王麗艷

摘要 本文論述了利用“組態(tài)王”軟件和PLC開發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過程和方法，通過“車庫門自動(dòng)控制系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)，模擬仿真常用的PLC控制方式。通過上位機(jī)紐態(tài)王軟件完成畫面的設(shè)計(jì)，主畫面可以方便的對現(xiàn)場參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，對被控對象（現(xiàn)場設(shè)備）進(jìn)行操作，與PLC相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對車庫門的雙重控制，該系統(tǒng)采用串行數(shù)據(jù)傳輸，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。

【關(guān)鍵詞】組態(tài)王 自動(dòng)控制 數(shù)據(jù)采集

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們需要對自動(dòng)門的開關(guān)、鍋爐的溫度、壓力、流量等進(jìn)行監(jiān)測和控制，采用組態(tài)控制技術(shù)來對他們進(jìn)行控制不僅節(jié)約了硬件開發(fā)時(shí)間，更提高了工業(yè)控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。

本課題采用組態(tài)（Configuration）控制技術(shù)和PLC （Programmable Logical Controller）相結(jié)合，立足于建立一個(gè)具有控制層、監(jiān)控層、管理層三層結(jié)構(gòu)的綜合控制系統(tǒng)，使用工控機(jī)控制系統(tǒng)和組態(tài)王軟件，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制。

本文以車庫自動(dòng)門控制為例，完成自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本控制系統(tǒng)硬件采用三菱FX2N系列PLC作為核心控制部件，上位機(jī)軟件采用北京亞控公司的“組態(tài)王”。軟硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)合理，操作簡單，智能化程度高，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

1 控制系統(tǒng)構(gòu)成

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由人機(jī)界面和PLC組成，PLC一方面要對整個(gè)過程進(jìn)行控制;另一方面，還要通過RS485串口通信電纜與上位機(jī)進(jìn)行通信，接受操作者發(fā)出的命令。PLC完成對現(xiàn)場設(shè)備的控制和對現(xiàn)場信號的采集，人機(jī)界面主要完成參數(shù)的設(shè)定和一些數(shù)據(jù)的監(jiān)控。

2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)控制要求

（1）車庫內(nèi)和車庫外設(shè)有手動(dòng)控制開關(guān)，可以手動(dòng)控制門的開門、關(guān)門和停止;

（2）車到門前，車燈閃爍，車位傳感器收到車燈亮、滅信號后，車庫門自動(dòng)上卷，動(dòng)作指示燈亮;

（3）門上行碰到上限位開關(guān)，門全部打開，此時(shí)停止上行;

（4）車進(jìn)入車庫，車位傳感器檢測到車停在車位，延時(shí)5秒，門自動(dòng)下行，動(dòng)作指示燈亮;

（5）門下行碰到下限位開關(guān)，門全部關(guān)閉，此時(shí)停止下行;

（6）在計(jì)算機(jī)中顯示車庫工作狀態(tài)。

2.2 控制系統(tǒng)I/O配置

車庫自動(dòng)門控制系統(tǒng)除了車庫、卷簾門、汽車外還有10個(gè)按鈕、2個(gè)傳感器、2個(gè)限位開關(guān)2個(gè)接觸器和一個(gè)動(dòng)作指示燈。即有14個(gè)開關(guān)量控制信號需要輸入到計(jì)算機(jī)，分別是啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、手動(dòng)、自動(dòng)、外部開門、外部停止、外部關(guān)門、內(nèi)部開門、內(nèi)部停止、內(nèi)部關(guān)門、車感信號、車位信號、上限位開關(guān)、下限位開關(guān);有3個(gè)開關(guān)量控制信號需要輸出到控制系統(tǒng)，分別是車庫門上卷接觸器、車庫門下卷接觸器和動(dòng)作指示。

系統(tǒng)I/O配置如表1所示。離散量通過三菱PLC-485MR輸入和輸出，并能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。

2.3 基于“組態(tài)王”的系統(tǒng)變量定義

通過數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)詞典對系統(tǒng)所用變量（表1中的變量）進(jìn)行定義，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC的數(shù)據(jù)交換。此外，為了在程序中對當(dāng)前車庫門運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，還需要建立以下幾個(gè)變量：“門移動(dòng)參數(shù)”、“車移動(dòng)參數(shù)”、“定時(shí)器”、“定時(shí)器復(fù)位”、“次數(shù)”。其中：

“車移動(dòng)參數(shù)”、“門移動(dòng)參數(shù)”為內(nèi)存實(shí)型，初始值為O，最大值為100。

“次數(shù)”為內(nèi)存整型，初始值為O，最大值為10。

“定時(shí)器”和“定時(shí)器復(fù)位”為內(nèi)存離散，初始值為關(guān)。

2.4 控制系統(tǒng)運(yùn)行主畫面設(shè)計(jì)

車庫自動(dòng)門控制系統(tǒng)運(yùn)行主畫面既可以通過手動(dòng)按鈕完成門的開關(guān)，也可以通過檢測車的位置的傳感器的狀態(tài)來控制門的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

2.5 應(yīng)用程序語言的編寫

if（＼＼本站點(diǎn)＼自動(dòng)=1&&＼＼本站點(diǎn)＼動(dòng)作指示=0）

{＼＼本站點(diǎn)＼車移參數(shù)=＼＼本站點(diǎn)＼車移參數(shù)+1;}

if（＼＼本站點(diǎn)＼車移參數(shù)>79&&＼＼本站點(diǎn)＼車移參數(shù)<=90）

{＼＼本站點(diǎn)＼車感傳感器=1;}

if{＼＼本站點(diǎn)＼自動(dòng)=1&&＼＼本站點(diǎn)＼車感傳感器=1）

{＼＼本站點(diǎn)＼下限位開關(guān)=O：＼＼本站點(diǎn)＼上卷接觸器=1：＼＼本站點(diǎn)＼動(dòng)作指示=1;＼＼本站點(diǎn)＼門移參數(shù)=＼＼本站點(diǎn)＼門移參數(shù)-10;}

if（＼＼本站點(diǎn)＼門移參數(shù)==O&&＼＼本站點(diǎn)＼自動(dòng)==1）

{＼＼本站點(diǎn)＼動(dòng)作指示=O：＼＼本站點(diǎn)＼上卷接觸器=O：＼＼本站點(diǎn)＼上限位開關(guān)=1：＼＼本站點(diǎn)＼車移參數(shù)=＼＼本站點(diǎn)＼車移參數(shù)+1：}

if（＼＼本站點(diǎn)＼門移參數(shù)==O&&＼＼本站點(diǎn)＼自動(dòng)==1&&＼＼本站點(diǎn)＼車移參數(shù)>=90）

{＼＼本站點(diǎn)＼車感傳感器=o;}

if（＼＼本站點(diǎn)＼車移參數(shù)==100&&＼＼本站點(diǎn)＼自動(dòng)==1）

{＼＼本站點(diǎn)＼定時(shí)器=1;＼＼本站點(diǎn)＼車位傳感器=1：}

if（＼＼本站點(diǎn)＼定時(shí)器==1）

{＼＼本站點(diǎn)＼次數(shù)=＼＼本站點(diǎn)＼次數(shù)+1=if（＼＼本站點(diǎn)＼次數(shù)==5）＼＼本站點(diǎn)＼定時(shí)器復(fù)位=1：}

if（＼＼本站點(diǎn)＼車位傳感器==1&&＼＼本站點(diǎn)＼定時(shí)器復(fù)位==1&&＼＼本站點(diǎn)＼自動(dòng)==1）

{＼＼本站點(diǎn)＼上限位開關(guān)=O：＼＼本站點(diǎn)＼動(dòng)作指示=1：＼＼本站點(diǎn)＼下卷接觸器=1：＼＼本站點(diǎn)＼門移參數(shù)=＼＼本站點(diǎn)＼門移參數(shù)+10;}

if（＼＼本站點(diǎn)＼門移參數(shù)==100&&＼＼本站點(diǎn)＼自動(dòng)==1）

{＼＼本站點(diǎn)＼動(dòng)作指示=0：＼＼本站點(diǎn)＼下卷接觸器=O;＼＼本站點(diǎn)＼下限位開關(guān)=1;}

3 系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試

車到門前車燈閃爍，車燈閃爍三次后車感傳感器接通，車感信號燈亮，車庫門自動(dòng)打開，動(dòng)作指示燈亮，當(dāng)車庫門完全打開，上限位開關(guān)接通，動(dòng)作指示燈滅，車進(jìn)入車庫，車感信號燈滅，當(dāng)車進(jìn)入車庫停到正確位置，車位傳感器接通，車位信號燈亮，此時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，5秒鐘之后，車庫門自動(dòng)關(guān)閉。

4 結(jié)束語

系統(tǒng)測試和運(yùn)行結(jié)果表明：該系統(tǒng)能自動(dòng)控制車庫門的運(yùn)行，且系統(tǒng)操控界面友好、使用方便，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)門的實(shí)時(shí)監(jiān)測和自動(dòng)控制，本控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于對車庫門的集中管理。

參考文獻(xiàn)

[1]袁秀英.組態(tài)控制技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.