基于MCGS的自动门监控系统的设计

2016-01-18，

机械与电子 2015年3期

关键词：自动门监控

，

(西安航空职业技术学院，陕西西安 710089)

Design of Automatic Door Monitoring System Based on the MCGS

WANG Yuyu1，LIU Shaojun2

(Xi，an Aeronautical Polytechnic Institute，Xi’an 710089，China)

基于MCGS的自动门监控系统的设计

王瑜瑜1，刘少军2

(西安航空职业技术学院，陕西西安 710089)

Design of Automatic Door Monitoring System Based on the MCGS

WANG Yuyu1，LIU Shaojun2

(Xi，an Aeronautical Polytechnic Institute，Xi’an 710089，China)

摘要：介绍了将上位机组态软件MCGS，同下位机S7-200的PLC控制系统组合在一起，设计的自动大门监控系统，能够实现自动门信号的检测、打开、计时等待和自动关闭的整个过程。上位机通过工控组态软件MCGS能够实现对系统全程的实时自动监控，并且利用计算机模拟技术，实现了对PLC控制系统的整体模拟和调试。

关键词：MCGS；PLC；自动门；监控

中图分类号：TE937

文献标识码：A

文章编号：1001-2257(2015)03-0063-03

收稿日期：2014-10-22

Abstract：This paper introduces the design of the automatic gate monitoring system combining the host computer configuration software MCGS with the lower computer of S7-200 PLC controlling system. The system can realize the whole process including detection，opening，timing of waiting，automatic closing of the gate. The upper machine can realize real-time monitoring of the system through the configuration software MCGS，and the overall analog and debugging of PLC control system with computer analog technique.

作者简介：王瑜瑜(1983-)，女，山东烟台人，硕士研究生，研究方向为计算机控制和自动化理论；刘少军(1982-)，男，陕西西安人，实验师，研究方向为电力电子技术。

Key words:MCGS；PLC；automatic gat；monitoring

0引言

随着科技的飞速发展及自动化程度的不断提高，自动门以越来越高的频率不断出现在人们的视野当中，甚至在一些公共场合能达到随处可见的程度。它能够将人或物体靠近门的行为通过感应单元鉴定为开门信号，然后利用控制驱动单元将门打开，待人远离之后自行关闭。由于自动门系统能够实现在无人管理的情况下的全自动控制，它完全颠覆了传统门手动的形象，当之无愧地成为了社会自动化的“标签”。给生活带来简捷，节约资源的同时，它也凭借其自动高挡和智能高效等特点备受市场欢迎。

1系统的总体设计

自动感应门一个周期的动作流程(包括开门与关门)为：红外传感器检测到驶入的信号时，将脉冲信号传送给控制器(PLC)，PLC进行数据分析处理后控制电机进行运转，并监控电机转速，达到加速和减速运行的目的。电机正向运转后，带动皮带同步运行，最后由皮带再带动吊具单元完成自动感应门的打开。门扇打开后PLC及时进行处理判断，如果需要关闭大门，那么控制器控制电机反转，大门自动完成关闭。系统组成如图1所示。系统以PLC为控制主体，红外传感器采集现场信号后传递给PLC，PLC对信号进行分析处理后，驱动电动机的正反转，实现自动门开启、关闭。上位机MCGS组态监控技术，通过RS-232总线与PLC进行通信，实时监控自动门的运行状态及运行情况。

图1　系统组成

2PLC的选取及系统硬件设计

2.1　系统的要求

系统的控制要求有以下几点：

a.当有人或其他物体通过大门时，延时2 s后开门继电器KM1接通，电动机开始正转，抵达开门限位开关的位置后，电机立马中断运行。

b.大门在开门限位开关位置延迟8 s，自行投入到关门的状态，关门继电器KM2接通，电动机开始反转，抵达关门限位开关的位置后，电机运行中止。

c.若在门关闭的进程中，传感器检测到有人进出的信号，系统即刻结束关门程序，进入开门状态。

d.若在门开启后的8 s延迟时间内，传感器检测到有人进出的信号，为了保障安全，务必从头再等8 s，然后开始执行关门的程序。

按照上述的系统控制要求，其原理如图2所示。开门门磁主要用来检测门的最大开启度，预防因开门过大破坏器件；闭门门磁则用来检测关门的位置，关门程序完成后电机停止运转；驱动器用来扩大驱动功率以驱动电机运转；工作指示灯包括电源指示灯、开门指示灯及报警指示灯。

图2　系统原理

2.2　控制系统I/O地址的分配

I/O地址分配是设计PLC控制系统的基础。就软件编程而言，也只有在完成I/O口分配后方可实行。I/O地址分配不仅是程序设计与编写的基础，而且是进行硬件电路接线与软件程序调试的主要凭据。控制系统的I/O地址分配如表1所示。

表1　I/O地址分配表

2.3　PLC接线原理

按照前面讲述的控制要求及I/O地址分配表，所设计的PLC硬件接线如图3所示。

图3　PLC接线

3PLC软件程序设计

系统程序的编译是在STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3软件环境中进行的。该软件功能齐全，不仅能够进行程序的设计研发，而且能够对程序的执行过程进行实时监测。程序的编写采用梯形图的编程方法，它尤其适用于开关量控制的场合，因与电路图非常相近，所以对于操作人员而言不单通俗易懂还易掌控。按照自动门的设计要求，该系统的梯形图主要包括开门程序和关门程序2大部分，其软件流程如图4所示。