Bagaimana untuk mengawal berbilang saluran turnstile secara berpusat?

1. Seni bina sistem: Reka bentuk berlapis dan teragih memastikan sistem itu boleh dipercayai.
Sistem kawalan terpusat untuk pintu putar berbilang-saluran adalah berdasarkan reka bentuk "kawalan terpencar pengurusan terpusat". Ia mempunyai tiga lapisan: lapisan kawalan tempatan, lapisan komunikasi rangkaian, dan lapisan pengurusan pusat. Setiap lapisan berfungsi sendiri dan berlebihan dengan yang lain, jadi sistem boleh terus berfungsi walaupun satu bahagian gagal.
Lapisan kawalan tempatan
Unit kawalan tempatan bebas (LCU) dibina di dalam setiap saluran get berputar. Unit ini termasuk pengawal PLC, motor pemacu, pengekod, kumpulan penderia (sinaran inframerah, aruhan badan manusia, penderia anti-cubitan) dan mekanisme penguncian elektromagnet. Contohnya, dalam persekitaran penjara, pintu putar 90-darjah penuh-ketinggian perlu dapat mengawal sudut dengan sangat tepat menggunakan mekanisme antiterbalikan 15-darjah dan struktur ratchet. Menggunakan protokol TCP Modbus, PLC tempatan menghantar maklumat masa nyata tentang kedudukan turnstile, status laluan dan arus motor ke lapisan pengurusan pusat.
Lapisan untuk komunikasi rangkaian
Untuk membina rangkaian gelang berlebihan, setiap unit kawalan tempatan disambungkan kepada dua pautan gentian optik berasingan dengan kad rangkaian dua. Ini memastikan bahawa data boleh dihantar dalam masa nyata dan gangguan dapat dielakkan. Gerbang pengkomputeran tepi boleh digunakan untuk pra-memproses data dan menukar protokol secara setempat dalam gugusan get yang diedarkan (seperti apabila pintu masuk dalam bangunan yang berbeza) untuk mengurangkan tekanan pada pelayan pusat. Sebagai contoh, sistem kawalan terpusat Gezhouba Ship Lock menggunakan seni bina rangkaian tiga-lapisan (lapisan setempat, lapisan subkawalan dan lapisan tengah) untuk mengendalikan tiga kunci kapal pada masa yang sama, dengan kelewatan komunikasi kurang daripada 50ms.
Pengurusan dari pusat
Platform pengurusan pusat berjalan pada pelayan atau dalam awan dan menghubungkan skrin sentuh HMI, pelayan pangkalan data dan modul pengurusan penggera. Menggunakan protokol OPC UA dan sambungan PLC tempatan, anda boleh melihat keadaan pintu masuk, memberikan hak dalam kelompok, menyimpan log trafik dan mendapatkan makluman apabila berlaku masalah. Contohnya, di stesen kereta api dengan satu-saluran penuh-tinggi pusingan berputar, platform pusat boleh menunjukkan kedudukan setiap pintu saluran, bilangan orang yang melaluinya dan suhu peralatan dalam masa nyata. Ia juga boleh membunyikan penggera dan mengunci pintu putar apabila tingkah laku mengekor dikesan.
2. Fungsi Utama: Daripada satu kawalan kepada kerjasama pintar
Sistem kawalan berpusat berbilang-saluran berguna kerana ia mengatasi masalah yang datang dengan mengurus satu peranti. Ia membolehkan kumpulan gerbang bekerjasama dan membuat keputusan yang bijak. Fungsi utamanya ialah:

Menguruskan kebenaran dalam kelompok
Sokong pemberian hak akses secara berkelompok mengikut peranan, tempoh masa dan kumpulan saluran untuk mengelakkan daripada perlu menyediakan setiap peranti secara berasingan, yang merupakan satu pembaziran masa. Sebagai contoh, di kilang kimia, sistem mungkin secara automatik memberikan pekerja pada syif berbeza kebenaran akses saluran yang betul dan menghantar peringatan SMS kepada mereka untuk memperbaharui permit mereka sebelum kehabisan. Penyulitan AES-256 digunakan untuk melindungi data kebenaran daripada ditukar tanpa kebenaran.
Menjadualkan trafik secara dinamik
Menggunakan penderia inframerah dan penderia pada tubuh manusia, sistem menjejaki tekanan dalam masa nyata. Platform pusat kemudiannya menggunakan algoritma untuk menukar keadaan pembukaan dan penutupan pintu pagar. Sebagai contoh, semasa waktu sibuk pagi, sistem boleh membuka lebih banyak saluran secara automatik dan mempercepatkan masa yang diperlukan untuk menetapkan semula pintu masuk (daripada 3 saat kepada 1 saat), yang meningkatkan aliran trafik daripada 30 orang seminit kepada 50 orang seminit.
Sistem penggera pada pelbagai peringkat
Sistem ini mempunyai ciri-semak sendiri-terbina dalam yang boleh menemui lebih daripada 20 jenis masalah, termasuk beban motor, keabnormalan pengekod dan gangguan komunikasi. Ia juga boleh memberikan maklumat makluman melalui WeChat, e-mel dan SMS. Contohnya, jika pintu penjara dipecahkan dengan ganas, sistem itu bukan sahaja menetapkan penggera bunyi dan cahaya di kawasan itu, tetapi ia juga mengunci saluran berdekatan dan menghantar syot kilat video ke terminal keselamatan.
Pengoptimuman berdasarkan data
Platform pusat menjejaki log trafik setiap pintu masuk (termasuk masa, arah dan jenis kebenaran) dan menggunakan analisis data besar untuk membuat peta haba trafik dan laporan kesihatan peralatan. Sebagai contoh, kawasan pengurusan tentera melihat statistik trafik selama tiga bulan dan mendapati jumlah trafik Saluran 2 meningkat dengan banyak semasa rehat tengah hari. Jadi, masa tetapan semula pintu saluran telah ditukar untuk mengurangkan trafik sebanyak 40%.
3. Cara mempraktikkannya: Membina persekitaran pintar bersama perisian dan perkakasan
Sistem kawalan berpusat berbilang-memerlukan banyak kerjasama antara memilih perkakasan, algoritma perisian dan protokol komunikasi untuk berfungsi. Berikut adalah perkara teknikal yang paling penting:

Memilih perkakasan: Kedua-dua kebolehpercayaan dan keserasian yang tinggi adalah sangat penting.
Pengawal PLC: Untuk memastikan penderia tempatan dan motor pemacu berfungsi bersama tanpa sebarang masalah, pilih model yang menyokong protokol industri seperti PROFINET dan EtherCAT. Sebagai contoh, Siemens S7-1200 series PLC boleh mengendalikan empat turnstile berputar pada masa yang sama. Ia juga mempunyai ciri pelarasan PID terbina dalam yang boleh membuatkan motor mula dan berhenti dengan lebih lancar.
Motor untuk memandu: Untuk mengawal kedudukan pintu dalam gelung tertutup, motor servo dengan pengekod digunakan. Contohnya, motor dalam turnstile senyap-ketinggian penuh mesti boleh dimulakan pada beban 100% dan mempunyai ketepatan kedudukan 0.1 darjah untuk memastikan ia berfungsi dengan baik dalam suhu antara -20 darjah dan 60 darjah .
Kumpulan penderia: Penderia sinaran inframerah mesti menahan gangguan cahaya matahari (contohnya, dengan panjang gelombang 940nm), penderia badan manusia mesti mengesan pergerakan manusia dalam julat 5-meter dan penderia anti-cubitan mesti mempunyai masa tindak balas di bawah 50 milisaat.
Algoritma untuk Perisian: Daripada Peraturan kepada Data
Kawalan logik trafik: Gunakan teknik mesin keadaan terhingga (FSM) untuk membina peraturan peralihan keadaan get dan terangkan lima keperluan untuk peralihan keadaan "pengecualian tetapan semula pas kebenaran siap sedia". Sebagai contoh, jika sistem melihat tingkah laku ketinggalan, ia memaksa pintu untuk melompat dari keadaan "lulus" kepada keadaan "tidak normal" dan menguncinya.
Model untuk meramalkan trafik: Kami menggunakan rangkaian saraf LSTM untuk melihat data trafik yang lalu, meneka betapa sibuknya setiap saluran dalam masa 15 minit seterusnya dan membolehkan penjadualan dinamik. Pengukuran-hidup sebenar loji kimia menunjukkan bahawa model itu boleh menjangka dengan ketepatan 92% dan mengubah strategi untuk membuka dan menutup pintu 10 minit lebih awal daripada masa.
Mengurus kesihatan peralatan anda: Buat Indeks Kesihatan Peralatan (EHI) menggunakan perkara seperti arus motor dan kekerapan getaran. Apabila EHI jatuh di bawah paras tertentu, mulakan penyelenggaraan pencegahan. Sebagai contoh, ciri ini membantu armada pintu putar penjara tertentu mengurangkan bilangan kali peralatan mereka rosak daripada tiga kali sebulan kepada separuh masa.
Protokol untuk komunikasi: Mencari keseimbangan yang betul antara kependaman rendah dan lebar jalur tinggi
Komunikasi di kawasan: Protokol Modbus TCP digunakan untuk menghantar dan menerima data antara PLC, sensor dan motor pemacu. Jalur lebar 100Mbpsnya cukup pantas untuk-pemindahan data masa sebenar daripada banyak penderia.
Komunikasi antara platform pusat dan PLC tempatan dilakukan melalui protokol UA OPC, yang berfungsi pada beberapa platform. Kaedah penghantaran selamatnya boleh mengelakkan data daripada bocor. Jika anda mempunyai banyak kluster get laluan (lebih daripada 100 unit), anda boleh menggunakan protokol MQTT untuk membuat sistem komunikasi ringan yang tidak memberi terlalu banyak tekanan pada rangkaian.
4. Kes Aplikasi: Pengujian dari Teori ke Amalan
Sebagai contoh, kemudahan kimia yang besar mempunyai lapan pintu masuk dan keluar, setiap satu dengan pintu putarnya sendiri. Ini menyebabkan masalah termasuk pentadbiran permit berselerak dan kecekapan trafik yang rendah. Menggunakan sistem kawalan berpusat berbilang-saluran, penambahbaikan berikut boleh dibuat:

Kecekapan yang lebih baik: Kelajuan trafik telah meningkat daripada 25 orang seminit kepada 45 orang seminit, dan masa menunggu dalam barisan pada waktu sibuk pagi telah menurun sebanyak 60%.
Penjimatan kos pengurusan: Bilangan pengawal keselamatan telah menurun daripada 12 kepada 4, dan kekerapan penyelenggaraan peralatan telah menurun sebanyak 50%.
Keselamatan yang dipertingkatkan: Ketepatan pengesanan tailgating kini 99.8% dan tiada lagi pencerobohan yang menyalahi undang-undang.