基于plc的車庫自動門監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

現(xiàn)在，隨著城市車輛數(shù)量的增加，車庫數(shù)量迅速增加。自動門具有方便的使用、防雨、提高效率、噪音低等優(yōu)點，在車庫中廣泛應(yīng)用。隨著公民生活水平的提高，人們越來越追求舒適、方便、自動化的生活環(huán)境，實時、直觀地觀察監(jiān)控對象，并根據(jù)具體情況對監(jiān)控對象進行適當(dāng)、適當(dāng)?shù)闹悄芴幚怼Ｒ虼耍O(shè)計和開發(fā)車庫自動門監(jiān)控系統(tǒng)具有十分重要的意義。PLC具有可靠性高,抗干擾能力強,運行維護方便等特點,已廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制領(lǐng)域;而MCGS作為一款數(shù)據(jù)采集與過程控制軟件,可為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能,具有人機界面友好的優(yōu)點,適用于開發(fā)各種監(jiān)控系統(tǒng).因此本文將二者結(jié)合起來,以西門子PLC為控制核心,利用MCGS組態(tài)人機監(jiān)控界面,設(shè)計出了一套車庫自動門監(jiān)控系統(tǒng).該系統(tǒng)能提高自動門的可靠性和自動化程度,還可通過計算機實時、真實的反應(yīng)車庫門的運行過程,替代人工實現(xiàn)監(jiān)視;能夠及時對自動門運行過程中出現(xiàn)的故障進行報警,并可通過計算機對車庫門的運行進行控制,從而減輕工作人員的負擔(dān),具有較好的實用意義.1系統(tǒng)的組成和原理1.1mcgs的工作原理系統(tǒng)主要由計算機、PLC、自動門(電動機)、傳感器和相關(guān)按鈕組成,如圖1所示.其中,PLC是整個控制系統(tǒng)的核心器件,傳感器光電接近開關(guān)采集現(xiàn)場車輛位置和門狀態(tài)等信號后送信號給PLC,PLC根據(jù)按鈕命令對信號進行處理,驅(qū)動PLC控制電動機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)等的動作,實現(xiàn)自動門開關(guān).MCGS組態(tài)監(jiān)控畫面,通過RS232與PLC進行通信,實時接收和顯示PLC在現(xiàn)場采集的車輛位置、門移動等數(shù)據(jù)以及自動門狀態(tài),方便用戶更好的了解自動門運行情況.1.2燈明式智能監(jiān)控系統(tǒng)默認工作模式為自動模式,其工作過程為:當(dāng)車輛行駛到大門感應(yīng)區(qū)時,開門準(zhǔn)備指示燈閃爍,開門接觸器閉合,門自動打開.當(dāng)門碰到限位開關(guān),門停止運動,指示燈滅.當(dāng)車輛駛離大門感應(yīng)區(qū)時,關(guān)門準(zhǔn)備指示燈閃爍,關(guān)門接觸器閉合,門自動關(guān)閉.當(dāng)門碰到限位開關(guān),門停止運動,指示燈滅.門在運行過程中,若遇到障礙物或夾住物體時,安全壓力擋板將受到壓力,門立刻停止運動,待監(jiān)控人員進行后續(xù)處理.一旦有突發(fā)情況,監(jiān)控人員可隨時按下停止按鈕,門立刻停止在當(dāng)前位置,報警指示燈亮.系統(tǒng)可通過按鈕切換到手動模式,此時監(jiān)控人員可通過開門、關(guān)門和停止按鈕手動控制大門運行狀態(tài).開門與關(guān)門按鈕不可同時按下,否則將提示錯誤.2下游設(shè)備設(shè)計2.1監(jiān)控系統(tǒng)的i/o分配根據(jù)系統(tǒng)原理分析確定系統(tǒng)需9個輸入點和5個輸出點,因此選用西門子S7-200CPU224XPPLC為核心控制單元,該設(shè)備具有14個DI和10個DO,滿足本系統(tǒng)I/O設(shè)計需要.詳細I/O分配如表1所示,PLC的外部接線圖如圖2所示.2.2自動開啟和關(guān)閉自動開關(guān)主程序流程圖.系統(tǒng)開機后即立刻進行安全檢查,判斷是否存在故障,若存在故障,則做出相應(yīng)的故障排除動作.若不存在故障,則進行開門模式判別,若為手動模式,則依據(jù)相關(guān)手動命令進行各操作動作.若判斷為自動模式,則依據(jù)自動開關(guān)門流程,光電開關(guān)檢測車輛和自動門的狀態(tài),用接觸器和繼電器執(zhí)行電機的轉(zhuǎn)動控制,從而實現(xiàn)車庫門的自動開啟和關(guān)閉動作.主程序流程圖如圖3所示.3組態(tài)監(jiān)控軟件—上位機軟件設(shè)計自動車庫門監(jiān)控系統(tǒng)上位機采用的組態(tài)軟件是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem)軟件,它是的一套基于Windows平臺的、用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng),主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制,具有功能完善、操作簡單、可視性好和可維護性強等特點.3.1plc和mcgs的通訊接口打開MCGS的設(shè)備管理窗口,在可選設(shè)備中選擇通用串口父設(shè)備和西門子＿S7200PPI,將其添加到設(shè)備窗口中.根據(jù)實際情況,設(shè)置通訊屬性,如波特率9600、8位數(shù)據(jù)位,1位停止位,偶校驗,最小采集周期1000ms、串口號0-COM1和PLC地址2等.在西門子＿S7200PPI的設(shè)備屬性設(shè)置的通道連接窗口,選擇通道操作方式、寄存器類型、地址、數(shù)據(jù)類型和通道數(shù)量等信息.上述內(nèi)容設(shè)置完畢后,即可實現(xiàn)PLC和MCGS的通訊.3.2控制系統(tǒng)界面監(jiān)控在MCGS組態(tài)環(huán)境中,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計需求完成用戶界面、實時數(shù)據(jù)變量和運行策略組態(tài)等步驟,實現(xiàn)自動門狀態(tài)、操作提示和門移動參數(shù)等信息的監(jiān)控.圖4為車庫自動門監(jiān)控界面,圖5為控制面板界面.由圖4可看出系統(tǒng)形象、直觀的模擬了車輛運行和自動門移動的動態(tài)過程.圖5為圖4對應(yīng)的控制面板運行結(jié)果,可監(jiān)測PLC在現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)和狀態(tài),還可通過控制面板對PLC發(fā)送指令實現(xiàn)自動門的控制，很好的反映了系統(tǒng)的自動控制能力和監(jiān)控功能.系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、操作簡單監(jiān)控動畫效果良好.4監(jiān)控界面.自動門運行監(jiān)控界面.自動門運行監(jiān)控會提高了.車庫自動門監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了PLC自動控制的優(yōu)點,提高了車庫門的自動化水平和工作效率,有利于延長自動門的使用壽命.系統(tǒng)還利用MCGS軟件設(shè)計了監(jiān)控界面,真實的反映自動門的運行情況,工作人員