基于PLC的智能窗控制系统设计

王永红

【摘要】通过手动方式开关住宅的高层窗户,对用户是极不方便.针对这种情况,提出一种通过APP控制的智能窗.APP开关信号通过RF传递给PLC,PLC通过运算后将控制脉冲发送给伺服驱动器,伺服驱动器驱动伺服电机,伺服电机拖动同步带,同步带拖动左右旋丝杆,左右旋丝杆拖动螺母直线运动,实现智能窗同步开关功能.经过现场调试,通过操作APP按钮实现智能窗同步开关功能.该智能窗不仅操作简单,而且具有很好的实用价值.

【期刊名称】《机电工程技术》

【年(卷),期】2018(047)005

【总页数】2页(P136-137)

【关键词】PLC;智能窗;APP;伺服驱动器

【作者】王永红

【作者单位】广州市信息工程职业学校,广东广州 510610

【正文语种】中文

【中图分类】TP273

现在很多住宅及写字楼的高层窗户，几乎都是通过手动方式开关窗户，这种开关高层窗户方式对用户是不太方便，基于以上情况，可以设计一种智能窗，通过操作移动端APP实现窗户开关。

1 开关信号传递

图1 智能窗开关信号传递

所谓智能窗就是通过操作移动端APP开关按钮实现窗户开关，从稳定性方面考虑，选择智嵌物联网产品，智能窗开关信号传递，如图1所示。智能窗开关信号传递过程：操作移动端APP开关按钮发出智能窗开关信号，智嵌云服务器接收到开关信号，对信号处理后传送给智嵌云控主机，智嵌云控主机将接收到开关信号转换为RF（射频）信号，无线RF控制器接收到RF（射频）信号，驱动继电器KA1或者KA2线圈，使继电器相应触点动作。

2 电路设计

从控制要求方面考虑，选用FX3U-16MT（晶体管输出）可编程控制器、MR-J4-A伺服驱动器、HF-KP13伺服电机。智能窗控制系统由PLC（可编程控制器）、伺服驱动器、伺服电机、直流稳压电源等组成，智能窗控制系统电路，如图2所示。

图2 智能窗控制系统电路

3 制作CN1控制线

控制模式不同，伺服驱动器CN1引脚信号分配也不同，所以需要查阅MR-J4-A伺服驱动器的CN1信号分配情况，制作CN1控制线，伺服驱动器CN1控制线制作，如表1所示。

表1 伺服驱动器CN1控制线制作控制线颜色信号名称正转脉冲串反转脉冲串伺服开启数字I/F公共端数字I/F电源输入集电极开路电源输入定位完毕信号简称PP NP SON DOCOM DICOM OPC RD引脚编号10 35 15 46 20 12 49红蓝粉白黄紫灰

4 设置伺服驱动器参数

必须对伺服驱动器进行必要参数设置，才可以保证伺服驱动系统正常运行，伺服驱动器参数设置如表2所示。

表2 伺服驱动器参数设置参数编号PA01 PA05 PA21 PA06 PA07名称运行模式每旋转一周所需要指令输入脉冲数功能选择A-3电子齿轮分子电子齿轮分母设置值1 000 h 10 000 0001 h 100 1使用说明位置控制设置定位精度电子齿轮选择通过设置改变输出力矩负逻辑脉冲串+符号PA13脉冲输入形式0111 h

5 传动机构设计

图3 智能窗传动机构

为了避免在窗户安装传感器，采用伺服电机实现智能窗的开关位置控制，智能窗传动机构如图3所示。智能窗的传动过程：伺服电机带动同步带运动，同步带拖动左右旋双向丝杆（其中一段为左旋螺纹，另外一段为右旋螺纹）旋转，左右旋双向丝杆驱动左右旋螺母直线运动，从而实现智能窗的同步开关。

6 程序设计

伺服驱动器在位置控制模式下，接收由PLC产生脉冲控制伺服电机的位移和方向，实现智能窗定位控制。脉冲输入形式通过PA13参数进行设置，PA13参数设置为0111h表示脉冲串逻辑选择负逻辑，指令输入脉冲串形式选择“脉冲串+符号”，PA13参数设置为0111h指令输入脉冲形态选择，如图4所示，因此Y0为脉冲串信号，Y1为方向信号，智能窗控制程序，如图5所示。

图4 PA13参数设置为0111h指令输入脉冲形态选择

图5 智能窗控制程序

7 现场调试

现场调试时，需要调整伺服驱动器参数、输出脉冲频率和输出脉冲总数，直到智能窗能够平稳运行。经过现场调试，智能窗可以通过操作移动端APP开关按钮实现窗户开关功能，智能窗极大地方便了住宅小区用户。

参考文献：

［1］王晰，王阿根.PLC应用指令编程实例与技巧［M］.北京：中国电力出版社，2016.

［2］广东智嵌物联网技术有限公司.智嵌云控主机使用说明［Z］.2015.

［3］广东智嵌物联网技术有限公司.无线RF控制器使用说明［Z］.2016.

［4］郭艳萍，钟立.变频及伺服驱动应用技术［M］.人民邮电出版社，2016.

［5］龚仲华.交流伺服与变频器应用技术［M］.北京：机械工业出版社，2016.

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