【導讀】隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民水平的提高，自動旋轉(zhuǎn)門的應用也越來越來越廣泛。境，而且具有節(jié)能、防塵、隔音等功能，同時也是建筑智能化的重要標志?？刂葡到y(tǒng)做了詳細的分析和設(shè)計，提出了采用鋁合金和玻璃等組成門體框架。PLC負責完成控制任務(wù)，由變頻器來實現(xiàn)門體多種轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)功能。近開關(guān)來確保通行安全。設(shè)計出了一種安全可靠實用的四翼旋轉(zhuǎn)門。所有下載了本文的注意：本論文附有裝配圖、零件圖、接線圖、程序圖等。紙發(fā)給他，純免費的。最后，希望此文能夠幫到你！

　　

【正文】 系統(tǒng)的控制功能 ① 變速功能。旋轉(zhuǎn)門設(shè)有低速、中速和高速 3 種旋轉(zhuǎn)速度，分別對應殘疾、 中速和 高速 三個按鈕進行切換，以適應殘疾人通過、正常運轉(zhuǎn)和緊急疏散對轉(zhuǎn)速的不同要求。 ② 自動轉(zhuǎn)停功能。來人時自動啟動，并以正常轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn) ,15ｓ無人進出，則自動停轉(zhuǎn)并封門。 ③ 防夾功能。當門扇運轉(zhuǎn)靠近曲壁 立柱時，如果行人試圖從兩者之間（防夾區(qū)）進入旋轉(zhuǎn)門，則門立即自動停轉(zhuǎn)以防夾傷行人。行人離開防夾區(qū)，門自動恢復運轉(zhuǎn)。 ④ 防撞功能。當行人緊靠右側(cè)立柱或遇物體碰撞右側(cè)立柱時，則旋轉(zhuǎn)門馬上停轉(zhuǎn)，以防止撞傷行人或撞壞物體。行人或物體離開右側(cè)立柱，門自動恢復運轉(zhuǎn)。 ⑤ 防碰功能。行人在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)通行過程中，如遇門扇碰行人腳后跟，則門立即自動停轉(zhuǎn)，以防止碰傷行人。行人離開門扇，門自動恢復運轉(zhuǎn)。 ⑥ 鎖門功能。采用電磁鎖方式鎖門，只要轉(zhuǎn)動鎖匙即可完成自動鎖門工作，快捷方便。 ⑦ 急停功能。當出現(xiàn)緊急意外事故時，按下急停按鈕，門立 即停轉(zhuǎn)，解除急停信號，門又自動恢復運轉(zhuǎn)。 ⑧ 暫停功能 （ STOP 鈕）。與急停功能相當，不同的是按 暫停按 鈕后，必須用殘疾、 中速 或 高速 三個按鈕中的一個進行恢復。 ⑨ 殘疾優(yōu)先功能。當按下殘疾按鈕后 ,30ｓ內(nèi)門始終以 2r/min 的速度低速運轉(zhuǎn)，此時按 高速 或 中速 鈕無效，以確保殘疾人安全通過。 30ｓ后來人，門自動以正常速度運轉(zhuǎn)。 ⑩ 電動機過載保護功能。當電動機過載時 ,門停轉(zhuǎn)并且指示燈閃爍報警 。 過載消除后門自動恢復運轉(zhuǎn)。 變頻器報警輸出和延時自動復位功能。當變頻器過壓或過流時 ,關(guān)閉輸出，門停轉(zhuǎn)并報警 （指示燈閃爍） ,延時 3ｓ自動復位。 4． 2 變頻器的選擇 變頻器容量的選用由很多因素決定，例如電動機容量、電動機加速時間等，其中，最主要的是電動機的額定電流。 JXJ 型擺線針輪減速電機是選用的 YS8014V電動機，根據(jù) [4]P350 頁確定其參數(shù)如表 所示。 表 電機參數(shù) 額 定功率（ W） 額定電流（ A） 額定電壓（ V） 效率（ %） 功率因素 最 大 轉(zhuǎn) 矩（ ） 電機轉(zhuǎn)動慣量 飛輪轉(zhuǎn)動慣量 550 380 驅(qū)動一臺電機 對于連續(xù)運轉(zhuǎn)的變頻器必須 滿足下列 3 項計算公式： 查表 得， cos198。 =， MP =550w,K 取 ， h =， EU =380V, EI =. 滿足負載要求輸出：cosMCM KPP h= 198。 式 () 180。= 180。 = 滿足電動機容量： 31 0 3CM E EP KU I= 式 () 31 0 3 1 .0 5 3 8 0 1 .5 5= 創(chuàng) ? = 滿足電動機電流： CM EI KI= 式 () = ? = 式中： PCM 是變頻器的容量、 PM 負載要求的電動機軸輸出功率、 UE 是電動機的額定電壓、 IE 電動機的額定電流、 h 是電動機的效率、 cos198。 電動機功率因素、 K 電流波形補償系數(shù) .由于變頻器的輸出波形不是完全的正弦，而含有高次諧波的成分，其電流應有所增加。對于 PWM 控制方式的變頻器， K 的取值為— 。 指定變頻器啟動加速時間 變頻器產(chǎn)品型號所列的變頻器容量，一般以標準條件為準，在變頻器過載能力以內(nèi)進行 加速。在進行急劇地加速和減速時，一般利用失速防止功能，以避免變頻器跳閘，但同時也加長了加減速時間。 如果生產(chǎn)設(shè)備對加速時間有特殊要求時，必須事先核算變頻器的容量是否能夠滿足所要求的加速時間，如不能，則要選用加大一擋的變頻器容量。 在指定加速時間的情況下，變頻器所必需的容量計算如下： 根據(jù)表 知， n=1440r/min, 2GD =, = 。由文獻 [28]知，電機的加減速時間為 ︿ 2600s。紅外線感應器在 2m以內(nèi)感應人的存在，則當人到達旋轉(zhuǎn)門時，必須加速到指定速度。人一般的最大速度為 1m/s，則人在 2s 鐘時間就可以走過 2 米的距離。但是我們不能將此時間作為加速時間，我們還要減去變頻器、 PLC、傳感器的滯后時間 秒。故電機的加減速時間為 秒。 29 3 7 c o s 3 7 5LCM AKT G D nP th = +198。 式 () 21 . 0 5 1 0 0 . 7 1 4 4 0 0 . 3 59 3 7 0 . 7 3 5 0 . 7 3 3 7 5 0 . 5創(chuàng) = +創(chuàng) ? = 式中 PCM 變頻器的容量、 K 電流波形補償系數(shù)、 n 電動機的額定轉(zhuǎn)速 TL負載轉(zhuǎn)矩、 tA 電動機加速時間、 cos198。 電動機功率因素、 2GD 電動機軸上飛輪力矩。 指定變頻器減速時間 降低變頻器的輸出功率，就可以實現(xiàn)電動機減速。加快變頻器輸出頻率的降低速率，可使電動機更快地減速。當變頻器對應的速度低于電動機實際轉(zhuǎn)速時，電動機就進行再生制動。在這種情況下，異步電機將變 成異步發(fā)電機，而負載的機械能將被轉(zhuǎn)換成電能并反饋給變頻器。當反饋能量過大時，變頻器本身的過電保護電路將會動作并切斷變頻器輸出，使電動機處于自由減速狀態(tài)，反而無法達到快速減速的目的。 為避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，使上述能量在直流中間回路的其他部分消耗，而不造成電壓升高。在電壓變頻器中，一般都在直流中間回路的電容器兩端并聯(lián)上制動三極管和制動電阻。當直流中間回路的電壓上升到一定的電壓值時，制動三極管就會導通，使直流電壓通過制動電阻放電，即將電動機回饋給變頻器的直流中間回路的能量，以熱的形式在制動電阻消耗掉。 制動電阻的選 擇方法： ①計算制動力矩 TB 由表 ， MJ =， n1=1440r/min,則 n2=n1/i=1440/43=。 12( ) ( )955MLBLsJ J n nTTt+= 式 () ( 0 . 0 0 2 1 1 . 5 ) (1 4 4 0 1 4 0 0 / 4 3 ) 2 . 49 5 5 0 . 5+180。 2= 式中： TB 為動力矩、 JM 為電動機的轉(zhuǎn) 動慣量、 JL 折算至電動機軸的負載轉(zhuǎn)動慣量 n1減速開始速度、 n2減速完了的速度、 ts 減速時間、 TL負載轉(zhuǎn)矩。 ②計算制動電阻的阻值： 在進行再生制動時，即使不加放電的制動電阻，電動機內(nèi)部也將有 20%的銅損轉(zhuǎn)換為制動轉(zhuǎn)矩?？紤]到這個因素，可以先按下式初步計算制動電阻的預選植。 21( 0 .2 )0 .1 0 4 7CO B B MUR T T n= 式 () 2380 ( 2 0 .2 2 .4 ) 1 4 4 00 .1 0 4 7= 創(chuàng) =630 歐姆 式中： ROB為制動電阻、 UC為直流電路電壓（對 200V級變頻器， CU =380V，對于 400V級， CU =760V）、 TB為制動轉(zhuǎn)矩、 TM 電動機額定轉(zhuǎn)矩、 n1為減速開始速度 ③計算制動電阻的平均消耗功率： 如前所述，電動機額定轉(zhuǎn)矩的 20%制動轉(zhuǎn)矩由電動機內(nèi)部損失產(chǎn)生，所以可按下式求得電動機制動時，制動電阻上消耗的平均功率 3 120 . 1 0 4 7 1 0 ( 0 . 2 ) ( )R O B Mnp T T n=? 式 () 7 10 ( 2 ) 43=? 創(chuàng) = 由于四翼自動旋轉(zhuǎn)門是恒轉(zhuǎn)矩負載，故變頻器選用通用型的。又因為四翼旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)速不允許超過額定值，電機不會過載。一般變頻器出廠標注的額定容量都具有一定的余量系數(shù)，所以選擇變頻器容量與驅(qū)動的電機容量相同即可。再根據(jù)以上計算的數(shù)據(jù)，選擇森蘭變頻器型號為 BT40 KWT。 其具體數(shù)據(jù)和接線圖見附錄 A 4． 3 檢測裝置的選擇 ①直流制動接近開關(guān)選用 由于當電動機停轉(zhuǎn)時，門要停在指定的位 置。門停轉(zhuǎn)時，電機要先停轉(zhuǎn)，但門體有一定慣性，使得門無法停在指定的位置上。這時我們就需要接近開關(guān)，當門靠近門停位置時，就產(chǎn)生信號發(fā)出制動信息，使門體停在這個位置。 接近開關(guān)的感應距離過大，會使門制動后停在指定位置的前邊。感應位置過小，由于接近開關(guān)也有一個響應時間，則使門停超過門應停的位置。同時由于門框是金屬的，則接近開關(guān)應能感應金屬物體。根據(jù)相關(guān)自動門產(chǎn)品類型，可選用5mm感應距離的電感式接近開關(guān)。型號為 LF52K，常開觸點， PNP 輸出，三線連接。相關(guān)參數(shù)見附錄 B。 ②鎖門接近開關(guān)的選用 當鎖門時，為了讓 門精確的停位 在上鎖的位置，同樣需要一接近開關(guān)提前感應鎖門位置的臨近。當門體接近鎖門位置時，鎖門接近開關(guān)就發(fā)出鎖門信號使門體精確停在這個位置，便于我們上電磁鎖和機械鎖。而無需人再來推門體使其準確停位。 接近開關(guān)的感應距離過小不能精確停位，而使得無法上鎖。所以感應距離為適當才可。根據(jù)相關(guān)自動門產(chǎn)品類推，可選用 4mm 感應距離的電磁感應接近開關(guān)?？蛇x擇 LE42K。其參數(shù)見附錄 B。 ③防夾接近開關(guān)的選用 在出入口兩個防夾區(qū)域內(nèi)安裝了防夾傳感器，而防夾感應器是用來感應人是否處于防夾區(qū)域內(nèi)，而不知道是否門扇已經(jīng)靠近防夾 區(qū)域內(nèi)，所以僅靠防夾傳感器是無法鑒別人是否即將受夾或正在受夾。則需要一接近開關(guān)來判斷門翼是否走到了防夾區(qū)域內(nèi)。當防夾傳感器和防夾接近開關(guān)同時發(fā)出信號時，人就有可能被夾，這時電機必須停轉(zhuǎn)。 由于人的人的寬度一般在 以下，可設(shè)此距離為接近感應器感應距離。當門翼靠近曲壁門柱 時，接近傳感器就可以發(fā)出信號。而門翼是在曲壁門柱的前端面，因此選擇光電式 JD 系列接近傳感器。選擇感應距離為 的檢測前端物體的接近傳感器，型號為 JDE3LDS50B1 傳感器。 ④防夾傳感器的選用 防夾傳感器是用來檢測人是否 在防夾區(qū)域內(nèi)用的。應采用紅外線傳感器檢測，其檢測方式是豎直的。當人在防夾區(qū)域時，傳感器只有通過豎直檢測才不會誤判。假如傳感器不是豎直的，而是發(fā)散的，如人正常經(jīng)過轉(zhuǎn)門區(qū)時，防夾傳感器就有可能檢測到人的存在，而此時門翼又有可能正好在防夾接近傳感器范圍內(nèi)。兩者信號同時有效，使門體無故停轉(zhuǎn)，而造成不必要的麻煩。故選擇型號為SA0052K 光電式開關(guān)。其參數(shù)見附錄 B。 ⑤防碰傳感器的選用 為了保證行人在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)通行過程中，如遇門扇碰后跟，則立即自動停轉(zhuǎn)，防止碰傷行人。行人離開門扇，門扇自動恢復運轉(zhuǎn)。則必須在每扇門底邊 裝有全開寬內(nèi)藏式感應器。其型號為 ASR001 ⑥防撞傳感器的選用 防撞膠條安裝于入口右側(cè)立柱上，膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式感應器，如遇物體碰撞或受壓，門扇馬上停止轉(zhuǎn)動。膠條內(nèi)感應器恢復正常后，旋轉(zhuǎn)門也隨之恢復正常。故選擇型號為 ASR002 防撞傳感器。 ⑦紅外線被動式感應器的選用 為了保證來人時自動啟動，并一正常轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動， 15s 時無人進出，則自動停轉(zhuǎn)并封門。必須在四翼旋轉(zhuǎn)門的進口和出口華蓋上，每處安裝兩個紅外線感應器，感應人體進入門體。由於門體的高度是 23米，并且要保證能夠在適當?shù)姆秶鷥?nèi)觀測到人， 應選擇 ADSD 型門控傳感器。其具體參數(shù)見附錄 B。 傳感器和接近開關(guān)的安裝位置如圖 所示： 圖 接近開關(guān)安裝圖 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 PLC 的機型選擇 旋轉(zhuǎn)門的動作過程比較固定，環(huán)境條件較好，控制過程不復雜，因此選用整體式結(jié)構(gòu)的三菱 PLC 機型。因為四翼控制是開關(guān)量控制的應用系統(tǒng)，而且控制速度不高 ,在四翼旋轉(zhuǎn)門過程控制中沒有模擬量輸入，也沒有比較環(huán)節(jié)等，因此不需要 A/D 轉(zhuǎn)換功能， PID 調(diào)節(jié)功能，閉環(huán)控制功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能。四翼旋轉(zhuǎn)門的過程控制對 PLC 的處理速度要求不高，允許執(zhí)行一條基 本指令的時間不超過；不需要采用高速響應模塊。使用的指令主要是主要應包括邏輯指令、運算指令和控制主要應包括邏輯指令、運算指令和功能指令。 分析控制系統(tǒng)的 I/O接點數(shù) 通過對旋轉(zhuǎn)門控制要求的分析， PLC 控制輸入信號有 24 個（按鈕開關(guān) 6個、傳感器 12 個、接近開關(guān) 4個、變頻器報警輸入 1個、電機過熱輸出 1個共 24 個），輸出接點共 8 個（報警輸出 1個、電磁鎖繼電器輸出 1 個，速度控制 2個、直流制動 1個、變頻器復位 1個共 7 個大）。按照預留 15%20%的接點數(shù)來計算，輸入接點至少要 28個，輸出接點至少要 10 個。 本系統(tǒng)為個簡單控制系統(tǒng)，按一般經(jīng)驗來估算，同時由上段對 I/O 接點的分析主要有：開關(guān)量輸入字節(jié)數(shù)： 32 15=480 開關(guān)量