自动门控制系统

共享知识分享快乐 2. 2. 自动门控制系统总体方案设计自动门控制系统总体方案设计 2.12.1 自动门的功能需求分析自动门的功能需求分析 本设计面向商场入口的应用， 需要有安全和可靠性， 在设计的时候改进了自动门的友好 性，结构如图 2.1 所示： 图 2.1自动门结构图 根据商场中对自动门的具体要求，本课题所设计的自动门应具有以下功能： 1．开门和关门控制应具有手动和自动方式 为了便于维护， 自动门应具有手动和自动方式。 手动和自动开门方式由手自动转换开关 来控制。当转换开关拨向手动位置时， 门可以手动调节开或者关。 当转换开关拨向自动位置 时， 手动开门失效， 由感应器检测到有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门且门 未关闭，PLC 动作输出信号给变频器来控制电机的正转或者反转来实现开门或者关门。 2．蜂鸣器的提示功能 当自动门开启和关闭时，PLC 输出信号给蜂鸣器，蜂鸣器响以提醒来往行人注意。 3．防夹人功能 为了杜绝自动门的夹人事件， 在门两侧安装防夹人红外感应器， 以防止停留在门附近的 人被门所夹住。 自动门控制系统包含PLC 控制和动作执行元件构成。采用自动和手动点动控制方式， 此种控制模式为目前大多自动门的控制方式。本课题所设计的自动门控制系统采用PLC 为 控制中心来控制传动机构从而控制门的开和关实现门的自动化控制。 卑微如蝼蚁、坚强似大象 共享知识分享快乐 2.22.2 系统设计的基本步骤系统设计的基本步骤 在自动门系统设计与调试过程中最主要的是先列出设计的主要步骤流程图， 如图 2.2 所 示。 在自动门控制系统的设计过程中主要要考虑以下几点： 1.深入了解和分析自动门的工艺条件和控制要求。 2.确定 I/O 设备。根据自动门控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设 备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、 接触器、指示灯等。 3.根据 I/O 点数选择合适的PLC 类型。 4.分配 I/O 点，分配 PLC 的输入输出点， 编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接 线图。 5.设计自动门系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整 个自动门系统设计的核心工作。 6.将程序输入 PLC 进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。 7.自动门系统的整体调试，在PLC 软硬件设计和现场施工完成后，就可以进行整个系 统的联机调试，调试种发现的问题要逐一排除，直至调试成功。 卑微如蝼蚁、坚强似大象 共享知识分享快乐 2.32.3 自动门技术参数的确定自动门技术参数的确定 自动平移门安装和调试的关键是提高精度， 即导轨的平直度和水平度， 门体的两个吊挂 点所形成的直线与导轨的平行度和垂直度， 最大限度地减少门体的静态侧摆。 在自动门投入 使用后，尤其是初期，应经常调节门体，修正运行产生的误差。 要严格限制门体重量， 不能超过自动门的额定负重。 通常在三个月最多一年内要对自动 门进行全面的清理和调整。 公共场所的自动平移门因为使用频率非常频繁， 而任何自动门的使用频率和使用寿命都 有限。例如机场、大型超市和医院外门的人员流量每天可达成千上万人次， 或者在特定时间 段里集中通过大量人员， 在这种情况下，要使用自动门就必须进行综合考虑。 例如增加门的 数量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。具体参数如表2.1 所示。 表 2.1自动门具体参数 单扇开启宽度（mm） 单扇门的最大承重（kg） 高度（mm） 最快开/关门速度（cm/s） 常速开/关门速度（cm/s） 减速开/关门速度（cm/s） 开启保持时间（s） 可编程控制器（PLC）电源 驱动器电源 驱动器输出额定功率 1250mm（最宽） 1x120kg 2500mm 60cm/s 32.5cm/s 20cm/s 15s（程序中可调） 220V AC,50-60Hz 380V AC,50Hz 120W 2.42.4 自动门的机械传动机构设计自动门的机械传动机构设计 在本课题设计的自动门针对人流较多的商场， 应对周围环境进行综合考虑， 所以在本课 题的自动门机械传动设计中考虑了以下几个方面： 1．自动门的传动主要包括安装板，轨道，门机，皮带，吊挂件等。 2．所有的组件都为插入式元件，使得安装很简便。 3．电机：驱动电机采用380V 三相交流电机，功率大，可调性强。 4．导轨：水平双导轨结构，形成正悬挂，解决了侧摆的问题，从而确保了门扇的稳定 性。并配以双侧密封毛刷，形成密封式导轨，避免积尘对导轨及滑轮的磨损，实现了维护方 卑微如蝼蚁、坚强似大象 共享知识分享快乐 面的特点。 5．滑轮：采用特殊的尼龙滑轮，强度高，耐磨性好，同时还有一定的减震效果。 6．皮带：采用齿形皮带, 齿形皮带的齿形截面为曲线设计，增加了齿形的高度，提高 了皮带与传动齿轮的吻合度， 从而提高了机械效率。皮带底部采用尼龙加强， 减少了齿距变 形，提高了使用寿命。 7．传动结构如图 2.3 所示。其中马达皮带轮直径为5cm,皮带滑轮内径为 13.5cm,外径为 28.5cm。 图 2.3机械传动 卑微如蝼蚁、坚强似大象 共享知识分享快乐 3. 3. 自动门硬件系统的设计自动门硬件系统的设计 3.13.1 控制系统结构设计控制系统结构设计 本设计运用 PLC 控制变频器来调节交流电机运转来实现自动门运转的控制方式。采用 变频器电路，结构简单，控制方便、可靠性高，交流电机具有效率高、维护成本低的特点。 交流电机驱动系统与直流电机驱动系统相比，具有效率高、结构简单、维护方便、易于冷却 和寿命长等优点,并且系统调速范围宽，而且能实现低速恒转矩、高速恒功率运转等特性。 随着变频技术的发展， 交流电机控制的成本得以降低， 为交流驱动系统在自动门中的大量运 用提供了条件。 控制系统结构图如图 3.1 所示： 图 3.1控制系统结构图 安全感应器 蜂鸣器 手动控制开关 开/关门指示灯 门内外感应器采 集信号 变频器 P L C交流电机 3.23.2 可编程控制器可编程控制器(PLC)(PLC)的选型的选型 3.2.13.2.1PLCPLC 概述概述 可编程控制器，英文称 Programmable Controller，简称PLC，本课题中用PLC 作为它的 简称。PLC 是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它 通过运行存储在其内存中的程序， 把经输入电路的物理过程得到的输入信息， 变换为所要求 的输出信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。 PLC 基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普通计算机进行入出信息变换时， 大多只考虑信息本身，信息入出的物理过程一般不考虑的。而PLC 则要考虑信息入出的可 靠性、实时性，以及信息的实际使用。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，便于 卑微如蝼蚁、坚强似大象 共享知识分享快乐 维修及抗干扰等问题,入出信息变换及可靠的物理实现，可以说是PLC 实现控制的两个基本 要点。PLC 可以通过它的外设或通信接口与外界交换信息。其功能要比继电控制装置多的 多、强的多。 PLC 有丰富的指令系统，有各种各样的I/O 接口、通信