基于西门子的自动旋转门的设计

目录第一部分设计任务与调研3-6毕业设计的主要任务3设计的思路、方法3与本课题相关的资料4-6第二部分设计说明7-81.理论分析72.设计方案7-8第三部分设计成果9-131.设计成果9-122.作品特点13第四部分结束语14第五部分致谢15第六部分参考文献16

第一部分设计任务与调研1、毕业设计的主要任务1.1设计目标实现西门子PLC的自动旋转门的系统设计，程序模拟调试成功1.2主要内容①变速系统；由单片机、变频器、功能开关组成。由可编程控制器PLC、变频器、功能开关组成PLC控制变频器，变频器具有双速功能。

②旋转系统；

由红外传感器实现有无人自动检测，15s后无人进出，则自动停转。

③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。

④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。

⑤急停系统；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。考虑到自动门出现故障或维修时，用自动控制存在一定问题，最后决定增加手动开门。2、设计的思路、方法2.1设计思路依托电工实训中心的实训设备，充分应用所学专业知识和实践技能，详细制定设计方案和阶段进度设计，通过程序设计、模拟调试、修订完善，设计出西门子自动旋转门变化的PLC电器控制系统。2.2设计方法文献检查、图书馆借阅、手册查询、设备选型、PLC编程、PLC实训室程序调试。3、与本课题相关的资料检测系统是由安装于门口上面的四个传感器来实现的，其主要功能是感知人的进出从而发出开门信号。红外传感器的选择主要考虑检测范围和输出形式及其特点。ADS-A型门传感器是较好的选择。它的检测范围可调，安装高度在门的设计高度范围内，其输出形式为继电器接点，可以直接和控制器相连。那么此检测传感器就可以选择这个。本设计面向商场入口的应用，需要有安全性和可靠性。根据商场中对自动门的具体要求，本课题所设计的自动门应由以下功能：（1)开门和关门控制应有手动和自动方式 为了便于维护，自动门应具有手动和自动方式。手动和自动开门方式由手自动转换开关来控制。当转换开关拨向手动位置时，门可以手动调节开或者关。当转换开关拨向自动位置时，手动开门失效，由感应器检测到有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门且门未关闭，PLC动作输出信号给变频器来控制电机的正转或者反转来实现开门或者关门。（2)紧急停止当自动门出现夹人现象时，可闭合紧急停止开关，自动门自动进入开门过程。PLC控制和执行元件构成是自动门控制系统的两个重要组成。采用自动和手动控制方式，此种控制模式为自动门的主要控制方式。本课题所设计的自动门控制系统采用PLC为控制中心来控制传动机构从而控制门的开和关实现门的自动化控制。自动门系统的具体组成如下图：PLC自动门感应器件驱动装置传动装置图3-1自动门系统组成由上图可知，当感应器件检测到人体或物体信号时将信号传给PLC,PLC根据已经采集的信号发出控制信号，是驱动装置运行，通过传动装置带动自动门的运行。

第二部分设计说明1、理论分析

①变速系统；由单片机、变频器、功能开关组成。由可编程控制器PLC、变频器、功能开关组成PLC控制变频器，变频器具有双速功能。

②旋转系统；

由红外传感器实现有无人自动检测，15s后无人进出，则自动停转。

③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。

④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。

⑤急停系统；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。考虑到自动门出现故障或维修时，用自动控制存在一定问题，最后决定增加手动开门。实现西门子PLC的自动旋转门的系统设计，程序模拟调试成功2、设计方案2.1构思依托电工实训中心的实训设备，充分应用所学专业知识和实践技能，详细制定设计方案和阶段进度设计，通过程序设计、模拟调试、修订完善，设计出三菱自动旋转门变化的PLC电器控制系统。2.2分析（1）按下启动按钮，当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。（2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。（4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。（5）考虑到自动门若出现故障时，使用自动控制系统有所不适，于是设置手动开门和手动关门。以上工作过程可用流程图表达如下图所示。

第三部分设计成果1、设计成果1.1I/O分配表

2、作品特点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。第四部分结束语设计基本上达到了设计目的，利用PLC实现自动门的控制系统。掌握了PLC的编程，并运用软硬件的知识，通过合理的设备选型，参数设置，软硬件设计，提高了自动门的可靠运行。改善了自动门的舒适感，并节约了电能。给人们带来了极大的方便。用可编程控制器对自动门进行控制的同时实施实时故障监测，准确可靠，实时性好，便于维修。当然，由于我所学知识和时间的有限，本次设计还存在一些不足之处，功能方面还不够全面,自动门内部结构不太了解，还需要现场学习，本设计还可以有更加全面的功能，比如开门关门设置蜂鸣器的提示音，提示行人通过，还可以在开门速度上添加变频器，使开门速度加快，提高效率。由于实际条件的限制，仿真效果不太理想这也是不足之处。本设计中存在的不足之处，今后我会不断的研究努力去完善。对于自动门硬件，也知道了一些周边技术，扩充了知识面，增强对工艺的理解。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益匪浅。通过这次设计,我把所学的各种知识都联系起来,把理论和实际联系了起来,既巩固了旧知识,有学到了新知识,开阔了视野,拓宽了思路,培养了自己分析问题和解决问题的能力。第五部分致谢随着毕业设计的完成，我的大学生活也将结束。在这短短的几个月的时间里，让我学到了以前在书本上学不到的知识。让我度过了大学生活最为充实的一段时期，而且收获了理论和实践上的第一桶金。在做毕业设计的这段时间，我要感谢我的指导老师，他经常抽出宝贵的时间来询问毕业设计的情况。在这次毕业设计中他还指导了很多学生，任务非常繁重，但是他对每一项工作还是那么负责，对我耐心指导。从他负责指导我的毕业设计开始，就对我设计中的每一个环节都不遗余力的给于我帮助。在毕业设计的这段时间，他深厚的学术修养，严禁的治学态度，强烈的责任心和对学生的无私关怀，将令我收益终身。同时，我还要感谢机械系的所有老师们，他们在大学生活的几年中给我的无私帮助，我将终生难忘。在平时的学习生活中，各位老师不辞辛劳的工作，使我在许多方面都达到了一个较高的层次。给我以后的工作与生活都有着非常有益的帮助！

第六部分参考文献[1]催坚.西门子工业网络通信指南.机械工业出版社,2012,8（3）：82-85.[2]张运刚,宋小春.从入门到精通—西门子工业网络通信实践.北京人民邮电出版社,2013,24(13)：182-189.[3]吴明亮,蔡夕忠.可编程控制器实训教程.化学工业出版社,2014,9(3)：97.[4]刘敏.可编程控制器技术.机械工业出版社,2015,13（1）：36.[5]常斗南.可编程控制器原理、应用、实验.机械工业出版社，2012,8（4）：88-92.[6]王国海.可编程序控制器及其应用.中国劳动社会保障出版社，2013,7（2）：76-81.[7]李全利.可编程序控制器及其网络系统的综合应用技术.机械工业出版社,2010,12（5）：124-127.[8]汤自春.PLC原理及应用技术.高等教育出版社,2011,3（2）：41-46.[9]高鸿斌.PLC分析与设计应用.电子工业出版社，2012,