【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，限位開關(guān)動(dòng)作，產(chǎn)生輸出信號(hào)，自動(dòng)門停止動(dòng)作。等待一段時(shí)間后，自動(dòng)門自動(dòng)合上。在閉合過程中，如探測(cè)開關(guān)檢測(cè)有人要進(jìn)入或出去時(shí)，自動(dòng)門停止閉合，并立刻打開。為了保障門的 安全性，設(shè)置關(guān)門限位開關(guān)，從而保障在自動(dòng)門閉合即將結(jié)束時(shí)，不會(huì)發(fā)生兩扇門相撞的事故。（如圖 31） K1（ K2） 圖 31 2. 自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成 自動(dòng)門控制系統(tǒng)包含 PLC控制、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、感應(yīng)器件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng)控制方式。 自動(dòng)門具體組成如圖 32： 可編程自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁 圖 32 由圖 32 可知，當(dāng)感 應(yīng)器件檢測(cè)到人體或物體信號(hào)時(shí)將信號(hào)傳給 PLC， PLC 根據(jù)已經(jīng)采集的信號(hào)發(fā)出控制信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門的運(yùn)動(dòng)。 3. 自動(dòng)感應(yīng)門的工作過程 當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使自動(dòng)感應(yīng)門扇開啟；自動(dòng)感應(yīng)門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動(dòng)感應(yīng)門，通知馬達(dá)作反向 運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門。 4. 自動(dòng)門控制系統(tǒng)的控制要求 （ 1）、當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān) K1或 K2時(shí)，開關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)高速正轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到低速感應(yīng)開關(guān) K5位置時(shí)，低速開門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM3動(dòng)作，當(dāng)門移動(dòng)到限位開關(guān) K3位置時(shí)，所有電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。 （ 2）、自動(dòng)門在開門位置停留 8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)高速反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到低速關(guān)門感應(yīng)開關(guān) K6時(shí)，低速開門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM4動(dòng)作，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，所有電機(jī)停止運(yùn)行。 （ 3）、在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到 內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān) K2或 K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。 （ 4）、在門打開后的 8s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測(cè)開關(guān) K2或 K1時(shí)，必須重新開始等待 8s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。 （ 5）、開門與關(guān)門不可同時(shí)進(jìn)行。 2020 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 第四章 自動(dòng)門的硬件選取 1. 自動(dòng)感應(yīng)門的基本組成 （ 1）、主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。 （ 2） 、感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控器一個(gè)脈沖信號(hào)。 （ 3）、動(dòng)力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門扇加速與減速運(yùn)行。 （ 4）、自動(dòng)感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。 （ 5）、門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。 （ 6）、同步皮帶：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。 （ 7）、下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動(dòng)感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門 體擺動(dòng)。 2. 自動(dòng)門的機(jī)械傳動(dòng)選取 （ 1）、自動(dòng)門的傳動(dòng)主要包括安裝板、軌道、門機(jī)、皮帶、吊掛件等。 （ 2）、所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡(jiǎn)單。 （ 3）、導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形式正懸掛，解決了側(cè)擺的問題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對(duì)導(dǎo)軌及滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方便的特點(diǎn)。 （ 4）、滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有一定的減震效果。 （ 5）、皮帶：采用齒形皮帶，齒形皮帶的截面為曲線設(shè)計(jì)，增加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動(dòng)齒輪的吻合度，從而提高 了使用壽命。 3. 傳感器的選型 傳感器的組成 傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。傳感器主要由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 傳感器的分類 傳感器目前采用二種分類方法：一種是按被測(cè)參數(shù)分類，如溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、速度傳感器等。另一種是按傳感器的工作原理分類，如應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁電式傳感器等。 自動(dòng)門行業(yè)傳感器介紹及選型 目前自動(dòng)門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器、光電感應(yīng)器等。 微波感應(yīng)器：又稱微波 雷達(dá)，對(duì)物體的移動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，因而反應(yīng)速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場(chǎng)所。微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，平面型天線感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制。微波感應(yīng)器是以 、接收，其探測(cè)方式具有非接觸探測(cè)、不受溫度、濕度、噪音的影響等優(yōu)點(diǎn)。 紅外感應(yīng)器：是對(duì)物體的存在進(jìn)行反應(yīng)，不管人員是否移動(dòng)，只要處于感應(yīng)器的掃描范圍內(nèi)，可編程自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 12 頁 它都會(huì)反應(yīng)，另外，紅外感應(yīng)器的反應(yīng)速度比微波感應(yīng)器慢。 光電感應(yīng)器：是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。 感應(yīng)器根據(jù)不同的功能和性能運(yùn)用在各類不同場(chǎng)合的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是自動(dòng)門系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能直接影響自動(dòng)門系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定，如在高檔酒店、寫字樓，可以選擇高靈敏度的感應(yīng)器；在人行道邊上的銀行、商店等經(jīng)常有人路過的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。由于光電傳感器應(yīng)用廣泛，本課題傳感器的檢測(cè)距離為 1米，故而在本系統(tǒng)中選擇 MGK系列光 電傳感器。 MGK系列光電傳感器特點(diǎn) （ 1）、具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能，可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠； （ 2）、對(duì)射式、反射式、鏡面反射式光電開關(guān)都有防止相互干擾功能，安裝方便； （ 3）、響應(yīng)速度快，高速光電開關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到 ，每分鐘可進(jìn)行 30 萬次檢測(cè)操作，能檢出高速移動(dòng)的微小物體； （ 4）、采用專用集成電路和先進(jìn)的 SMT表面安裝工藝，具有很高的可靠性； （ 5）、體積?。ㄗ钚H 20 31 12mm）、重量輕，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，并具有短路保護(hù)功能。 光電傳感器使用及注意事項(xiàng) （ 1） 、避免強(qiáng) 光源：光電開關(guān)在環(huán)境照度較高時(shí)，一般都能穩(wěn)定工作。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對(duì)太陽光、白熾燈等強(qiáng)光源。在不能改變傳感器（受光器）光軸與強(qiáng)光源的角度時(shí)，可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長(zhǎng)筒。 （ 2） 、防止相互干擾：防止干擾最有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置，超過 2 組時(shí)還拉開組距。 （ 3） 、鏡面角度影響：當(dāng)被測(cè)物體有光澤或遇到光滑金屬面時(shí)，一般反射率都很高，有近似鏡面的作用。這時(shí)應(yīng)將投光器與檢測(cè)物體安裝成 10~20176。的夾角，以使其光軸不垂直于被檢測(cè)物體，從而防止誤動(dòng)作。 （ 4） 、自診斷使用功能：在安裝或使用時(shí)，有時(shí)可能會(huì)由 于臺(tái)面或背景影響以及使用振動(dòng)等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環(huán)境溫度超出范圍等問題。這些問題有可能會(huì)使光電開關(guān)偏離穩(wěn)定工作區(qū)，這時(shí)可以利用光電開關(guān)的自診斷功能而使其通過 STABLITY 綠色穩(wěn)定指示燈發(fā)出通知，以提醒使用者及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。 4. 直流電動(dòng)機(jī)的選型 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 并勵(lì)或他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)與交流異步電動(dòng)機(jī)相比雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高、維修也不方便，但是在調(diào)速性能上有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槭蠡\式電動(dòng)機(jī)在一般情況下是不能調(diào)速的，更不能無級(jí)調(diào)速。因此，對(duì)調(diào)速要求高的設(shè)備，均采用直流電 動(dòng)機(jī)。這是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)能無級(jí)調(diào)速，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式 41所示 n=（ UIaRa） /KeΦ （ 41） 可知： Ra、Φ和 U中的任意一個(gè)值，都可使轉(zhuǎn)速改變，改變電樞電路中外電阻的方法也可進(jìn)行2020 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 調(diào)速。 直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì) 直流電動(dòng)機(jī)在調(diào)速方面很簡(jiǎn)單，相對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來說又有以下的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）、由于采用高性能永磁材料，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子尺寸得以減小，可以具有較低的慣性、更快的響應(yīng)速度、更高的轉(zhuǎn)矩慣量比。 （ 2）、由于沒用轉(zhuǎn)子損耗（轉(zhuǎn)子使用永磁材料），也無需定子勵(lì)磁電流分量，所以無刷直流電機(jī)具有較高的效率和功率密度。對(duì)于同等容量輸出，交流異步電機(jī)需要更大功率的整流器和逆變器。 （ 3）、由于沒有轉(zhuǎn)子發(fā)熱，無刷直流電機(jī)也無需考慮轉(zhuǎn)子冷卻問題。 （ 4）、交流異步電機(jī)由于其非線性本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)控制極為復(fù)雜。無刷直流電機(jī)把其復(fù)雜的磁場(chǎng)定向控制簡(jiǎn)化為離散狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置控制，無需坐標(biāo)變換，調(diào)速范圍更寬，控制性能更好。 自動(dòng)門直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載 電動(dòng)機(jī)是自動(dòng)門能否良好工作的保障，根據(jù)測(cè)量，自動(dòng)門 單扇門的最大承重為 120kg，為 了保證自動(dòng)門的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故而本設(shè)計(jì)選用的是亞坦電機(jī)控制有限公司生產(chǎn)的 45BLDC 系列直流無刷電機(jī)，電機(jī)直徑φ 45，額定轉(zhuǎn)數(shù) 4000轉(zhuǎn)，額定扭矩 ，功率 70W～ 100W，額定電壓 24V。 直流電機(jī)功率密度高，噪音極小、調(diào)速性能好，即具備交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)線性機(jī)械特性好、調(diào)速范圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用于“輕、小、薄、安靜、精密、可靠”等場(chǎng)合的最佳選擇。 5. 限位開關(guān)的選擇 限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來發(fā) 出控制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置的一種自動(dòng)控制器件。 限位開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程控制。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)到某一運(yùn)動(dòng)位置時(shí)，限位開關(guān)通過機(jī)械可動(dòng)部分的動(dòng)作，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的控制，限制它們的動(dòng)作和位置，借此對(duì)生產(chǎn)機(jī)械給以必要的保護(hù)。 根據(jù)本次自動(dòng)門設(shè)計(jì)的要求，故選擇滾輪式行程開關(guān)。而滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位式和雙滾輪 (羊角