电子论文：声控自动门控制电路的设计
摘要：随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。
关键词：声音 自动
1 引言
随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。
早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。
1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特点是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。
目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS(Distributed Control System)、现场总线控制系统FCS(Field bus Control System)，这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。
在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口，经常使用自动门控制系统。早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已逐渐被淘汰。PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。由于直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机超载能力较强，热动和制动转矩较大，所以执行机构使用直流电动机。
本论文主要是对门的自动开、关控制而论。自动门控制装置系统由检测元件红外传感器、继电器、可编程序控制器（PLC）、电动机组成。它主要是利用热释电人体红外传感器检测，有无人到门口的信号，再把检测到的信号送入可编程序控制器（PLC）中，由可编程序控制器来对信号的处理，处理的最后结果用继电器输出，从而达到控制电动机的转动。又由电动机带动门的开、关。当电动机正转时，门自动打开；当电动机反转时，门自动关闭。
设计思路
1.1 自动门介绍
自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。自动门是指：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。例如：各种用可识别感应器控制的自动专用门，如：玻璃自动门、不锈钢自动门应在此范围内。自动门的种类有: 弧形自动门、双重平移自动门、双扇平移自动门。
1.2课题研究的可行性
现如今自动化、信息化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广，成为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。
通过对“红外线自动门控制系统”的研究和设计，我精心撰写了红外线控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核心的系统。
1.3 国内自动门发展现状
1.3.1 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。
1.3.2 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。
1.3.3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。
1.3.4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。
1.4 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。
1.5课题的功能概述
在自动门使用上要根据安装的环境及要求，考虑选择自动门的配置。由于公共场所（像医院、机场等）的自动平移门使用频率非常高，而自动门的使用频率和寿命是有限的。在这种情况下，要使用自动门必须进行综合考虑。例如增加门的数量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。
以上介绍的是自动门的安装使用要点。而一个自动门的设计还要包括下面三个方面：
1.5.1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。
1.5.2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。门扇开启轻巧方便，当停电时，老人、儿童等均可开闭自如，开闭力量在3.5公斤以下，方便、安全、可靠。
1.5.3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。
自动门构造的技术参数
1.5.3.1 主要的技术指标：
技术指标 单门 双开门
门重量 130kg×1扇 100kg×2扇
导轨长度 2000~5000mm
开门速度 200~450mm/秒(可调)
闭门速度 200~450mm/秒(可调)
慢行速度 30~50mm/秒(可调)
开门时间 开门静止后1~10秒的范围内(可调)
控制器 高速智能电脑处理器控制
马达 DC24V 40W无刷步进电机
电源电压 AC220V 50Hz
消耗功率 100W
手动开启力 3.5公斤以下
安全功能 开闭时遇到障碍物能立即开启,晚间转换到报警功能
使用环境 -20℃～+50℃
1.5.3.2主要构造部件
部件特性
智能控制器：自动检测门的重量、宽度，使门保持在最佳运行状态。
步进电机：高效率、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不发热。
皮带：高效同步齿型带，防止打滑，保证平稳运行。
吊架：用于运动门扇的悬挂，安全可靠。
参考文献
[1]赵永江．楼宇的门禁、监控及车库管理系统[M]．北京：中国，电力出版社，2005．
[2]谢克明，夏路易可编程控制器原理与程序设计[M]．北京，电子工业出版社，2002．
[3]张进秋．可编程控制器原理及应用实例[M]．北京：机械，工业出版社，2003．
[4] PLC入门学习基础教程[M] ． 北京：机械，工业出版社，2003．
[5]《可编程序控制器应用指南》 易传禄主编 上海科普出版社
[6] 《可编程序控制器原理及应用》 钟肇新 彭 侃编 华南理工大学出版社
[7] 电气与可编程序控制器技术》 汤以范主编 机械工业出版社
[8] 《PLC编程及应用》 廖常初主编 机械工业出版社
[9] 《SIMATIC S7-200可编程序控制器CPU22X系统手册》西门子(中国)有限公司
[10] 《可编程序控制器原理及应用》 赵金荣 叶 真编 上海应用技术学院
