自動門plc控制的設計

自動門plc控制的設計

自動門控制系統(tǒng)門和人類文明是孿生的，隨著人類文明的發(fā)展，它們變得越來越重要。21世紀的今天,門更加突出了安全理念,強調(diào)了有效性:有效地防范、通行、疏散,同時還突出了建筑藝術的理念,強調(diào)門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。門大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)始于150年前,在不斷發(fā)展和完善的過程中,涌現(xiàn)出大批獨具規(guī)模的專業(yè)制造商。門的高級形式--自動門起源在歐美,迅速發(fā)展至今天,已經(jīng)形成了種類齊全、功能完善、造工精細的自動門家族。中國早在十多年前就開始引用歐洲自動門,并把它應用在酒店、機場、購物中心、銀行、寫字樓等大中型公共場所,為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿彩。自動門從理論上理解應該是門的使用觀念的延伸,是人們根據(jù)需要對門的功能的提升和完善。所以對自動門的認識應該從人對門功能的要求開始。作為建筑物一部分的門,從最基本的意義上講,要同時滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。因此門體本身應牢固、密封。因此,設計一個操作方便、運行穩(wěn)定可靠、成本低的自動門的控制系統(tǒng)具有一定的市場。本文設計的自動門控制系統(tǒng)為了達到上述目的,采用了如下設計方案:采用按鈕、無線遙控、紅外感應三種驅動方式,既可自動控制又可人工控制,操作簡單并且適用范圍廣;采用EDA技術設計主控制器的狀態(tài)轉換,可軟件診錯;采用自動復位以及電機專用控制芯片來保證系統(tǒng)的可靠運行。由于設計采用了EDA技術的VHDL設計而非傳統(tǒng)的單片機設計,是一種自上向下的設計方法,使得系統(tǒng)的開發(fā)周期短、成本降低。下文將詳細介紹系統(tǒng)各個部分的設計。1無線控制器自動門控制本系統(tǒng)通過按鈕、無線遙控、紅外感應三種驅動方式實現(xiàn)自動門的開、關、停,且按鈕優(yōu)先級別最高。紅外感應開關在有人來時自動門開。還可以通過人工控制方式使用按鍵與遙控器來控制自動門的開、關、停。無線遙控器可根據(jù)實際情況在市場考查選用。自動門主控制器電路用一片F(xiàn)PGA芯片,根據(jù)驅動信號以及位置和遇阻外部信號來完成對門運行狀態(tài)的轉換控制;自動門的電機控制電路則根據(jù)主控制器發(fā)出的正反轉以及?？刂菩盘杹砜刂齐姍C的開、關、停以及實現(xiàn)自動門正反運行的分別調(diào)速。2電機過流保護為了保證電機的控制簡便可靠,設計中使用了電機專用控制芯片MC33033如圖1。該芯片可對直流電機速度進行開環(huán)和閉環(huán)控制,亦可分別對電機正反轉進行調(diào)速。MC33033是第二代無刷直流電機控制器的典型芯片,該芯片內(nèi)含轉子位置譯碼器,并可為傳感器工作提供帶有溫度補償?shù)膮⒖蓟鶞孰妷?。MC33033的另一個特點是內(nèi)含三個集電極開路的頂部驅動器和為MOSFET驅動電源而設計的三個高電流推拉式底部驅動器,并具有電機過流檢測和保護功能。MC33033應用到自動門的電機控制時,將邏輯運算電路得出的停止、正轉、反轉作為三個輸入信號(優(yōu)先級高低順序是停止、正轉、反轉,正常情況下三個信號中有且僅有一個有效)。正轉和反轉信號經(jīng)過邏輯門接入MC33033的3端,如果該端為高電平時,MC33033將使AT輸出高電平,同時CB端輸出PWM調(diào)制波形,相應控制開關動作,從而實現(xiàn)電機正轉并進行速度調(diào)整;反之,MC33033將使AB輸出高電平,同時CT端輸出PWM調(diào)制波形,相應控制開關動作,從而實現(xiàn)電機反轉并進行速度調(diào)整。低電平時,停止信號接入到MC33033的19端(使能端),如果它為高電平時,芯片將停止正常工作,此時就能實現(xiàn)電機的停轉。這就是電機部分如何實現(xiàn)電機正轉、反轉、停止以及正反轉分別調(diào)速的原理。3設計思路均要考慮實際用VHDL進行電子系統(tǒng)設計的優(yōu)點是從上而下的設計方法,設計者不用考慮實際工藝,可以全心在思路設計上,這樣更有利于系統(tǒng)的簡單和實際應用。3.1開、關、?？刂菩盘杝首先畫出自動門控制器的狀態(tài)圖。分析自動門的運行過程可知:門開始處于閉合狀態(tài),有開信號則開門,開關門過程中如遇到阻力則暫停一段時間,然后自動繼續(xù)原來的開關門動作。門在運行過程中遇到停信號以及起始位置(門關時)則停,遇到底(門全開時)位置信號則暫停一段時間,然后自動執(zhí)行關門動作。假設x1、x2、x3分別表示開、關、?？刂菩盘?x4表示門在運行過程中遇到障礙時傳感器發(fā)出的信號;x5表示門完全閉合;x6表示門完全打開。COUT為控制器內(nèi)部的定計時控制信號(這里假定三個暫停狀態(tài)的暫停時間一樣)。s0表示電動門處于零位置時的狀態(tài),此時電動門處于關閉的位置;s1表示電動門開的狀態(tài)、電機正轉的情況;s2表示電動門關的狀態(tài)、電機反轉的情況;s3表示電動門停止時的狀態(tài),此時要求電機停止轉動;s4表示電動門處于底位置時的狀態(tài),此時電動門處于開的臨界位置;s5表示在反轉過程中電動門在遇到障礙時的暫停狀態(tài);s6表示在正轉過程中電動門在遇到障礙時的暫停狀態(tài)。Z1、Z2、Z3分別表示控制器發(fā)給電機控制電路的開、關、?？刂菩盘?。3.2vwdl語言設計(1)VHDL的實體描述:(2)主控組合進程部分程序4簡化系統(tǒng),縮短時間本文中