隨著社會的不斷發(fā)展，自動旋轉門越來越多，對旋轉門控制系統(tǒng)的控制要求也就越來邀高。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，旋轉門能迅速制動，待行人解脫后旋轉門能自動恢復正常旋轉速度；旋轉門的全部運行狀態(tài)都送入樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)；等等。因此，要求旋轉門控制系統(tǒng)在控制上具有更高的自動化和智能化。下面通過一實例詳細介紹利用通用變頻器和三菱fx系列可編程邏輯控制器(plc)實現(xiàn)上述要求的控制方法。
1、系統(tǒng)硬件設計
圖1是旋轉門控制系統(tǒng)原理結構。該系統(tǒng)主要由旋轉門、接近傳感器、可編程序控制器和變頻器組成。
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)。
圖1 旋轉門控制系統(tǒng)結構圖
為了實現(xiàn)系統(tǒng)的全部自動化和智能化，系統(tǒng)在旋轉門圓形框架的上端，安裝了4個接近傳感器，其中3個面向進門的行人(見圖1中的a1)，一個面向出門的行人(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面上，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
該系統(tǒng)利用日本三菱公司的fx2系列plc，作為該系統(tǒng)的控制指揮中心。該plc把來自旋轉門現(xiàn)場的檢測信號、變頻器的狀態(tài)信號以及樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)的指令，經過收集、處理后，完成對變頻器的頻率控制和對樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)的信息反饋。當x0閉合時，啟動該旋轉門控制系統(tǒng)。
當xl閉合時，旋轉門的轉速不受客流量多少的控制，以固定不變的轉速旋轉。反饋給樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)的信息狀態(tài)如表1所示。
表1 旋轉門運行狀態(tài)表
注：表中“1”表示“on”，“0”表示“off”。
1.3 變頻器
由于旋轉門處于公共場所，行人或物品阻礙旋轉門正常旋轉的現(xiàn)象時常發(fā)生，因此導致電動機的負載變化大、過電流現(xiàn)象發(fā)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制功能，當負載波動相當大時，變頻器不跳閘，能自動減速運行；當負載恢復正常時，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系列先進功能。變頻器接線原理見圖1，所有動作都由plc控制。
2、系統(tǒng)軟件設計
2.1 變頻器的主要控制參數(shù)
經過現(xiàn)場調試后，變頻器的主要控制參數(shù)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，制動時間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?shù)谝淮伟磩訐Q速鍵時，變頻器的工作頻率變?yōu)?1 hz(y11和y13同時為“on”時)，當?shù)诙伟磩訐Q速鍵時，變頻器的工作頻率由其他現(xiàn)場狀態(tài)控制；當有行人不慎被夾時，旋轉門迅速制動并待行人解脫后，經過10 s的延遲，啟用變頻器第二“加／減速”選擇，自動恢復到正常旋轉速度(電機起動時間和制動時間均為25 s，實現(xiàn)方法是y11和y3同時為“on”)。變頻器主要控制端子與輸出頻率之間的關系如圖2所示。
圖2 變頻器輸出頻率與控制端子的關系
2.2 plc控制變頻器的程序
圖3是根據(jù)系統(tǒng)要求編制的plc程序。在編制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(wǎng)，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復正常運行速度。其中“m3”為防夾傳感器動作時的互鎖輔助觸點。
圖3 plc控制變頻器的程序
2.3 旋轉門運行狀態(tài)診斷程序
樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)除了使用攝像機獲取旋轉門的外部工作狀態(tài)信息外，還需要使用plc獲取旋轉門控制系統(tǒng)內部的工作狀態(tài)信息。所以在編輯控制系統(tǒng)內部狀態(tài)診斷程序時，不但要照顧到現(xiàn)場維護人員能利用plc診斷故障，還照顧到樓宇自動監(jiān)控系統(tǒng)準確、方便地使用plc提供的診斷信息。旋轉門控制系統(tǒng)內部狀態(tài)診斷plc程序梯形圖如圖4所示。
圖4 旋轉門運行狀態(tài)診斷程序
3、結語
該旋轉門設計新穎、外觀大方、功能齊全、使用控制方便，是集機電于一體化的高新技術產品。為了使系統(tǒng)更加可靠，安裝時要考慮到下雨天避免雨水進人控制系統(tǒng)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(xiàn)旋轉門控制系統(tǒng)自動化和智能化關鍵之一。