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。
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。
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。
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。
• 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。
• 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。
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。
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。
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
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。