基于PLC的自動卷簾門控制技術研究

張泳源　劉仁偉　王小倩

摘要：自動卷簾門是目前為止非常重要的防火隔離裝置，尤其在高層建筑和地下停車場中廣泛應用。城市建筑消防規定，如果停車場位于地下，多個防火區內中間位置應該設置分隔，大城市中車流量很大不能采用固定形式，所以必須要使用卷簾門實現區域分隔。自動卷簾門的控制是發揮其作用的重要條件，基于此，本文首先分析了卷簾門總體設計，接下來詳細闡述了系統硬件構成，最后對快速卷簾門的設計做具體闡述，希望給行業內人士以借鑒和啟發。

關鍵詞：PLC;自動卷簾門;控制技術;研究

引言

目前企業生產中，工作環境的塵埃、沙土成為眾多企業發展的阻礙。風沙大、塵埃多的問題給很多企業的精細化生產帶來困擾，因此研究設計 PLC控制的快速卷簾門，具備快速防風防塵的功能。基于 PLC 控制系統研究設計的快速卷簾門，系統可靠性高，維修簡單，安全穩定性高。同時系統結合 MCGS組態控制，通過組態控制系統軟件，工作人員可清楚的掌握快速卷簾門的運行狀態，方便及時的對快速卷簾門的運行狀態進行控制。

1卷簾門總體設計

智能自啟錄音監控卷簾門使用PLC和基于51的GSM模塊作為主控制器，結合無線遙控、傳感器、攝像頭等設備設計的智能卷簾門。其主要功能是：當主人回家時，使用無線遙控開關打開卷簾門，通過一些必要的傳感器具有防夾人功能，使人們的生活更安全。當控制門打開時車庫照明也可以設置一定的亮度打開或關閉。例如，在晚上或陰天時的卷簾門的外燈將點亮，否則燈不亮。同時包含定時功能，外燈在門放下后5s關閉，內燈15s后關閉。若有小偷強行將門抬起，事先錄好的音將播放，讓小偷誤以為有人在家，同時報警系統被報警中斷被觸發，攝像頭拍照，并將照片發給SIM卡中所綁定的報警號碼，然后向報警號碼發送短信“報警中斷已觸發”。若主人想知道家中情況，用手機撥打報警系統GPRS模塊，響鈴后自動掛斷，拍照后，會將照片發給該號碼手機。卷簾門還設計了手動控制功能，在房內可以通過開關控制卷簾門卷起、放下或停止、內外燈的開啟和關閉。

2系統硬件構成

PLC控制器是自動卷簾門控制系統的關鍵，本文選用了SIEMENS公司的S7-200系列PLC，即S7-224。該PLC是SIEMENS公司推出的小型PLC，具有功能齊全的編程和工控組態軟件，適合小型的控制系統，適用于自動卷簾門控制系統的開發。S7-224PLC具有24個輸入輸出接口，2個模擬電位器，1個RS485通訊接口，2路高速脈沖高輸出，6路高速計數器。本文選用的二氧化碳傳感器為MG811，該傳感器采用固體電解質原理，對二氧化碳具有良好的敏感性，對溫濕度的依賴性低，可以長期的穩定工作，工作溫度為-20℃～50℃。固體電解質二氧化碳傳感器的原理基于二氧化碳通過傳感器時產生碳酸粒子，與正離子結合，發生化學反應產生電動勢，從而反映出二氧化碳的濃度。煙感探測器選用離子式煙感探測器，離子式煙感探測器基于離化火災探測方法，利用放射性同位素放出的а射線將局部空間的空氣電離產生正、負離子，帶電離子在電場作業用下定向移動產生電流，檢測與煙度有關的電壓信號能夠實現對環境煙霧程度的檢測。卷簾門由電機驅動，同步皮帶傳遞電機的運動，為自動卷簾門提供動力，并實現加速和減速操作。卷簾門的行進軌道使其能夠在一個特定的方向動作，完成直線運動。

3快速卷簾門的設計

3.1快速卷簾門系統的控制要求

3.1.1當有人通過光電檢測開關時，有電流通過開關，因為開啟的限位開關是常閉的，因此，有電流通過線圈，電機正轉，當達到限位開關位置時，電機停止運行。3.1.2當自動門到達限位開關的位置時，延時計時器啟動8秒鐘，門自動關閉。當門移動到限位開關時，電機反轉并停止。3.1.3在關門過程中，當人進入卷簾門，通過光電檢測開關時，應立即停止關閉卷簾門，開門程序應自動進入。3.1.4在門打開后的8秒等待時間內，如果有人通過光電檢測開關，從外部到內部或從內部到外部，卷簾門必須重新等待8秒鐘才能自動進入關閉過程，以確保人員的安全。3.1.5考慮到自動門在出現故障或在緊急情況下，控制系統增加手動開門和關門開關。

3.2PLC控制系統程序設計

快速卷簾門的PLC控制系統程序，采用模塊化編程方法，程序由主程序控制模塊，卷簾門開關子程序模塊，故障和報警程序模塊組成。PLC控制系統程序，完成如下控制功能：快速卷簾門系統，具有自動控制模式和手動控制模式。自動控制模式，通過傳感器檢測到信號后，信號傳輸給PLC控制器，完成一系列自動開關門動作。手動控制模式，通過手動操作快速卷簾門的開關門按鈕，手動實現卷簾門的快速開關門。

3.3GSM模塊

GSM模塊以51單片機微處理器為核心，內嵌TCP/IP協議和彩信協議，支持數據透明傳輸，可方便的發送圖片彩信。實現彩信報警，遠程控制等功能。STC12LE5A60S2單片機是STC生產的單時鐘/機器周期（1T）的單片機，是低功耗，高速，超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8～12倍。內部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉換（250k/s，即25萬次/s），針對電機控制等強干擾場合，非常合適。磁性接近開關接入中斷輸入，當磁性開關分開時，中斷端口被短接，系統會自動拍照，并通過彩信將照片發給那些已經綁定的號碼，然后向這些綁定的號碼發送短信提醒：報警中斷已觸發;另外，即使中斷口沒有短接觸發，綁定的號碼隨時可以撥打GSM模塊上的號碼，收到來電后，自動掛斷，然后拍照，并用彩信的方式回傳現場照片。

3.4MCGS組態控制系統的軟件設計

快速卷簾門系統采用MCGS組態控制技術，通過觸摸屏控制界面，可以對快速卷簾門的運行狀態進行實時監控，通過觸摸屏可以對快速卷簾門的運行速度、運行狀態等進行控制。系統使用方便、操作簡單。在MCGS組態控制設計中，根據快速卷簾門的具體控制要求，可以完成快速卷簾門控制系統的控制界面設計，實時數據的監控設計等。將PLC與MCGS連接通訊成功后，就可以實現對快速卷簾門系統的實時控制。

結語

通過設計基于PLC控制的快速卷簾門系統，實現了卷簾門的快速升降、快速隔離，從而保證了車間的無塵工作環境。同時快速卷簾門系統采用MCGS組態控制技術，實現了對快速卷簾門的實時控制與實時監控，運行更加安全、有效。

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