【正文】 自動(dòng)門時(shí)，身體輻射出的紅外線被熱釋電紅外傳感器接收下來(lái)并將其轉(zhuǎn)換成信號(hào)，經(jīng)檢測(cè)放大電路放大處理后輸出給電子開(kāi)關(guān)電路。一旦人進(jìn)入探 測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射被熱釋電元件接收，由于兩片熱釋電元件接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，因而產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。熱釋電元件探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的，對(duì)波長(zhǎng)為 10微米左右的紅外輻射非常敏感，在接收到人體紅外輻射時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能 產(chǎn)生信號(hào)。 人體都有恒定的體溫，一般在 37176。 探測(cè)器的選擇 目前自動(dòng)門行業(yè)的運(yùn)用的感應(yīng)開(kāi)關(guān)主要有觸摸感應(yīng)開(kāi)關(guān)，微波感應(yīng)開(kāi)關(guān)，紅外感應(yīng)器， 接近感應(yīng)開(kāi)關(guān)等，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)門控制系統(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(guò)的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。安裝靈活，可以根據(jù)實(shí)際需要，把控制裝置安裝到任何位置，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作。 綜合以上因 素，本設(shè)計(jì)變頻器采用日本三菱公司生產(chǎn)的 FR540 變頻器 作為控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制器。 在使用變頻器驅(qū)動(dòng)高速電機(jī)時(shí)，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。 變頻器的選型 根據(jù)自動(dòng)門的需要，變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn) ： 變頻器與負(fù)載的匹配問(wèn)題 ； 電壓匹配：變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。 變頻器是輸出頻率可改變的交流電力拖動(dòng)設(shè)備。變頻器的 電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個(gè)部分組成。 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。 PTO輸出占用一個(gè) PLC輸出點(diǎn)，用于控制門體的位移和速 度，由另一個(gè)輸出點(diǎn)的信號(hào)控制門體運(yùn)動(dòng)的方向。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。這里采用第 1種方法。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。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)同定的角度 (稱為“步距角” )，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。 根據(jù)本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門的要求應(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)門控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置選用步進(jìn)電機(jī)?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 31 所示： 圖 31 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 驅(qū)動(dòng)裝置的選擇 自動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)門能否良好工作的保障，本設(shè)計(jì)中是運(yùn)用變頻器來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)自動(dòng)門的目的。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?？紤]到自動(dòng)控制門在出現(xiàn)故障時(shí)的維修方便，所以增加了手動(dòng)開(kāi)門 K手動(dòng)關(guān)門 K2. 第三章 自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)運(yùn)用 PLC 控制變頻器來(lái)調(diào)節(jié)交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式。 當(dāng)有人站在門口不進(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)。 在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有 人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān) SBl 或 SB2 時(shí)，門立即停止且停止 秒后，自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。 表 21 自動(dòng)門具體參數(shù) 單扇開(kāi)啟寬度 (mm) 1250(最寬 ) 單扇門的最大承重 (kg) 1 120kg 高度 (mm) 2500mm 最快開(kāi) /關(guān)門速度 (cm/s) 60cm/s 減速開(kāi) /關(guān)門速度 (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)門的控制要求 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)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KMl、 KM2 動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)門到達(dá)開(kāi)門減速開(kāi)關(guān) SB3 位置時(shí)，電機(jī)開(kāi)始減速，門到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān) SB4 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。例如增加門的數(shù)量，加大門扇寬度，增加關(guān)門延遲時(shí)間等。 公共場(chǎng)所的自動(dòng)平移門因?yàn)槭褂妙l率非常頻繁，而任何自動(dòng)門的使用頻率和使用壽命都有限。 要嚴(yán)格限制門體重量，不能超過(guò)自動(dòng)門的額定負(fù)重。 自動(dòng)門技術(shù)參數(shù)的確定 自動(dòng)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(gè)吊掛點(diǎn)所形成的直線與導(dǎo)軌的平行度和垂直度，最大限度地減少門體的靜態(tài)側(cè)擺。分配 I/O 點(diǎn)數(shù)，分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖 。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 。確定 I/O 設(shè)備。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)前后擺動(dòng)。 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。動(dòng)力馬達(dá)可提供開(kāi)關(guān)門的主動(dòng)力。 自動(dòng)門的部件組成 主控器是自動(dòng)感應(yīng)門的指揮中心，它通過(guò)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)工作人員可通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。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)門的控制方式。 當(dāng)自動(dòng)門出現(xiàn)夾人意外狀況時(shí)， PLC 輸出信號(hào)給蜂鳴器，蜂鳴器響以提示管理人員的注意。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向自動(dòng)位置時(shí)，手動(dòng)開(kāi)門失效，由感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)有人接近門口且門未打開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門口且門未關(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)門或者關(guān)門。 第二章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 自動(dòng)門的功能需求分析 本設(shè)計(jì)是面向公共場(chǎng)所入口的應(yīng)用設(shè)計(jì)，需要有安全和可靠性，在設(shè)計(jì)的時(shí)候改良了自動(dòng)門的友好性，結(jié)構(gòu)如圖 21 所示： 圖 21 自動(dòng)門結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)入口處對(duì)自動(dòng)門的具體要求，本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門應(yīng)具有以下功能： 為了便于維護(hù)，自動(dòng)門應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。 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。還將增加一些新的功能，如和住宅安防系統(tǒng)配合使用等。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。 在建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)和門業(yè)標(biāo)委會(huì)的大力推動(dòng)下，《自動(dòng)門》標(biāo)準(zhǔn)編制工作已經(jīng)展開(kāi)，目前有許繼施普雷特機(jī)電設(shè)備有限公司、深圳固威特科技有限公司、沈陽(yáng)未來(lái)科技發(fā)展有限公司、福建漳州市麒麟電子有限公司和上海昌順電子信息技術(shù)有限公司等 5 家單位參與了此標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。 自動(dòng)門技術(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。其結(jié)果是眾多廠家一味地比拼價(jià)格，導(dǎo)致利潤(rùn)微薄。 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)。 專業(yè)化分工趨勢(shì)顯現(xiàn)早期的生產(chǎn)廠家，一般是自主研發(fā)和生產(chǎn)，頂多委托代加工部分零部件。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。在自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動(dòng)門在人們的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)門適合于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等公共場(chǎng)所。 國(guó)內(nèi)外自動(dòng)門的發(fā)展?fàn)顩r 在國(guó)外，進(jìn)入 90 年代以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)很成熟，并取得了驚人的成就 ，自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門的重要部分。由于繼電器邏輯