自动门电气控制电路设计

前言

第1章概述 (2)

1.1 研究背景和研究意义 (2)

1.2 国内外自动门的发展状况 (3)

1.3 自动门技术发展方向 (5)

第2章自动门控制系统总体方案设计 (5)

2.1 自动门的功能需求分析 (5)

2.2 系统设计的基本步骤 (7)

2.3 自动门技术参数的确定 (7)

2.4 自动门的控制要求 (8)

第3章自动门硬件系统的设计 (9)

3.1 控制系统结构设计 (9)

3.2 驱动装置的选择 (9)

3.3 变频器的选择 (10)

3.3.1 变频器原理 (10)

3.3.2 变频器的选型 (10)

3.4 探测器的选择 (11)

3.5 自动门运行位置检测 (12)

3.6 门运行障碍检测、报警 (12)

3.7 可编程控制器(PLC)的选型 (12)

3.7.1 PLC概述 (12)

3.7.2 可编程控制器(PLC)的选型 (13)

3.8 可编程控制器(PLC)的I/O分配 (15)

第4章自动门软件系统的设计 (17)

4.1 PLC梯形图概述 (17)

4.2 程序流程图 (18)

随着电子技术的发展，可编程控制器（简称PLC）有了进一步的发展。PLC控制的自动门系统也不断更新着。

本文中论述的PLC自动门控制系统主要由以下这几部分构成：可编程控制器(PLC)、感应探测器、变频器、驱动器、传动装置。本设计可编程控制器就选用FX2N-32M小型的PLC；感应探测器选用微波感应器（微波雷达）；变频器就采用FR－540

变频器；驱动器采用三相异步电动机；传动装置采用皮带来带动自动门的运动。

合PLC的运行特点，对控制系统的工作流程作了合理的优化。在此基础上，给出了控制系统软件设计的程序流程图、顺序功能图、外部端子接线图及PLC控制梯形图等。本设计介绍应用可编程控制器取代传统的继电器、接触器控制系统，实现自动门控制的过程。

文中主要从以上几个方面进行设计论述。其中可编程控制器（PLC）与变频器是设计的要点。

第1章概述

1.1 研究背景和研究意义

21世纪的今天，根据西部地区气候特征，要求建筑物大门随手关门，以保证防风沙、防寒。为体现人性化、智能化、做到人到自动开门、人走自动关门.门更加突出了安全理念，强调了有效性。有效地防范、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。

自动门的普及和应用，改变了人们的防护意识，提升了人们的安全观念。自动门除可美化出入口环境外，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，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外的建筑市场上得到大范围的普及。同时也几乎成为了银行，写字楼，酒店等办公娱乐场所装修必不可少的一项配置。

自动门的控制方法有很多，从控制器的不同来分，有传统的继电器控

制，即通过按钮和复杂的接线安装；智能控制器控制，即通过运用现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制的自动门所淘汰。

当人走近自动门时，雷达感应到人的存在，给控制器一个开门信号，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。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。

自动门的开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源。微波雷达是对物体的位移反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场所，它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动后，雷达便不再反应，自动门就会关闭，对门机有一定的保护作用。

红外传感器对物体存在进行反应，不管人员是否移动，只要在处于传感器的扫描范围内，它都会反应即传出触点信号。缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的人员出入的场所。

在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制器（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定性高维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。

利用传感器检测、电机拖动、自动控制系统、自动控制理论、现代电气控制及PLC等专业知识、独立从硬件、软件、调试、仿真设计一个自动门控制系统。

1.2 国内外自动门的发展状况

（一）国内自动控制发展现状

（1）厂家多，规模小5～6年来几年来，自动门在国内得到了快速的发展。据不完全统计，目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50多家，但普遍生产规模小，自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。

（2）专业化分工趋势显现早期的生产厂家，一般是自主研发和生产，顶多委托代加工部分零部件。近两年来，出现了专门生产主要部件的

厂家，如电机、主控板、遥控器传动件、塑料件等出现了专业生产厂家，

这一趋势使生产的门槛降低，进入的厂家进一步增多，导致竞争更加激烈。

（3）高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了

高端市场，目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能，但生

产工艺略嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。

（4）产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重，加之自

动门产品往往是开发商而非最终用户在选择产品，所以价格因素占的比重

较大，加剧了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。同时，由于价格过低，也使产品的持续改进和发展受到限制。

（二）自动控制发展趋势

自动门是门的一种，指可以将人接近门的动作或将某种入门授权识别为开门信号的控制单元。通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。

自动门起源于20世纪30到40年代，当时主要用于军事仓库、重要工厂为的是防火、防弹及开门方便。20世纪50年代后，自动门应用日渐广泛形成批量生产。许多大型银行、宾馆、酒店、大厦为提高档次和服务水平，为了与高层次的建筑相匹配，竞相采用自动门，促进了自动门的迅速发扎。真正较大规模生产和应用时70年代以后的事。目前自动门的主要生产国是美国、德国、意大利、荷兰和日本等发达国家。

自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响。世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设。自动门技术的领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低。然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自

动门逐渐成为主流。例如，各种用可识别控制的自动专用门，感应自动门