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關鍵詞：
智能伺服驅動器
驅動器
MOTEC
自動感應門
- 摘要：自動感應門目前已廣泛應用于辦公樓、廠房、超市、機場等場所。本文僅對MOTEC智能伺服驅動器自動感應門進行介紹。
電動感應門簡介
當有移動物體靠近門時，門便自動開啟及關閉，我們稱這種門為自動感應門。目前已廣泛應用于辦公樓、廠房、超市、機場等場所。自動感應門的種類很多，在此僅以平移型感應自動門機為例介紹自動感應門機的部件組成：
（1）主控制器：控制器是自動門的指揮中心，通過采集外部來的信號，啟動內部程序來控制電機工作。同時還可以通過主控器的參數設置門扇開啟速度、開啟幅度等。
（2）感應探測器：主要分為兩種：微波感應器和紅外感應器。感應探測器負責采集外部信號，當有移動物體進入其工作范圍時，感應探測器便給主控制器發(fā)送相應的指令。
（3）電機：提供開門與關門的主動力，控制門扇的加速與減速運行。
（4）門扇行進軌道：約束門扇的吊具走輪系統，使其按特定的方向行進。
（5）門扇吊具走輪系統:用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。
（6）同步皮帶：用于傳輸電機的動力，牽引門扇吊具走輪系統。
（7）下部導向系統：是門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現前后門體擺動。
（8）自動感應門內裝有感應門機：控制自動門進行打開、關閉的一系列組件的合稱，也叫自動門機組或感應門機組。感應門機的組件一般包括：馬達、控制器、吊輪、皮帶、導軌。
MOTEC自動門解決方案
MOTEC自動門解決方案采用MOTEC自主研發(fā)的智能伺服驅動器完成對系統的控制和驅動。系統整體結構如下圖：
系統組成：
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（1）驅動和控制系統：MOTEC智能伺服驅動器、MOTEC上位機軟件；
（2）探測器：紅外傳感器或微波雷達傳感器、紅外對射電眼；
（3）MOTEC直流伺服電機、MOTEC減速機；
（4）門體、門框、感應門機組；
（5）手動按鈕（急停、模式選擇等）；
（6) 系統供電電源；
（7）上位機用于系統的調試、編程和試車，同時也可以用于系統的遠程維護。
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驅動器連接說明：
MOTEC直流智能伺服驅動器集成了8個數字量輸入口、3個數字量輸出口、1個模擬量輸入口，這些輸入口可以編程定義為不同的傳感器輸入和功能。
??運動模式選擇輸入口：
（1）共兩個輸入口，用于選擇4個控制模式；
（2）INPUT1#、INPUT2#；
（3）4個控制模式分別是：
A.門機處于關閉狀態(tài)，此時不接收任何開門或關門命令(如果門機不處于關閉狀態(tài)，則將門機關閉)；
B.門機處于打開狀態(tài)，此時不接收任何開門或關門命令(如果門機不處于打開狀態(tài)，則將門機關閉)；
C.可接收雙向雷達輸入，此時門機可雙向通行；
D.可接收單向雷達輸入，此時門機只能單向通行(控制其通行方向可由其他方式實現)；??
??紅外對射輸入口：
（1）共兩個輸入口，用于連接2個紅外對射傳感器的輸入；
（2）INPUT3#、INPUT4#；
（3）當紅外對射輸入口有效時，立即停止關門動作，并將門慢速打開；
雷達輸入口：
（1）??共兩個輸入口，用于連接2個雷達傳感器的輸入；
（2）INPUT5#、INPUT6#；
（3）雷達的輸入作為門機啟動開門的信號；
（4）當任意一個雷達信號有效時，相應的開門指令有效；??
急停輸入口：
（1）用于連接門機的急停輸入，若急停開關有效，則門機停止動作并處于自由狀態(tài)；
（2）INPUT7#；
（3）如果不接這個輸入，這門機沒有手動急停功能，其他功能正常；
抱閘輸出口：
（1）用于控制門機的抱閘；
（2）OUTPUT1#；
故障指示輸出口：
（1）用于指示門機驅動器工作狀態(tài)，如正常、過載等；
（2）OUTPUT2#；
（3）如果不連接，驅動器其他功能也可正常工作；??
控制流程圖
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閘機的正常動作流程包括：
（1）門機初始化過程
主要目的是檢測門機的兩個位置：開門位置、關門位置；
動作過程如下：
閘機處于自由狀態(tài)->打開電源->閘機以較慢的速度向關門方向運動->運動到不能再往前運動為止->停止運動->記住當前位置為關門位置 ->門機向相反 (開門) 方向運動->運動到不能運動為止->停止運動->記住當前位置為開門位置 ->門機以正常關門速度運動到關門的位置->初始化過程完畢；
（2）門機開門動作
正常流程：接收到雷達信號有效開門指令->判斷當前狀態(tài)正常->開門->開門動作執(zhí)行完畢；
異常流程：接收到雷達信號有效開門指令->判斷當前狀態(tài)正常->開門->卡住(過載報警)->停留N秒->開門(慢速)->開門->開門動作執(zhí)行完畢(如果連續(xù)執(zhí)行3次不能將門機打開，則門機釋放，報警)；
（3）門機關門動作
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正常流程：門機開門動作執(zhí)行完畢->等待M秒->執(zhí)行關門指令->判斷當前狀態(tài)正常->關門->關??門動作執(zhí)行完畢；
異常流程：門機開門動作執(zhí)行完畢->等待M秒->執(zhí)行關門指令->判斷當前狀態(tài)正常->關門->卡住(過載報警)->停留N秒->開門(慢速)->停留M秒->關門(慢速)->關門動作執(zhí)行完畢(如果連續(xù)執(zhí)行3次不能將門機關閉，則門機釋放，報警)；
（4）緊急停車有效
緊急停車輸入有效時，門機停止響應所有控制信號，并釋放電機的使能，此時門機處于自由狀態(tài)。
下圖給出了整個閘機控制邏輯中門機狀態(tài)的切換，此控制邏輯全部由MOTEC智能驅動器內置PLC功能編程實現。由于不同的用戶對門機的功能和狀態(tài)切換會有微小的調整，用戶可以參考MOTEC提供的PLC程序，編寫適合自己的應用邏輯程序。
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運動曲線軌跡規(guī)劃：
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MOTEC 智能伺服驅動器內置S曲線和T曲線軌跡規(guī)劃功能。在自動感應門的應用中，由于要在門機運動過程中修改最大運動速度，因此使用了T曲線軌跡規(guī)劃運動模式。如果用戶無需在運動過程中修改門機的運動速度，則可以使用S曲線軌跡規(guī)劃模式。
在T曲線連續(xù)運動模式下，驅動器中的軌跡規(guī)劃控制器會根據當前的運動速度和尚未完成的運動距離對速度曲線做實時的規(guī)劃，做到速度沒有突變的連續(xù)運動，使得開關門的過程更加柔和，從而減小對系統的沖擊。而當新設定的電機目的地位置和當前電機的運動方向正好相反時，電機會立即進行減速，當電機的速度小于或等于所設定的反轉速度時，電機停轉并進入反向運動。本方案開關門過程采用連續(xù)T曲線軌跡規(guī)劃功能，現以關門過程為例，運動曲線如下圖5和圖6所示：??
??說明：
T0-T1: 加速階段，加速度為A1，T0時刻為開門位置P0；
T1-T2: 勻速階段，速度為V2；
T2-T3: 減速階段，加速度為A2，T3時刻為設定位置P1；
T3-T4: 勻速階段，速度為V1（此時門機已經快關到位，需要以較慢的速度運動至門機全關閉）；
T4-T5: 減速階段，加速度為A3，T5時刻為關門位置P2；
關門過程：門機由開門位置先以一個較快的速度V2運動到預先設置的位置P1，再以較慢的速度V1運動到關門位置P2。采用兩段軌跡規(guī)劃，勻速速度、加減速階段的加速度均可獨立設置，從而使得開關門的過程更加柔和。??
保護方式：
??（1）限位保護
為了確保電機運動在安全的行程范圍之內，MOTEC 伺服驅動器提供了限位功能，分別有軟件限位和硬件限位功能。軟件限位定義了電機能夠運動的位置范圍，而硬件限位則由限位開關來限制電機的運動范圍。
??（2）電流保護??
MOTEC智能伺服驅動器的電流保護模式采用I2t保護模式，在驅動器的運行過程中，處理器會以1kHz為更新頻率，不斷更新和比較I2t設定值和I2t實際值。當I2t實際值大于I2t設定值時，啟動電流保護機制。根據設定的保護模式不同，會啟動“釋放保護模式”或“限制保護模式”。在驅動器的上位機軟件監(jiān)視窗口下，可以看到I2t功能的保護狀態(tài)，狀態(tài)顯示表示I2t實際值占I2t設定值的百分比，當達到100%時，啟動I2t保護。
（3）溫度保護
MOTEC低壓智能伺服驅動器的電流保護模式除了I2t保護模式之外，還采用了溫度保護????模式。在驅動器中裝有溫度傳感器，實時的監(jiān)測驅動器中功率模塊的溫度，對驅動器進行溫度保護。在驅動器的運行過程中，處理器會以1KHz為更新頻率，不斷更新和比較實際的溫度值和設定的溫度值。當實際的溫度值達到設定的報警溫度值時，啟動溫度保護機制，根據設定保護模式的不同，啟動“釋放保護模式”或“限制保護模式”。
（4）最高速度限制保護
最高速度限制保護功能是在任何模式下都起作用的，只要電機的轉速超過最高速度限制，電機即會報警并釋放使能。
（5）急停保護
MOTEC智能伺服驅動器的急停功能可以通過軟件觸發(fā)，也可以通過輸入口觸發(fā)。通過輸入口觸發(fā)急停的前提是將其中一個輸入口定義為急停功能，無論是位置控制還是速度控制，需要電機停止運動時，MOTEC 智能伺服驅動器提供兩種停止運動控制模式，即停止運動和急停。而急停又可以分為減速急停、緊急制動以及急停電機釋放。
停止方式：
??（1）立即停止
無論當前電機的運動速度是多少，驅動器收到急停命令后電機立即停止運動。當電機??運動速度較高時，請慎重使用這種方式。因為電機轉速較高時，讓電機立即停止，電機的動能需??要在極短的時間內釋放，此時母線電壓會急劇升高。如果放電電阻功率不足以滿足短時放電的要求，將會造成驅動器或電機的損壞。同時這種急停方式也會對機械系統造成巨大的沖擊，導致系統運行不穩(wěn)定。
?? （2）減速停止 ??
電機以設定的減速度減速運動，直到電機停止運動。
?? （3）電機釋放 ??
當觸發(fā)急停命令時，電機釋放，系統按慣性運動至停止運動。
在進行PLC編程時，客戶可以根據實際情況選擇需要的停止方式，從而使系統更加靈活多變，以適應各種不同場合的需求。
