通用變頻器和PLC在旋轉門控制中的應用

通用變頻器和PLC在旋轉門控制中的應用隨著社會的不斷發(fā)展，自動旋轉門越來越多，對旋轉門控制系統(tǒng)的控制要求也就越來邀高。例如：當無人接近旋轉門時，旋轉門能自動停止；當進出旋轉門的人比較多時，旋轉門能自動加速旋轉；當按下殘疾人專用按鍵時，旋轉門能啟用殘疾人專用旋轉速度；當行人通過旋轉門不慎被夾時，旋轉門能迅速制動，待行人解脫后旋轉門能自動恢復正常旋轉速度；旋轉門的全部運行狀態(tài)都送入樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)；等等。因此，要求旋轉門控制系統(tǒng)在控制上具有更高的自動化和智能化。下面通過一實例詳細介紹利用通用變頻器和三菱FX系列可編程邏輯控制器（PLC）實現(xiàn)上述要求的控制方法。

1系統(tǒng)硬件設計

圖1是旋轉門控制系統(tǒng)原理結構。該系統(tǒng)主要由旋轉門、接近傳感器、可編程序控制器和變頻器組成。

1.1旋轉門及接近傳感器

該旋轉門由4扇玻璃門相互垂直地鑲嵌在同一個軸柱上構成，電機通過減速機構帶動旋轉門的軸柱，從而產(chǎn)生門的旋轉運動（見圖1）。

圖1旋轉門控制系統(tǒng)結構圖為了實現(xiàn)系統(tǒng)的全部自動化和智能化，系統(tǒng)在旋轉門圓形框架的上端，安裝了4個接近傳感器，其中3個面向進門的行人（見圖1中的A1），一個面向出門的行人（見圖1中的A2）；在門框外側的邊沿上分別安裝了2套防夾傳感器（見圖1中的E1和E2）；在圓弧門框外側的表面上，分別安裝了暫停按鍵和殘疾人專用換速按鍵（見圖1中的B1、B2和C1、C2）；D1和D2是旋轉門的定位或加減速起點行程開關。

1.2FX2-32PLC

該系統(tǒng)利用日本三菱公司的FX2系列PLC，作為該系統(tǒng)的控制指揮中心。該PLC把來自旋轉門現(xiàn)場的檢測信號、變頻器的狀態(tài)信號以及樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)的指令，經(jīng)過收集、處理后，完成對變頻器的頻率控制和對樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)的信息反饋。當X0閉合時，啟動該旋轉門控制系統(tǒng)。

當xl閉合時，旋轉門的轉速不受客流量多少的控制，以固定不變的轉速旋轉。反饋給樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)的信息狀態(tài)如表1所示。表1旋轉門運行狀態(tài)表

注：表中“1”表示“ON”，“0”表示“OFF”。1.3變頻器

由于旋轉門處于公共場所，行人或物品阻礙旋轉門正常旋轉的現(xiàn)象時常發(fā)生，因此導致電動機的負載變化大、過電流現(xiàn)象發(fā)生頻繁，所以選用通用FVR0l5E7s—7Ex型變頻器。該變頻器具有快速響應的電流限制功能，當負載波動相當大時，變頻器不跳閘，能自動減速運行；當負載恢復正常時，變頻器能自動升速到設定值。使用該變頻器，電動機低速驅動能力強，起動轉矩能達到額定值的150％。該變頻器還具有電壓自整定等一系列先進功能。變頻器接線原理見圖1，所有動作都由PLC控制。

2系統(tǒng)軟件設計

2.1變頻器的主要控制參數(shù)

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試后，變頻器的主要控制參數(shù)確定如下：

當客流量比較小或Xl為“ON”時，變頻器的工作頻率為42Hz（Y11為“ON”時），電機起動時間6s，制動時間15s；當客流量比較大時（X3、X4和X5都為“ON”時），變頻器的工作頻率為50Hz（Y11和Y10同時為“ON”時）；當?shù)谝淮伟磩訐Q速鍵時，變頻器的工作頻率變?yōu)?1Hz（Y11和Y13同時為“ON”時），當?shù)诙伟磩訐Q速鍵時，變頻器的工作頻率由其他現(xiàn)場狀態(tài)控制；當有行人不慎被夾時，旋轉門迅速制動并待行人解脫后，經(jīng)過10s的延遲，啟用變頻器第二“加／減速”選擇，自動恢復到正常旋轉速度（電機起動時間和制動時間均為25s，實現(xiàn)方法是Y11和Y3同時為“ON”）。變頻器主要控制端子與輸出頻率之間的關系如圖2所示。

圖2變頻器輸出頻率與控制端子的關系2.2PLC控制變頻器的程序

圖3是根據(jù)系統(tǒng)要求編制的PLC程序。在編制PLC程序時，應注意如下幾點：①在旋轉門機械抱閘開始前應先讓變頻器脫離電網(wǎng)，以避免變頻器受損；②當殘疾人專用速度啟用時，無論在門內(nèi)還是門外，第二次按動此功能按鍵時應使變頻器恢復正常運行速度。其中“M3”為防夾傳感器動作時的互鎖輔助觸點。

圖3PLC控制變頻器的程序2.3旋轉門運行狀態(tài)診斷程序

樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)除了使用攝像機獲取旋轉門的外部工作狀態(tài)信息外，還需要使用PLC獲取旋轉門控制系統(tǒng)內(nèi)部的工作狀態(tài)信息。所以在編輯控制系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)診斷程序時，不但要照顧到現(xiàn)場維護人員能利用PLC診斷故障，還照顧到樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)準確、方便地使用PLC提供的診斷信息。旋轉門控制系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)診斷PLC程序梯形圖如圖4所示。

圖4旋轉門運行狀態(tài)診斷程序3結語

該旋轉門設計新穎、外觀大方、功能齊全、使用控制方便，是集機電于一體化的高新技術產(chǎn)品。為了使系統(tǒng)更加可靠，安裝時要考慮到下雨天避免雨水進人控制系統(tǒng)的措施，行人所接觸到的按鍵也一定要保證安全。同時，接近傳感器的可靠性也是實現(xiàn)旋轉門控制系統(tǒng)自動化和智能化關鍵之一基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應用單片機在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機的遠程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡水表的設計基于MSP430單片機具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設計基于單片機的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機控制系統(tǒng)基于單片機控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設計基于單片機技術的WDR-01型聚氨酯導熱系數(shù)測試儀的研制一種RISC結構8位單片機的設計與實現(xiàn)基于單片機的公寓用電智能管理系統(tǒng)設計基于單片機的溫度測控系統(tǒng)在溫室大棚中的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的數(shù)字化超聲電源的研