自動控制門系統(tǒng)設(shè)計

自動控制門系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)師：李子顏答辯人：馬冬專業(yè)：電氣自動化自動控制門系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)師：李子顏答辯人：馬冬專業(yè):電氣自動化2021/5/91

課題的意義和目的

經(jīng)濟飛速發(fā)展的中國，高樓聳立的大都市，自動門已經(jīng)是隨處可見，在各大廈、賓館、酒店、銀行、商場、醫(yī)院、寫字樓等場所，自動門更是得到大范圍的普及使用。自動門不但能給我們帶來人員進出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風、防塵、降低噪音等好處，更令我們的建筑增添了不少高貴典雅的氣息。自動門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動平移門、自動平開門、自動旋轉(zhuǎn)門、自動圓弧門、自動折疊門等，其中自動平移門使用得最廣泛，我們通常所說的自動門、感應(yīng)門就是指自動平移門。自動平移門最常見的結(jié)構(gòu)形式是自動門機械驅(qū)動裝置和門內(nèi)外兩側(cè)紅外線，當人走近自動門時，紅外線感應(yīng)到人的存在，給控制器一個信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。當人通過門之后，再將門關(guān)閉。由于自動門在通電后可以實現(xiàn)無人看管，同時又可節(jié)約空調(diào)能源、防風、防塵、降低噪音，提高了建筑的檔次。2021/5/92

自動平移門2021/5/93

一、智能化設(shè)計自動門選擇配置智能化控制系統(tǒng)，可隨意設(shè)定門扇的運行速度，并可設(shè)定半開狀態(tài)，調(diào)節(jié)方便。使自動門始終保持在最佳運行狀態(tài)。并具有自動矯正功能，即使遇到大風等原因引起的運行阻力增大，仍然能夠保持平穩(wěn)的開關(guān)門動作。二、安全性設(shè)計具有自動反轉(zhuǎn)安全裝置，當碰到障礙物或人體等異常狀況時，門扇自動反轉(zhuǎn)退出，并在下次接近阻力區(qū)域時以安全速度前進，避免夾人事件和機件損毀的現(xiàn)象發(fā)生，提高自動門運行時的安全性，延長自動門壽命。三、穩(wěn)定性設(shè)計自動門采用步進電機，具有高效、省電、低噪音、高轉(zhuǎn)速、高扭力、連續(xù)使用不過熱等特性，大大超越傳統(tǒng)交流伺服馬達。由于采用步進電機驅(qū)動，配合T型齒條同步帶，使門體自低速至高速的運行中具有卓越的穩(wěn)定性。2021/5/94

設(shè)計的基本思路

光學(xué)系統(tǒng)（菲涅爾透鏡）熱釋電紅外線傳感器信號處理自動門控制電路圖1設(shè)計總結(jié)構(gòu)圖1、有人來時（進門或出門）開門。當人走到離門不遠的時候時，安裝在門上側(cè)的熱釋紅外線傳感器信號檢測裝置檢測到有人時，將啟動電動機帶動傳動鏈開門。2、無人時關(guān)門延遲,當熱釋收發(fā)裝置沒有檢測到有人在離門1m的范圍內(nèi)，將延遲1秒啟動電動機帶動傳動鏈關(guān)門。3、關(guān)門中途來人，立即開門。當啟動電動機帶動傳動鏈關(guān)門時，感應(yīng)探頭突然檢測到在離門1m的范圍內(nèi)有人，則立即停止電動機關(guān)門，啟動電動機帶動傳動鏈開門。

人體信號2021/5/95系統(tǒng)硬件設(shè)計

熱釋紅外線傳感器

熱釋電傳感器利用的正是熱釋電效應(yīng)，是一種溫度敏感傳感器

當人體進入檢測區(qū)時，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生ΔT，則有信號輸出；若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出2021/5/96BISS0001芯片BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)。2021/5/97BISS0001的熱釋電紅外開關(guān)應(yīng)用電路圖2021/5/98步進電動機有如下特點

步進電動機的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴格成正比具有良好的跟隨型。以由步進電動機與驅(qū)動電路組成的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既非常簡單、廉價，又非?？煽?。同時．它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉外數(shù)控系統(tǒng)。步進電動機的動態(tài)響應(yīng)快。易于起停、正反轉(zhuǎn)及變速。速度可在相當寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)。低速下仍能保證獲很大轉(zhuǎn)矩，因此，一般可以不用減速器而直接驅(qū)動負載。2021/5/99從圖中可以看出，它分成轉(zhuǎn)于和定子兩部分。定子是由砧鋼片疊成的。定子上有6個磁極(大極)，每2個相對的磁極(N、S極)組成一對，共有3對。每對磁極都纏有同一繞組，也即形成一相，這樣3對磁極有3個繞組，形成三相。

三相反應(yīng)式步進電動機結(jié)構(gòu)圖2021/5/910自動門選用的是三相六拍的工作方式，即：步進電動機的正轉(zhuǎn)通電順序為：A-AB-B-BC-C-CA；反轉(zhuǎn)通電順序為：A-AC-C-CB-B-BA。磁場旋轉(zhuǎn)一周。通電需要換相6次(即六拍)，轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)動一個齒距角。在使用六拍工作方式時，有三拍是單相通電，有三拍是雙相通電；對任一相來說，它的電壓波形是一個方波，周期為六拍。其中毛三拍連續(xù)通電，有三拍連續(xù)斷電。2021/5/911驅(qū)動控制系統(tǒng)2021/5/912三相六拍步進電機工作方式通電換相的正序是A-AB-B-BC-C-CA；反序為A-CA-C-BC-B-AB；共有六個通電狀態(tài)P1口輸出控制信號，0表示繞子通電，1表示繞子斷電，則可以用六個字來表示六個通電狀態(tài)。這六個字表示如下表2021/5/913

AT89C51單片機SRAM紅外線檢測門行程檢測故障檢測EPROM電機電路控制故障顯示報警控制方式切換圖9紅外線自動門控制系統(tǒng)硬件框圖平移式自動門機組由以下部件組成（1）主控制器（2）感應(yīng)探測器（3）動力馬達（4）門扇行進軌道（5）門扇吊具走輪系統(tǒng)（6）下部導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計電路的框圖

2021/5/914系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng)軟件主要由主程序、開門子程序、關(guān)門子程序、T0中斷服務(wù)程序、T1中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)子程序組成。主程序主要是完成系統(tǒng)進行初始化、中斷設(shè)置等功能。程序設(shè)計中設(shè)置了一個外部中斷0，它保證紅外自動門能夠在無人操控情況下自動運行，主要功能是當檢測到有人出入門時，啟動電機，從而實現(xiàn)自動開關(guān)門的目的。2021/5/915系統(tǒng)主程序流程圖2021/5/916故障檢測及顯示

檢測有無人進出采用對射主動紅外探測器。限位開關(guān)則由磁開關(guān)來實現(xiàn)。本設(shè)計在自動門的門內(nèi)門外一定高度處各設(shè)置一個對射探測器。并由導(dǎo)向管套住發(fā)射管和接收管，確保所發(fā)出的光線是一束，而且不宜受其他光線的干擾。接收管的光線被阻擋時輸山高電平信號。兩接收器的輸出端接到一個或門上，再經(jīng)過一個非門接到INT0引腳。這樣不論是有人進門或有人出門，都會有低電平信號輸入INT0端口，從而使單片機得到有人的信息，并調(diào)用相應(yīng)程序執(zhí)行相應(yīng)的開門動作。2021/5/917

檢測有無人進出采用對射主動紅外探測器。限位開關(guān)則由磁開關(guān)來實現(xiàn)。限位開關(guān)分別設(shè)置在開門極限位置、關(guān)門極限位置、和一半處的位置。此開關(guān)是這樣種器件：半有磁鐵在其附近時，磁開關(guān)就被吸為關(guān)閉狀態(tài)，輸出高電平。相反輸出低電平。

它由發(fā)射器和接收器兩部分組成。其中發(fā)射器發(fā)射出一定波長的紅外線，當然人眼是看不到的但可以通過特定的裝置檢測到，也可以成像。平時狀態(tài)下由接收器接收，但如果發(fā)射器所發(fā)射的紅外線被物體擋住，就會發(fā)出報警信號。將兩小塊磁鐵分別