黄爱明

摘 要：本文首先针对基于PLC的自动快速门控制系统的运行原理进行论述，并在此基础上，分别针对其硬件与软件组成进行了介绍，希望通过此次经验交流，本文能够为从事该行业的相关技术人员带来一定有价值的参考，并且希望本篇文章，能够起到抛砖引玉的效果。

关键词：PLC；自动快速门控制系统；系统构成；运行原理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.015

0 引言

PLC即可编程控制器，它是能够专业为工业领域进行自动化控制而出现的一种控制设备，在当前中国工业自动化领域当中，PLC的使用已经日益成熟，展现出了其诸多优点（体积较小、抗干扰能力强、可靠性强、维护简单、使用方便等），并且伴随着我国计算机技术和互联网技术的不断进步，PLC也正朝着远程化、智能化的网络控制方面迈进。为了能够满足市场环境的要求，世界范围内的PLC生产企业都陆续推出了拥有互联网通讯能力的PLC与周边产品。目前自动门控制有单片机控制和PLC控制两种方式，因为使用PLC控制的自动快速门拥有维修方便，故障发生频率低、稳定性好等诸多优点，因此在工业领域中是使用已经十分普遍。本文着重就基于PLC的自动快速门控制系统开展硬件和软件方面的逐一分析，并对其中的设计要点提出了自己一些不成熟的看法。

1 基于PLC的自动快速门控制系统运行原理

该系统使用PLC来成为自动快速门的控制设备，每当感应设备监测到有人接近自动快速门时，感应设备就会发出脉冲信号到PLC当中，PLC在开展判定之后便会命令电机开始运转，并且针对电机的转动圈数进行监测（采用编码器来检测和作为限位器），使得电机在达到一定的速度之后能够减速运行。电机的运转导致门的打开。自动快速门在打开之后凭借PLC来开展判定，处于开启状态，直至在通道当中没有行人为止。若PLC判定通道上已经没有了行人，PLC便会命令电机进行反方向运转，在很短的时间当中，迅速关闭自动快速门。在关闭自动快速门的过程之中，如果探测设备感应到有人接近PLC 那么便会又切换到开门的形态。为了保障安全，在自动快速门关闭的过程当中，若遇见障碍物时，门便会朝着反向进行运动，这是一种极为重要的保护措施，在保障人员的生命安全的同时，自动快速门电机也不会因为超负荷运转而被烧毁。

2 基于PLC的自动快速门控制系统硬件构成

2.1 人体感知探测器（目前市面上一般采用微波雷达感应器）

人类的体温相对恒定，一般都是在37摄氏度左右，并且还会发出波长为10微米左右的红外线。在自动快速门控制系统当中，其热释元件便是将人体所产生的辐射作为接收目标的。这种元件对于波长为10微米左右的辐射能够十分敏感的进行感知，一旦感知到人类的接近，热释元件便会失去自身的电荷平衡，朝外部进行电荷的施放。后续电路凭借监测处理以后便可以产生信号。被动式红外线探测头，它的传感器涵盖有两个反方向串联的热释元件，一旦有人进入到了测定区间，人体自身所施放的红外线热能便会被电子元件所接受，并产生相关的电讯号。在PLC的自动快速门控制系统当中，人体感知探测的数量为2个，门内和门外各一个。它们需要占用PLC2个输入点。

2.2 自动快速门运行位置探测

该系统的核心是对门的运行进行控制，为了可以达到更佳的效果，PLC必须要时刻了解当前门所在的地点，并对其进行有关的动作，因此在重要位置，必须要进行位置感应器的安装（一般采用增量编码器或绝对值编码器），并且把信号传输到PLC当中，基于以上前提，自动快速门控制系统需要建立2个形成开关，分别用来检测门处在开启和闭合状态时的具体位置。该硬件设备含有两个行程开关和一个霍尔传感器，因此会占据PLC3个输入点。

2.3 步进电机

简单地说，步进电机就是把电脉冲转变成角位移的执行设备，每当步进电机接受了脉冲讯号，他便会让步进电机朝着某一方向进行一个固定角度的转动，步进电机的优势便是在使用过程中有着极高的精度（精度为100%），因此在各种开环控制当中，被广泛运用。PLC针对电机的控制一般有两种办法，即脉冲+方向控制或者正反方向脉冲输入，在这里，使用的是第一种控制办法。

2.4 门运行报警

在PLC自动快速门进行运行的过程当中，常常会遇见障碍物对其运动造成阻止的现象，这时候便需要开展针对性分析，而报警设备的监控能够让门在运转的过程中对其进行有效的保护，防止电机因为超负荷运转而被烧毁。（一般采用红外线光电开关或气囊开关、导电橡胶安全底边、存在感应器等来检测并发出信号给PLC。）

2.5 PLC主机

PLC主机是PLC门控制系统的硬件中心部分，为满足功能要求，主机当中的硬件结构图设计如图1所示。该主机共有11个输入信号控制点，涵盖有人体感知信号2个，位置侦测3个，障碍侦测1个，以及手动开门关门按钮信号，开启关闭按钮信号等共计11个。

3 基于PLC的自动快速门控制系统软件构成

3.1 主程序板块

首先开展系统的初始化，涵盖有中断设置、开门和关门过程当中各个细节变量的初始化等，之后PLC按照所输入讯号的不同进行操作。如按下停止按键，PLC没有发生关门的命令，让电机停止运行，门不产生变化。按下开启按键，PLC就开关门的命令进行回复；按下手动关门按键，调整使用关门子程序等，因为PLC是使用扫描的运行办法，程序连续运行，每一次运转，都需要针对以上条件开展检测，符合其中任一一个条件便需要进行实时切换。其流程图如图2所示：

3.2 开门及关门子程序板块

因为在PLC门自动控制系统当中，开门动作和关门动作有着紧密的关联性，因此本文将两个板块进行结合分析说明。

在开门过程当中，首先检查关门极限信号是否有效，如果检测效果为有效，就代表此门是处于完全关闭状态的，对形成的变量需要进行归零处理。由于在PLC自动快速门控制系统当中，是针对一个程序进行连续多次执行的，因此检查手动开门或者人体感知信号在该次测验有之后需要就电子开门程序进行调用，如果是设置PLC高速脉冲输出数据为电机的运转进行准备，之后检查电机的具体运转情况，运转一周形成变量便会增加1。之后就开门极限进行检查，关停电机讯号的输出，杜绝出现在自动快速门完全开启状态时，电机发生异常运转的现象。

在关门过程当中，需要首先就关门或者人体感知信号在此次实验当中是否有效使用了关门子程序进行检查，如果是，便需要设置PLC高速脉冲输出数据，并在此当中进行电机驱动讯号的输入，电机开始反转运行，并对电机的运行情况开展检查，每运行一次，行程量便会减少1。在最后检查关门极限是否达到效果，如果达到实际效果，则代表门已经处在了完全闭合状态，需要在此过程之后对电机信号进行切断。

值得注意的是，在自动快速门系统每次进行开门或者关门的过程当中，门可能会存在有不是完全闭合或者完全打开的现象，采用形成变量表对电动门当前所在的位置进行监测的过程当中，高速脉冲输出这一功能需要按照行程变化的具体数值来对脉冲进行输出，让电机设备依照恒定速度、加速度或者减速度的方式进行运转。

4 结束语

通过上文的分析可以发现，基于PLC的自动快速门控制系统，在使用的过程当中，展现出了许多其他自动快速门控制系统所不具备的优点，如维修简便、使用方便、灵敏度高等，本文就基于PLC的自动快速门控制系统的软件构成设计和硬件构成设计开展了逐一的分析，希望能够给予相关工作人员带来有价值的信息参考。

参考文献：

[1]郭琼.基于PLC的小区公共车库自动快速门控制系统的设计[J]. 赤峰学院学报（科学教育版），2011（12）：38-40.

[2]付斌，王连发，邓志祥，黄海峰.基于PLC和变频器的感应自动快速门控制系統[J].电工技术，2015（06）：39-40+49.