楊一曼

（遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 丹東 118000）

隨著科技進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車生產(chǎn)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，越來(lái)越多的汽車被生產(chǎn)，滿足人們?nèi)找嫣岣叩奈镔|(zhì)生活水平的要求，越來(lái)越多的人擁有私家車，私家車的停放越來(lái)越受人們的關(guān)注，車庫(kù)的需求量增大，車庫(kù)門的控制作為車庫(kù)品質(zhì)的衡量標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越受人們的關(guān)注[1]。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域，PLC技術(shù)及其控制形式都在不斷改進(jìn)，控制功能日益強(qiáng)大，性價(jià)比越來(lái)越高。系統(tǒng)以PLC控制核心，與多傳感器結(jié)合[2]，實(shí)現(xiàn)車庫(kù)門的手動(dòng)和自動(dòng)控制，煙霧報(bào)警，防盜報(bào)警，障礙物檢測(cè)等功能，當(dāng)車庫(kù)內(nèi)出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)報(bào)警處理。

一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及要求

系統(tǒng)總結(jié)體結(jié)構(gòu)如圖1，采用PLC為控制核心[3]，車庫(kù)門的開(kāi)關(guān)采用電動(dòng)機(jī)控制，設(shè)置開(kāi)門到位限位開(kāi)關(guān)和關(guān)門到位限位開(kāi)關(guān)，車來(lái)信號(hào)采用壓力傳感器；采用煙霧監(jiān)測(cè)傳感器進(jìn)行煙霧檢測(cè)，當(dāng)煙霧超過(guò)閾值，進(jìn)行聲音報(bào)警輸出；采用振動(dòng)傳感器進(jìn)行防盜控制，當(dāng)有人撬動(dòng)車庫(kù)門產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)幅度超過(guò)振動(dòng)傳感器閾值，進(jìn)行聲音報(bào)警輸出；采用紅外傳感器判斷車庫(kù)門下有沒(méi)有物品或者是人，如果有物品或者是人，車庫(kù)門會(huì)自動(dòng)升起，同時(shí)聲音報(bào)警輸出。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

二、系統(tǒng)PLC控制部分設(shè)計(jì)

（一）PLC控制電動(dòng)機(jī)

車庫(kù)門的開(kāi)關(guān)平穩(wěn)是車庫(kù)門控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[4]，車庫(kù)門開(kāi)關(guān)門是否平穩(wěn)運(yùn)行體現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)的控制上，當(dāng)手動(dòng)開(kāi)關(guān)門時(shí)，按下開(kāi)門按鈕，正轉(zhuǎn)線圈KM1接通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，手動(dòng)開(kāi)門到位，關(guān)門按鈕按下時(shí)，反轉(zhuǎn)線圈KM2接通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，關(guān)門到位，對(duì)電機(jī)做好過(guò)載保護(hù)和雙重互鎖。

（二）PLC系統(tǒng)配置及I/O分配

PLC型號(hào)的選擇，將過(guò)載保護(hù)熱繼電器的常閉觸點(diǎn)與接觸器的線圈串聯(lián)接在PLC的輸出回路中，這樣可以節(jié)省一個(gè)PLC的輸入點(diǎn)，降低用戶成本，又能滿足控制系統(tǒng)對(duì)輸入輸出點(diǎn)的要求，功能中預(yù)留10%的輸入輸出點(diǎn)，日常維護(hù)備用輸入輸出點(diǎn)，所以PLC型號(hào)選擇松下的PF1-C24，繼電器輸出，交流接觸器型號(hào)選擇CJX2-0910,電源電壓交流220V。系統(tǒng)需要10個(gè)輸入點(diǎn)，分別是手動(dòng)開(kāi)門按鈕、手動(dòng)關(guān)門按鈕、停止按鈕、開(kāi)門到位信號(hào)、關(guān)門到位信號(hào)、煙霧傳感器信號(hào)、紅外傳感器信號(hào)、振動(dòng)傳感器輸入信號(hào)和車庫(kù)門自動(dòng)開(kāi)門、自動(dòng)關(guān)門壓力傳感器輸入信號(hào)。

（三）PLC接線圖

PLC輸入輸出接線圖如圖2所示，將PLC的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)與控制系統(tǒng)中按鈕、行程開(kāi)關(guān)、各傳感器信號(hào)、指示燈、線圈及其它控制系統(tǒng)涉及到的輸入輸出設(shè)備連線圖繪制出來(lái)。

圖2 PLC輸入輸出接線圖

三、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)程序流程圖如圖3所示，以小區(qū)地下車庫(kù)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，程序由手動(dòng)控制車庫(kù)門、自動(dòng)控制車庫(kù)門和安防報(bào)警控制三部分組成。手動(dòng)控制車庫(kù)門，采用單點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)；車庫(kù)門控制系統(tǒng)車來(lái)檢測(cè)采用壓力傳感器，即在出口門附近埋入地下線圈，當(dāng)車來(lái)壓上壓力線圈，壓力傳感器動(dòng)作作為車來(lái)信號(hào)，當(dāng)有車駛?cè)牖蛘呤钩鲕噹?kù)時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，車庫(kù)門上升，采用電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)保持停止傳統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)方法，關(guān)門采用紅外檢測(cè)裝置，當(dāng)檢測(cè)到車駛過(guò)關(guān)門，如沒(méi)駛過(guò)繼續(xù)開(kāi)門；車庫(kù)門下方安裝紅外檢測(cè)裝置，一端為發(fā)射，另一端為接受，當(dāng)接收端能夠接收到來(lái)自發(fā)射端的紅外線時(shí)，則表示通路安全，即出庫(kù)門下方?jīng)]有人或者物品，反之則為不安全，車庫(kù)門會(huì)自動(dòng)升起，這樣能夠保護(hù)人員和物品的安全；安防報(bào)警控制系統(tǒng)程序主要是煙霧監(jiān)測(cè)、防盜檢測(cè)和紅外檢測(cè)，當(dāng)煙霧傳感器檢測(cè)到煙霧達(dá)到煙霧閾值，聲音報(bào)警Y3輸出，當(dāng)振動(dòng)傳感器振動(dòng)達(dá)到振動(dòng)閾值，聲音報(bào)警Y3輸出，當(dāng)紅外傳感器檢測(cè)到有人或者物品，聲音報(bào)警Y3輸出。

四、系統(tǒng)調(diào)試

程序調(diào)試分三部分，首先，手動(dòng)開(kāi)關(guān)車庫(kù)門即電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，調(diào)試后手動(dòng)開(kāi)關(guān)車庫(kù)門完成良好；其次，自動(dòng)開(kāi)關(guān)車庫(kù)門即電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行，調(diào)試后系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)車庫(kù)門；最后，測(cè)試安防報(bào)警系統(tǒng)，模擬可能出現(xiàn)的情況，當(dāng)有煙霧或者有振動(dòng)超過(guò)閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，當(dāng)有人或者物品在車庫(kù)門下方時(shí)，紅外傳感器檢測(cè)到，車庫(kù)門自動(dòng)開(kāi)門并聲音報(bào)警。通過(guò)多次測(cè)試，基于PLC的車庫(kù)門自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)車庫(kù)門的手動(dòng)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門和安防報(bào)警功能。

圖3 系統(tǒng)程序流程圖

五、結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)采用PLC為控制核心，簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，采用梯形圖的程序控制方法，提高系統(tǒng)的安全性和靈活性，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和實(shí)際中應(yīng)用，車庫(kù)門整體運(yùn)行良好，達(dá)到了控制要求和預(yù)期效果。

[1]劉太鋼,劉響響,等.基于STM32智能家用車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng),2016,35(8)：98-100.

[2]李 敏,夏躍武,等.基于STM8和nRF24L01的智能車庫(kù)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,31(7)：81-84.

[3丁彩紅,何 龍.基于PLC的垂直循環(huán)型立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀表,2018,33(1)：20-22+33.

[4]邊會(huì)娟,王曉輝.基于PLC的升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].北京信息科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,31(5)：73-77.