1、 控制系統結構設計本文設計自動門控制系統相關功能將基于電子裝置具體實現，其中系統設計電路控制方便、可靠性高，交流電機具有效率高、維護成本低的特點，另外該系統驅動模塊與傳統系統相較在諸多方面均有明顯改進，實用性顯著提升。隨著變頻技術的發展，交流電機控制的成本得以降低，為交流驅動系統在自動門中的大量運用提供了條件。2（PLC）的選型在系統設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據控制要求，估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定的

2、功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的和設計相應的控制系統。）輸入輸出（）點數的估算輸入輸出點數估算數據應當在正常需求基礎上額外預留一定余量，從而盡可能滿足控制系統相關要求。實際訂貨時，還需根據制造廠商的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。本文結合理論依據以及實際需要最終將該系統相關數據值統一設置為1點。2）存儲器容量的估算通常情況下在設計初期系統應用程序還未進入編程階段，所以此時設計人員并不明確程序容量，只有在實際調試過程中才能逐漸掌握該項內容。但是由于依然需要合理估計程序容量，此時需要選取存儲器容量估算值作為參考依據。目前存儲器內存容量估算方法還未形成統一認知，目前研究人員普遍將數

3、字量以及模擬量點數總體估計結果作為內存估計總字節數，只是二者放大比例有所差異，另外再按此數的考慮余量。因此本課題的內存容量選擇應能存儲條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。3）控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。根據本課題所設計的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。（1）控制功能由于本身控制體系存在特殊性，所以單回路以及多回路控制器在模擬量控制過程中應用十分廣泛，同時也可另外構建輸入輸出專用通道實現相關控制功能進而提升系統運行速度。（2）編程功能離線編程方式：此時和編程器所用資源并不相互獨立，所以工作模式不同，資

4、源占用情況也會有所區別。編輯器處于編程狀態時，資源將只對編程器開放而對現場設備則處于關閉狀態。而當編輯器完成編程操作之后則開始進入運行模式，資源開始對運行設備開放，不再為系統編程提供支持。但是我們必須意識到，即使這種編程方式在成本控制方面成效顯著，但是由于實用性存在局限所以未能實現大范圍推廣普及。而在線編程方式則與離線編程方式思想完全相反，編輯器與相關設備所需資源不再共用，而且運行過程愈加復雜，數據交換以及編程結果相對獨立，只是成本投入也會隨之成倍增加，但是由于操作簡單且易于實現所以應用十分廣泛。另外目前主要有五種標準化編程語言，選取編程語言時除了考慮應用標準相關要求，還要盡可能提升語言實用性

5、能，如此方可在實際運用盡可能具備通用性。（3）診斷功能診斷功能包含硬件、軟件檢測兩大功能模塊。硬件診斷主要用于設備運營故障位置判別，而軟件診斷則又可細分為內、外診斷兩種，判斷依據是軟件診斷面向資源類型，若是面向內部性能則為內診斷，若是面向的與外部輸入輸出等部件則為外診斷。4）機型的選擇的類型類型由于分類依據不同，通常分類結果也會存在差異，例如按照結構或者應用環境就可將劃分為完全不同的兩種類型，所以通常情況下類型并不固定，可以根據具體需要具體分析。整體型的點數無需用戶另行設定，投入運營之前就已按照相關標準設置完畢，而模塊型由于硬件資源相對完備，所以無需固定控制系統的點數，用戶可依據實際需要動態設

6、置，在大中型控制系統十分常見。（2）經濟性的考慮選擇標準之一是經濟原則，也即應當努力實現性價比提升，從實際操作以及投入產出等方面綜合考慮。其中輸入輸出點數將深度影響產品價格，因為點數增加往往意味著內存需求量也會隨著增加，所以必須在綜合考量資源、內存、控制功能基礎上才可完成點數增加操作，從而實現控制系統性價比的合理掌控。本課題所設計的自動門屬于小型控制系統，結合經濟性的考慮因此選擇整體型L綜合以上因素，本文設計將采用三菱小型實現系統相關控制功能，如圖3-所1示。三菱具有如下優點：最大范圍地包容了標準特點、程式執行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，

7、它可以為自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。三菱具有突出的寄存器容量，所以各類型存儲器容量擴充也相對較為便捷，此外元件資源也十分豐富，基本能夠滿足系統在時間靈敏度方面的應用需求。驅動裝置的選型自動門是否具備實用價值往往與驅動器性能密切相關，本設計將借助變頻器三段速度實現電機速度的自動調節，從而為自動門運轉提供充足動力。根據本課題所設計的自動門的要求應選用絕緣電阻、絕緣介電強度、接地裝置、過電壓保護等符合國際安全標準規定的，具有噪聲低、過載能力強的特點的并且轉速不高于的電機，在結合了安全、穩定的考慮本課題所設計的自動控制系統的驅動裝置選用天津安全電機有限公司生產的型號為、的相交流電機，電機如圖

8、所示。變頻器的原理變頻器工作原理是借助電力半導體器件相關功能完成工頻電源變換操作，具體變換步驟是：通過整流器將交流電源轉變為直流電源，然后再將直流電源轉換為設備運行所需交流電源，以上即為一個電源變換周期，而變頻器電流往往由四部分組成。根據自動門的需要，變頻器選型時要確定以下幾點：1）變頻器與負載的匹配問題（1）電壓匹配；變頻器額定電壓數值要求十分嚴格，所以選取變頻器時應當重點關注是否與設備運轉需求匹配。（2）電流匹配：變頻器額定電流數值要求與電壓數值標準基本類似。本項目中使用的三相交流電機的最大啟動電流為型3三角形6本設計采用型連接。所用逆變器的最大電流應大于型連接電機的最大啟動電流。2）轉矩

9、匹配；這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時有可能發生，本課題所用電機的最初起動轉矩為4在選型中要考慮。3）變頻器用于高速電機驅動時輸出電流往往偏大，所以在高速電機應用場景中選取變壓器類型時，應當盡可能選取容量較大機型。綜合以上因素，本課題變頻器采用日本三菱公司生產的一系列中的變頻器（如圖3-所3示）作為控制電機轉速的控制器三菱變頻器優勢在于：接線相對簡單，而且變頻器正反轉和運行頻率控制只需將繼電器輸出端與變頻器控制輸入端相連即可實現。2）安裝相對靈活，使用者可依據實際需要將該變頻器安裝至合適位置，同時還可支持遠程操控。3）頻率設置并不復雜，而且該類型變頻器本身具有的三速設定功能與本文設計實際需求

10、十分契合，只需輕輕轉動外接電位器的旋鈕，就可以進行頻率設置。本課題所設計的自動門系統具有如下速度要求：自動門要求快速啟動f（限位）常速運行一（限位）慢速運行一停止構成了如圖3-的4開門和關門曲線。根據轉速公式：可計算得出變頻器運轉速率，本文設計將參數設置為，額定轉速值為，代入式中可得到轉差率為，馬達皮帶輪與門上的皮帶輪外徑、門上的皮帶輪內徑轉速比為5.：71：2.得1出,馬達皮帶輪與門上的皮帶輪內徑轉速比為2.：41。）根據上一章提到的門的規格加速開門或者關門的距離為，時間控制在，速度為，此時要求轉子的轉速為。）中速開門和關門的距離為，時間為速度為，此時要求電機的轉速為）減速開門和關門的距離為

11、時間為速度為，此時要求電機的轉速為。根據以上速度要求設置變頻器，變頻器的頻率具體設定方式見表3-，1根據以下設定方式按課題要求設定好變頻器三速控制的頻率。表3-1變頻器設定名稱表示設定范圍最小設定單位設定值上限頻率p1下限頻率pa速設定（高速）速設定（中速）p弓速設定（低速）P5加速時間P7減速時間P8操作模式選擇r95感應開關的選型隨著科學技術發展進程的日益加快，自動門感應開關類型也呈現多元化發展趨勢，常見類型有觸摸感應開關、微波感應器，紅外感應器等。通常不同類型感應器應用場景并不相同，性能指數同樣存在差異，所以用戶應當仔細分析整理實際應用需求從而選擇最佳感應器類型。事實上，感應器性能對于自

12、動門系統所起作用十分重要，對于自動門安全性及穩定性影響尤為凸顯，所以設計人員應當在感應開關選取方面給予高度重視。結合設計需要，本文最終將選取微波感應器實現自動門人員檢測相關功能，由于能夠迅速感知物體移動情況，所以該類型感應器通常應用于行走速度正常人員建筑，而且實際應用過程中工作效果幾乎不受周圍環境因素影響。在防夾人感應器的選擇上本設計選用上海晶園微電子公司生產的微型紅外安全光線，可避免外界光線干擾。在門下行關閉時,當有人或車經過安全光線時,門體會自動停止下行,并自動上行以起到安全作用。I/O分配表分配表是編寫程序首先要做的前提條件，也是現場接線和調試的重要依據。根據自動門的控制系統的要求，確定了的分配表，在表中列出。表3-2I/O分配表類型元件作用輸入緊急停止手自動轉換