基于PLC的車庫(kù)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基于PLC的車庫(kù)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：由于PLC所有的控制功能都是以程序的形式來(lái)體現(xiàn)的，因此PLC的應(yīng)用已早期的開關(guān)邏輯到現(xiàn)在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，它既可用于開關(guān)量控制，又可以用于模擬量控制，既可用于單機(jī)控制，又可用于組成多級(jí)控制系統(tǒng)。本文主要分析PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟和內(nèi)容，并針對(duì)公共車庫(kù)自動(dòng)門控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：PLC車庫(kù)自動(dòng)門PLC系統(tǒng)和繼電器系統(tǒng)類似，也是由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成。輸入部分收集并保存被控制部分實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)。邏輯部分處理輸人部分所取得的信息，并判斷那些功能需做出相應(yīng)的輸出反應(yīng)。輸出部分控制正在被控的各裝置中，哪幾個(gè)設(shè)備需要實(shí)時(shí)操作處理。PLC采用大規(guī)模集成電路構(gòu)成的微處理器和存儲(chǔ)器來(lái)組成邏輯部分。盡管邏輯部分的作用與繼電器控制系統(tǒng)類似，但是其組成、工作原理和運(yùn)行方式是完全不同的[1]。本文以下主要分析基于PLC的小區(qū)公共車庫(kù)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1公共車庫(kù)自動(dòng)自動(dòng)門控制概述1.1自動(dòng)門控制裝置自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)紅外探測(cè)開關(guān)GDl、門外紅外探測(cè)開關(guān)GD2、開門限位開關(guān)SQ1、關(guān)門限位開關(guān)SQ2、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KMl（控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。要求：①當(dāng)有人由內(nèi)到外出門或由外到內(nèi)進(jìn)門時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，門自動(dòng)打開，開門到位時(shí)，限位開關(guān)SQ1發(fā)出信號(hào)，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行。②自動(dòng)門在開門位置停留5s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門程序。電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，門自動(dòng)關(guān)閉，關(guān)門到位時(shí)，限位開關(guān)SQ2發(fā)出信號(hào)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。③在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)大門時(shí)，必須立即停止關(guān)門動(dòng)作，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。④在門打開后的5s等待時(shí)間內(nèi)，若又有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)大門時(shí)，系統(tǒng)必須重新等待5s后，再進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。1.2小區(qū)公共車庫(kù)自動(dòng)門控制要求當(dāng)汽車到達(dá)車庫(kù)門前，超聲波開關(guān)接收到車來(lái)的信號(hào)，開門上升；當(dāng)升到頂點(diǎn)碰到上限開關(guān)，門停止上升；當(dāng)汽車駛?cè)胲噹?kù)后，光電開關(guān)發(fā)出信號(hào)。門電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，門下降；當(dāng)下降碰到下限開關(guān)后，門電動(dòng)機(jī)停止[2]。（1）小區(qū)車庫(kù)門欄采用雙向車道設(shè)計(jì)，以保證小區(qū)高峰時(shí)刻車輛的通過(guò)量和秩序。（2）車輛到達(dá)或離開，檢測(cè)采用光電開關(guān)，當(dāng)車輛在到達(dá)檢測(cè)位停留3s以上時(shí)，卷簾門自動(dòng)升起到位，當(dāng)車輛通過(guò)離開檢測(cè)位且到達(dá)檢測(cè)位沒有別的車輛時(shí)，卷簾門降下，若有則保持升起狀態(tài)直到到達(dá)檢測(cè)位沒有別的車輛時(shí)延時(shí)lOs后再降下。（3）設(shè)置車庫(kù)管理人員操作的運(yùn)行狀態(tài)急停，強(qiáng)制升起和強(qiáng)制降下功能，此功能不受到達(dá)和離開檢測(cè)位的控制。（4）升起時(shí)有升起到位檢測(cè)，降下時(shí)有降下到位檢測(cè)，利用行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)，一旦卷簾門到達(dá)位置，動(dòng)作電機(jī)停止工作。（5）若卷簾門開始升起或降下后15s，仍沒有達(dá)到檢測(cè)位置，則切斷電機(jī)電源，發(fā)車警報(bào)告知管理人員檢修。2程序設(shè)計(jì)首先，考慮需要入庫(kù)的車輛到達(dá)檢測(cè)位并保持3s的情況，并且要考慮到干擾因素，比如有人從檢測(cè)位前走過(guò)的情況。以入庫(kù)到達(dá)檢測(cè)為例。當(dāng)車輛到達(dá)檢測(cè)位時(shí)，光電開關(guān)動(dòng)作，其上升沿時(shí)先將計(jì)數(shù)器DO清零（第一行程序），導(dǎo)通期間通過(guò)DO的自加1實(shí)現(xiàn)按秒計(jì)數(shù)（第三行程序），DO等于3也就是完成3s計(jì)時(shí)。下面再考慮干擾的情況，即有人從檢測(cè)位走過(guò)，此時(shí)，光電開關(guān)閉合上升沿完成DO清零。由于人路過(guò)一條檢測(cè)帶的時(shí)間是十分有限的，除非在檢測(cè)點(diǎn)逗留，否則是不會(huì)超過(guò)3s的，因而DO無(wú)法完成3s計(jì)時(shí)，根據(jù)人的走動(dòng)速度不同，DO的值可能為1或2，假如此時(shí)又有一人走過(guò)檢測(cè)位，入庫(kù)門也不會(huì)打開。因?yàn)槌绦蛑性O(shè)計(jì)了光電開關(guān)閉合上升沿計(jì)數(shù)器清零，這就避免了由于干擾的累計(jì)發(fā)生而引起的誤動(dòng)作[3]。合理地利用上升沿，是進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的一大重要法寶。若編寫兩段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)寄存器按秒自加功能的小程序，一個(gè)使用上升沿，一個(gè)不使用，則兩個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)是不同的。使用上升沿自加的寄存器中的數(shù)據(jù)是正確的，另外一個(gè)是錯(cuò)誤的。因?yàn)樵诮狱c(diǎn)的閉合時(shí)間內(nèi)，PLC可以完成多個(gè)掃描周期，也就是說(shuō)不使用上升沿的自加寄存器每次自加的不是1，而是100，200或者300，這個(gè)數(shù)字的大小取決于程序的長(zhǎng)度，即PLC完成一次全部程序的掃描的時(shí)間。當(dāng)門關(guān)閉到底碰到下限位行程開關(guān)SQ2時(shí)，SQ2閉合，輸入繼電器I0.5常閉觸點(diǎn)斷開，輸出繼電器Q0.2斷開，關(guān)門接觸器KM2斷開，大門停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)按下停用大門控制系統(tǒng)按鈕SB2，輸入繼電器I0.1常閉觸點(diǎn)斷開，內(nèi)部輔助繼電器M1.0斷開，其常開觸點(diǎn)均斷開，從而阻止輸出繼電器Q0.1和Q0.2的接通，因此大門不會(huì)運(yùn)動(dòng)[4]。同樣以入庫(kù)門動(dòng)作為例，根據(jù)前面的需求分析，可知有強(qiáng)制入庫(kù)門上升和檢測(cè)位保持3s（有車輛在檢測(cè)位）兩個(gè)條件使庫(kù)門上升，則在輸入側(cè)將這兩個(gè)條件并聯(lián)，同時(shí)加上自鎖。據(jù)需求分析可知另外還有入庫(kù)門升起到位檢測(cè)，入庫(kù)門急停和前面強(qiáng)調(diào)過(guò)多次的入庫(kù)門下降（互鎖），以上三個(gè)條件的觸發(fā)都是用于斷開主通路的，因而采用常閉接點(diǎn)。3運(yùn)行調(diào)試（1）將自己編寫的程序或?qū)⑺o的參考程序輸入計(jì)算機(jī)中。（2）編譯程序并將程序下載到PLC中。（3）將PLC運(yùn)行模式選擇開關(guān)打到RUN位置，或者用鼠標(biāo)單擊工具條中的RUN按鈕，使PLC進(jìn)入運(yùn)行方式。（4）按下系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕SBl，觀察電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)是否正常。然后當(dāng)小車到達(dá)倉(cāng)庫(kù)門15時(shí)，超聲波開關(guān)PHl用按鈕開關(guān)來(lái)模擬，觀察電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)是否為正向運(yùn)轉(zhuǎn)即表示門打開。（5）當(dāng)碰下SQl時(shí)，表示門打開到頂部位置，觀察電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，JtLN，寸電動(dòng)機(jī)應(yīng)停止運(yùn)行。（6）當(dāng)車子進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)后，光電開關(guān)PH2會(huì)動(dòng)作，在此用按鈕開關(guān)來(lái)模擬。此時(shí)應(yīng)該進(jìn)行關(guān)門的操作，觀察電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否為反方向運(yùn)行。（7）當(dāng)碰下SQ2時(shí)，表示門已經(jīng)關(guān)上，觀察電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否停止。參考文獻(xiàn)：[1]史宜巧，孫業(yè)明，景紹學(xué)主編.PLC技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009.01.[2]霍彩萍.PLC