自动控制门系统设计.ppt

驱动控制系统
三相六拍步进电机工作方式通电换相的正序是A-AB-B-BC-C-CA；反序为A-CA-CBC-B-AB；共有六个通电状态P1口输出控制信号，0表示绕子通电，1表示绕子断 电，则可以用六个字来表示六个通电状态。这六个字表示如下表
设计电路的框图
EPROM
电机电路控 制
故障显示报 警
控制方式切 换
自自动动控控制制门门系系统统设设计计
导师：李子颜 答辩人：马冬
专业: 电气自动化
导师：李子颜 答辩人：马冬 专业：电气自动化
课题的意义和目的
• 经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市，自动门已经是
随处可见，在各大厦、宾馆、酒店、银行、商场、医院、 写字楼等场所，自动门更是得到大范围的普及使用。自动 门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、 防尘、降低噪音等好处，更令我们的建筑增添了不少高贵 典雅的气息。
人体 信号
光学系统 （菲涅尔透
镜）
热释电红 外
线传感器
图1 设计总结 构图
信号 处理
自动门
控制电 路
系统硬件设计
热释红外线传感器
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ΔT，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。
BБайду номын сангаасSS0001的热释电红外开关应用电路图
步进电动机有如下特点
• 步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比
具有良好的跟随型。以由步进电动机与驱动电 路组成的开环数控系统，既非常简单、廉价， 又非常可靠。同时．它也可以与角度反馈环节 组成高性能的闭外数控系统。
检测有无人进出采用对射主动红外探测器。限位开关则由磁开关来实现。限位开关分 别设置在开门极限位置、关门极限位置、和一半处的位置。此开关是这样种器件：半有磁 铁在其附近时，磁开关就被吸为关闭状态，输出高电平。相反输出低电平。
• 步进电动机的动态响应快。易于起停、正反转
及变速。
• 速度可在相当宽的范围内平滑调节。低速下仍
能保证获很大转矩，因此，一般可以不用减速 器而直接驱动负载。
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。
AT89C5 1单片
机
SRAM
红外线检 测
门行程检 测
故障检测
平移式自动门机组由以 下部件组成
（1）主控制器 （2）感应探测器 （3）动力马达 （4）门扇行进轨道 （5）门扇吊具走轮系 统
（6）下部导向系统
图9 红外线自动门控制系统硬件 框图
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。
三、稳定性设计
自动门采用步进电机，具有高效、省电、低噪音、 高转速、高扭力、连续使用不过热等特性，大大超越 传统交流伺服马达。由于采用步进电机驱动，配合T型 齿条同步带，使门体自低速至高速的运行中具有卓越 的稳定性。
设计的基本思路
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。
自动平移门
一、智能化设计
自动门选择配置智能化控制系统，可随意设定门扇 的运行速度，并可设定半开状态，调节方便。使自动 门始终保持在最佳运行状态。并具有自动矫正功能， 即使遇到大风等原因引起的运行阻力增大，仍然能够 保持平稳的开关门动作。
二、安全性设计
具有自动反转安全装置，当碰到障碍物或人体等 异常状况时，门扇自动反转退出，并在下次接近阻力 区域时以安全速度前进，避免夹人事件和机件损毁的 现象发生，提高自动门运行时的安全性，延长自动门 寿命。
• 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、
自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等， 其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、 感应门就是指自动平移门。
• 自动平移门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门
内外两侧红外线，当人走近自动门时，红外线感应到人的 存在，给控制器一个信号，控制器通过驱动装置将门打开。 当人通过门之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以 实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降 低噪音，提高了建筑的档次。
三相反应式步进电动机结构图
自动门选用的是三相六拍的工作方式 ，即：步进电动机的正转通电顺序 为：A-AB-B-BC-C-CA；反转通电顺序为：A-AC-C-CB-B-BA。磁场旋转一 周。通电需要换相6次(即六拍)，转子才转动一个齿距角。在使用六拍工 作方式时，有三拍是单相通电，有三拍是双相通电；对任一相来说，它 的电压波形是一个方波，周期为六拍。其中毛三拍连续通电，有三拍连 续断电。
系统主程序流程图
故障检测及显示
• 检测有无人进出采用对射主动红外探测器。限位
开关则由磁开关来实现。 本设计在自动门的门内 门外一定高度处各设置一个对射探测器。并由导 向管套住发射管和接收管，确保所发出的光线是 一束，而且不宜受其他光线的干扰。接收管的光 线被阻挡时输山高电平信号。两接收器的输出端 接到一个或门上，再经过一个非门接到INT0引脚。 这样不论是有人进门或有人出门，都会有低电平 信号输入INT0端口，从而使单片机得到有人的信 息，并调用相应程序执行相应的开门动作。