自动门控制方式的选择
4.1 设计要实现的功能
1、自动门控制装置的硬件组成:
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1(使直流电动机正转)、关门执行机构KM1(使直流电动机正转)等部件组成。
2、控制要求:
(1)当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时,开门执行机构KM1动作,电动机正转,到达开门限位开关K3位置时,电机停止运行。
(2)自动门在开门位置停留8s后,自动进入关门过程,关门执行机构KM2被起动,电动机反转,当门移动到关门限位开关K4位置时,电机停止运行。
(3)在关门过程中,当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时,应立即停止关门,并自动进入开门程序。
(4)在门打开后的8s等待时间内,若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时,必须重新开始等待8s后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
4.2 自动门的控制要求分析
经分析设计任务,可知完成任务的实质就是控制直流电动机的正反转,要实现电机正转——开门,电机反转——关门。要实现自动控制首先要具备一下功能部件:光电检测开关,限位开关,直流接触器。同时要实现短路保护,连锁保护等。
首先按下上电按钮,光电检测开关检测到能有人通过时,使电动机正传,带动自动门执行开门过程。当门完全打开之后,使开门限位开关由闭合到断开,电动机停止正传,自动门停止,同时开始计时8秒。 在计时过程中若光电检测开关重新检测到有人通过时,则在重新进行8秒计时。当8秒的计时完毕后,电动机反转执行关门过程。在关门过程中,若光电检测开关重新检测到人体信号时,此时中断关门过程,转向开门过程。
考虑到自动门光电检测开关出现故障或维修的时候,使用自动控制系统有所不适,于是要设置手动开门和手动关门程序。
为使在开门、关门过程总电动机平稳运转,自动门不出现剧烈的撞击,因此对开关门速度进行控制,即对直流电动机进行调速控制。考虑到控制的简便性和经济性,采用直流电动机电枢绕组串电阻调速方式。
4.3 自动门控制方式的确定
由以上分析可知,要实现设计所要求的功能,采用继电器控制比较复杂,稳定性和安全性差。由第3章中对PLC的介绍可知PLC具有如下优点:(1)可靠性高,抗干扰能力强;(2)硬件配套齐全,功能完善,适用性强;(3)安装方便,扩展灵活;(4)系统的设计、安装、调试工作量小,维护方便,容易改造;(5)体积小,重量轻,能耗低。
因此本次设计采用目前市场上使用较为广泛的西门子S7-200PLC实现对自动门的自动控制。