基于PLC的智能窗控制系統設計

王永紅

（廣州市信息工程職業學校，廣東廣州 510610）

現在很多住宅及寫字樓的高層窗戶，幾乎都是通過手動方式開關窗戶，這種開關高層窗戶方式對用戶是不太方便，基于以上情況，可以設計一種智能窗，通過操作移動端APP實現窗戶開關。

1 開關信號傳遞

圖1 智能窗開關信號傳遞

所謂智能窗就是通過操作移動端APP開關按鈕實現窗戶開關，從穩定性方面考慮，選擇智嵌物聯網產品，智能窗開關信號傳遞，如圖1所示。智能窗開關信號傳遞過程：操作移動端APP開關按鈕發出智能窗開關信號，智嵌云服務器接收到開關信號，對信號處理后傳送給智嵌云控主機，智嵌云控主機將接收到開關信號轉換為RF（射頻）信號，無線RF控制器接收到RF（射頻）信號，驅動繼電器KA1或者KA2線圈，使繼電器相應觸點動作。

2 電路設計

從控制要求方面考慮，選用FX3U-16MT（晶體管輸出）可編程控制器、MR-J4-A伺服驅動器、HF-KP13伺服電機。智能窗控制系統由PLC（可編程控制器）、伺服驅動器、伺服電機、直流穩壓電源等組成，智能窗控制系統電路，如圖2所示。

圖2 智能窗控制系統電路

3 制作CN1控制線

控制模式不同，伺服驅動器CN1引腳信號分配也不同，所以需要查閱MR-J4-A伺服驅動器的CN1信號分配情況，制作CN1控制線，伺服驅動器CN1控制線制作，如表1所示。

表1 伺服驅動器CN1控制線制作

4 設置伺服驅動器參數

必須對伺服驅動器進行必要參數設置，才可以保證伺服驅動系統正常運行，伺服驅動器參數設置如表2所示。

表2 伺服驅動器參數設置

5 傳動機構設計

圖3 智能窗傳動機構

為了避免在窗戶安裝傳感器，采用伺服電機實現智能窗的開關位置控制，智能窗傳動機構如圖3所示。智能窗的傳動過程：伺服電機帶動同步帶運動，同步帶拖動左右旋雙向絲桿（其中一段為左旋螺紋，另外一段為右旋螺紋）旋轉，左右旋雙向絲桿驅動左右旋螺母直線運動，從而實現智能窗的同步開關。

6 程序設計

伺服驅動器在位置控制模式下，接收由PLC產生脈沖控制伺服電機的位移和方向，實現智能窗定位控制。脈沖輸入形式通過PA13參數進行設置，PA13參數設置為0111h表示脈沖串邏輯選擇負邏輯，指令輸入脈沖串形式選擇“脈沖串+符號”，PA13參數設置為0111h指令輸入脈沖形態選擇，如圖4所示，因此Y0為脈沖串信號，Y1為方向信號，智能窗控制程序，如圖5所示。

圖4 PA13參數設置為0111h指令輸入脈沖形態選擇

圖5 智能窗控制程序

7 現場調試

現場調試時，需要調整伺服驅動器參數、輸出脈沖頻率和輸出脈沖總數，直到智能窗能夠平穩運行。經過現場調試，智能窗可以通過操作移動端APP開關按鈕實現窗戶開關功能，智能窗極大地方便了住宅小區用戶。

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