基于PLC的自动卷帘门控制技术研究

张泳源　刘仁伟　王小倩

摘要：自动卷帘门是目前为止非常重要的防火隔离装置，尤其在高层建筑和地下停车场中广泛应用。城市建筑消防规定，如果停车场位于地下，多个防火区内中间位置应该设置分隔，大城市中车流量很大不能采用固定形式，所以必须要使用卷帘门实现区域分隔。自动卷帘门的控制是发挥其作用的重要条件，基于此，本文首先分析了卷帘门总体设计，接下来详细阐述了系统硬件构成，最后对快速卷帘门的设计做具体阐述，希望给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：PLC;自动卷帘门;控制技术;研究

引言

目前企业生产中，工作环境的尘埃、沙土成为众多企业发展的阻碍。风沙大、尘埃多的问题给很多企业的精细化生产带来困扰，因此研究设计 PLC控制的快速卷帘门，具备快速防风防尘的功能。基于 PLC 控制系统研究设计的快速卷帘门，系统可靠性高，维修简单，安全稳定性高。同时系统结合 MCGS组态控制，通过组态控制系统软件，工作人员可清楚的掌握快速卷帘门的运行状态，方便及时的对快速卷帘门的运行状态进行控制。

1卷帘门总体设计

智能自启录音监控卷帘门使用PLC和基于51的GSM模块作为主控制器，结合无线遥控、传感器、摄像头等设备设计的智能卷帘门。其主要功能是：当主人回家时，使用无线遥控开关打开卷帘门，通过一些必要的传感器具有防夹人功能，使人们的生活更安全。当控制门打开时车库照明也可以设置一定的亮度打开或关闭。例如，在晚上或阴天时的卷帘门的外灯将点亮，否则灯不亮。同时包含定时功能，外灯在门放下后5s关闭，內灯15s后关闭。若有小偷强行将门抬起，事先录好的音将播放，让小偷误以为有人在家，同时报警系统被报警中断被触发，摄像头拍照，并将照片发给SIM卡中所绑定的报警号码，然后向报警号码发送短信“报警中断已触发”。若主人想知道家中情况，用手机拨打报警系统GPRS模块，响铃后自动挂断，拍照后，会将照片发给该号码手机。卷帘门还设计了手动控制功能，在房内可以通过开关控制卷帘门卷起、放下或停止、内外灯的开启和关闭。

2系统硬件构成

PLC控制器是自动卷帘门控制系统的关键，本文选用了SIEMENS公司的S7-200系列PLC，即S7-224。该PLC是SIEMENS公司推出的小型PLC，具有功能齐全的编程和工控组态软件，适合小型的控制系统，适用于自动卷帘门控制系统的开发。S7-224PLC具有24个输入输出接口，2个模拟电位器，1个RS485通讯接口，2路高速脉沖高输出，6路高速计数器。本文选用的二氧化碳传感器为MG811，该传感器采用固体电解质原理，对二氧化碳具有良好的敏感性，对温湿度的依赖性低，可以长期的稳定工作，工作温度为-20℃～50℃。固体电解质二氧化碳传感器的原理基于二氧化碳通过传感器时产生碳酸粒子，与正离子结合，发生化学反应产生电动势，从而反映出二氧化碳的浓度。烟感探测器选用离子式烟感探测器，离子式烟感探测器基于离化火灾探测方法，利用放射性同位素放出的а射线将局部空间的空气电离产生正、负离子，带电离子在电场作业用下定向移动产生电流，检测与烟度有关的电压信号能够实现对环境烟雾程度的检测。卷帘门由电机驱动，同步皮带传递电机的运动，为自动卷帘门提供动力，并实现加速和减速操作。卷帘门的行进轨道使其能够在一个特定的方向动作，完成直线运动。

3快速卷帘门的设计

3.1快速卷帘门系统的控制要求

3.1.1当有人通过光电检测开关时，有电流通过开关，因为开启的限位开关是常闭的，因此，有电流通过线圈，电机正转，当达到限位开关位置时，电机停止运行。3.1.2当自动门到达限位开关的位置时，延时计时器启动8秒钟，门自动关闭。当门移动到限位开关时，电机反转并停止。3.1.3在关门过程中，当人进入卷帘门，通过光电检测开关时，应立即停止关闭卷帘门，开门程序应自动进入。3.1.4在门打开后的8秒等待时间内，如果有人通过光电检测开关，从外部到内部或从内部到外部，卷帘门必须重新等待8秒钟才能自动进入关闭过程，以确保人员的安全。3.1.5考虑到自动门在出现故障或在紧急情况下，控制系统增加手动开门和关门开关。

3.2PLC控制系统程序设计

快速卷帘门的PLC控制系统程序，采用模块化编程方法，程序由主程序控制模块，卷帘门开关子程序模块，故障和报警程序模块组成。PLC控制系统程序，完成如下控制功能：快速卷帘门系统，具有自动控制模式和手动控制模式。自动控制模式，通过传感器检测到信号后，信号传输给PLC控制器，完成一系列自动开关门动作。手动控制模式，通过手动操作快速卷帘门的开关门按钮，手动实现卷帘门的快速开关门。

3.3GSM模块

GSM模块以51单片机微处理器为核心，内嵌TCP/IP协议和彩信协议，支持数据透明传输，可方便的发送图片彩信。实现彩信报警，远程控制等功能。STC12LE5A60S2单片机是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是低功耗，高速，超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8～12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250k/s，即25万次/s），针对电机控制等强干扰场合，非常合适。磁性接近开关接入中断输入，当磁性开关分开时，中断端口被短接，系统会自动拍照，并通过彩信将照片发给那些已经绑定的号码，然后向这些绑定的号码发送短信提醒：报警中断已触发;另外，即使中断口没有短接触发，绑定的号码随时可以拨打GSM模块上的号码，收到来电后，自动挂断，然后拍照，并用彩信的方式回传现场照片。

3.4MCGS组态控制系统的软件设计

快速卷帘门系统采用MCGS组态控制技术，通过触摸屏控制界面，可以对快速卷帘门的运行状态进行实时监控，通过触摸屏可以对快速卷帘门的运行速度、运行状态等进行控制。系统使用方便、操作简单。在MCGS组态控制设计中，根据快速卷帘门的具体控制要求，可以完成快速卷帘门控制系统的控制界面设计，实时数据的监控设计等。将PLC与MCGS连接通讯成功后，就可以实现对快速卷帘门系统的实时控制。

结语

通过设计基于PLC控制的快速卷帘门系统，实现了卷帘门的快速升降、快速隔离，从而保证了车间的无尘工作环境。同时快速卷帘门系统采用MCGS组态控制技术，实现了对快速卷帘门的实时控制与实时监控，运行更加安全、有效。

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