基于PLC和变频器的直线电机驱动门控制系统.pdf

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1、现代驱动与控制Drive&Control基于PLC和变频器的直线电机驱动门控制系统黎 虎 游有鹏南京航空航天大学（210016）TheControlSystemoftheDoorDrivingbyLinearMotorControlledbyPLCandInverterLiHuYouYoupengNanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics摘要：将PLC和变频器应用于直线电机驱动的门直线电机驱动自动门系统由电源、门体、门控制系统中，对门开关方案和速度进行了设计和计算，机和控制系统四个部分构成，其中控制系统构成

2、给出防夹保护方案，最后对控制方案和程序设计进行详部分如图1所示。细的阐述。实验装置运行表明，该方案简洁新颖，稳定可靠，具有很好的推广应用价值。关键词：直线电机PLC变频器自动门Abstract:Inthispaper，PLCandInverterwasappliedintothecontrolsystemofthedoordrivingbylinearmotor.图1控制系统结构简图Thecontrolsystemdesign，calculationofthespeedofthedoor′son-offaswellasprevent-clampedsch

3、emewereput方案中采用艾默生公司的变频器产品SK-forwordinthepaper．Thisschemewaseffective，unique4T0015G，该变频器响应特性快速，集成了无速andreliable，capablebeingpopularizedinnearfuture.Keywords:LinearmotorPLCInverterAutomatic度传感器矢量调速方法，能实时根据负载的变化door进行有效的电流控制，特别是在低速1Hz下可以提供150%额定输出转矩，保证了低速稳定性要求。而且该产品采用业界超薄设计，集成化高，安自

4、动门系统应用广泛，比如地铁、办公大厦、装和使用都很方便。实验室或屏蔽室等地方，传统的自动门系统驱动自动门运行过程需要检测的信号很多，控制方案是采用旋转电机加传动机构，系统结构复状态较多，选用PLC作为系统的控制指挥中心。杂，成本较高，维护不便。直线电机是一种将电PLC把来自变频器的状态信号，位置信号以及自能直接转化为直线运动机械能而不用加任何中动监控系统的指令，经过收集处理后，完成对变间转换机构的新颖电机。在直线运动的场合，采频器的状态控制和对自动监控系统的信息反馈。用直线电机驱动的传动方式较传统方式有明显在系统中选用松下PLC，型号FP0-C14，它有

5、8个的优势，如结构简单、可靠性高、噪声低以及维输入端，6个输出端，配件选配模数转换器。护方便等。直线电机驱动自动门方案十分新颖，开关门过程电机都运行在低速状态而且速度且随着材料、控制技术的发展以及新型控制元处在不断变化中，需要电机有很好的低速稳定性器件的出现，使得这种方案有了可实施性。能、良好的动态响应性能和机械特性，并选用某公司圆筒型直线感应电动机，最大推力100N，堵转1控制系统硬件构成电流1.95A，额定速度1.4m/s。·22·42主要技术问题分析f1f1zzH/H/fff2.1开关门速度的确定2自动门系统是一种周期性运行设备，根据相t/st/s

6、关要求，关门过程持续时间在3s~4s，整个行程图2关门速度曲线图3开门速度曲线长度设计为1500mm，关门运行过程分为加速、起动停止位置，需要对位置进行检测，根据计算匀速、减速、低速和停止五个阶段，为保证过门以及行程要求，电机圆筒两端适合安装起动、停者不被夹伤，规定在整个行程中动能不能超过止信号行程开关，根据过门者的身体宽度和门运10J，或者保证推力在150N以下。行动能的大小安装加减速行程开关，其模型见直线电机速度计算还需要从旋转电机速度图4。同步转速公式转换过来，旋转电机同步转速：60fns=—r/minp则直线电机磁场运动的线速度为：nsvs=—2

7、pτ=2τf601、2、3、4——行程开关1、2、3、4其中：τ—极距，取τ=14mm，图4直线电机位置检测模型p—极对数。2.3防夹保护直线电机运动单行程平均速度为：自动门系统是一种自动设备，对于在关门过1500v=—（mm/s）=0.375（m/s）4程中可能发生的意外必须给予考虑，做好安全防分配各段时间如下关门速度曲线所示，最大护工作，既可以防止运行过程中夹伤行人，且可速度取为vsmax=0.7m/s，则：以保护电机本身的可靠运行。自动门控制系统中vsmax0.7安装了光幕开关，为了防止各种原因使光幕开关f1=—=—=25Hz2τ2×0.014产生

8、误动作信号，系统采用双重保护措施，还利在关门最后阶段动能降得更低，根据经验值用了