自動旋轉(zhuǎn)門電控系統(tǒng)硬件設(shè)計

【摘 要】主要是自動旋轉(zhuǎn)門控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計。本論文詳細(xì)介紹了傳感器的選擇，變頻器的選擇，PLC的選型，PLC的接線設(shè)計等，來實現(xiàn)自動旋轉(zhuǎn)門的自動啟停功能，變速功能，急停功能，防碰功能，防撞功能，防夾功能，緊急按鈕等。

【關(guān)鍵詞】自動旋轉(zhuǎn)門；傳感器；變頻器；PLC

1.傳感器的選擇

本系統(tǒng)中的動作感應(yīng)器安裝于旋轉(zhuǎn)門的進(jìn)口和出口華蓋上，每處各安裝兩個光電傳感器，感應(yīng)行人進(jìn)入門體，門扇馬上以正常速度旋轉(zhuǎn)。紅外線防夾安全感應(yīng)器防止門扇與曲柱壁間夾傷行人，當(dāng)門扇接近曲柱壁時，感應(yīng)器與接近開關(guān)信號同時生效門扇馬上停止。安全邊緣安裝于入口右側(cè)門立柱上，膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應(yīng)器，如遇物體碰撞或受壓，門扇馬上停止轉(zhuǎn)動，防止夾傷行人，膠條內(nèi)藏式感應(yīng)器恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)門也隨之恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。每扇門扉底邊裝有全寬式內(nèi)藏式感應(yīng)器，如碰到物體或受壓，門扇馬上停止轉(zhuǎn)動，防止門扇打倒行人，內(nèi)藏式感應(yīng)器恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)門也隨之恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。

2.按鈕的選擇

整個系統(tǒng)有一個“緊停按鈕”。若出現(xiàn)緊急意外事故，按下此按鈕，則門立即停轉(zhuǎn)，解除急停信號，門又自動恢復(fù)運轉(zhuǎn)，此系統(tǒng)還涉及到7個手動按鈕：緊急疏散按扭、殘疾按扭、緊急疏散消除按扭、判斷人多按扭、判斷人少按扭、緊急意外按扭。

3.變頻器選擇

變頻器的容量選用是由很多因素決定，比如電動機的容量、電動機的額定電流、電動機加速時間等。但其中最主要的就是電動機的額定電流。

4.PLC的選型

（1）PLC類型的選擇

業(yè)PC機作為編程器具有很多優(yōu)點，即編程器的備品備件問題不用擔(dān)心，另外，通過使用不同的軟件，PC機可在編程時作為編程器使用生產(chǎn)時，則作為PLC的上位計算機。

PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用大中型控制系統(tǒng)。

（2）輸入/輸出模塊的選擇

輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常據(jù)電器輸出模塊具有價格低、使用范圍廣、壽命短、響應(yīng)時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)載場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。

（3）PLC的供應(yīng)電源

PLC的供應(yīng)電源，除了引進(jìn)設(shè)備時同時引進(jìn)PLC根據(jù)產(chǎn)品說明書要求選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合，如果PLC本身帶有可使用的電源時，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。

（4）PLC存儲器類型及容量選擇

PLC系統(tǒng)所用的存儲器基本上有三種類型組成，存儲容量則隨機器的大小變化，一般小型機的最大存儲能力低于6KB，中型機的最大存儲能力可達(dá)64KB，大型機的最大存儲能力可達(dá)上兆字節(jié)。使用時可根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲需要來選擇合適的機型，必要時也可專門進(jìn)行存儲器的擴充設(shè)計。

由于計算機集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價格一下降，因此，為保證應(yīng)用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復(fù)雜控制功能時，應(yīng)選擇功能更大，檔次更高的存儲器。

（5）軟件的選擇

在系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，PLC的編程問題是非常重要的。用戶要對所選擇PLC產(chǎn)品的軟件功能有所了解。通常情況下，一個系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器、具備的控制硬件的。但是，有些應(yīng)用系統(tǒng)也許要控制應(yīng)件部件外的軟件功能。指令集的選擇將決定實現(xiàn)軟件任務(wù)的難易程度?？捎玫闹噶罴瘜⒅苯涌刂瞥绦蛩璧臅r間和程序執(zhí)行的時間。

（6）支撐技術(shù)條件的考慮

選用PLC時，還要考慮支撐技術(shù)條件。支撐技術(shù)條件包括下列內(nèi)容：

1）編程手段

便攜式簡易編程器主要用于小型PLC，其控制規(guī)模小，程序簡單。CRT編程器適用于大中型PLC出可用于編制和輸入程序外，還可編輯和打印程序文本。由于IBM-PC已經(jīng)得到普及推廣，IBM-PC及其兼容機編程軟件包是PLC很好的編程工具。目前，PLC廠商都在致力于開發(fā)適用自己機型的IBM-PC及兼容機編程軟件包，并獲得了成功。

2）進(jìn)行程序文本處理

簡單程序文本處理以及圖、參量狀態(tài)和位置的處理，包括打印梯形邏輯。程序標(biāo)注，包括觸電和線圈的賦值名、網(wǎng)絡(luò)注釋等，這對用戶或軟件工程師閱讀和調(diào)試程序非常有用。

3）程序儲存方式

對于技術(shù)資料檔案和備用資料來說，程序的儲存方法有磁帶、軟磁盤和EEPROM存儲程序盒等方式，具體選用那種儲存方式，取決于所選機型的技術(shù)條件。

4）每種PLC都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時，特別是在設(shè)計控制系統(tǒng)時，對控制條件要給與充分的考慮。

5.PLC的接線設(shè)計

由以上控制工藝分析可得可得，接入PLC的輸入點有13個，它們分別為：一個系統(tǒng)門鎖，4個按扭，SB1-SB22按鈕型號：1個光電傳感器，本系統(tǒng)選用了BANNER光電傳感器，型號為QS18VP6D，4個主動式紅外線傳感器（AIR30）。

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作者簡介：趙麗穎（1984—），女，河北玉田人，大學(xué)本科，河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院宣鋼分院助教，研究方向：機械設(shè)計制造及自動化。