对国内现行PLC自动门控制系统的改进

阮耀锋

摘 要：目前，国内自动门控制系统中依然存在不少问题。国内自动门控制系统价格偏高、稳定性较差，因此对国内现行的自动门控制系统作了定量调研，分析了现行控制系统中存在的问题并提出了改进方案，希望能改进普遍存在的问题，并为各个行业的开发工程师及相关人员提供参考建议。

关键词：PLC；自動门控制系统；感应装置；I/O分配图

中图分类号：TP273 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.121

1 PLC的选型及改进

自动门控制系统是20世纪80年代初就已经引进的产品，当时可供选择的PLC类型还比较少，虽然西门子公司生产的CPU224有其优点，但其缺点也同样突出。该控制器具有以下缺点：①I/O口少，难以进行拓展控制；②处理指令速度慢，稳定性略差，抗干扰能力差；③西门子逐渐降低其产量，价格逐渐攀升。

随着国民经济的发展，科技水平日渐提高，现在PLC的类型越渐丰富。本文从众多PLC控制器中选取了三菱FX1S-30MR-001控制器作为PLC选型上的改进范例。

2 驱动与感应装置选型的改进

现行自动门驱动装置中（以西恩自动门为例）采用了普通小功率直流电机和传动装置，小功率直流电机虽然能耗低，静音效果好，但工作寿命短也是其致命的缺点。根据用户反映，现行自动门系统大部分稳定性都较差，而损坏元器件中驱动装置首当其冲，所以改进驱动装置也是必要环节。此次取代普通小功率直流电机，本课题选取了直流无刷电机。与普通直流电机相比，直流无刷电机最突出的优点就是使用寿命长、无需维护、干净、噪声小。

另外，现行自动门控制系统中灵敏度不高也是一个弊病，常常会出现人就在门前，感应装置却迟迟不感应。鉴于红外线感应装置灵敏度不高的缺点，本文提出使用微波感应器装置。微波感应器具有非接触探测，不受温度、湿度、噪声影响等优点。最重要的是，微波感应器比红外感应更灵敏。本课题选用的是微波自动门感应器TR-804。

3 自动门控制的I/O分配图

图1为PLC自动门控制系统I/O分配图。

如图1所示，K1、K2是2个继电器传感器，传感器检测到人时会自动闭合；SQ1和SQ2是开启和关闭开关，SQ3、SQ4是限位行程开关，主要作用是使得门检查感应后缓慢地打开；KM1是正转接触器，与接触器KM2反向，KA3是速度继电器。

4 自动门控制软件设计

4.1 工作过程分析

根据自动门控制要求和安全需要，设计出符合工作流程且切实可行的方案。工作流程如下：①按下启动按钮，传感器一直检测信号。当传感器检测到物体信号时，运行驱动电机，自动开门过程执行。②全开时，门开限位开关，自动门停，8 s延时。如果传感器再次检测人体信号，则8 s延时。③当8 s延迟完成后，电机反转关闭过程。在关闭车门的过程中，当传感器检测到人体信号时，门关闭。④设计过程中，考虑到自动门会出现故障的情况，所以需要设计“手动停止”或者“急停”按钮。

4.2 梯形图的设计

梯形图的设计是本课题最为关键的一个部分，其设计必须遵循以下几个原则：①使用每个继电器时应知道具体的使用对象，并且需要将其固定，形成行之有效的IO口分配图，方便以后程序员调试。②梯形图的每一行都是从左边开始，线圈接在最右边（线圈右边不允许再有触点）。③线圈不能直接接在左边的母线上。④在一个程序中，如果输出线圈相同，则必须避免同时使用，因为在同一个程序中一起使用会引起使用混乱，严重情况下会导致安全事故的发生。⑤在实际电流中没有电流阶梯，对周期性扫描原理与逻辑之间的因果关系进行PLC分析，假设电流在阶梯中流动，梯形中的电流只有单向流动，即从左向右流动，电平变化只能是从上往下。⑥无论使用什么类型的PLC，所使用的软件（即地址）的数量必须在模型的范围内。

4.3 线路连接与联机调试

根据上述电气原理图和接线图进行硬件线路连接。在联机调试的过程当中，可根据表1进行实验检测。

参考文献

[1]陈雅萍.电工技能与实训——项目式教学[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]蔡杏山.PLC、变频器与触摸屏技术[M].北京：化学工业出版社，2015.

[3]李凤阁，佟为明.电气控制与可编程控制器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2007.

〔编辑：刘晓芳〕