【正文】 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)已開(kāi)始應(yīng)用于大型公司、科研所、政府機(jī)關(guān)等保密性較強(qiáng)的單位。本設(shè)計(jì)介紹應(yīng)用可編程控制器取代傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)控制的過(guò)程。當(dāng)人通過(guò)門(mén)之后，再將門(mén)關(guān)閉。目前自動(dòng)門(mén)及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（以下簡(jiǎn)稱PLC）,PLC是一種專門(mén)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。他們需要的是一個(gè)廉價(jià)的又是一個(gè)實(shí)用的產(chǎn)品。概述 研究背景和研究意義21世紀(jì)的今天，門(mén)更加突出了安全理念，強(qiáng)調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時(shí)還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門(mén)與建筑以及周?chē)h(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。自動(dòng)門(mén)從理論上理解應(yīng)該是門(mén)的使用觀念的延伸，是人們根據(jù)需要對(duì)門(mén)的功能的提升和完善。由于中國(guó)沒(méi)有相關(guān)的自動(dòng)門(mén)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致自動(dòng)門(mén)檔次、質(zhì)量良莠不齊。在購(gòu)買(mǎi)自動(dòng)門(mén)時(shí)最好在授權(quán)的指定經(jīng)銷(xiāo)商處或認(rèn)定銷(xiāo)售店的商店購(gòu)買(mǎi)（有懸掛的授權(quán)書(shū)），而且在購(gòu)買(mǎi)時(shí)要清楚所購(gòu)買(mǎi)設(shè)備的基本配置，防止買(mǎi)家克扣部件。同時(shí)也幾乎成為了銀行，寫(xiě)字樓，酒店等辦公娛樂(lè)場(chǎng)所裝修必不可少的一項(xiàng)配置。由于繼電器邏輯控制的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)因存在許多缺陷而逐步被智能控制器控制的自動(dòng)門(mén)所淘汰。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動(dòng)門(mén)在人們的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)門(mén)適合于賓館、酒店、銀行、寫(xiě)字樓、醫(yī)院、商店等公共場(chǎng)所。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)大大小小生產(chǎn)自動(dòng)門(mén)的廠家已有50多家，但普遍生產(chǎn)規(guī)模小，自主研發(fā)能力差。 (3) 高、低檔次的市場(chǎng)分明進(jìn)口產(chǎn)品借助質(zhì)量和品牌優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了高端市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)廠家的產(chǎn)品基本上也都具備了比較完善的功能，但生產(chǎn)工藝略嫌粗糙，質(zhì)量水平參差不齊，整體檔次較低，主要集中在低端市場(chǎng)。 自動(dòng)門(mén)技術(shù)發(fā)展方向由于目前沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各廠家的產(chǎn)品都按照自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求和測(cè)量方法都不盡相同，如提升力等參數(shù)，差別較大，在市場(chǎng)上造成了較大的混亂，給用戶選擇帶來(lái)不便，也不利于行業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過(guò)編制組兩個(gè)多月的工作，現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)的初稿已經(jīng)形成，擬于近期召開(kāi)編制組第二次工作會(huì)議，對(duì)初稿進(jìn)行討論和修改。 (3) 多樣化：將會(huì)有各種各樣不同外觀和功能的產(chǎn)品，滿足用戶的不同需要。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向自動(dòng)位置時(shí)，手動(dòng)開(kāi)門(mén)失效，由感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)有人接近門(mén)口且門(mén)未打開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門(mén)口且門(mén)未關(guān)閉，PLC動(dòng)作輸出信號(hào)給變頻器來(lái)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)。采用自動(dòng)和手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制方式，此種控制模式為目前大多數(shù)自動(dòng)門(mén)的控制方式。(3) 動(dòng)力馬達(dá)可提供開(kāi)關(guān)門(mén)的主動(dòng)力。(7) 下部導(dǎo)向系統(tǒng)是自動(dòng)感應(yīng)門(mén)門(mén)扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門(mén)扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后擺動(dòng)。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。 自動(dòng)門(mén)技術(shù)參數(shù)的確定自動(dòng)平移門(mén)安裝和調(diào)試的關(guān)鍵是提高精度，即導(dǎo)軌的平直度和水平度，門(mén)體地兩個(gè)吊掛點(diǎn)所形成的直線與導(dǎo)軌的平行度和垂直度，最大限度地減少門(mén)體的靜態(tài)側(cè)擺。公共場(chǎng)所的自動(dòng)平移門(mén)因?yàn)槭褂妙l率非常頻繁，而任何自動(dòng)門(mén)的使用頻率和使用壽命都有限。表21 自動(dòng)門(mén)具體參數(shù)單扇開(kāi)啟寬度(mm)1250(最寬)單扇門(mén)的最大承重(kg)1120kg高度(mm)2500mm最快開(kāi)/關(guān)門(mén)速度(cm/s)60cm/s減速開(kāi)/關(guān)門(mén)速度(cm/s)20cm/s開(kāi)啟保持時(shí)間(s)15s(程序中可調(diào))可編程控制器電源220V AC，5060Hz驅(qū)動(dòng)器電源380V AC，50Hz驅(qū)動(dòng)器輸出額定功率120W 自動(dòng)門(mén)的控制要求(1) 當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KMl、KM2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)到達(dá)開(kāi)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB3位置時(shí)，電機(jī)開(kāi)始減速，門(mén)到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SB4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。(5) 當(dāng)有人站在門(mén)口不進(jìn)入時(shí)，感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2就會(huì)一直檢測(cè)到信號(hào)，定時(shí)器處于循環(huán)定時(shí)狀態(tài)。交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比具有效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、易于冷卻和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，并且系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，而且能實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩、高速橫功率運(yùn)轉(zhuǎn)等特性。根據(jù)本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)的要求應(yīng)選用絕緣電阻、絕緣介電強(qiáng)度、接地裝置、過(guò)電壓保護(hù)等符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，具有噪聲低、過(guò)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在結(jié)合了安全、穩(wěn)定的考慮，本設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置選用步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒(méi)有積累誤差(精度為100％)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。在加速和減速時(shí)輸出脈沖的頻率(或周期)線性變化，而在恒定頻率段部分保持不變。 變頻器的選擇 變頻器原理變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器是輸出頻率可改變的交流電力拖動(dòng)設(shè)備。(2) 電流匹配：變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符，以最大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。(3) 頻率設(shè)置簡(jiǎn)單，并且具有三速設(shè)定功能，可以滿足本設(shè)計(jì)自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)的控制要求，且操作方便，只需輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)外接電位器的旋鈕，就可以進(jìn)行頻率設(shè)置。發(fā)出波長(zhǎng)為10微米左右的紅外線。人體感應(yīng)探測(cè)電路由被動(dòng)紅外探頭、放大電路及電子開(kāi)關(guān)電路組成，安裝在自動(dòng)門(mén)兩側(cè)。 自動(dòng)門(mén)運(yùn)行位置檢測(cè)本系統(tǒng)的關(guān)鍵是控制門(mén)的運(yùn)行，為了達(dá)到更好的控制效果，PLC必須時(shí)刻知道門(mén)所處的位置從而做出相應(yīng)的處理，所以在關(guān)鍵的位置上安裝位置傳感器，并把傳感器信號(hào)傳給PLC。2個(gè)行程開(kāi)關(guān)，占用PLC3個(gè)輸入點(diǎn)。主動(dòng)式紅外線防夾感應(yīng)器由發(fā)射特定頻率的紅外線發(fā)射器與接收器組成，其紅外線頻率與自然界及人體的紅外線不同。 可編程控制器(PLC)的選型 PLC概述可編程控制器，英語(yǔ)稱Programmable Controller，簡(jiǎn)稱PLC，本設(shè)計(jì)中用PLC作為它的簡(jiǎn)稱。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等于普通計(jì)算機(jī)。PLC可以通過(guò)它的外設(shè)或者通信接口與外界交換信息。像PLC這樣，集豐富功能于一身，是別的電控器所沒(méi)有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無(wú)法比擬的。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。2. 存儲(chǔ)容量的估算存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。因此本設(shè)計(jì)的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)2000梯形圖，這樣才能在以后的改造過(guò)程中有足夠的空間。(2) 編程功能離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。綜合以上因素，本設(shè)計(jì)采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX232MR小型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的控制。梯形圖和功能塊圖為圖形語(yǔ)言，指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語(yǔ)言，功能表圖是一種結(jié)構(gòu)塊控制流程圖。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它來(lái)源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。梯形圖與電氣控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電器人員掌握，特別適用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。一個(gè)掃描周期主要分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。當(dāng)關(guān)門(mén)按鈕按下時(shí)，自動(dòng)門(mén)關(guān)門(mén)到極限，然后停止運(yùn)行；若按下自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，則自動(dòng)門(mén)進(jìn)行自動(dòng)程序，當(dāng)門(mén)口有人時(shí)，感應(yīng)探測(cè)器感應(yīng)到人的存在，門(mén)高速開(kāi)門(mén)到達(dá)開(kāi)門(mén)減速開(kāi)關(guān)，門(mén)減速運(yùn)行到達(dá)開(kāi)門(mén)極限開(kāi)關(guān)，門(mén)停止運(yùn)行，自動(dòng)門(mén)停留8秒后自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)程序，到達(dá)關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)，門(mén)減速運(yùn)行到達(dá)關(guān)門(mén)極限開(kāi)關(guān)，門(mén)停止運(yùn)行，當(dāng)感應(yīng)探測(cè)感應(yīng)到有人時(shí)，進(jìn)入下一循環(huán)。采用了雙元件型紅外線光電感應(yīng)器防止夾人(或物)的情況出現(xiàn)。現(xiàn)在的系統(tǒng)還沒(méi)有達(dá)到真正的智能化，還需要增加很多新的功能和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，才能達(dá)到真正意義上的智能化控制。謝 辭在本論文完成之際，謹(jǐn)向指導(dǎo)教師表示最衷心的感謝和最誠(chéng)摯的敬意，感謝他對(duì)我的指導(dǎo)和教誨！感謝在我寫(xiě)作論文期間幫助我的同學(xué)，謝謝你們的幫助，幫我克