基于PLC的智能窗控制系统设计

收稿日期：2017－11－13

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。关键词：PLC ；智能窗；APP ；伺服驱动器中图分类号：TP273

文献标识码：A

文章编号：1009－9492(2018)05－0136－02

Design of Intelligent Windows Control System Based on PLC

WANG Yong-hong

（Guangzhou Information Engineering Vocational School ，Guangzhou 510610，China ）

Abstract:It is very inconvenient for users to manually open and close the high-rise windows of residential.To counter this situation ，the

paper puts forward an intelligent windows controlled by an APP.The switch signal of the APP is transmitted to a PLC by RF ，and the PLC sends the control pulses to a servo driver after operation ，then the servo driver drives a servo motor ，the servo motor drives a synchronous belt ，the synchronous belt drives a left and right screw ，the left and right screw drives the nuts moves in a straight line ，finally the synchronous switch function of the intelligent windows is realized.After a spot test ，the synchronous switch function of the intelligent windows is realized by operating the buttons of the APP.The intelligent windows is not only simple in operation ，but also has a good practical value.

Key words:PLC ；the intelligent windows ；APP ；servo driver

基于PLC 的智能窗控制系统设计

王永红

（广州市信息工程职业学校，广东广州

510610）

DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2018.05.040

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

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FX 3U-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

图1智能窗开关信号传递

图2

智能窗控制系统电路

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。

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。

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。

5传动机构设计

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。

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.

作者简介：王永红，男，1974年生，陕西宝鸡人，高级讲师/高级技师。研究领域：自动控制技术。

(编辑：向飞)

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

控制线颜色

红

蓝

粉

白

黄

紫

灰

表1伺服驱动器CN1控制线制作

表2伺服驱动器参数设置

图3智能窗传动机构

图4PA13参数设置为0111h指令输入脉冲形态选择

图5智能窗控制程序