构成 (4) 二、PLC和主要电气元件的选择 (5) 1、PLC 的选择 (5) 2、驱动装置的选择 (5) 3、感应器的选择 (5) 4、单相交流电机的选择 (5) 5、传动装置、限位开关 (6) 三、PLC的I/O分配和接线图设计 (6) 1、自动门控制系统I/0地址分配表 (6) 2、自动控制系统的原理图 (7) 四、控制流程图设计 (8) 五、PLC程序设计 (9) 1、工作过程分析 (9) 2、梯形图程序 (9) 六、程序调试 (10) 七、设计总结 ...................................... 错误!未定义书签。 1、心得体会................................ 错误!未定义书签。 2、任务分配................................ 错误!未定义书签。 八、参考文献: .................................... 错误!未定义书签。 附录1:自动门PLC控制系统梯形图程序........... 错误!未定义书签。 附录2:自动门PLC控制系统设计主要原器件明细表. 错误!未定义书签。

摘要 本文是关于自动门控制系统的设计,自动门系统主要由可编程控制器(PLC)、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC,PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断,而后发出控制信号,使驱动装置运行,在通过传动装置带动门的动作 关键词:自动门、PLC、感应器件、驱动装置 一、自动门控制系统总体方案设计 1.自动门的功能需求分析 本设计产品主要用在公共场合,因此有安全性和可靠性。根据公共场所(商场、银行等)的具体要求本自动门至少应具有如下功能: (1)开门和关门控制应有手动和自动方式 为了便于维护,自动门应具有手动和自动方式。当信号采集装置检测到有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门口且门未关闭,PLC 动作输出信号开控制点动机正转或者反转来开门或者关门。 (2)紧急停止 当门的闭合或者打开时出现意外情况,可以紧急停止。 2.自动门的控制的任务及要求 1.自动门控制装置的硬件组成: 自动门系统由一台PLC控制。其余部件有门内光电探测开关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1000W单相交流电动机正转)、关门执行机构KM2(使1000W单相交流电动机反转)等。光电检测开关设定为有光断开、无光导通。开关门时有相应指示灯指示。

自动门PLC控制系统设计(DOC)

— 学号: } 课程设计 题目自动门PLC控制系统设计 学院? 计算机科学与信息工程学院 专业自动化 班级 学生姓名 指导教师>

2013年5月 : 27日 目录 摘要 (2) 一、自动门控制系统总体方案设计 (2) 1、自动门的功能需求分析 (2) 2、自动门的控制任务及要求 (2) 3、自动门控制系统构成 (3) . (1)PLC概述 (3) (2)构成 (4) 二、PLC和主要电气元件的选择 (5) 1、PLC 的选择 (5) 2、驱动装置的选择 (5) 3、感应器的选择 (5) 4、单相交流电机的选择 (5) 5、传动装置、限位开关 (6) @ 三、PLC的I/O分配和接线图设计 (6) 1、自动门控制系统I/0地址分配表 (6) 2、自动控制系统的原理图 (7) 四、控制流程图设计 (8) 五、PLC程序设计 (9) 1、工作过程分析 (9) 2、梯形图程序 (9) 六、程序调试 (10) ) 七、设计总结 (11) 1、心得体会 (11) 2、任务分配 (11) 八、参考文献: (12) 附录1:自动门PLC控制系统梯形图程序 (12) 附录2:自动门PLC控制系统设计主要原器件明细表 (13) )

摘要 本文是关于自动门控制系统的设计,自动门系统主要由可编程控制器(PLC)、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC,PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断,而后发出控制信号,使驱动装置运行,在通过传动装置带动门的动作 { 关键词:自动门、PLC、感应器件、驱动装置 一、自动门控制系统总体方案设计 1.自动门的功能需求分析 本设计产品主要用在公共场合,因此有安全性和可靠性。根据公共场所(商场、银行等)的具体要求本自动门至少应具有如下功能: (1)开门和关门控制应有手动和自动方式 为了便于维护,自动门应具有手动和自动方式。当信号采集装置检测到有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门口且门未关闭,PLC 动作输出信号开控制点动机正转或者反转来开门或者关门。 · (2)紧急停止 当门的闭合或者打开时出现意外情况,可以紧急停止。 2.自动门的控制的任务及要求 1.自动门控制装置的硬件组成:

三菱PLC自动门设计

题目:三菱PLC的自动门设计 目录 前言 (2) 1 自动门控制系统的简介 (2) 1.1 自动门的介绍及应用现状 (2) 1.2 自动门控制的意义 (3) 1.3 本文研究的主要内容 (4) 2 自动门控制系统的硬件设计 (5) 2.1 方案提出 (5) 2.2方案论证 (6) 2.4 PLC的简介与选型 (6) 2.5 传感器的介绍与选择 (9) 2.6 系统其他元器件的选择 (10) 3 系统的控制要求和系统流程图........................ 错误!未定义书签。 3.1 系统的控制要求.............................. 错误!未定义书签。 3.2 系统总流程图................................ 错误!未定义书签。 4 系统的软件设计及编程.............................. 错误!未定义书签。 4.1 GX-Developer编程软件相关介绍................ 错误!未定义书签。 4.2 本系统控制顺序功能图........................ 错误!未定义书签。 4.3 本系统的程序设计............................ 错误!未定义书签。 5 程序调试与实现.................................... 错误!未定义书签。 6 总结与展望........................................ 错误!未定义书签。

参考文献............................................ 错误!未定义书签。

基于PLC自动门控制系统的设计论文

基于PLC自动门控制系统的设计 (正文) 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计,自动门系统主要由可编程控制器(PLC)、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC,PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断,而后发出控制信号,使驱动装置运行,在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展,PLC不断的更新,PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子,由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控制的方式,因此,自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等,具体如下:第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计,PLC选型,驱动装置选型,感应器件的选型, 第四章介绍了系统软件设计,PLC梯形图设计,软件设计 第五章介绍程序调试,硬件接线 关键词:自动门、PLC、感应器件、驱动装置

目录 1前言 2自动门控制系统总体方案设计 2.1自动门的功能需求分析 2.2自动门的控制要求 2.3自动门控制系统构成 2.3.1PLC概述------------------19 2.3.2具体构成------------------24 2.4自动门的机械传机构设计------------25 3自动门控制系统的硬件设计----------------26 3.1PLC的选型----------------------26 3.2驱动装置的选型------------------30 3.3感应器件的选型------------------31 3.4直流电动机的选型----------------32 3.4.1直流电动机的调速------------32 3.4.2直流电动机的优势-----------36 3.5传动装置------------------------37 3.6限位开关------------------------37 3.7自动门控制系统I/O地址分配表-----37 3.8自动门控制系统的原理图----------38 3.8.1主电路原理图---------------38 3.8.2PLC外围接线图-------------39

基于PLC的自动门控制系统的设计毕业设计论文

毕业论文 基于PLC的自动门控制系统的设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

基于PLC的自动门设计

随着科学技术的日新月异,我们的生活发生了巨大的变化。一个智能化、自动化的社会已经开始呈现于我们的眼前,这为我们提供了非常多的便利。其中自动门就是自动化进程中的一个典型代表,此设计就是运用所学的知识,结合实际需要而进行研究的。 为了增强自动门运行的可靠性,提出了一种以三菱FX2N可编程序控制器(PLC)为核心的自动门控制系统。分析了该控制系统的工作原理,描述了系统的硬件组成,介绍了人体感应探测、自动门运行位置检测等控制电路的工作过程,对PLC的选型及I/O点的确定进行了说明。结合PLC的运行特点,对控制系统的工作流程作了合理的优化。 关键词:可编程控制器,三菱FX2N,自动门,控制系统 目录 摘要........................................................ I 第1章绪论 (1) 1.1选题背景 (1) 1.2选题意义 (1) 第2章系统总体设计 (3) 2.1设计主要内容 (3) 2.2系统总体设计 (3) 第3章硬件设计 (5) 3.1硬件选型 (5) 3.1.1 PLC的选型 (5) 3.1.2驱动装置的选型 (6)

3.1.3感应器件的选型 (6) 3.1.4传动装置 (7) 3.1.5限位开关 (7) 3.2硬件电路设计 (8) 3.2.1自动门控制系统I/O 口分配表 (8) 3.2.2自动门控制系统的主电路原理图 (9) 3.2.3自动门控制系统的外部接线图 (9) 第4章软件设计 (11) 第5章仿真 (13) 结论 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

第1章绪论 1.1选题背景 在经济飞速发展的中国,高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼,自动门已经随处可见。自动门在国外早已得到普遍的应用,在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同,中国已迎来了自动们发展的黄金时期, 自动门性能优劣主要取决于它的控制装置,早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制,造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是PLC它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。目前他在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性、维修方便等优点。由此看来,进行自动门的PLC控制系统设计,可以推动自动门行业的发展,扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用,具有一定的经济和理论研究价值。 1.2选题意义 在超级市场、公共建筑、银行、医院入口,经常使用自动门控制系统。使用自动门,可以节约能源、降低噪音、防风、防尘,同时可以使出口显得庄重高档,因此应用非常广泛。自动平移门最常见的形式是自动门及门内外的光电开关,当人走进自动门时,感应开关感应到人的存在,给控制器一个开门的信号,控制器通过驱动装置将门打开,当人通过门之后,在将关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理,既方便又提高了建筑档次,于是迅速在国内外建筑市场上得到了广泛应用。自动门在国外早就得到了普遍应用,在国内也逐渐得到了大家的认可,已经迎来了自动门发展的黄金时期。 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。他采用可以编 程的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、和算数运算等操作指令,并能通过数字式和开关量的逻辑控制的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性,维修方便等优点。

基于PLC的自动门控制装置

题目:课题十三基于PLC的自动门控制装置 系别:电气工程及其自动化 姓名:陈 指导教师:王振玉 石家庄铁道大学四方学院 2011年12 月 27 日 基于PLC的自动门控制装置.doc 基于PLC自动门控制系统的设计 (正文) 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计,自动门系统主要由可编程控制器(PLC)、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC,PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断,而后发出控制信号,使驱动装置运行,在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展,PLC不断的更新,PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子,由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控制的方式,因此,自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等,具体如下:第二章介绍自动门的设计要求

第三章介绍自动门的硬件设计,PLC选型,驱动装置选型,感应器件的选型, 第四章介绍了系统软件设计,PLC梯形图设计,软件设计 第五章介绍程序调试 ,硬件接线 关键词:自动门、PLC、感应器件、驱动装置 目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门的 控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概 述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装置的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31 4.4 直流电动机的选型----------------32 4.4.1直流电动机的调速------------32 4.4.2直流电动机的优势-----------36 4.5 传动装置------------------------37 4.6 限位开关------------------------37 4.7自动门控制系统I/O地址分配表-----37 4.8 自动门控制系统的原理图----------38 4.8.1 主电路原理图---------------38 4.8.2 PLC

自动门的PLC控制

安徽冶金科技职业学院毕业课程设计 课题:自动门的PLC控制 班级:自控系 08机电一体化 姓名:XXX 日期:2010年12月9日 指导老师:昝卫华

前言 21世纪的今天,门更加突出了安全理念,强调了有效性:有效地防范、通行、疏散,同时还突出了建筑艺术的理念,强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。 自动门大规模专业化生产始于150年前,在不断发展和完善的过程中,涌现出大批的专业制造商。门的高级形式--自动门起源在欧美,迅速发展至今天,已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。 大中型公共场所,为这些建筑增添了亮丽、时尚的姿彩。自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸,是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门,从最基本的意义上讲,要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。 本文以某营业厅自动门为例,设计了以PLC为控制器、控的自动门控制系统。在营业厅自动门正上方里外各安装一个光电探测开关,当有人欲进入时,光电探测开关检测出有人要进入或出去,从而产生输出信号。PLC获取到该输入信号,启动电机,将门打开。当门打开到一定程度后,碰到限位开关,限位开关动作,产生输出信号,自动门停止动作。等待一时间段后,自动门自动合上。在闭合过程中,如光电探测开关检测有人要进入或出去时,自动门停止闭合,并立刻打开。为了保障门的安全性,设置关门限位开关,从而保障在自动门闭合即将结束时,不会发生两扇门。

目录 第一章:设计的意义和要求 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2设计要求 (3) 第二章功能器件的基本工作原理 (5) 2.1平移式自动感应门机组由以下部件组成 (5) 2.2工作流程 (6) 2.3行程开关(限位开关)的工作原理 (6) 2.4光电开关 (7) 2.5光电开关工作原理 (8) 第三章自动门的程序设计 (9) 3.1继电器接触控制图 (9) 3.2 PLC控制输出输入接线 (9) 3.3 程序流程图 (10) 3.4 PLC的I/O分配通道 (11) 3.5 梯形图 (12) 3.6 指令表 (14) 3.7 过程分析 (15) 第四章结论 (16) 第五章致谢 (17) 参考文献 (18)

基于PLC自动门控制设计毕业设计论文

吉林电子信息职业技术学院毕业论文(设计) 题目:基于PLC自动门控制设计 系部:机电技术学院 专业班级: 1 指导教师: 姓名:

摘要 随着科学技术的发展,我们的生活发生了巨大的变化。一个智能化、自动化的社会已经开始呈现于我们的眼前,这为我们提供了非常多的便利。其中自动门就是自动化进程中的一个典型代表,此设计就是运用所学的知识,结合实际需要而进行研究的。 为了增强自动门运行的可靠性,提出了一种以S7-200可编程序控制器(PLC)为核心的自动门控制系统。分析了该控制系统的工作原理,描述了系统的硬件组成,介绍了人体感应探测、自动门运行位置检测、门运行障碍检测等控制电路的工作过程,对PLC的选型及IO点的确定进行了说明。 合PLC的运行特点,对控制系统的工作流程作了合理的优化。在此基础上,给出了控制系统软件设计的程序流程图、顺序功能图、外部端子接线图及PLC 控制梯形图等。本设计介绍应用可编程控制器取代传统的继电器、接触器控制系统,实现自动门控制的过程。 关键词:可编程控制器; S7-200;自动门;控制系统

Abstract With the development of science and technology, great changes place in our life.An intelligent, automation to appear in front of us, which provides great convenience for us. A typical representative of the automatic door is in the process ofautomation, this design is the use of knowledge, combined with the actual needs of the. In order to enhance the reliability of the automatic door system, presents a S7-200 programmable controller (PLC) as the core of the automatic door control system. Analysis of the working principle of the control system, describes the of the system,introduces the detection, position detection, automatic door system detection and control circuit of the door operation process, determine the selection and IO of PLC are described. The operation characteristics of PLC, the reasonable optimization of the workflow control system. On this basis, given the function of order flow chart, program control system software design diagram, external control terminal wiring diagram and PLC ladder diagram etc.. This design introduces the application of programmable controller to replace the

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