一种用于风洞大型隔断门的全自动控制装置及其控制方法
阅读说明：本技术 一种用于风洞大型隔断门的全自动控制装置及其控制方法 (Full-automatic control device for large partition door of wind tunnel and control method thereof ) 是由 阳玲 林辰龙 郭守春 杨孝松 于 2021-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于风洞大型隔断门的全自动控制装置及其控制方法,该方案包括有控制计算机、PLC控制系统、驱动系统、门体、锁紧机构、拉紧机构以及门体移动机构,通过自动化控制的方法实现了门体的自动定位、解锁、锁紧以及位移的动作,与传统半自动门体移动方式相比,本发明采用全自动控制装置和方法,完全替代了人工劳动,且门体移动、锁定过程中工作人员可以远离门体,规避了人员伤亡的风险。(The invention provides a full-automatic control device for a large partition door of a wind tunnel and a control method thereof, the scheme comprises a control computer, a PLC control system, a driving system, a door body, a locking mechanism, a tensioning mechanism and a door body moving mechanism, and the actions of automatic positioning, unlocking, locking and displacement of the door body are realized by an automatic control method.)
技术领域
本发明涉及的是属于风洞洞体设计与控制技术领域，尤其是一种用于风洞大型隔断门的全自动控制装置及其控制方法。
背景技术
目前风洞洞体回路中大型隔断门（横截面4m×4m及以上，厚度1m及以上）一般采用半自动的方式，开、关门移动到位后依赖于人工定位、锁定，门体锁紧依赖操作人员的经验，工作量大，且存在门体倾覆造成人身、财产损失的风险。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种用于风洞大型隔断门的全自动控制装置及其控制方法的技术方案，该方案采用全自动化控制系统，能够实现风洞洞体回路中大型隔断的门的自动化开关定位，无需依赖人工定位锁定，极大提高了门体工作过程中的安全性，避免了人身和财产损失的风险。
本方案是通过如下技术措施来实现的：
一种用于风洞大型隔断门的全自动控制装置，包括有控制计算机、PLC控制系统、驱动系统、门体、锁紧机构、拉紧机构以及门体移动机构；门体与锁紧机构、拉紧机构以及门体移动机构分别通过机械结构连接；驱动系统与锁紧机构、拉紧机构以及门体移动机构分别通过信号电缆连接且能够直接驱动锁紧机构、拉紧机构以及门体移动机构与门体之间的锁紧和解锁动作以及驱动门体移动机构的位移；控制计算机用于向PLC控制系统输出控制指令；PLC控制系统能够将接收控制指令转化为驱动信号输出到驱动系统中。
作为本方案的优选：锁紧机构包括有上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构和右锁紧机构，四种锁紧机构分别对应与门体的上下左右四个方位连接。
作为本方案的优选：锁紧机构与门体之间通过能够旋转的T型头连接；当T型头与门体之间夹角为0°时，实现门体与锁紧机构之间的解锁动作；当T型头与门体之间夹角为90°时，实现门体与锁紧机构之间的锁紧动作。
作为本方案的优选：拉紧机构包括有开门侧拉紧机构和关门侧拉紧机构，两种拉紧机构分别对应设置在门体的开门侧和关门侧。
作为本方案的优选：拉紧机构与门体之间通过能够旋转的T型头连接；当T型头与门体之间夹角为0°时，实现门体与拉紧机构之间的解锁动作；当T型头与门体之间夹角为90°时，实现门体与拉紧机构之间的锁紧动作。
一种用于风洞大型隔断门的全自动控制装置的控制方法，包括有以下步骤：
开门控制方法步骤如下：
a、门体移动机构抱闸，确保门体不能自由移动；
b、依次解锁关门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构、右锁紧机构；
c、门体移动机构松闸、使能，设定移动速度值，设定目标位移值，按照设定的移动速度值和目标位移值，门体移动机构驱动门体移动、定位；
d、依次锁定开门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构、右锁紧机构；
e、门体移动机构松闸，完成开门控制；
关门控制方法步骤如下：
f、门体移动机构抱闸，确保门体不能自由移动；
g、依次解锁开门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构、右锁紧机构；
h、门体移动机构松闸、使能，设定移动速度值，设定目标位移值，按照设定的移动速度值和目标位移值，门体移动机构驱动门体移动、定位；
i、依次锁定关门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构、右锁紧机构；
j、门体移动机构松闸，完成关门控制。
作为本方案的优选：步骤c中，设定的移动速度值为0m/s～0.2m/s。
作为本方案的优选：步骤h中，设定的移动速度值为0m/s～0.2m/s。
作为本方案的优选：开门侧拉紧机构、关门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构以及右锁紧机构与门体之间的解锁与锁紧动作均通过驱动系统驱动对应机构的T型头旋转实现；当T型头与与门体之间夹角为0°时，实现对应机构与门体之间的解锁动作；当T型头与与门体之间夹角为90°时，实现对应机构与门体之间的锁紧动作。
本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，与传统半自动门体移动方式相比，本发明采用全自动控制装置和方法，完全替代了人工劳动，且门体移动、锁定过程中工作人员可以远离门体，规避了人员伤亡的风险。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明的全自动控制装置的示意图。
图中，1为上位控制计算机，2为PLC控制系统，3为驱动系统，4为门体，5为门体移动机构，6为开门侧拉紧机构，7为关门侧拉紧机构，8为上锁紧机构，9为下锁紧机构，10为左锁紧机构，11为右锁紧机构。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
如图1所示结构组成隔断门的全自动控制装置，在本实施例中，控制器选择西门子PLC 1518-4PN/DP，编程平台为西门子TIA SIMATIC STEP7 V15设计开发平台；驱动系统选择西门子S120伺服驱动系统，其控制单元选择CU320-2PN；PLC与S120之间采用PROFINET进行数据通信。
门体移动机构由2套伺服电机+减速器+齿轮+拖链组成，电机选择西门子1FK7105-2AC71-1CN0。
开关门侧拉紧机构由4套伺服电机+减速器+螺旋升降机+T型头组成，电机选择西门子1FK7103-2AC71-1BN0。
上、下、左、右锁紧机构由16套伸缩电机+旋转电机+丝杠+T型头组成，伸缩电机选型为西门子1FK7083-2AC71-1CB0，旋转电机选型为西门子1FK7060-2AC71-1BB0。
开门控制方法步骤如下：
步骤一：门体移动机构抱闸，确保门体不能自由移动；
步骤二：依次解锁关门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构、右锁紧机构。拉紧机构的解锁：控制伺服电机驱动拉紧机构中的T型头旋转90°，使T型头与被其固定的门框成0°夹角。锁紧机构的解锁：控制伸缩电机驱动丝杠伸出20mm，接下来控制旋转电机驱动锁紧机构中的T型头旋转90°，使T型头与被其固定的门框成0°夹角；
步骤三：门体移动机构电机松闸、使能，设定移动速度为0.1m/s,设定目标位移为-5m，按照设定的移动速度、目标位移，电机驱动齿轮在拖链上滚动直到完成设定目标；
步骤四：依次锁定开门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构、右锁紧机构。拉紧机构的锁定：控制伺服电机驱动拉紧机构中的T型头旋转90°，使T型头与被其固定的门框成90°夹角。锁紧机构的锁定：控制伸缩电机驱动丝杠缩进20mm，接下来控制旋转电机驱动锁紧机构中的T型头旋转90°，使T型头与被其固定的门框成90°夹角；
步骤五：门体移动机构松闸，完成开门控制；
关门控制方法步骤如下：
步骤一：门体移动机构抱闸，确保门体不能自由移动；
步骤二：依次解锁开门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构、右锁紧机构。拉紧机构的解锁：控制伺服电机驱动拉紧机构中的T型头旋转90°，使T型头与被其固定的门框成0°夹角。锁紧机构的解锁：控制伸缩电机驱动丝杠伸出20mm，接下来控制旋转电机驱动锁紧机构中的T型头旋转90°，使T型头与被其固定的门框成0°夹角；
步骤三：门体移动机构松闸、使能，设定移动速度为0.1m/s,设定目标位移为-5m，按照设定的移动速度、目标位移，电机驱动齿轮在拖链上滚动直到完成设定目标；
步骤四：依次锁定关门侧拉紧机构、上锁紧机构、下锁紧机构、左锁紧机构、右锁紧机构。拉紧机构的锁定：控制伺服电机驱动拉紧机构中的T型头旋转90°，使T型头与被其固定的门框成90°夹角。锁紧机构的锁定：控制伸缩电机驱动丝杠缩进20mm，接下来控制旋转电机驱动锁紧机构中的T型头旋转90°，使T型头与被其固定的门框成90°夹角；
步骤五：门体移动机构松闸，完成关门控制。
开门和关门步骤的指令均由操作人员通过上位控制计算机下达至PLC控制系统，再通过PLC控制系统生成PLC控制步进指令，传输至驱动系统最终实现各个机构的动作完成开门或关门的控制。
在本实施例中，无论是开门还是关门过程实现全自动控制，且运行过程门体移动平稳、定位精确，固定可靠，在提高自动化水平的同时降低了操作危险。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种烤箱门全自动阻尼铰链