旋转门设计说明书

1、 毕业设计(论文) 题 目 名 称 旋转自动门控制系统电气设计 课 程 名 称 PLC原理及应用 学 生 姓 名 汤雅洁 学 号 0741227344 系 、专 业 电气工程系 指 导 教 师 罗邵屏 2011年 5 月 4 日邵阳学院毕业设计（论文）任务书专业班级07电气自动化学生姓名汤雅洁学 号0741227344课题名称旋转自动门控制系统电气设计设计（论文）起止时间2010年 11 月30日到2011年5 月 30日课题类型工程设计课题性质模拟一、课题研究的目的与主要内容：目 的：让学生运用所学自动控制原理、过程控制、传感技术、机床电气控制技术、可编程控制器技术等课程知识进行电气控制设计

2、，锻炼学生应用可编程控制器设计开发电气控制系统的能力，加强各知识点的串接，加强实际应用能力，达到毕业设计的要求，为以后在相关领域的工作打好基础。主要内容：基于PLC的旋转自动门控制系统电气设计 课题调研，收集研究对象的资料，学习收集资料的方法，了解工作原理； 运用PLC进行系统设计，画出电气原理图，并进行程序设计； 根据电气原理图，选择正确的元器件型号，尤其是PLC控制器选型和变频器的选型； 设计操作面板布置图； 给出完整的电子版论文和纸质论文。二、基本要求：旋转自动门控制系统要求有以下功能：感应旋转、急停、防风、夜间闭锁、状态及故障自动显示功能，此外还包括安全防夹、慢速、定位停、安全防碰、调

3、速、防碰隐藏及手、自动转换等功能。电气技术参数：电压，220V 50HZ ；红外线动作感应器检测区域约为4m×2m；功率，驱动马达0.25KW；红外线防夹感应器区域在1.7m高度时，红外线波束直径为0.10m；镭射天花灯（照明，500W）。注：1、此表由指导教师填写，经各系教研室主任审批生效；2、此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。三、课题研究已具备的条件（包括实验，主要仪器设备，参考资料）电气工程导论 主编 罗安 过程控制工程 主编 邵裕森 戴先中可编程控制器应用技术 主编 廖常初 机床电气控制技术主编 齐占庆传感技术 主编李春茂 罗邵屏 建筑电气控制技术主编郭福雁杂志：电

4、气自动化、工业自动化、组合机床与自动化加工技术、 电气传动、电器仪表、自动化仪表网络：中华工控网 中国自动化信息网台达、三菱、欧姆龙、西门子网站四、设计（论文）进度表2010年12月30日前 完成开题报告和文献综述工作；2011年3月30日前 完成设计方案的确定，画出电路图、进行元器件选型、程序设计、面板布置图设计；2011年4月30日前 整理相关资料，写出论文初稿；2011年5月20日前 写出符合要求的毕业设计论文，送专家评审；2011年5月29日 答辩。五、教研室审批意见教研室主任（签名）： 年 月 日六、院（系）审批意见院（系）负责人（签名） 单位（公章） 年 月 日指导教师（签名）：

5、学生（签名）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名 汤雅洁 学 号 0741227344 系 电气工程系 专业班级 07电本 题目名称 旋转自动门控制系统设计 课程名称 PLC原理及应用 一、学生自我总结对于即将离开大学生活的我来说，这次毕业设计是十分重要的，是对过去所学的总结。在过去的学习当中，我同大家一样都专功于书本，大多学习书本上的知识，可以说是纸上谈兵，对实践操作知之甚少。但是，通过这次完全针对自主操作的毕业设计，以及自己平时所学的知识和积累的经验，加上罗老师的帮助，胜利完成设计给了我又一次成功的经验。分配给我的设计是电子元件老化房的PLC控制与设计，虽然设计内容相对较难，但是，通过

6、老师的指导，以及自己在网络上查找到的相关资料，做起来也就得心应手，其中，更重要的是老师的帮助，让整个设计过程进行得十分顺利，在当中所学对于我今后的工作与学习都是相当有益的。在此，我要特别感谢罗老师，要不是有她的耐心指导，我也不能这么顺利地完成此次毕业设计，谢谢! 学生签名： 年 月 日二、指导教师评定评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权 重304030优、良、中、及格、不及格单项成绩指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。摘 要随

7、着生活水平的不断提高和科技的发展，旋转自动门广泛应用在楼宇自动化中，不仅美观实用，还为人们的生活带来方便。因此，要保证自动门安全有效的工作，针对控制要求设计合理的旋转门控制系统就很有实用价值和现实意义。本设计利用可编程控制器（PLC）和变频器等设计了针对三翼自动旋转门的控制系统。设计中根据控制原理和设计要求确定了系统的设计方案，给出了结构框图、电气原理图。针对每个环节进行具体设计，对主控芯片、变频器、传感器等进行参数选择，给出传感器的连接电路和信号分析。系统通过主控芯片与各种传感器（防夹、防撞传感器，红外线感应传感器，接近开关传感器）的连接，对控制信号进行检测和分析，并利用变频器调节电机实现对

8、旋转门的控制。旋转门控制系统实现了对门的自动启停、自动定位、速度调节、安全智能和夜间闭锁等功能。另外针对不同人群的需要采取相应措施（如残疾人按钮）使整个系统显得更加人性化。关键词 可编程控制器 变频器 旋转门 控制系统AbstractWith rising living standards and technology, automatic revolving door is widely used in building automation, not only beautiful and practical, but also bring convenience to people'

9、;s lives. Therefore, to ensure safe and effective work of automatic doors, designed for the control requirements of the revolving door control system it is very useful and practical significance. The design of programmable controllers (PLC) and the inverter, etc. designed for the three wing automati

10、c revolving door of the control system. Design principles and design requirements for the control system is designed to determine the given block diagram, electrical diagram. For each link of the specific design of the main chip, inverter, sensors, etc. parameters, given the sensor connection circui

11、t and signal analysis. System through the main chip with various sensors (pinch, crash sensors, infrared sensors, sensor, proximity switch sensors) connected to the control signal detection and analysis, and using frequency converter to realize the adjustment motor control of the revolving door.Revo

12、lving door control system for the door of the automatic start and stop, automatic positioning, speed regulation, safety features such as intelligent and night latch. In addition to different groups need to take appropriate measures (such as the disabled button) so that the whole system even more use

13、r friendly. Keywords Programmable Logic Controller Inverter revolving door control system目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1 选题的背景和意义11.2 自动旋转门的国内外发展现状21.2.1国外自动旋转门发展现状21.2.2国内自动旋转门发展现状21.2.3自动旋转门的发展趋势31.3 主要设计内容3第2章 设计方案的确定62.1 自动旋转门系统的基本结构62.2 旋转门控制方案的分析72.3 旋转门控制方案的确定8第3章 主控芯片选择及辅助电路设计103.1主控芯片的选型103.1.

14、1 PLC的简要介绍103.1.2 PLC的选型113.1.3 PLC的I/O点分配133.2 系统控制电路的设计163.2.1 变频调速的基本原理163.2.2 变频器容量选择173.3 系统电源的设计19第4章 传感器的选型及信号处理214.1 红外检测传感器224.1.1热释电红外传感器224.1.2防夹红外传感器244.2 接近开关传感器254.3 防碰撞传感器27第5章 系统软件部分设计295.1 模拟输入输出点信号295.2 控制程序流程图315.3 程序控制过程分析32结 论44致 谢45参考文献46附录147DIRECTORYAbstractIAbstractIIChapter

15、 1 Exordium11.1 Background and significance of topic selection11.2 The development present situation of automatic revolving door at home and abroad21.2.1 Development of foreign revolving door21.2.2 Development of the domestic revolving door21.2.3 Development Trend of the revolving door31.3 Main desi

16、gn contents3Chapter 2 Determination of Design Scheme62.1 The basic structure of automatic revolving door system62.2 Analysis of the revolving door control method72.3 Determination of the revolving door control method8Chapter 3 The master chip select and the auxiliary circui103.1 Selection of the mas

17、ter chip103.1.1 PLC's brief103.1.2 PLC Selection113.1.3 The I / O Distribution of PLC133.2 The design of System control circuit163.2.1 The basic principle of frequency control163.2.2 Inverter Capacity Selection173.3 The design of system power supplies19Chapter 4 Selection of sensors and signal p

18、rocessing214.1 Infrared detection sensor224.1.1 Pyroelectric infrared sensor224.1.2 Pinch infrared sensor244.2 Proximity switch sensor254.3 Anti-collision sensors27Chapter 5 The design of software295.1 The signal of analog input and output points295.2 The flow chart of control program315.3 The analy

19、sis of program control process32Conclusions44Acknowledgements45References46Appendix 14740第1章 绪 论1.1 1.1选题的背景和意义随着人们生活水平的不断提高和科学技术的飞速发展，人们更加注重自动化和人性化的产品。楼宇自动化产品中的旋转自动门由于其可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，既方便又提高了建筑的档次的原因，在银行、写字楼、酒店等办公娱乐场所得到了广泛普及应用。 自动旋转门的普及和应用，改变了人们的防护意识，提升了人们的安全观念。同时对于旋转自动门的控制系统也有了更高的要求

20、。旋转自动门的控制更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防范、通行、疏散，同时还融合了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。自动旋转门控制系统的基本工作形式是在门的不同位置安装传感器以及控制芯片等，对旋转门进行人性化、智能化的自动控制。可以根据通行人员的多少、有无老幼残孕等情况调整旋转门的旋转速度以适应不同情况的需求。当检测到行人距门翼太近、走反等有可能出现危险的时候，能及时通过调整避免危险的发生。而且在无人通行时停止节能，在夜间实现闭锁等功能。由于旋转自动门在通电后可以实现无人管理而且智能、安全、节能，又能提高建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。因此

21、针对自动旋转门系统的设计就显得更具有实际意义，不仅可以提高旋转门的智能化程度，更能促进旋转门的技术更新和产品的应用。1.2 自动旋转门的国内外发展现状1.2.1国外自动旋转门发展现状自1903年宝盾公司在荷兰生产出第一座旋转门1，旋转门至今已有一百年的历史，发展到今天，旋转门已具有可靠的安全系统和先进的驱动技术，其智能化高格调的设计为现代化楼宇建筑的确入口提供了完美的选择。国外著名厂家有：荷兰的B00N EDAM 瑞典的BESAM 德国的多玛、盖泽 日本的纳博克、寺冈等。由于国外自动旋转门发展较早，其技术也较为成熟。自动旋转门的传动系统技术具有节能、低噪声、传动平稳、寿命长、性能可靠等优点；控

22、制系统采用数字化设计的系统作为控制中枢，有功能更强大，操作更简便等优点；检测安全系统采用先进的红外与微波感应技术，用于感知物体的移动，操纵门体的动行，使用各种安全检测传感器，实现防挤、防夹和防撞功能。与此同时某些厂家生产的自动旋转门还具有远程控制和液晶显示。利用当前先进的通信和网络技术，使自动门的维护不再受时间、地域和专业维护技术的限制，制造商可通过 internet 与设备进行实时交流，校正偏差，让自动门达到最佳运行状态。当出现异常时，可准确传回故障信息，实现远程维护，缩短维护、保养时间；采用液晶显示屏，进行可视化设计，全面显示门体转速、状态和故障等信息。1.2.2国内自动旋转门发展现状我国

23、旋转门技术的发展：我国的全自动旋转门技术来源于荷兰、瑞典、日本等国。90年代后期旋转门开始在我国建筑领域中得到迅速推广和广泛的使用。旋转门的厂家：国内专业厂家：北京有凯必盛、宝盾、青木、智辉、巨方圆、信步等。外省市有上海康育、广州盛维、沈阳金海、青岛帝盟等。旋转门在我国的市场前景：随着我国国民经济持续稳定地增长，2008年北京申奥成功和WTO的加入。从本世纪开始，我国进入了全面建设小康社会的新阶段，创造美好生活环境是装饰业发展的巨大推动力。现代城市建筑物装饰装修中，将高科技应用到建筑物的外观形象上，使城市建筑的入口体现出智能化。对门的选择由单一的功用型向个性化、品位化发展，旋转门以其全新的概念

24、，宽敞开放的门面和高格调的设计，自然成为当代的建筑装饰的主流，无可质疑的必选设施。堪称建筑物的点睛之笔。但是国家对自动门产品质量、安全性、节能性、噪音、施工质量、售后服务还没有统一的标准，所有国内建筑业院校都没有相关的专业或课程，也没有权威的咨询机构，自动门市场的管理尚处于无序状态。随着国内建筑业的发展，这一状况一定会有所改变。1.2.3自动旋转门的发展趋势经过多年发展，旋转门行业呈现以下发展趋势：1.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。2.免维护：

25、采取多种措施，减少使用过程中的维护工作。3.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。4.高安全性：随着用户安全意识的提高，安全性将成为非常重要的一项指标，也是一项基本要求。1. 3 PLC简介1.3.1PLC的发展历程在工业生产过程中，具有大量的开关量顺序控制，要求按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集等。传统上www.MMS，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司公开招标，提出研制能够取代继电器的控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技术的控制装

26、置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。 PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种

27、类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30-40%。在这时期搜企网，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，而且在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。现今，PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。在可预见的将来，PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位，是其他控制技术无法取代的。1.3.2、PLC的构成 

28、   从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体（如上左图）。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。1.2.3、PLC的各组成元素的构成及功能：1、CPU的构成及功能CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序

29、和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。对使用者来说，不必详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令，但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC

30、的工作速度，I/O数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 2、I/O模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O种类有开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等。开关量是指只有开和关（或1和0）两种状态的信号ZAOCHE版权所有，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。 模

31、拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述I/O通用外，还有特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。3、内存内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。不同机型的PLC期内存大小也不尽相同，除主机单元的已有的内存区外，大部分机型还可根据用户具体需要加以扩展。4、电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有

32、的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。  5、底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系工业自动化网，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。6、PLC系统的其它设备i) 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编写程序、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。某些PLC也配有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器

33、。ii) 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面也非常普及。iii)输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。7、PLC的特点1)编程方法简单易学2)硬件配备齐全，用户使用方便3)通用性和适应性强4)可靠性高，抗干扰能力强5)系统的设计安装调试工作量少1.3.4 PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类

34、。开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量

35、I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。1.4 主要设计内容旋转门控制系统的设计是以三翼旋转门为模型，以PLC为主控制器，外加传感器和变频器等组成的自动旋转门控制系统。通过各种类型的传感器将控制信号（如：调速按钮、防夹、放撞、防碰、急停等）检测并经处理传递到PLC中，根据设计要求的安全控制措施以及条件的优先级来判断并发出相应的控制信号，最后由传动装置完成动作。本设计的主要特点是设计充分考虑人的需求，使旋转门更加智能化和人性

36、化。预计实现的主要功能有：1.旋转速度可调。旋转门设有低速、中速、和高速3种旋转速度，通过残疾人、正常、高速三个按钮进行切换，以适应残疾人通过、正常运转和紧急疏散时对转速的不同要求。2.自动起停功能。检测到来人时自动启动，并以正常转速运转，15s无人进出，则自动停转并封门。3.防夹功能。当门扇运转靠近曲壁立柱时，则旋转门马上停转，以防止撞伤行人或撞坏物体。行人或物体离开右侧立柱时门自动恢复运转。4.防撞功能。当行人紧靠右侧立柱或遇物体碰撞右侧立柱时，则旋转门马上停转，以防止撞伤行人或撞坏物体。行人或物体离开右侧立柱，门自动恢复运转。5.防碰功能。行人在旋转门内通行过程中，如遇门扇碰行人脚后跟，

37、则门立即自动停转，以防止碰伤行人。行人离开门扇，门自动恢复运转。6.锁门功能。采用电磁锁方式锁门，只要转动钥匙即可完成自动锁门工作，快捷方便。7.急停功能。当出现紧急意外事故时，按下急停按钮，门立即停转，解除急停信号，门又自动恢复运转。8.暂停功能（STOP钮）。与急停功能相当，不同的是按STOP钮后，必须用残疾、正常或高速三个按钮中的一个进行恢复。9.残疾优先功能。当按下残疾按钮后，30s内门始终以2 rmin的速度低速运转，此时按正常或高速钮无效，以确保残疾人安全通过。30s后来人，门自动以正常速度运转。10.电动机过载保护功能。当电动机过载时，门停转并且指示灯闪烁报警。过载消除后门自动恢

38、复运转。11.变频器报警输出和延时自动复位功能。当变频器过压或过流时，关闭输出，门停转并报警（指示灯闪烁），延时3s自动复位。本设计自动旋转门采用的电机是JXJ1-35-0.25摆线针轮减速器三相异步电机。 JXJ系列异步电机按照TB1T6442-92标准设计制造,广泛用于轻工,纺织，建筑机械行业。JXJ系列异步电动机是直接输出低转速，大转距，且有转速型谱宽，运转平衡，噪声低，高效节能，体积小，重量轻，规格多，选用方便等特点。具体参数见表1-1。表1-1 电机参数表型号额定功率(KW)转矩(N.m)同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比齿轮传动比减速器JXJ1-35-0.250.

39、2567.9150014402406.935第2章 设计方案的确定2.1 自动旋转门系统的基本结构1.框架总成：分为固定部分和旋转部分，均由铝型材框架和玻璃等组成2。立柱、曲壁、门扉一般采用高强度铝合金型材，结构简洁，精密牢固。采用中心门轴结构安装和驱动旋转门体设计，每扉门三面安装密封毛条与地面天花及曲壁紧密接触，使门扉在任何位置均处于密闭状态;门扉玻璃采用（3+3）夹胶玻璃或6MM厚钢化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夹胶玻璃，安全可靠。门体结构简图如图2-1所示。 图2-1 门体结构简图2.驱动系统：由一个三相交流电机提供动力，用减速器带动中心门轴驱动。3.控制系统：由可编程控制器PLC、

40、变频器、功能开关组成。4.检测系统：由红外传感器实现有无人自动检测，自动对电机启停进行操作。5.安全系统：主要有接触和非接触安全感应器。 旋转门入口立柱均装有安全胶条，防止行人夹伤，自动门入口右侧立柱胶条内装有内藏式防夹感应器，如受挤压门扉即马上停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动;每扇门扉底边胶条内装有内藏式防碰感应器，碰到物体或行人门扉立即停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动。2.2 旋转门控制方案的分析旋转门主要设计是从门体,传动系统,控制系统，检测系统,安全系统等几个方面进行考虑3。从上面几个方面具体分析有两种设计方案可供选择：1.方案一(1)框架总成： 分为固定部分和旋转部分，均

41、由铝型材框架和玻璃等组成。立柱、曲壁、门扉一般采用高强度铝合金型材，结构简洁，精密牢固。圆周导轨悬挂整个旋转门体及其驱动设计，每扉门三面安装密封毛条与地面天花及曲壁紧密接触，使门扉在任何位置均处于密闭状态;门扉玻璃采用（3+3）夹胶玻璃或6mm厚钢化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夹胶玻璃，安全可靠。 (2)传动系统：由二个三相交流电机提供动力，用减速器带动旋转转盘驱动。(3)控制系统：由单片机、变频器、功能开关组成。(4)检测系统：由红外传感器实现有无人自动检测，自动对电机启停进行操作。(5)安全系统：主要有接触和非接触安全感应器。 旋转门入口立柱均装有安全胶条，防止行人夹伤，自动门入口右侧

42、立柱胶条内装有内藏式防夹感应器，如受挤压门扉即马上停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动;每扇门扉底边胶条内装有内藏式防碰感应器，碰到物体或行人门扉立即停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动15。2.方案二(1)框架总成：分为固定部分和旋转部分，均由铝型材框架和玻璃等组成。立柱、曲壁、门扉一般采用高强度铝合金型材，结构简洁，精密牢固。采用中心门轴结构安装和驱动旋转门体设计，每扉门三面安装密封毛条与地面天花及曲壁紧密接触，使门扉在任何位置均处于密闭状态;门扉玻璃采用（3+3）夹胶玻璃或6MM厚钢化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夹胶玻璃，安全可靠。(2)驱动系统：由一个三相交流电机提供动力，用减

43、速器带动中心门轴驱动。(3)控制系统：由可编程控制器PLC、变频器、功能开关组成。(4)检测系统：由红外传感器实现有无人自动检测，自动对电机启停进行操作。(5)安全系统：主要有接触和非接触安全感应器。 旋转门入口立柱均装有安全胶条，防止行人夹伤，自动门入口右侧立柱胶条内装有内藏式防夹感应器，如受挤压门扉即马上停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动;每扇门扉底边胶条内装有内藏式防碰感应器，碰到物体或行人门扉立即停止运转。胶条恢复正常，门扉则自动转动。三翼旋转门采用方案二这种结构，即中心门轴通过轴承机构垂直安装于地面，三个呈发散式固定在中心门轴上，各门扇之间的角度相等。中心门轴的上方安装电动机及其

44、他电气控制部件，再配以感应装置和安全装置，就成为一个完整的自动旋转门。在控制系统上，由于单片机的程序设计和接口设计较为繁杂，只利于大批量生产，不适于单件设计。综合两种方案进行比较，可以看出第二种方案在具体设计中更具有实用性，完善性。故选择第二种方案。2.3 旋转门控制方案的确定通过分析可知本设计是利用可编程控制器（PLC）、变频器传感器等构成三翼自动旋转门的控制系统4。根据控制原理和设计要求确定了系统的结构框图如图2-2所示。红外传感器作用是检测是否有行人通行；红外防夹传感器和防夹接近开关用来检测是否有人被夹；定位接近开关用来检测门翼是否停在定位位置；防碰撞传感器用来检测是否有人被碰或被撞；主

45、控芯片用来判断传感器传来的各种信号并经过判断做出相应控制动作；变频器接收控制信号对电动机进行调速。另外还有运行状态指示灯和过载报警等等。旋转门控制系统实现了对门的自动启停、自动定位、速度调节、安全智能和夜间闭锁等功能。图2-2控制原理框图第3章 主控芯片选择及辅助电路设计3.1 PLC的选型通过分析可知，所需的控制的电气元器件有按钮开关和指示灯等。具体如表3-1所示。表3-1 控制系统电气元件表序号符号名称型号规格1SB1停止按钮开关LAY8DC24V2SB2停止按钮开关LAY8DC24V3SB3高速按钮开关LAY8DC24V4SB4高速按钮开关LAY8DC24V5SB5中速按钮开关LAY8D

46、C24V6SB6中速按钮开关LAY8DC24V7SB7残疾按钮开关LAY8DC24V8SB8残疾按钮开关LAY8DC24V9SA1急停开关LW22DC24V10SA2电磁锁D4JLDC24V11FR1热继电器JR-201.6A12LAMP报警指示灯XD8DC24V13LAMP常速指示灯XD8DC24V14LAMP高速指示灯XD8DC24V15LAMP低速指示灯XD8DC24V16BELL过载报警铃NFM1/22LAC150V220V通过对旋转门控制要求的分析，PLC控制输入信号有23个，输出接点共11个。按照预留15%-20%的接点数来计算，输入接点至少要30个，输出接点至少要10个。本系统是

47、个简单控制系统，按一般经验来估算，同时由上段对I/O接点的分析主要有：开关量输入字节数：30×15=450开关量输出字节数：10×8=80系统推断定时器/计数器字节数：8×1=8总计大约需要538个字节数容量。加上预留30%，有1K的程序容量足够了。由以上可得，同时兼顾经济性原则。在常用的PLC产品中FX2N-64MR-001系列可编程控制器是当今国内外最新，最具特色、最具代表性的PLC。在此系列PLC中设置了高数计数器，对来自特定的输入继电器的高频脉冲进行中断处理，扩大了PLC的应用领域。本系统选择了FX2N-64MR-001型PLC，参数见表3-2。由PLC型

48、号主回路电压AC220V；输入端参数为电压DC24V，电流5/7mA；继电器输出端电压AC250V，DC30V以内。 表3-2 FX2N的基本性能项目性能规格运算输出控制方式对存储的程序反复扫描运算，有中断指令输入输出控制方式批处理方式（在执行END指令时）输入输出指令、脉冲捕捉功能编程语言逻辑梯形图和指令表，可以用步进梯形指令来生成顺序控制程序运算处理速度基本指令0.08微秒/指令，应用指令1.52数百微秒/指令程序容量内置存储器容量内置8000步RAM加锂电池存储器盒RAM,EPROM或EEPROM,最大16000步指令数基本、步进指令顺控指令27条，步进梯形指令2条应用指令132种，30

49、9个I/O设置与用户选择有关，最多256点辅助继电器可设为备用电池保持M0M499,500点备用电池保持，可设为不保持M500M1023,524点备用电池保持，不可更改M10243071,2048点特殊辅助继电器M80003074,256点定时器100msT0T199,200点10msT200T245,46点1ms累计型，备用电池保持T246T249,4点100ms累计型，备用电池保持T250T255,6点跳步指针跳步或子程序调用P0P127,128点输入中断、定时器中断I0I8,9点计数器中断I010I016,6点常数十进制16位：32768+327673.1.3 PLC的I/O点分配输入输

50、出口及端口的保护及分配： PLC输入口电压定额一般为接有直流24V，有一些输入口是不接电源，输出口的电压定额常接工频低压交流电源和直流电源。当输入口端连接电感类设备时,为了防止电路关断时刻产生高电压对输入输出口造成破坏,应在感性元件两端加接保护元件。对于直流电源,应并接续流二极管,对于交流电路应并接阻容电路。阻容电路中电阻可取51120欧,电容可以取0.10.47uF。电容的额定电压应大于电源的峰值电源,续流二极管可以选1A的管子,其额定电压应大于电源电压的3倍。对PLC输入端电阻分析，自带电阻为3k欧,对于DC24V的电流为标准电流，对输入口保护不需做特别处理。输出为直流感性负载时，需在负载

51、两端并联续流二极管或齐纳二极管加以抑制。查有关资料时，在直流感性负载输出时可选电流为1A左右的二极管，电阻约为50欧左右。本系统中输出口选交流电源，电阻取65欧。 根据实现功能和设计要求，对PLC的I/O点进行分配。输入点分配表见表3-3输出点分配表见表3-4。详细接线图如图3-1所示。表3-3输入地址分配表输入地址对应的外部设配X0急停按钮X1残疾按钮X2停止按钮X3常速按钮X4 高速按钮X5 电磁锁X6直流制动接近开关X7防夹接近开关1 X10红外线传感器1X11防撞传感器1 X12防碰传感器1X13防夹传感器1X14变频过载报警输入X15锁门接近开关X16防夹接近开关2X17红外线传感器

52、2 X20红外线传感器3X21红外线传感器4X22防撞传感器2 X23防碰传感器2X24防碰传感器3X25防夹传感器2X26变频过热报警输入 图3-1 PLC的I/O口电路表3-4输出地址分配表输出地址信号内容Y0上电及报警信号Y1电磁锁控制继电器Y2电动机启停（变频器智能端子FWD）Y3速度控制（变频器职能端子X2）Y4速度控制（变频器职能端子X1）Y6直流制动（变频智能端子REV）Y7变频器复位（变频智能端子RESET）Y10常速运行指示灯Y11高速运行指示灯Y12低速运行指示灯Y13过载保警3.2系统控制电路的设计对于本系统来说，主要的控制是由控制芯片通过变频器来调节电机转速完成控制要求的。因此变频器电路是系统控制电路的重要组成部分。下面介绍本系统的变频器及其电路。3.2.1 变频调速的基本原理变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n =60 f（1-s）p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）； 从上式可见，改变定子频率f可实现调速。如将三相50HZ交流电经过一定电子设备变换，得到不同频率的三相交流电，则可使普通的交流电机获得不同的转速。这种设备称为变频器。变频器可分为交-交和交-直交两种方式。交-