三菱plc與通用變頻器在旋轉門控製中的應用



隨著社會的不斷發展,自動旋轉門越來越多,對旋轉門控製係統的控製要求也就越來邀高。例如:當無人接近旋轉門時,旋轉門能自動停止;當進出旋轉門的人比較多時,旋轉門能自動加速旋轉;當按下殘疾人專用按鍵時,旋轉門能啟用殘疾人專用旋轉速度;當行人通過旋轉門不慎被夾時,旋轉門能迅速製動,待行人解脫後旋轉門能自動恢複正常旋轉速度;旋轉門的全部運行狀態都送入樓宇自動監控係統;等等。因此,要求旋轉門控製係統在控製上具有更高的自動化智能化。下麵通過一實例詳細介紹利用通用變頻器和三菱FX係列可編程邏輯控製器(PLC)實現上述要求的控製方法。
1、係統硬件設計
1是旋轉門控製係統原理結構。該係統主要由旋轉門、接近傳感器、可編程序控製器和變頻器組成。

1.1 旋轉門及接近傳感器

該旋轉門由4扇玻璃門相互垂直地鑲嵌在同一個軸柱上構成,電機通過減速機構帶動旋轉門的軸柱,從而產生門的旋轉運動(見圖1)。


1 旋轉門控製係統結構圖


為了實現係統的全部自動化和智能化,係統在旋轉門圓形框架的上端,安裝了4個接近傳感器,其中3個麵向進門的行人(見圖1中的A1),一個麵向出門的行人(見圖1中的A2);在門框外側的邊沿上分別安裝了2套防夾傳感器(見圖1中的E1和E2);在圓弧門框外側的表麵上,分別安裝了暫停按鍵和殘疾人專用換速按鍵(見圖1中的B1、B2和C1、C2);D1和D2是旋轉門的定位或加減速起點行程開關。

1.2 FX2-32 PLC

該係統利用日本三菱公司的FX2係列PLC,作為該係統的控製指揮中心。該PLC把來自旋轉門現場的檢測信號、變頻器的狀態信號以及樓宇自動監控係統的指令,經過收集、處理後,完成對變頻器的頻率控製和對樓宇自動監控係統的信息反饋。當X0閉合時,啟動該旋轉門控製係統。

xl閉合時,旋轉門的轉速不受客流量多少的控製,以固定不變的轉速旋轉。反饋給樓宇自動監控係統的信息狀態如表1所示。

1 旋轉門運行狀態表


注:表中“1”表示“ON”,“0”表示“OFF”。


1.3 變頻器

由於旋轉門處於公共場所,行人或物品阻礙旋轉門正常旋轉的現象時常發生,因此導致電動機的負載變化大、過電流現象發生頻繁,所以選用通用FVR0l5E7s—7Ex型變頻器。該變頻器具有快速響應的電流限製功能,當負載波動相當大時,變頻器不跳閘,能自動減速運行;當負載恢複正常時,變頻器能自動升速到設定值。使用該變頻器,電動機低速驅動能力強,起動轉矩能達到額定值的150%。該變頻器還具有電壓自整定等一係列先進功能。變頻器接線原理見圖1,所有動作都由PLC控製。
2、係統軟件設計
2.1 變頻器的主要控製參數
經過現場調試後,變頻器的主要控製參數確定如下:

當客流量比較小或Xl為“ON”時,變頻器的工作頻率為42 Hz(Y11為“ON”時),電機起動時間6 s,製動時間15 s;當客流量比較大時(X3、X4和X5都為“ON”時),變頻器的工作頻率為50Hz(Y11和Y10同時為“ON”時);當第一次按動換速鍵時,變頻器的工作頻率變為21 Hz(Y11和Y13同時為“ON”時),當第二次按動換速鍵時,變頻器的工作頻率由其他現場狀態控製;當有行人不慎被夾時,旋轉門迅速製動並待行人解脫後,經過10 s的延遲,啟用變頻器第二“加/減速”選擇,自動恢複到正常旋轉速度(電機起動時間和製動時間均為25 s,實現方法是Y11和Y3同時為“ON”)。變頻器主要控製端子與輸出頻率之間的關係如圖2所示。



2 變頻器輸出頻率與控製端子的關係


2.2 PLC控製變頻器的程序

3是根據係統要求編製的PLC程序。在編製PLC程序時,應注意如下幾點:① 在旋轉門機械抱閘開始前應先讓變頻器脫離電網,以避免變頻器受損;② 當殘疾人專用速度啟用時,無論在門內還是門外,第二次按動此功能按鍵時應使變頻器恢複正常運行速度。其中“M3”為防夾傳感器動作時的互鎖輔助觸點。



3 PLC控製變頻器的程序


2.3 旋轉門運行狀態診斷程序

樓宇自動監控係統除了使用攝像機獲取旋轉門的外部工作狀態信息外,還需要使用PLC獲取旋轉門控製係統內部的工作狀態信息。所以在編輯控製係統內部狀態診斷程序時,不但要照顧到現場維護人員能利用PLC診斷故障,還照顧到樓宇自動監控係統準確、方便地使用PLC提供的診斷信息。旋轉門控製係統內部狀態診斷PLC程序梯形圖如圖4所示。



4 旋轉門運行狀態診斷程序


3、結語
該旋轉門設計新穎、外觀大方、功能齊全、使用控製方便,是集機電於一體化的高新技術產品。為了使係統更加可靠,安裝時要考慮到下雨天避免雨水進人控製係統的措施,行人所接觸到的按鍵也一定要保證安全。同時,接近傳感器的可靠性也是實現旋轉門控製係統自動化和智能化關鍵之一。

 



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