开题报告-楼宇自动门控制系统的设计.doc

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院：计算机与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化设计题目：楼宇自动门控制系统的设计指导教师: 2015 年 4 月 2 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如0201140102,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 设 计 开 题 报 告1选题依据：1选题的理论意义、学术价值或实践价值 自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑一部分的门，从最基本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。21世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防范、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。使用自动门，可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出口显得庄重高档，因此应用非常广泛。自动平移门最常见的形式是自动门及门内外的红外开关，当客人走进自动门时，感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门的信号，控制器通过驱动装置将门打开，当客人通过门之后，在将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了宾馆档次，于是迅速在国内外酒店宾馆得到了广泛应用。早期自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已被逐渐淘汰。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。他采用可以编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、和算数运算等操作指令，并能通过数字式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，适用性强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等优点。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性，维修方便等优点。本课题的自动门设计运用PLC做控制器能大大提高自动门的稳定性和经济性，对与整个自动门行业是一次技术革新，提高了自动门的使用率，因此，进行自动门的PLC控制系统的设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。2与选题相关的研究现状及发展趋势90年代以来，我国的自动化技术发展很快，技术已经很成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门设计的重要部分。在人们日常生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防尘、防风，同时可以使出入口显得很庄重高档，因此应用非常广泛，适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等场所。由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动传动系统提出不同的要求，所以自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。客流量的差异会对自动门的使用产生很大的影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和频繁使用自动门。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，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只使用余高档酒店宾馆，自动平移门使用的最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。自动门的控制方法有很多，从控制器的不同来说，有继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运行现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统存在许多缺陷而逐步被智能控制器的自动门所淘汰。在智能控制器的选择上，自动门的主控制器有微电脑控制器控制和可编程控制器（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型商场的自动门都是有这种方式来控制的。经过多年发展，自动门行业呈现以下发展趋势：智能化，多功能：今后的还将进一步提高智能化程度，如自动检测开关门行程位置，自动适应门体阻力的变化，以始终保持较高的遇障保护灵敏度等。还将增加一些新的功能，如和住宅安防系统配合使用等；免维护：采取多种措施，减少使用过程中的维护工作；多样化：将会有各种各样不同外观和功能的产品，满足用户的不同需要；高安全性：随着用户安全意识的提高，安全性将是用户非常注重的一项指标，也将是一项基本要求。3主要参考文献 1李凤阁，佟为明等编著.电气控制与可编程序控制器应用技术M.北京：机械工业出版社,2007.2高强,PLC应用技术.北京：北京邮电大学出版社,1991.3肖青,王忠锋.西门子PLC课程设计指导书，江西理工大学应用科学学院.4杨后川,张瑞,高建设,曾劲松.西门子S7-200PLC应用100例.北京电子工业出版社，2009.45刘洪涛,黄海.PLC应用开发从基础到实践.北京:电子工业出版社.2007.1 6韩权利，赵德申主编.微机控制技术及应用.北京：机械工业出版社，2002. 87郁汉棋,电气控制与可编程控制器.应用技术.东南大学出版社，19988张新军,电器控制与PLC技术及应用.源职业技术学院自编讲义，20069钟肇心,可编程控制器入门教程（SIMATIC S7-200）.广州：华南理工大学出版社，199810刘敏,可编程控制器.北京：机械工业出版社，200211李道霖,电气控制与PLC原理及应用(西门子系列).北京：电子工业出版社,2005.112孙平,可编程序控制器原理及应用.北京：高等教育出版社,200313胡学林,可编程序控制器教程.北京：电子工业出版社,200314余雷声,电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社,199615赵明,工厂电气控制设备.北京：机械工业出版社，2002.116陈立定,电气控制与可编程控制器的原理及应用.北京：机械工业出版社，2004.617 JING Qun-ping,ZHANG Yong-an,WANG She-chang,etal.App roach of adjusting the overlap in the trimming diskshear for cold rolled p lateJ.HeavyMachinery, 200818 WANG Yong-qiang,SUN Qing-quan,DONG Kai,etal.Clearance adjusting of side trimmer and imp rovement ofcutting qualityJ.ShandongMetallurgy，2007 毕 业 设 计 开 题 报 告设计方案：1研究的思路与方法本课题设计的自动门要求有很高的稳定性来满足日常的需要，故在本设计中所选用的智能控制器为稳定性良好的德国西门子公司生产的CPU224小型PLC。在自动门的开关门速度控制上本设计以变频器作为调节器，运用变频器的三段速控制实现自动门的转速控制，为了解决在频率很低时出现不稳定的问题，驱动装置选用功率强大、稳定性好的自带减速装置的直流电动机，在感应器方面运用了自动门在工业控制上大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性好的红外感应传感器，运用感应器的开关量信号输入给PLC来实现PLC对自动门的控制。由于本课题的具体需要，在硬件系统的设计过程中主要考虑自动门的经济实用、稳定的需要。在自动门正上方里外各安装一个红外感应开关，当有人欲进入时，红外探测开关检测出有人要进入或出去，从而产生输出信号。PLC获取到该输入信号，启动电机，将门打开。当门打开到一定程度后，碰到限位开关，限位开关动作，产生输出信号，自动门停止动作。等待一时间段后，自动门自动合上。在闭合过程中，如红外感应开关检测有人要进入或出去时，自动门停止闭合，并立刻打开。为了保障门的安全性，设置关门限位开关，从而保障在自动门闭合即将结束时，不会发生两扇门相撞。2研究的基本内容自动门类型的选择：综合了自动门的简洁、简单的要求，在本课题中主要研究自动平移门，本课题设计的自动平移门具有手动和自动开门功能和分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全性的要求。自动门工作过程：(1) 按下启动开关，自动门开始投入运行。(2) 当红外检测装置检测到，自动门的内部或外部，有人或物时，开关上通过电流，电机正转，当自动门运行到开门限位时，电机停转，并保持开门状态 30 秒钟，30 秒后电机反转开门。(3) 当自动门运行到关门限位时，电机停止运行。(4) 在关门过程中，若有人或物需通过自动门，电机将停止反转，并自动正传开门(5) 在自动门保持开门时，若有人或物通过自动门，自动门将重新保持开门状态 30 秒之后电机才能反转关门。(6) 当发生故障时，可以手动开关门。 图1 主程序流程图 图2 自动门系统框图 3工作的主要阶段、进度及完成时间2015.02.22013.3.20 检索相关文献，熟悉课题背景、任务，完成开题报告。2015.3.212015.5.31 对所查资料进行消化，结合课题任务进行分析、研究。设 计变频器主电路并制作PCB板，撰写毕业论文，提交相关 资料供老师初审。2015.6.12015.6.14 修改充实论文，整理装订论文，制作答辩PPT。2015.6.15 论文答辩 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：陈宇飞同学接受楼宇自动门控制系统设计以来，资料查阅对口，明确了设计原理，软件硬件设计思路正确，对控制部分、调速部分、驱动部分、感应部分、信号接送、安全限位等环节进行研究，技术路线正确。下一步具体设计各个环节的软硬件，整体联调，期忘好的整体效果。同意开题。 指导教师： 2015 年 4 月 2 日附件：参考文献注释格式学术期刊 作者论文题目J期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰,胡征,景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展J. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorodsJ. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称C，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国 谢去病 王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集C，北京：中国高等科学技术中心，1996：105图书 著者书名M版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以