一種自動門控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一直自動門控制系統，包括PLC主控制器及其外圍電路、紅外探測器、門運行位置檢測和報警電路、步進電機控制器、控制方式切換電路和自動門保護電路。本發明采用可編程控制器PLC作為自動門主控制器，充分發揮了其高可靠性和抗干擾性的特點，MC33033專用控制芯片來控制無刷直流電機，大大提高了自動門系統的安全性和可靠性。熱釋電紅外傳感器檢測有無人靠近自動門，靈敏度高，不受外界環境影響，安裝和維護起來也比較方便。
【專利說明】一種自動門控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基自動門系統，具體涉及一種采用PLC作為自動門的主控制器的平滑自動門控制系統。
【背景技術】
[0002]自動門開始在建筑物上使用，是在二十世紀年以后。二十年代后期，美國的超級市場的開放，自動門開始被使用。1930年，美國史丹利率先推出世界上第一樘自動門(此史料記載于紐約時報)。其后，世界第一自動門品牌多瑪在1945年將油壓式、空氣式自動門廣泛推向市場，新建大樓的正門也開始使用了。
[0003]1962年，電氣式已開始出現，之后伴隨著城市的建設，自動門技術的領域每年都在增加。當初，用供給建筑物用電源進行電動機的速度控制很難，只好進行油壓、空壓的速度控制，但轉換能源利用效率很低，然而伴隨著電氣控制的技術發展，現在電氣控制技術已經成熟，直接控制電動機的電氣式自動門逐漸成為主流。各種基于單片機和可編程控制器(PLC)控制的自動門智能控制系統得到了深入的發展。
[0004]自動門系統的核心部分是控制器，該部分對系統的運行至關重要，然而目前市場上自動門控制器的種類單一且相關的研究也較少。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提出一種自動門系統，采用高性能的自動門主控制器，高效率直流電機，不發熱無噪音。可探測傳感器來探測有無人靠近自動門，必要的位置傳感器來感知自動門的運行位置，通過必要的電機驅動電路來實現電機的正反轉從而控制自動門的開啟和關閉。門運行過程中，必需的傳感器對遇到障礙物時的自動門運行障礙進行檢測和報警，起到電路保護功能。
[0006]本發明為達到上述目的，采用如下技術方案:
一種自動門系統，包括PLC主控制器、驅動電機及其控制電路、探測感應電路、門位置感應電路、門檢測報警電路、自動門保護電路以及系統總線。所述電機與門連接，電機與電機控制器相連之后與PLC主控制器連接，探測感應器、門位置感應電路、自動門保護裝置通過系統總線與主控制器連接；
其中所述探測感應器在有人或者物體接近時，以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉變為電信號，經放大處理后將開關信號傳給PLC ；
自動門系統初始化，包括表示開關門過程各階段變量的初始化、終端設置等，PLC根據輸入信號進行不同的處理，PLC通過接收停止、手動關門按鈕信號、手動開門按鈕信號、人體感應信號來調用相應的子程序，進而控制電機的正反轉，達到開關門的功能；若發現運行異常，則進入故障處理程序，輸出報警信息；
直流無刷電機，即有交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等特點，又有直流電機運行效率高、調劑性能好等特性，而且由于不受機械換向的限制，易于做到大容量、高轉速，由于無刷直流電機的結構簡單、運行可靠等優點，本方案的驅動電機采用直流無刷電機。
[0007]熱釋電紅外探測器是一種新型的熱探測器，它是利用某些材料的熱釋電效應探測輻射能量的器件。由于熱釋電信號正比于器件溫升隨時間的變化率，而不像通常熱探測器那樣需要有個熱平衡過程，因此，熱釋電探測器的響應速度比其他熱探測器快得多。它不但可以工作于低頻，而且能工作于高頻，目前最好的熱釋電探測器的探測率可以高達5-1Os cmHz'/2 w-l，已經超過了所有的室溫熱探測器。因而熱釋電探測器不僅具有室溫工
作、光譜響應寬等熱探測器的共同優點，而且也是探測率最高、頻率響應最寬的熱探測器。同時，它還能鑒別出運動的生物與其他非生物，不需要用紅外線或電磁波等發射源，具有靈敏度高、控制范圍大、隱蔽性好、可流動安裝等特點。
[0008]門位置感應電路是選用兩個行程開關，一個用于檢測門完全打開時的位置，叫開門極限開關，一個用于檢測門完全關閉時的位置，叫關門極限開關。
[0009]在門運行過程中，有時會遇到障礙物阻止它的運行。下面具體分析，如果是在開門過程中出現這種情況，有可能是途中遇到障礙，或者是開門限位開關壞了，停止運行并報警；如是關門時出現這種情況，有可能擠到人或物了，應向相反方向運行，給出報警信號。因此必須設置一個傳感器檢測在關門過程中有無人或物體在門的中間。
[0010]主動式紅外線防夾感應器，其由發射特定頻率的紅外線發射器與接收器組成，其紅外線頻率與自然界及人體的紅外線不同。在關門過程中當人或物阻擋時，接收器收不到光信號產生一個負脈沖，該脈沖作為PLC的一個中斷信號，PLC控制門體向相反方向運動。在防止碰人或物的同時，保護自動門電機不會因過載而燒壞。
[0011]無填料封閉管式熔斷器RMlO系列，熔管采用纖維物制成，熔體采用變截面的鋅合金片制成。當發生短路故障時，熔體在最細處熔斷，并且多處同時熔斷，有助于提高分斷能力。熔體熔斷時，電弧被限制在封閉管內，不會向外噴出，故使用起來較為安全。另外在熔斷過程中，纖維熔管的部分纖維物因受熱而分解，產生高壓氣體，使電弧很快熄滅，從而提高了熔斷器的分斷能力。
[0012]所以用這種無填料封閉管式熔斷器與刀開關組成熔斷器式刀開關使用，用于PLC控制電路中，起連續過載和短路保護作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的自動門系統示意圖。
[0014]圖2 PLC控制原理框圖。
[0015]圖3主程序流程圖。
[0016]圖4開門子程序流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步詳細說明和描述。
[0018]PLC的掃描工作方式與電器控制的工作原理明顯不同。電器控制裝置采用硬邏輯的并行工作方式，如果某個繼電器的線圈通電或斷電，那么該繼電器的所有常開和常閉觸點不論處在控制線路的哪個位置上，都會立即同時動作；而？^采用掃描工作方式(串行工作方式)，如果某個軟繼電器的線圈被接通或斷開，其所有的觸點不會立即動作，必須等掃描到該時才會動作。但由于PLC的掃描速度快，通常PLC與電器控制裝置在I/O的處理結果上并沒有什么差別。
[0019]當PLC運行時，是通過執行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務的，需要執行眾多的操作，但CPU不可能同時去執行多個操作，它只能按分時操作(串行工作)方式，每一次執行一個操作，按順序逐個執行。由于CPU的運算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現的結果似乎是同時(并行)完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。
[0020]用掃描工作方式執行用戶程序時，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉控制的情況下，按程序存儲順序的先后，逐條執行用戶程序，直到程序結束。然后再從頭開始掃描執行，周而復始重復運行。
[0021]系統初始化包括表示開關門過程各階段變量的初始化、終端設置等，PLC根據輸入信號進行不同的處理。PLC通過接收停止、手動關門按鈕信號、手動開門按鈕信號、人體感應信號來調用相應的子程序，進而控制電機的正反轉，達到開關門的功能。
[0022]系統初始化包括表示開關門過程各階段變量的初始化、終端設置等，PLC根據輸入信號進行不同的處理。開門時，首先檢測關門極限信號是否有效，若有效，說明門是完全關閉的，對行程變量清0，否則設置PLC高速脈沖輸出參數，并檢測電機運行，電機每轉一圈行程變量加一，最后檢測開門極限，若有效，則電機停止，如圖3所示。
[0023]關門時，首先檢測手動關門或人體感應信號在本次有效后是否初次調用關門子程序，如圖4所示，若是則設置PLC高速脈沖輸出參數，輸出電機驅動信號，驅動電機反轉。然后檢測電機運行，電機每轉一圈行程變量減一，最后檢測開門極限是否有效，若有效則門已完全關閉，電機停止。
【權利要求】
1.一種自動門系統，包括PLC主控制器、驅動電機及其控制電路、探測感應電路、門位置感應電路、門檢測報警電路、自動門保護電路以及系統總線； 所述電機與門連接，電機與電機控制器相連之后與PLC主控制器連接，探測感應器、門位置感應電路、自動門保護裝置通過系統總線與主控制器連接； 其中所述探測感應器在有人或者物體接近時，以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉變為電信號，經放大處理后將開關信號傳給PLC ； 自動門系統初始化，包括表示開關門過程各階段變量的初始化、終端設置等，PLC根據輸入信號進行不同的處理，PLC通過接收停止、手動關門按鈕信號、手動開門按鈕信號、人體感應信號來調用相應的子程序，進而控制電機的正反轉，達到開關門的功能；若發現運行異常，則進入故障處理程序，輸出報警信息。
2.根據權利要求1所述自動門系統，其特征在于，所述電機是直流無刷電機。
3.根據權利要求1所述自動門系統，其特征在于，所述探測感應器是采用熱釋電紅外探測器。
4.根據權利要求1所述自動門系統，其特征在于，所述門位置感應電路是選用兩個行程開關，一個用于檢測門完全打開時的位置，叫開門極限開關，一個用于檢測門完全關閉時的位置，叫關門極限開關。
5.根據權利要求1所述自動門系統，其特征在于，所述保護電路是連接一個無填料封閉管式熔斷器，當發生短路及過載時自動切斷電源。
【文檔編號】G05B19/05GK103485646SQ201310459028
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月7日 優先權日:2013年10月7日
【發明者】米振宇 申請人:米振宇