自动控制门系统设计PPT课件.ppt

自自动动控制控制门门系系统设计统设计 导师：李子颜答辩人：马冬专业：电气自动化自自动动控制控制门门系系统设计统设计 导师：李子颜答辩人：马冬 专业:电气自动化 课题课题的意的意义义和目的和目的经济飞经济飞经济飞经济飞速速速速发发发发展的中国，高楼展的中国，高楼展的中国，高楼展的中国，高楼耸耸耸耸立的大都市，自立的大都市，自立的大都市，自立的大都市，自动门动门动门动门已已已已经经经经是是是是随随随随处处处处可可可可见见见见，在各大厦、，在各大厦、，在各大厦、，在各大厦、宾馆宾馆宾馆宾馆、酒店、酒店、酒店、酒店、银银银银行、商行、商行、商行、商场场场场、医院、医院、医院、医院、写字楼等写字楼等写字楼等写字楼等场场场场所，自所，自所，自所，自动门动门动门动门更是得到大范更是得到大范更是得到大范更是得到大范围围围围的普及使用。自的普及使用。自的普及使用。自的普及使用。自动动动动门门门门不但能不但能不但能不但能给给给给我我我我们带们带们带们带来人来人来人来人员进员进员进员进出方便、出方便、出方便、出方便、节约节约节约节约空空空空调调调调能源、防能源、防能源、防能源、防风风风风、防防防防尘尘尘尘、降低噪音等好、降低噪音等好、降低噪音等好、降低噪音等好处处处处，更令我，更令我，更令我，更令我们们们们的建筑增添了不少高的建筑增添了不少高的建筑增添了不少高的建筑增添了不少高贵贵贵贵典雅的气息。典雅的气息。典雅的气息。典雅的气息。自自自自动门动门动门动门根据使用的根据使用的根据使用的根据使用的场场场场合及功能的不同可分合及功能的不同可分合及功能的不同可分合及功能的不同可分为为为为自自自自动动动动平移平移平移平移门门门门、自自自自动动动动平开平开平开平开门门门门、自、自、自、自动动动动旋旋旋旋转门转门转门转门、自、自、自、自动圆动圆动圆动圆弧弧弧弧门门门门、自、自、自、自动动动动折叠折叠折叠折叠门门门门等，等，等，等，其中自其中自其中自其中自动动动动平移平移平移平移门门门门使用得最广泛，我使用得最广泛，我使用得最广泛，我使用得最广泛，我们们们们通常所通常所通常所通常所说说说说的自的自的自的自动门动门动门动门、感感感感应门应门应门应门就是指自就是指自就是指自就是指自动动动动平移平移平移平移门门门门。自自自自动动动动平移平移平移平移门门门门最常最常最常最常见见见见的的的的结结结结构形式是自构形式是自构形式是自构形式是自动门动门动门动门机械机械机械机械驱动驱动驱动驱动装置和装置和装置和装置和门门门门内外两内外两内外两内外两侧红侧红侧红侧红外外外外线线线线，当人走近自，当人走近自，当人走近自，当人走近自动门时动门时动门时动门时，红红红红外外外外线线线线感感感感应应应应到人的到人的到人的到人的存在，存在，存在，存在，给给给给控制器一个信号，控制器通控制器一个信号，控制器通控制器一个信号，控制器通控制器一个信号，控制器通过驱动过驱动过驱动过驱动装置将装置将装置将装置将门门门门打开。打开。打开。打开。当人通当人通当人通当人通过门过门过门过门之后，再将之后，再将之后，再将之后，再将门门门门关关关关闭闭闭闭。由于自。由于自。由于自。由于自动门动门动门动门在通在通在通在通电电电电后可以后可以后可以后可以实现实现实现实现无人看管，同无人看管，同无人看管，同无人看管，同时时时时又可又可又可又可节约节约节约节约空空空空调调调调能源、防能源、防能源、防能源、防风风风风、防、防、防、防尘尘尘尘、降、降、降、降低噪音，提高了建筑的档次。低噪音，提高了建筑的档次。低噪音，提高了建筑的档次。低噪音，提高了建筑的档次。自自动动平移平移门门 一、智能化一、智能化设计设计 自自动门选择动门选择配置智能化控制系配置智能化控制系统统，可随意，可随意设设定定门门扇扇的运行速度，并可的运行速度，并可设设定半开状定半开状态态，调节调节方便。使自方便。使自动动门门始始终终保持在最佳运行状保持在最佳运行状态态。并具有自。并具有自动矫动矫正功能，正功能，即使遇到大即使遇到大风风等原因引起的运行阻力增大，仍然能等原因引起的运行阻力增大，仍然能够够保持平保持平稳稳的开关的开关门动门动作。作。二、安全性二、安全性设计设计 具有自具有自动动反反转转安全装置，当碰到障碍物或人体等安全装置，当碰到障碍物或人体等异常状况异常状况时时，门门扇自扇自动动反反转转退出，并在下次接近阻力退出，并在下次接近阻力区域区域时时以安全速度前以安全速度前进进，避免，避免夹夹人事件和机件人事件和机件损损毁毁的的现现象象发发生，提高自生，提高自动门动门运行运行时时的安全性，延的安全性，延长长自自动门动门寿命。寿命。三、三、稳稳定性定性设计设计 自自动门动门采用步采用步进电进电机，具有高效、省机，具有高效、省电电、低噪音、低噪音、高高转转速、高扭力、速、高扭力、连续连续使用不使用不过热过热等特性，大大超越等特性，大大超越传统传统交流伺服交流伺服马马达。由于采用步达。由于采用步进电进电机机驱动驱动，配合，配合T T型型齿齿条同步条同步带带，使，使门门体自低速至高速的运行中具有卓越体自低速至高速的运行中具有卓越的的稳稳定性。定性。设计设计的基本思路的基本思路光学系统（菲涅尔透镜）热释电红外线传感器信号处理自动门控制电路图1 设计总结构图1、有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带动传动链开门。2、无人时关门延迟,当热释收发装置没有检测到有人在离门1m的范围内，将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。3、关门中途来人，立即开门。当启动电动机带动传动链关门时，感应探头突然检测到在离门1m的范围内有人，则立即停止电动机关门，启动电动机带动传动链开门。人体信号系统硬件设计热释红热释红外外线传线传感器感器 热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器 当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生T，则有信号输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出 BISS0001芯片 BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。BISS0001的热释电红外开关应用电路图 步步进电动进电动机有如下特点机有如下特点 步步步步进电动进电动进电动进电动机的角位移与机的角位移与机的角位移与机的角位移与输输输输入脉冲数入脉冲数入脉冲数入脉冲数严严严严格成正比格成正比格成正比格成正比具有良好的跟随型。以由步具有良好的跟随型。以由步具有良好的跟随型。以由步具有良好的跟随型。以由步进电动进电动进电动进电动机与机与机与机与驱动电驱动电驱动电驱动电路路路路组组组组成的开成的开成的开成的开环环环环数控系数控系数控系数控系统统统统，既非常，既非常，既非常，既非常简单简单简单简单、廉价，、廉价，、廉价，、廉价，又非常可靠。同又非常可靠。同又非常可靠。同又非常可靠。同时时时时它也可以与角度反它也可以与角度反它也可以与角度反它也可以与角度反馈环节馈环节馈环节馈环节组组组组成高性能的成高性能的成高性能的成高性能的闭闭闭闭外数控系外数控系外数控系外数控系统统统统。步步步步进电动进电动进电动进电动机的机的机的机的动态动态动态动态响响响响应应应应快。易于起停、正反快。易于起停、正反快。易于起停、正反快。易于起停、正反转转转转及及及及变变变变速。速。速。速。速度可在相当速度可在相当速度可在相当速度可在相当宽宽宽宽的范的范的范的范围围围围内平滑内平滑内平滑内平滑调节调节调节调节。低速下仍。低速下仍。低速下仍。低速下仍能保能保能保能保证获证获证获证获很大很大很大很大转转转转矩，因此，一般可以不用减速矩，因此，一般可以不用减速矩，因此，一般可以不用减速矩，因此，一般可以不用减速器而直接器而直接器而直接器而直接驱动负载驱动负载驱动负载驱动负载。从图中可以看出，它分成转于和 定子两部分。定子是由砧钢片叠成的。定子上有6个磁极(大极)，每2个相对的磁极(N、S极)组成一对，共有3对。每对磁极都缠有同一绕组，也即形成一相，这样3对磁极有3个绕组，形成三相。三相反应式步进电动机结构图 自自动门选动门选用的是三相六拍的工作方式用的是三相六拍的工作方式 ，即：步，即：步进电动进电动机的正机的正转转通通电顺电顺序序为为：A-AB-B-BC-C-CAA-AB-B-BC-C-CA；反；反转转通通电顺电顺序序为为：A-AC-C-CB-B-BAA-AC-C-CB-B-BA。磁。磁场场旋旋转转一一周。通周。通电电需要需要换换相相6 6次次(即六拍即六拍)，转转子才子才转动转动一个一个齿齿距角。在使用六拍工距角。在使用六拍工作方式作方式时时，有三拍是，有三拍是单单相通相通电电，有三拍是双相通，有三拍是双相通电电；对对任一相来任一相来说说，它，它的的电压电压波形是一个方波，周期波形是一个方波，周期为为六拍。其中毛三拍六拍。其中毛三拍连续连续通通电电，有三拍，有三拍连连续续断断电电。驱动控制系统 三相六拍步三相六拍步进电进电机工作方式通机工作方式通电换电换相的正序是相的正序是A-AB-B-BC-C-CAA-AB-B-BC-C-CA；反序；反序为为A-CA-C-A-CA-C-BC-B-ABBC-B-AB；共有六个通；共有六个通电电状状态态P1P1口口输输出控制信号，出控制信号，0 0表示表示绕绕子通子通电电，1 1表示表示绕绕子断子断电电，则则可以用六个字来表示六个通可以用六个字来表示六个通电电状状态态。这这六个字表示如下表六个字表示如下表 AT89C51单片机SRAM红外线检测门行程检测故障检测EPROM电机电路控制故障显示报警控制方式切换图9 红外线自动门控制系统硬件框图平移式自动门机组由以下部件组成（1）主控制器）主控制器（2）感）感应应探探测测器器（3）动动力力马马达达（4）门门扇行扇行进轨进轨道道（5）门门扇吊具走扇吊具走轮轮系系统统（6）下部）下部导导向系向系统统设计电设计电路的框路的框图图 系统软件结构 整个系统软件主要由主程序、开门子程序、关门子程序、T0中断服务程序、T1中断服务程序、外部中断服务子程序组成。主程序主要是完成系统进行初始化、中断设置等功能。程序设计中设置了一个外部中断0，它保证红外自动门能够在无人操控情况下自动运行，主要功能是当检测到有人出入门时，启动电机，从而实现自动开关门的目的。系统主程序流程图 故障故障检测检测及及显显示示 检测检测有无人有无人进进出采用出采用对对射主射主动红动红外探外探测测器。限位器。限位开关开关则则由磁开关来由磁开关来实现实现。本本设计设计在自在自动门动门的的门门内内门门外一定高度外一定高度处处各各设设置一个置一个对对射探射探测测器。并由器。并由导导向管套住向管套住发发射管和接收管，确保所射管和接收管，确保所发发出的光出的光线线是是一束，而且不宜受其他光一束，而且不宜受其他光线线的干的干扰扰。接收管的光。接收管的光线线被阻被阻挡时输挡时输山高山高电电平信号。两接收器的平信号。两接收器的输输出端出端接到一个或接到一个或门门上，再上，再经过经过一个非一个非门门接到接到INT0INT0引脚。引脚。这样这样不不论论是有人是有人进门进门或有人出或有人出门门，都会有低，都会有低电电平平信号信号输输入入INT0INT0端口，从而使端口，从而使单单片机得到有人的信片机得到有人的信息，并息，并调调用相用相应应程序程序执执行相行相应应的开的开门动门动作。作。检测检测有无人有无人进进出采用出采用对对射主射主动红动红外探外探测测器。限位开关器。限位开关则则由磁开关来由磁开关来实现实现。限位开关分限位开关分别别设设置在开置在开门门极限位置、关极限位置、关门门极限位置、和一半极限位置、和一半处处的位置。此开关是的位置。此开关是这样这样种器件：半有磁种器件：半有磁铁铁在其附近在其附近时时，磁开关就被吸，磁开关就被吸为为关关闭闭状状态态，输输出高出高电电平。相反平。相反输输出低出低电电平。平。它由它由发发射器和接收器两部分射器和接收器两部分组组成。其中成。其中发发射器射器发发射出一定波射出一定波长长的的红红外外线线，当然人眼是，当然人眼是看不到的但可以通看不到的但可以通过过特定的装置特定的装置检测检测到，也可以成像。平到，也可以成像。平时时状状态态下由接收器接收，但如果下由接收器接收，但如果发发射器所射器所发发射的射的红红外外线线被物体被物体挡挡住，就会住，就会发发出出报报警信号。警信号。将两小将两小块块磁磁铁铁分分别别置于置于门门的右上的右上角位置，角位置，则则当自当自动门动门移到限位开关移到限位开关处时处时，此开关就会被吸合，此开关就会被吸合，发发出高出高电电平信号，分平信号，分别输别输出出给给P0.4P0.4、P0.5P0.5、P0.6P0.6这这三个引脚，三个引脚，单单片机片机经过查询这经过查询这三个引脚来判断到那个限位开关，再三个引脚来判断到那个限位开关，再执执行行变变速或停止的相速或停止的相应动应动作。作。检测有无人进出及限位开关模块 谢谢！