自动门控制系统设计与实现
1. 自动门概述
1.1 自动门的定义与应用
1.1.1 自动门的定义
- 自动门是一种集成了感应器、电机、控制器等组件，能够实现门体的自动化启闭的现代化出入通道管理设备。
- 自动门广泛应用于商场、酒店、医院、办公楼、机场等公共场所，极大地便利了人们的日常出入。
1.1.2 自动门的应用
- 自动门在商场、酒店、医院、办公楼、机场等公共场所广泛应用，提供了便捷的通行方式。
- 自动门在特殊场合如医疗和科研环境、公共交通设施等也有着重要的应用，能够提供防火、防烟、防菌等功能，确保安全和有序的通行。
1.2 自动门控制技术发展历程
1.2.1 早期自动门控制技术
- 早期的自动门主要采用机械驱动方式，利用重质弹簧、滑轮等机械装置来推动门的开启和关闭。
- 20世纪初，电机技术的突破为自动门的驱动方式带来革命，实现了自动门的快速开启和关闭功能。
1.2.2 红外线感应自动门
- 进入20世纪中叶，红外线技术的引入促使红外线感应自动门的出现。
- 红外线感应自动门通过红外传感器侦测到人体或物体的存在，自动执行开关门动作，使自动门控制步入了更为智能化的时代。
1.2.3 微波雷达感应自动门
- 进入20世纪末期，微波雷达技术被应用于自动门控制，带来了微波雷达感应自动门。
- 微波雷达技术能够更加精确地探测到前方的人体或物体，拥有更高的灵敏度和稳定性，使其能够适应更多种不同环境的需求。
1.2.4 基于PLC的自动门控制系统
- 21世纪初期，随着可编程逻辑控制器（PLC）技术的发展与普及，基于PLC的自动门控制系统开始广泛应用。
- PLC系统以其出色的性能、可靠性和高度灵活性获得认可，能够执行复杂的控制逻辑与功能，进一步提升了自动门的智能化程度。
1.2.5 无人值守自动门系统
- 近几年来，人工智能与物联网技术的飞速发展催生了无人值守自动门系统。
- 无人值守自动门系统集成了人脸识别、语音识别、远程监控等先进技术，实现了对自动门的全自动化控制，为用户提供了更加便捷和安全的通行方式。
1.3 自动门控制系统国内外应用现状
1.3.1 国内研究现状
- 商业建筑及办公区域：在商场、写字楼、酒店等商业建筑以及办公区域中，PLC自动门控制系统得到了广泛应用。
- 公共交通设施：地铁站、机场、车站等公共交通设施是自动门控制系统的核心应用领域。
- 医疗及科研环境：医院、诊所、实验室等医疗和科研环境对于环境的洁净度和安全性有着极高的要求。
- 居住区域：在住宅小区、公寓楼等居住区域，PLC自动门控制系统同样得到了广泛应用。
- 工业场所及生产线：在工厂、车间等工业场所中，PLC自动门控制系统发挥着重要作用。
1.3.2 国外研究现状
- 技术进步：近年来，国外在自动化控制技术领域取得了显著进步，特别是在PLC的性能、可靠性及其与其他智能系统（如物联网）的集成方面。
- 安全性与节能：安全性和节能是国外研究和开发基于PLC的自动门控制系统时的两个主要焦点。
- 集成与兼容性：国外的自动门控制系统越来越向着与其他建筑管理系统（BMS）和安全系统的集成发展。
- 人工智能的应用：随着人工智能（AI）技术的进步，一些国外研究开始探索将AI算法与PLC结合来优化自动门的控制策略。
- 标准和规范：为了确保系统的安全性和互操作性，国外有许多关于自动门控制系统的标准和规范。
1.4 自动门类型的选择
1.4.1 自动门类型概述
- 自动门根据其使用环境和功能的不同，可以分为多种不同的形式，包括自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门和自动折叠门等。
- 自动平移门以其简洁大气的设计和高效的使用功能，成为广泛应用于商业中心、饭店、医院等多种场合的首选。
1.4.2 自动平移门的设计
- 自动平移门在启动时，其门体会沿预设轨道进行平行移动，这不仅使得门的外观更加美观，同时也极大地节约了使用空间。
- 自动平移门在结构上分为轻型和重型两大类，轻型自动门多见于办公楼、医院等场所，而重型自动门则多用于承受较大负荷和强度压力的环境。
2. 自动门控制系统设计
2.1 自动门功能需求分析
2.1.1 自动与手动控制模式
- 自动门系统的设计必须强调自动与手动控制模式的重要性。
- 系统需要包含一个手动开启和关闭门的功能，以确保在需要进行维护时系统的安全性和方便性。
2.1.2 异常情况处理
- 在自动门操作中，如果发生任何异常情况，会立即触发紧急停止按钮，自动门将停止运行，以防止可能发生的安全事故。
2.2 自动门控制要求
2.2.1 开门与关门控制
- 当人或物体进入感应区，装置接收信号，电机启动正向旋转以开门。
- 门开后，计时器开始计时。15秒后，电机反向旋转以关门。
2.2.2 安全与节能控制
- 关门时，如感应装置再次接收信号，应立即停止关门并启动开门动作。
- 自动门工作过程中，如发生紧急情况，触动停止按钮，自动门将立即停止工作以防止意外。
2.3 自动门原理
2.3.1 自动门系统结构
- 在自动门系统中，主要可分为三个部分。首先是门体与门框的结构，其次是传动装置与驱动装置，最后是感应传感器的检测装置及控制装置。
2.3.2 自动门工作流程
- 在自动快速门的工作流程中，感应传感器首先捕捉到信号，随后将信号传递至控制装置。
- PLC系统发布开门指令，驱动传动系统接收命令后，带动传动系统实现自动开门或关门。
