【正文】 具備了及其完善的控制技術(shù)，形成了具有龐大規(guī)模的自動門家族。如JG/T 1772005是由中華人民共和國建設(shè)部于20051201制定的中國自動門標(biāo)準(zhǔn)編號，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容主要有：規(guī)定了建筑用各種自動門的分類、規(guī)格、代號、材料、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存。其他自動門可參照執(zhí)行。門和人類文明是孿生的，它伴隨著人類文明的發(fā)展而躍動?！　∪祟悓ξ拿鞯目释菬o窮盡的?！　⊥?，門的屏障作用是被動隔離，而通道作用僅僅是保證通行?！　￠T的高級形式自動門起源在歐美，從1802年8月，德標(biāo)公司成功設(shè)計并開發(fā)出世界第一臺感應(yīng)自動門，門大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)始于150年前，在不斷發(fā)展和完善的過程中，涌現(xiàn)出大批獨(dú)具規(guī)模的專業(yè)制造商。　　中國早在十多年前就開始引用歐洲自動門，并把它應(yīng)用在酒店、機(jī)場、購物 中心、銀行、寫字樓等大中型公共場所，為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿彩。手動和自動開門方式由手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。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)器檢測到有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門且門未關(guān)閉，PLC動作輸出信號給變頻器來控制電機(jī)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(diǎn)動控制方式，此種控制模式為目前大多自動門的控制方式。 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟在自動門系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試過程中最主要的是先列出設(shè)計的主要步驟流程圖，如圖22所示。2）確定I/O設(shè)備。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。4）分配I/O點(diǎn)，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。6）將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。圖22 設(shè)計調(diào)試步驟圖 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，門體的兩個吊掛點(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。要嚴(yán)格限制門體重量，不能超過自動門的額定負(fù)重。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。例如增加門的數(shù)量，加大門扇寬度，增加關(guān)門延遲時間等。表21 自動門具體參數(shù)單扇開啟寬度（mm）1250mm（最寬）單扇門的最大承重（kg）1x120kg高度（mm）2500mm最快開/關(guān)門速度（cm/s）60cm/s常速開/關(guān)門速度（cm/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（PLC）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在本畢業(yè)設(shè)計的自動門針對人流較多的商場，應(yīng)對周圍環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動門機(jī)械傳動設(shè)計中考慮了以下幾個方面：1）自動門的傳動主要包括安裝板，軌道，門機(jī)，皮帶，吊掛件等。3）電機(jī)：驅(qū)動電機(jī)采用380V三相交流電機(jī)，功率大，可調(diào)性強(qiáng)。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對導(dǎo)軌及滑輪的磨損，實現(xiàn)了維護(hù)方面的特點(diǎn)。6）皮帶：采用齒形皮帶, 齒形皮帶的齒形截面為曲線設(shè)計，增加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動齒輪的吻合度，從而提高了機(jī)械效率。7）傳動結(jié)構(gòu)如圖23所示。圖23 機(jī)械傳動3 自動門控制系統(tǒng)硬件介紹 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計本設(shè)計運(yùn)用PLC控制變頻器來調(diào)節(jié)交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來實現(xiàn)自動門運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式。 交流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)相比，具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、易于冷卻和壽命長等優(yōu)點(diǎn),并且系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，而且能實現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)等特性?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖31所示：變頻器門內(nèi)外感應(yīng)器采集信號P L C交流電機(jī)手動控制開關(guān)開/關(guān)門指示燈蜂鳴器安全感應(yīng)器圖31 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 可編程控制器(PLC)的選型 PLC概述可編程控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PLC，本課題中用PLC作為它的簡稱。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機(jī)。PLC基于電子計算機(jī)，但并不等同于普通計算機(jī)。而PLC則要考慮信息入出的可靠性、實時性，以及信息的實際使用。PLC可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能：邏輯處理功能；數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；準(zhǔn)確定時功能；高速計數(shù)功能；中斷處理（可以實現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能；程序與數(shù)據(jù)存儲功能；聯(lián)網(wǎng)通信功能；自檢測、自診斷功能。像PLC這樣。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。其實PLC本身就是一個單片機(jī)系統(tǒng)，他是已經(jīng)開發(fā)好的單片機(jī)產(chǎn)品。單片機(jī)控制系統(tǒng)適合于家電產(chǎn)品、智能化的儀器儀表、玩具和批量生產(chǎn)的控制器產(chǎn)品等場合使用；而PLC控制系統(tǒng)適合在單片機(jī)電氣控制系統(tǒng)、工業(yè)控制領(lǐng)域的制造業(yè)自動化和過程中使用。進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時，因為有好的工程工具幫助，所以非常容易。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。1）輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。2）存儲器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。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲2000條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。（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(jìn)行控制。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。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。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。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。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。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。（2）經(jīng)濟(jì)性的考慮選擇PLC時，應(yīng)考慮性能價格比。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對價格有直接影響。在估算和選用時應(yīng)充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。綜合以上因素，本課題的設(shè)計采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N32M小型PLC來實現(xiàn)整個自動系統(tǒng)的控制，如圖32所示。三菱FX2N32M具有突出的寄存器容量：三菱FX2N32M包括8K步內(nèi)置RAM寄存器，用一個寄存器盒可擴(kuò)充到16K步RAM或EEPROM。 驅(qū)動裝置的選型自動門的驅(qū)動器是自動門能否良好工作的保障，在本設(shè)計中是運(yùn)用變頻器的三段速度調(diào)節(jié)來自動調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，以達(dá)到驅(qū)動自動門的目的。根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門的要求應(yīng)選用絕緣電阻、絕緣介電強(qiáng)度、接地裝置、過電壓保護(hù)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(qiáng)的特點(diǎn)的并且轉(zhuǎn)速不高于500r/min的電機(jī)，在結(jié)合了安全、穩(wěn)定的考慮本課題所設(shè)計的自動控制系統(tǒng)的驅(qū)動裝置選用天津安全電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號為YSM100/11W、S的3相380V交流電機(jī)，電機(jī)如圖33所示。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。變頻器調(diào)速的主要工作原理是將供給電機(jī)定子的三相交流工頻電經(jīng)大功率整流元件整流，變成直流，再將直流電用正弦波脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)逆變?yōu)轭l率可調(diào)、幅度也隨之改變的三相交流電，以此為電源再供給電機(jī)使用。本次所用的電機(jī)的額定電壓為380V，故在選擇變頻器時要符合電機(jī)的額定電壓?！?，本設(shè)計中采用Y形接法，所用的變頻器的最大電流應(yīng)大于電機(jī)的Y形接法的最大起動電流。，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。綜合以上因素，本課題變頻器采用日本三菱公司生產(chǎn)的FR－500系列中的FR540變頻器（如圖34所示）作為控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制器。(2) 安裝靈活，可以根據(jù)實際需要，把控制裝置安裝到任何位置，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作。 變頻器的參數(shù)設(shè)定本課題所設(shè)計的自動門系統(tǒng)具有如下速度要求：自動門要求快速啟動→（限位）常速運(yùn)行→（限位）慢速運(yùn)行→停止, 構(gòu)成了如圖35的開門和關(guān)門曲線。根據(jù)公式和電機(jī)參數(shù)p=6，額定轉(zhuǎn)速為400 r/min，算出電機(jī)的轉(zhuǎn)差率S=，馬達(dá)皮帶輪與門上的皮帶輪外徑、：1：,：1。，時間為2s,速度為1950cm/min。根據(jù)以上速度要求設(shè)置變頻器，變頻器的頻率具體設(shè)定方式見表31，根據(jù)以下設(shè)定方式按課題要求設(shè)定好變頻器三速控制的頻率。目前自動門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。整機(jī)關(guān)鍵元器件均為進(jìn)口器件，方案設(shè)計選擇器件均確保了產(chǎn)品可靠性。其探測方式具體如下優(yōu)點(diǎn)： （1）非接觸探測。 紅外感應(yīng)器，是對物體的存在進(jìn)行反應(yīng)，不管人員是否移動，只要處于感應(yīng)器的掃描范圍內(nèi)，它都會反應(yīng)，另外，紅外感應(yīng)器的反應(yīng)速度比微波感應(yīng)器慢。 結(jié)合本課題的實際需要在設(shè)計自動門的人員檢測上運(yùn)用上海順安達(dá)門業(yè)裝飾有限公司的微波自動門感應(yīng)器WB3004，其規(guī)格如下：