自动门控制装置的机械结构怎么设计?

本次设计主要针对于自动门的控制装置的设计分析。根据给定的要求，综合运用我们的知识和所查取的资料，选取了检测灵敏度度高，探测范围宽，而且工作非常可靠，误报率极低的SS-968微波感应控制器和AT89C51微处理器。

随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称plc）不断更新、发展，plc控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用plc来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。
本文论述的自动门控制系统主要由以下几部分构成：可编程控制器(plc)、信号采集装置、变频器、驱动装置、传动装置。可编程控制器选用日本三菱电机公司生产的FX2N-32M小型plc；信号采集装置选用上海晶园微电子公司生产的微波感应器；变频器采用日本三菱电机公司生产的FR－540变频器；驱动装置采用天津安全电机有限公司生产的YSM100/112、W、S三相异步电动机，额定转矩为0.43N.m，额定转速为400r/min；传动装置采用皮带来带动门的运动。本设计对于周围环境的要求较低。
本设计主要的工作原理是通过信号采集装置判定有无人经过并将信号转换成开关量信号传到plc，plc根据开关信号的来控制变频器的开停和速度的变换，在由传动装置带动门运动。
本文总共分五个章节进行叙述其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：
第一章介绍自动门的国内外自动门现状，本课题研究的内容和目的意义。
第二章主要介绍自动门控制系统方案的设计。
第三章介绍了自动门的硬件系统的设计，plc的选型，变频器的选型，系统结构，自动门控制电路，控制电路的连接。
第四章介绍了系统软件的设计，plc梯形图概述，编程软件的介绍，程序流程图，程序的编写工作。
第五章主要介绍了梯形图程序的下载，调试及结果分析。

8  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。    3.2自动门的控制要求  （1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动  作，电动机正转，到达开门限位开关K3位臵时，电机停止运行。  （2）自动门在开门位臵停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，  电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位臵时，电机停止运行。  （3）  在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应  立即停止关门，并自动进入开门程序。  （4）  在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关  K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。    3.3自动门控制系统构成      自动门控制系统包含PLC控制和动作执行元件构成。采用自动和手动电动控制方式，此种控制方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。  3.3.1PLC概述  可编程控制器，英文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。它以微处理器为核心，集自动化技术、计算机技术、通信技术为一体，它通过运行储存在其内存中的程序，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，但并不等同于计算机。普通计算机进行入出信息交换时，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。特别要考虑怎样适应于工业环境，如便于安装便于门内外感应采集信号，便于维修和抗干扰等问题，入出信息变换及可靠地物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本点。PLC可以通过他的外设或通信接口与外界交换信息。其功能要比继电器控制装臵多得多、强得多。  
  9  PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的内存，有可靠的自身监控系统，因而具有以下基本功能：  （1）  逻辑处理功能；  （2）  数据运算功能；  （3）  准确定时功能；  （4）  高速计数功能；  （5）  中断处理(可以实现各种内外中断)功能；  （6）  程序与数据存储功能；  （7）  联网通信功能  ；    （8）  自检测、自诊断功能。  可以说，凡普通小型计算机能实现的功能，PLC几乎都可以做到。像  PLC这样，  集丰富功能于一身，是别的电控制器所没有的，更是传统的继电器控制电路所无法比拟的。丰富的功能为PLC  的广泛应用提供了可能，同时，也为自动门行业的远程化、信息化、智能化创造了条件。        现代化工业生产过程是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。PLC专为工业控制应用而设计，一经出现就受到了广大工程人员的欢迎。其主要特点有:  (1)  抗干扰能力强，可靠性能高  (2)  控制系统结构简单，通用性强  (3)  编程方便，易于使用  (4)  功能强大，成本低  (5)  设计、施工、调试的周期短  (6)  维护方便  PLC与其它典型控制系统的区别      继电器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触点。是设备连线复杂，且触点在开闭时易受电弧的损害，寿命短，系统可靠性差。  a.控制逻辑          继电器控制逻辑采用硬件接线逻辑，利用继电器机械触点的串联或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，一旦系统构成后，想在改变或增加功能都很困难。另外，继电器触点数目有限，每个只有4-8对触点，因此灵活性和扩展性很差，而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式储存
  10  在内存中，要改变控制逻辑，只需要改变程序即可，因此灵活性和扩展性很好。    b.工作方式  电源接通时，继电器控制线路中各继电器同时处于受控制状态，它属于并行方式。而PLC得控制逻辑中，各内部期间都处于周期性扫描过程中，各种逻辑、数值输出地结果都是按照在程序中的前后顺序计算出来的，它属于串行方式。  PLC有微型计算机的许多特点，但他的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式。而PLC则采用不断循环的顺序扫描的工作方式。每次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条的执行用户程序知道用户程序结束，然后返回第一条指令开始新一轮的扫描。PLC就是这样周而复始的重复上述循环扫描的，这种工作方式是在系统的控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。  PLC是一种工业控制计算机，所以他的工作原理是建立在计算机的工作原理基础上的，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。但是CPU是分时操作方式来处理各项任务的，计算机在每一瞬间只能做一件事，所以程序的执行是按程序顺序一次完成相应各电器的动作，便成为时间上的串行。由于运算速度极高，各电器的动作似乎是同时完成的，但实际输入输出的响应是有滞后的。  c.控制速度  继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点开闭动作一般几十毫秒数量级。另外机械触点还会出现抖动问题；而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级，且不会出现抖动。  与单片机控制系统的区别  a.本质区别    单片机控制系统是基于芯片级的系统，而PLC控制系统是基于板级或模块级的系统。其实PLC本身就是一个单片机系统，他是已经开发好的单片机产品。开发单片机控制系统属于底层开发，而设计PLC控制系统是在产品的单片机控制系统上进行二次开发。  b.使用场合  单片机控制系统适合于家电产品、智能化的仪器仪表、玩具和批量生产的控制器产品等场合使用；而PLC控制系统适合在单片机电气控制系统、工业控制领域的制造业自动化和过程中使用