330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 1СУ_Воротами

В статье представлена система автоматизированного управления раздвижными

воротами на ремонтном предприятии железнодорожного транспорта, построенная

на базе логического модуля LOGO! и использующая принцип дистанционного

радиоуправления. Подробно описан алгоритм работы системы при различных

ситуациях и различных входных воздействиях.

ВВЕДЕНИЕ

к воротам и останавливалась. Водитель

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕШЕНИЯ

Наше предприятие ТОО «ТрансРем

заходил в цех через дверь в воротах,

После анализа различных вариантов

Вагон» (г. Рудный, Республика Казах

подходил к кнопочному посту управле

(использование датчиков движения,

стан) занимается ремонтом грузовых

ния, нажимал кнопку «Открыть» и

фотодатчиков и др.) было принято ре

железнодорожных вагонов. Специфи

удерживал её до открытия ворот. Затем

шение подавать сигналы на управление

ка такого ремонта предполагает раз

водитель возвращался к транспорту и

движением ворот с помощью радио

борку вагонов на составные части на

заезжал в цех. Далее он должен был

брелока (для водителей транспорта) и

участке сборки/разборки, транспорти

остановиться, заново подойти к пульту

двух обычных одинарных кнопок, рас

ровку отдельных частей для восстано

и закрыть ворота, нажимая и удерживая

положенных рядом с воротами снару

вительного ремонта в другие цеха с по

кнопку «Закрыть». Аналогично осуще

жи и внутри зданий. Управление дви

мощью внутреннего технологического

ствлялся и выезд транспорта из цехов.

жением было решено осуществлять с

транспорта

(вилочный

погрузчик,

На всё это уходило слишком много вре

помощью программируемого микро

электрокар

и т.п.), транспортировку

мени. Некоторые водители иногда не

контроллера, контроль крайних поло

восстановленных узлов

на участок

закрывали ворота, проезжая сразу к

жений выполнять посредством бескон

сборки/разборки.

месту погрузки/разгрузки. Ворота дли

тактных индуктивных датчиков. Для

В цехах установлены раздвижные во

тельное время оста

рота (рис. 1) с приводом от асинхрон

вались

открытыми,

ных электродвигателей с короткозамк

что приводило к ин

нутым ротором. В воротах имеется од

тенсивному сниже

ностворчатая калитка (дверь) для про

нию

температуры

хода персонала. Система

управления

воздуха в цехе и,

воротами ранее состояла из двух кно

соответственно, до

пок ручного управления («Открыть»,

полнительным рас

«Закрыть»), реверсивного магнитного

ходам

энергоресур

пускателя и соответственно двух элект

сов на нагрев поме

ромеханических конечных выключате

щений.

лей. Шунтирование контактов кнопок

В целях увеличе

блок контактами пускателей не пре

ния производитель

дусматривалось. Кнопочный пост на

ности

технологи

ходился внутри помещения на расстоя

ческого транспорта

нии около 10 метров от калитки.

и экономии энерго

До автоматизации применялась сле

ресурсов была по

дующая технология въезда и выезда

ставлена задача соз

внутреннего

технологического транс

дать систему авто

порта в цеха в холодное время года

матизированного

70

(в тёплое время ворота обычно откры

управления воро Рис. 1. Ворота вагоносборочного участка с выезжающим

ты). Транспортная единица подъезжала

тами.

погрузчиком, перевозящим колёсную пару

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 4/2010

Рис. 2. Брелок передатчик TOP 434MA

Рис. 3. Источник и приёмник (верхняя крышка снята) ИК излучения

излучения – 1000 Гц. Дальность

при любых атмосферных ус

движении ворот на закрытие преду

ловиях – 18 метров. Нагрузочная спо

смотрено использование инфракрас

собность выходных контактов реле

ных датчиков, контролирующих отсут

приёмника составляет 1 А. Фотоэле

ствие преград в зоне движения. Пре

менты источника и приёмника ИК из

дусмотрены также световая (оранжевая

лучения закреплены в створе ворот

«мигалка») и звуковая сигнализации.

напротив друг друга на высоте 50 см.

Для защиты фотоэлементов от механи

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

ческого воздействия они помещены в

«Сердцем» системы автоматизации

металлические коробки с оптическими

ворот

является

логический

модуль

глазками (рис. 4).

LOGO!

24RCo

компании

Siemens

В качестве датчиков крайних поло

(программируемый микроконтроллер)

жений ворот используются бескон

без дисплея и клавиатуры с напряжени

тактные индуктивные датчики Turck

ем питания 24 В постоянного или пере

(рис. 5).

менного тока. Модуль имеет 8 дискрет

Для световой сигнализации, инфор

ных входов на 24 В и 4 дискретных вы

мирующей о движении ворот, установ

Рис. 4. Приёмник ИК излучения в защитной

хода с замыкающими контактами реле

лена оранжевая

«мигалка»

KIARO

металлической коробке и кнопка местного

на токи до 10 А и напряжение до 220 В.

(компания Сame), а предупредитель

управления

Питание модуля осуществляется от ста

ные звуковые сигналы перед началом

билизированного источника компании

движения ворот подаются с помощью

Siemens LOGO!Power с выходным нап

обычного школьного звонка.

ряжением 24 В постоянного тока и вы

Так как контакты выходных реле ло

ходным током до 1,3 А. От этого же ис

гического модуля рассчитаны на ком

точника получают питание радиопри

мутацию электрических цепей с напря

ёмник, инфракрасный (ИК) барьер бе

жением до 220 В, а для управления

зопасности, индуктивные

датчики

двигателем

используется магнитный

крайних положений ворот и другие

пускатель с обмотками управления на

входные цепи логического модуля.

380 В, пришлось дополнительно при

Для реализации радиоканала управ

менить два реле на 24 В типа R 15.

ления применены 4 канальный само

Шкаф управления воротами с распо

обучающийся брелок передатчик ТОР

ложенными в нём техническими сред

434МА (рис. 2) и 2 канальный приём

ствами представлен на рис. 6.

Рис. 5. Датчик крайнего положения ворот

ник со встроенным декодером RE 432,

Никаких изменений в старой схеме

работающие на частоте 433,92 МГц.

управления воротами не производи

Один брелок можно использовать для

лось. Контакты

логического модуля

управления четырьмя воротами. Бре

подсоединены параллельно

кнопкам

лок и радиоприёмник являются про

ручного управления. При работе ворот в

дукцией итальянской компании Сame,

автоматизированном режиме электро

специализирующейся на выпуске обо

механические конечные выключатели

рудования для автоматизации ворот и

выполняют защитные функции на тот

систем безопасности.

случай, если по каким то причинам не

Для создания барьера безопасности

сработают

бесконтактные

датчики

используется комплект DOC E этой же

крайних положений ворот. При выклю

компании. Комплект состоит из источ

ченном питании системы автоматиза

ника и приёмника инфракрасного из

ции ворота будут работать в обычном

лучения (рис. 3) с напряжением пита

ручном режиме. При полном обесточи

71

ния 12/24 В. Частота модуляции ИК

вании, касающемся и приводов, ворота,

Рис. 6. Шкаф управления воротами

СТА 4/2010

© СТА-ПРЕСС

www.cta.ru

Р А З Р А Б О Т К И / Ж Е Л Е З Н О Д О Р О Ж Н Ы Й Т Р А Н С П О Р Т

Радиобрелок

ются три предупреждающих звуковых

сигнала и ворота автоматически закры

TOP 434MA

ваются.

Второй режим («калитка»). При удер

Радиоприёмник

Реле R 16

жании кнопки в нажатом состоянии

RE 432

более 2 секунд ворота будут открывать

Кнопки местного

Электропривод

ся до

тех

пор, пока

кнопка нажата.

После отпускания кнопки движение

управления

Реле R 15

ворот

на

открывание

прекращается,

Датчик положения

Логический

модуль

наступает

пауза

заданной продолжи

«Закрыто»

LOGO! 24RCo

тельности, а потом подаются три пре

Звуковая

Датчик положения

сигнализация

дупреждающих звуковых сигнала и во

«Открыто»

рота автоматически закрываются. Этот

Барьер

Световая

режим удобен, когда, например, необ

безопасности

сигнализация

ходимо пройти рабочему с тележкой

= 24 B

или проехать водителю без радиобре

лока

на

небольшом

транспортном

Блок питания

средстве и нет

необходимости

пол

Условные обозначения:

LOGO!Power

ностью открывать ворота.

– радиоканал;

Промышленная сеть переменного тока

Третий

режим

(«защёлка»).

Если

удерживать кнопку в нажатом состоя

– бинарные сигналы = 24 В;

нии до полного открывания ворот и

– бинарные сигналы ~ 220 В;

только после этого отпустить её, то во

– бинарные сигналы ~ 380 В.

рота будут находиться в открытом со

Рис. 7. Структурная схема автоматизированной системы управления воротами

стоянии сколь угодно долго и автома

тически не закроются. Для включения

в

соответствии

с

действующими

зации имеются 5 входных и 4 выходных

ворот на закрывание необходимо пов

инструкциями по безопасности, не бло

переменных (эти переменные являются

торно нажать на кнопку и удерживать

кируются и могут быть открыты/закры

аналогами сигналов – см. структурную

её в таком состоянии более 2 секунд.

ты за счёт механических усилий.

схему системы на рис. 7).

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Входные переменные:

Работа от радиобрелока

● сигнал от кнопки местного управле

В исходном состоянии ворота за

Программа для модуля LOGO! напи

ния;

крыты.

сана в среде LOGO!Soft Comfort V5.0.

● сигнал от радиоприёмника;

При нажатии на кнопку радиобрело

Это очень удобная среда программиро

● сигнал от датчика положения «за

ка подаются три предупредительных

вания, позволяющая создавать прог

крыто»;

звуковых сигнала и ворота начинают

раммы для изделий семейства LOGO! в

● сигнал от датчика положения «от

движение на открывание. Если во вре

виде функциональных блоков и лест

крыто»;

мя открывания ворот не нажимать

ничных диаграмм. Понятный интер

● сигнал от барьера безопасности.

кнопку радиобрелока, то ворота пол

фейс и наличие, кроме базисных функ

Выходные переменные:

ностью откроются, будет сделана пауза

ций, большого количества специаль

● сигнал включения ворот на открытие;

заданной продолжительности, а затем

ных функциональных блоков создают

● сигнал включения ворот на закрытие;

подадутся три предупреждающих зву

условия для того, чтобы можно было

● сигнал на включение звуковой сиг

ковых сигнала и ворота начнут автома

быстро и легко разрабатывать доста

нализации;

тически закрываться.

точно сложные программы. Для отлад

● сигнал на включение световой сиг

Если при открывании ворот нажать

ки

программы предусмотрен режим

нализации.

на кнопку радиобрелока, то открыва

симуляции, который позволяет опера

ние ворот прекратится, будет сделана

тивно проверить то или иное решение

РАБОТА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ

пауза заданной продолжительности, и

и затем внести необходимые корректи

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

после предупреждающей звуковой сиг

ровки в создаваемую программу. С по

ВОРОТАМИ

нализации ворота начнут закрываться.

мощью этой же среды можно записать

Если после остановки ворот при дви

разработанную программу в энергоне

Работа от кнопок местного

жении на открывание повторно нажать

зависимую память модуля LOGO! или

управления

на кнопку радиобрелока, то ворота

считать программу из модуля. Также

В исходном состоянии ворота за

начнут закрываться сразу, без паузы –

возможна совместная работа логичес

крыты.

этот режим удобен для проезда неболь

кого модуля и среды LOGO!Soft

Предусмотрено три режима работы

шого транспорта (например, электро

Comfort в режиме реального времени с

от кнопок местного управления.

кара или малого погрузчика).

индикацией состояния всех входных,

Первый режим («обычный»). При

Если при закрывании ворот нажать

выходных и внутренних переменных.

кратковременном (менее 2 с) нажатии

на кнопку радиобрелока, то ворота ос

Программа автоматизации ворот со

на кнопку ворота открываются пол

тановятся и начнут открываться. Этот

72

стоит из 41 функционального блока и

ностью. Затем наступает пауза задан

режим необходим для обеспечения до

нескольких меток. В системе автомати

ной продолжительности, а потом пода

полнительной безопасности: напри

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 4/2010

Рис. 8. Вторая система управления, идентичная описанной в статье, установлена на воротах

73

подсобно заготовительного участка

СТА 4/2010

© СТА-ПРЕСС

www.cta.ru