【正文】 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動門系統(tǒng)已開始應(yīng)用于大型公司、科研所、政府機關(guān)等保密性較強的單位。本設(shè)計介紹應(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)，實現(xiàn)自動門控制的過程。當(dāng)人通過門之后，再將門關(guān)閉。目前自動門及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（以下簡稱PLC）,PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。他們需要的是一個廉價的又是一個實用的產(chǎn)品。概述 研究背景和研究意義21世紀(jì)的今天，門更加突出了安全理念，強調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時還突出了建筑藝術(shù)的理念，強調(diào)門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。自動門從理論上理解應(yīng)該是門的使用觀念的延伸，是人們根據(jù)需要對門的功能的提升和完善。由于中國沒有相關(guān)的自動門國家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致自動門檔次、質(zhì)量良莠不齊。在購買自動門時最好在授權(quán)的指定經(jīng)銷商處或認定銷售店的商店購買（有懸掛的授權(quán)書），而且在購買時要清楚所購買設(shè)備的基本配置，防止買家克扣部件。同時也幾乎成為了銀行，寫字樓，酒店等辦公娛樂場所裝修必不可少的一項配置。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)因存在許多缺陷而逐步被智能控制器控制的自動門所淘汰。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，自動門在人們的生活中的運用越來越廣泛，自動門適合于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等公共場所。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)大大小小生產(chǎn)自動門的廠家已有50多家，但普遍生產(chǎn)規(guī)模小，自主研發(fā)能力差。 (3) 高、低檔次的市場分明進口產(chǎn)品借助質(zhì)量和品牌優(yōu)勢，占據(jù)了高端市場，目前國內(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。 自動門技術(shù)發(fā)展方向由于目前沒有相關(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)進行生產(chǎn)，對各項技術(shù)指標(biāo)的要求和測量方法都不盡相同，如提升力等參數(shù)，差別較大，在市場上造成了較大的混亂，給用戶選擇帶來不便，也不利于行業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過編制組兩個多月的工作，現(xiàn)該標(biāo)準(zhǔn)的初稿已經(jīng)形成，擬于近期召開編制組第二次工作會議，對初稿進行討論和修改。 (3) 多樣化：將會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)換開關(guān)撥向自動位置時，手動開門失效，由感應(yīng)探測器檢測有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門口且門未關(guān)閉，PLC動作輸出信號給變頻器來控制電機的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)開門或者關(guān)門。采用自動和手動點動控制方式，此種控制模式為目前大多數(shù)自動門的控制方式。(3) 動力馬達可提供開關(guān)門的主動力。(7) 下部導(dǎo)向系統(tǒng)是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后擺動。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。 自動門技術(shù)參數(shù)的確定自動平移門安裝和調(diào)試的關(guān)鍵是提高精度，即導(dǎo)軌的平直度和水平度，門體地兩個吊掛點所形成的直線與導(dǎo)軌的平行度和垂直度，最大限度地減少門體的靜態(tài)側(cè)擺。公共場所的自動平移門因為使用頻率非常頻繁，而任何自動門的使用頻率和使用壽命都有限。表21 自動門具體參數(shù)單扇開啟寬度(mm)1250(最寬)單扇門的最大承重(kg)1120kg高度(mm)2500mm最快開/關(guān)門速度(cm/s)60cm/s減速開/關(guān)門速度(cm/s)20cm/s開啟保持時間(s)15s(程序中可調(diào))可編程控制器電源220V AC，5060Hz驅(qū)動器電源380V AC，50Hz驅(qū)動器輸出額定功率120W 自動門的控制要求(1) 當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過感應(yīng)探測器檢測開關(guān)SBl或SB2時，開門執(zhí)行機構(gòu)KMl、KM2動作，電動機正轉(zhuǎn)，當(dāng)門到達開門減速開關(guān)SB3位置時，電機開始減速，門到達開門限位開關(guān)SB4位置時，電機停止運行。(5) 當(dāng)有人站在門口不進入時，感應(yīng)探測器檢測開關(guān)SBl或SB2就會一直檢測到信號，定時器處于循環(huán)定時狀態(tài)。交流電機驅(qū)動系統(tǒng)與直流電機驅(qū)動系統(tǒng)相比具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、易于冷卻和壽命長等優(yōu)點，并且系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，而且能實現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩、高速橫功率運轉(zhuǎn)等特性。根據(jù)本設(shè)計所設(shè)計的自動門的要求應(yīng)選用絕緣電阻、絕緣介電強度、接地裝置、過電壓保護等符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，具有噪聲低、過載能力強的特點，在結(jié)合了安全、穩(wěn)定的考慮，本設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的驅(qū)動裝置選用步進電機。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為100％)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。在加速和減速時輸出脈沖的頻率(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設(shè)備。(2) 電流匹配：變頻器的額定電流與電機的額定電流相符，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。因此用于高速電機的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機的選型。(3) 頻率設(shè)置簡單，并且具有三速設(shè)定功能，可以滿足本設(shè)計自動門系統(tǒng)的控制要求，且操作方便，只需輕輕轉(zhuǎn)動外接電位器的旋鈕，就可以進行頻率設(shè)置。發(fā)出波長為10微米左右的紅外線。人體感應(yīng)探測電路由被動紅外探頭、放大電路及電子開關(guān)電路組成，安裝在自動門兩側(cè)。 自動門運行位置檢測本系統(tǒng)的關(guān)鍵是控制門的運行，為了達到更好的控制效果，PLC必須時刻知道門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，并把傳感器信號傳給PLC。2個行程開關(guān)，占用PLC3個輸入點。主動式紅外線防夾感應(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，英語稱Programmable Controller，簡稱PLC，本設(shè)計中用PLC作為它的簡稱。PLC基于電子計算機，但并不等于普通計算機。PLC可以通過它的外設(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，是別的電控器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。2. 存儲容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。因此本設(shè)計的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲2000梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。(2) 編程功能離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。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數(shù)選型。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。綜合以上因素，本設(shè)計采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX232MR小型PLC來實現(xiàn)整個自動系統(tǒng)的控制。梯形圖和功能塊圖為圖形語言，指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語言，功能表圖是一種結(jié)構(gòu)塊控制流程圖。梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè)計語言，它來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，很容易被工廠電器人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。一個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)門按鈕按下時，自動門關(guān)門到極限，然后停止運行；若按下自動選擇開關(guān)，則自動門進行自動程序，當(dāng)門口有人時，感應(yīng)探測器感應(yīng)到人的存在，門高速開門到達開門減速開關(guān)，門減速運行到達開門極限開關(guān)，門停止運行，自動門停留8秒后自動進入關(guān)門程序，到達關(guān)門減速開關(guān)，門減速運行到達關(guān)門極限開關(guān)，門停止運行，當(dāng)感應(yīng)探測感應(yīng)到有人時，進入下一循環(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)還沒有達到真正的智能化，還需要增加很多新的功能和先進的科學(xué)技術(shù)，才能達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摯的敬意，感謝他對我的指導(dǎo)和教誨！感謝在我寫作論文期間幫助我的同學(xué)，謝謝你們的幫助，幫我克