智能全自動門設(shè)計(jì)[四翼旋轉(zhuǎn)門][含CAD高清圖紙和說明書]

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傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)133.1各扇門的質(zhì)量計(jì)算133.2 各部分轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算133.3 選擇電機(jī)143.4齒輪的設(shè)計(jì)163.4.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)163.4.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)163.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)183.4.4幾何尺寸計(jì)算193.5軸與軸承的選擇193.5.1 軸的尺寸確定193.5.2軸承的選擇與驗(yàn)算203.5.3軸的校核203.6 本章小結(jié)22第4章 控制部分總體設(shè)計(jì)234.1控制系統(tǒng)的控制功能234.2 變頻器的選擇244.2.1驅(qū)動一臺電機(jī)244.2.2指定變頻器啟動加速時間244.2.3指定變頻器減速時間254.3檢測裝置的選擇274.4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)284.4.1 PLC的機(jī)型選擇284.4.2分析控制系統(tǒng)的I/O接點(diǎn)數(shù)294.4.3PLC外接電氣元件的選擇304.4.4 輸入輸出口及端口的保護(hù)及分配324.5 PLC的軟件設(shè)計(jì)344.5.1鎖門程序設(shè)計(jì)與解釋344.5.2直流制動程序設(shè)計(jì)與解釋354.5.3報警程序設(shè)計(jì)與解釋。374.5.4變頻器復(fù)位程序設(shè)計(jì)與解釋384.5.5電動機(jī)起停程序設(shè)計(jì)與解釋394.5.6速度控制程序與解釋424.6 本章小結(jié)43結(jié) 論44參考文獻(xiàn)45致謝47附錄A：變頻器參數(shù)48附錄B：傳感器與接近開關(guān)的參數(shù)50附錄C：PLC控制總體語句表54第1章 緒 論1.1 引言 智能全自動門設(shè)計(jì)是樓宇設(shè)備中的光機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品，它給人以親切大方的感覺，同時營造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬敞的開放門面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，堪稱建筑物的點(diǎn)睛之筆，立足于建筑時代大潮的最前端。1.2智能全自動門的優(yōu)缺點(diǎn) 大廈在需要持續(xù)不斷的人流出入的同時，又要保持建筑物內(nèi)良好的空氣循環(huán)及環(huán)境的優(yōu)美，這是建筑師所遇到的一大難題，而智能全自動門為大廈提供了理想的解決方案，它可有效地防風(fēng)、防塵和隔音，從而改善了大廈入口附近的環(huán)境。智能全自動門的最大優(yōu)點(diǎn)在于它”永遠(yuǎn)開門，又永遠(yuǎn)關(guān)門”，即對于行人來說，門總可以打開，可對于建筑物來說門又總是關(guān)著。自動旋轉(zhuǎn)門由于其永遠(yuǎn)開啟的同時又永遠(yuǎn)關(guān)閉的特點(diǎn)，使其動態(tài)密封效果較好。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國，在我們高樓聳立的大都市，在大廈、賓館、酒店、銀行、商場和寫字樓，自動旋轉(zhuǎn)門已經(jīng)是隨處可見。自動門不但能給我們帶來人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。同時，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長，2008年北京申奧成功和WTO的加入。旋轉(zhuǎn)門的市場前景將越來越大。但是智能全自動門也存在著缺點(diǎn),第一它適用范圍有一定的局限性,它只能應(yīng)用在一些高檔場合.第二如果控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善,可能出現(xiàn)傷人事件.。1.3智能全自動門的發(fā)展1.3.1智能全自動門發(fā)展的狀況 自1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座智能全自動門，智能全自動門至今已有一百年的歷史，發(fā)展到今天，旋轉(zhuǎn)門已具有可靠的安全系統(tǒng)和先進(jìn)的驅(qū)動技術(shù)，其智能化高格調(diào)的設(shè)計(jì)為現(xiàn)代化樓宇建筑提供了完美的選擇。國外自動旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，其技術(shù)成熟。智能全自動門的傳動系統(tǒng)技術(shù)具有節(jié)能、低噪聲、傳動平穩(wěn)、壽命長、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)；控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)作為控制中樞，有功能更強(qiáng)大，操作更簡便等優(yōu)點(diǎn)；檢測安全系統(tǒng)采用先進(jìn)的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，用于感知物體的移動，操縱門體的動行，使用各種安全檢測傳感器，實(shí)現(xiàn)防擠、防夾和防撞功能。與此同時某些廠家生產(chǎn)的自動旋轉(zhuǎn)門還具有遠(yuǎn)程控制和液晶顯示。利用當(dāng)前先進(jìn)的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)異常時，可準(zhǔn)確傳回故障信息。 1.3.2我國智能全自動門技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r我國的智能全自動門技術(shù)來源于荷蘭、瑞典、日本等國。90年代后期旋轉(zhuǎn)門開始在我國建筑領(lǐng)域中得到迅速推廣和廣泛的使用。國內(nèi)旋轉(zhuǎn)門生產(chǎn)專業(yè)廠家主要有：北京有凱必盛、寶盾、青木寶盾、信步、歐立寶盾、京躍等。上海康育、廣州盛維、青島福田等。 以京躍公司的產(chǎn)品為例，國內(nèi)自動旋轉(zhuǎn)門在控制系統(tǒng)方面已有較大的發(fā)展，技術(shù)也趨于成熟主控部分基本可實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)設(shè)計(jì)。但就節(jié)能方面的設(shè)計(jì)仍存在較多問題，如旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)和溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。 現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化。對門的選擇由單一的功用型向個性化、品位化發(fā)展，旋轉(zhuǎn)門以其全新的概念，寬敞開放的門面和高格調(diào)的設(shè)計(jì)，自然成為當(dāng)代的建筑裝飾的主流，無可質(zhì)疑的必選設(shè)施，堪稱建筑物的點(diǎn)睛之筆。因此，目前國內(nèi)四翼自動旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展趨勢主要有：新穎獨(dú)特的總體設(shè)計(jì)，高度的安全可靠性設(shè)計(jì)，多種運(yùn)轉(zhuǎn)使用方式設(shè)計(jì)，故障即時顯示功能設(shè)計(jì)，樓宇消防智能化控制設(shè)計(jì)，停電使用功能設(shè)計(jì)，大通行能力設(shè)計(jì)，精巧靈敏的遙控控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，先進(jìn)的驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。1.4智能全自動門的分類1.4.1 智能全自動門的基本類型(1) 自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門 三翼和四翼旋轉(zhuǎn)門軸通過軸承機(jī)構(gòu)垂直安裝于地面，三個或四個門翼呈發(fā)散式固定在中心門軸上，各門扇之間的角度相等，人在內(nèi)扇之間推動（按順時針）門扇，就成為一個手動旋轉(zhuǎn)門。中心門軸的上方安裝電動機(jī)及其他電氣控制部件，再配以感應(yīng)裝置和安全裝置，就成為自動旋轉(zhuǎn)門。(2) 懸掛式自動旋轉(zhuǎn)門 （兩翼旋轉(zhuǎn)門）為進(jìn)一步擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)門人員流量，擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)門門扇之間的距離，可以考慮將旋轉(zhuǎn)門的門扇數(shù)量減為兩個。中心門軸結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門的緊急打開功能。于是兩翼旋轉(zhuǎn)門采用了上部圓周導(dǎo)軌懸掛整個門體的設(shè)計(jì)，以一個或兩個電機(jī)驅(qū)動。圖1.2懸掛式自動旋轉(zhuǎn)門(3) 全玻璃自動旋轉(zhuǎn)門 從結(jié)構(gòu)上看，全玻璃自動旋轉(zhuǎn)門與自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門一樣。也分三翼和四翼兩種。也是地面支撐的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。所不同的是，驅(qū)動裝置埋在地下。上部和下部各有一個連接門扇的金屬盤，金屬盤上有固定門扇的門夾，門扇玻璃在中間直接相結(jié)合，省略了中心門軸，極大地提高了門軸的通透性。 圖1.3全玻璃自動旋轉(zhuǎn)門1.4.2旋轉(zhuǎn)門具體方案的確定在選擇了旋轉(zhuǎn)門的類型后，本設(shè)計(jì)還必須確定其設(shè)計(jì)的具體方案。通過查閱大量的資料，本設(shè)計(jì)出以下幾種方案：第一個方案：采用立柱式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用單片機(jī)控制。第二個方案：采用懸掛式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用PLC控制。第三個方案：采用中軸式的旋轉(zhuǎn)門，控制系統(tǒng)采用PLC控制。對于第一個方案 由于采用立柱式的旋轉(zhuǎn)門，它在修建的時候必須把立柱修好。如果我們想改變一下旋轉(zhuǎn)門的位置必須另外修建一個立柱?？刂葡到y(tǒng)采用單片機(jī)控制，它在大規(guī)模生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)門的情況下是非常實(shí)用的。對于第二個方案 由于使用了懸掛式的旋轉(zhuǎn)門，故其旋轉(zhuǎn)門的每個分隔可以容納更多的人?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制，它適合于旋轉(zhuǎn)門的小批量生產(chǎn)。對于第三種方案 由于采用了中軸式旋轉(zhuǎn)門，故旋轉(zhuǎn)門的每個分隔將可以容納較少的人，控制系統(tǒng)采用PLC控制，它適合于旋轉(zhuǎn)門的小批量生產(chǎn)。由于設(shè)計(jì)的是一般的高檔賓館，其出入的人數(shù)比較少，并且要進(jìn)行小批量的生產(chǎn)，故選用第三種方案，利用PLC控制。 第2章 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)選擇自穩(wěn)定性自動旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計(jì)（四翼） 由于本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是一般高檔賓館大門，故必須滿足豪華、氣派的要求，而旋轉(zhuǎn)門剛好符合上述的條件。但是旋轉(zhuǎn)還分為幾大類，由于高檔賓館的出入人數(shù)不是很多，故選擇一般的自穩(wěn)定性旋轉(zhuǎn)門就滿足其要求了。并且它還具有穩(wěn)定性、可靠性很高，使用壽命長的特點(diǎn)。 四翼自動旋轉(zhuǎn)門的門體部分設(shè)計(jì)主要包括旋轉(zhuǎn)門體部分設(shè)計(jì)和固定部分曲壁設(shè)計(jì)，旋轉(zhuǎn)門體又包括中間旋轉(zhuǎn)門扇和中軸。其中旋轉(zhuǎn)門扇都由鋁型材框架和玻璃構(gòu)成。曲壁是構(gòu)成旋轉(zhuǎn)門體部分的旋轉(zhuǎn)空間，由進(jìn)出門口和四塊弧形框玻璃構(gòu)成。根據(jù)文獻(xiàn)可以確定四翼自動旋轉(zhuǎn)門的尺寸，其具體尺寸如表2.1所示：表2.1 四翼旋轉(zhuǎn)門尺寸表門旋轉(zhuǎn)直徑E3600mm門凈高 A2163mm門總高 B2633mm門出入口尺寸 C2427mm門外徑D3760mm單扇門半徑DW1005mm 圖2.1 四翼旋轉(zhuǎn)門結(jié)構(gòu)尺寸圖2.1確定門扇材料門扇主要包括門扇骨架的材料和門扇玻璃.根據(jù)相關(guān)門體標(biāo)準(zhǔn),可按90系列的推門進(jìn)行設(shè)計(jì)。門扇骨架采用90系列推拉門專用鋁型材,根據(jù)文獻(xiàn)，確定門扇骨架鋁型材具體選擇如表2.2所示：表2.2 90系列平開門鋁型材類型代號光企L090704勾企L090705上橫L090706下橫L09070790系列鋁型材的截面如圖2.2所示： （a） 光企截面圖 （b） 勾企截面圖 （c） 上橫截面圖 （d） 下橫截面圖 圖2.2 90系列鋁型材的截面其它附加物體的，并且在上橫、下橫上安裝的毛條與一般的平開門的安裝方式是不由于90系列平開門與一般的旋轉(zhuǎn)門是有區(qū)別的，旋轉(zhuǎn)門是不用在勾企安裝一樣的，故我們旋轉(zhuǎn)門的截面圖都采用光企的截面圖。2.1.1確定門扇玻璃 門扉玻璃一般有幾種選擇,一是防彈玻璃,二是夾膠玻璃,三是鋼化玻璃.由于門一般用于高級的賓館,寫字樓等高檔場所,一般無特殊要求.由于防彈玻璃價格較為昂貴,并且無多大實(shí)際用處,而夾膠玻璃它安裝的透光性不是較好.因此選擇鋼化玻璃是最合適的。參考其他相關(guān)產(chǎn)品的選擇情況,可以選6mm的鋼化透明玻璃. 2.1.2確定門扇的尺寸. 根據(jù)前面的總體設(shè)計(jì)可知，旋轉(zhuǎn)門尺寸可按90系列的平開門的尺寸進(jìn)行計(jì)算。光企和勾起的長度為： L=A-2L-h (2.1) =2200-225-20 =2130mm 其中：L為光企或勾企的長度，A門凈高的高度 ，L為門體上下所留的間隙，h為安裝門扇扁鋼的厚度。上橫和下橫的寬度為： B=DW+L1 (2.2) =1005+64 =1069 mm其中：B為上橫或下橫的寬度，L1為門扇夾到金屬盤內(nèi)的距離。而玻璃的長度為: L1=L-2b1+2h1 (2.3) =2130-264+212 =2026mm其中：b1為鋁合金截面的長度，h1為鋁合金所夾玻璃的長度。玻璃的寬度為: B1=B-2b1+2h1 (2.4) =1069-264+24 =965mm2.2 曲壁部分設(shè)計(jì)曲壁由8根角鋼做為支撐體，每4根構(gòu)成一邊曲壁體。角鋼豎在水泥板上,進(jìn)出口各布置1根，曲壁圓弧中間布置兩根。其中安裝在圓弧中間的兩根角鋼是焊接在一起的。曲壁由四塊相同的圓弧玻璃組成。 2.2.1確定材料由于曲壁上圓弧梁必須選用專用的鋁型材，根據(jù)中國建材網(wǎng)選用6063專用弧形材，其截面如圖2.4所示。由于支撐架必須承受電機(jī)和華蓋的重量，故支架的強(qiáng)度要求比較高。根據(jù)文獻(xiàn)選用的角鋼。其截面形式如圖2.3所示。 圖2.3 角鋼截面圖 圖2.4 6063鋁合金截面圖由于曲壁玻璃必須做成圓弧形，必須選用專用玻璃。因此選用8mm弧形鋼化玻璃。2.2.2確定材料尺寸根據(jù)表2.1查得四翼旋轉(zhuǎn)門直徑=3600mm，門出入口尺寸C=2427mm,故對應(yīng)的圓心角為：=2arccos(C/2/2)=2arccos(2427/2/3600/2)=96度。則兩邊曲壁各對應(yīng)的圓心角應(yīng)為： (2.5) 所以兩邊曲壁對應(yīng)的弧長為： (2.6) 則每扇曲壁的弧長為： (2.7) 其中：為角鋼的厚度，為曲壁的弧長，r為四翼旋轉(zhuǎn)門的半徑。確定玻璃尺寸： 每一扇玻璃的弧長 ： (2.8） 玻璃的高度為： h=A-2h2-2h3 (2.9) =2200-275-212 =2026mm其中：A為門凈高度，h2為6063鋁合金的截面長度，h3為鋁合金夾玻璃的長度。角鋼尺寸確定：由于要保持角鋼的穩(wěn)定性,預(yù)埋在地下的角鋼尺寸為300mm.則角鋼的高度可估算為: h 角 =A+300+l (2.10) =2200+300+230 =2730mm其中：A為門凈高度，l為上下華蓋的距離。角鋼與6063專用鋁合金是靠螺釘連接的，同時它與上華蓋也是靠螺釘連接的。6063專用鋁合金與下華蓋也是通過螺釘連接的2.3華蓋的總體設(shè)計(jì)華蓋骨架是由上下兩塊鋼板和穿過華蓋的八根角鋼組成。它主要用來安裝軸承、電機(jī)、控制裝置等。由于華蓋要用來安裝電機(jī)、軸承座等，重量比較大。故選擇的材料要求其強(qiáng)度比較高。根據(jù)文獻(xiàn)選擇一般結(jié)構(gòu)用熱扎鋼板。其厚度為5毫米，長度為4000毫米，寬度為4000毫米。上下各一張。下華蓋的設(shè)計(jì)：由表2.1查得旋轉(zhuǎn)門的外徑為3760mm,故下面的鋼板要做成一個直徑為3760mm的一個圓。中心軸要通過下華蓋，故需要在鋼板中心鉆一個直徑為170mm的孔。與此同時角鋼也要通過下華蓋，還需要在鋼板上加工八個槽。其具體尺寸如圖2.5所示。上華蓋的設(shè)計(jì)： 由于旋轉(zhuǎn)門的外徑為3760mm，故上面的鋼板要做成一個直徑為3760mm的一個圓。上面的鋼板要用來安裝電機(jī)，故必須在其上面打孔。同時為了保證鋼板用足夠的強(qiáng)度 圖2.5 下華蓋圖來支撐電機(jī)的重量，則必須在鋼板上打鋼架。鋼架與鋼板通過焊接連接。由于電機(jī)的重量不大，故根據(jù)文獻(xiàn)選擇型號為8的熱軋槽鋼。具體尺寸如圖2.6所示。 圖2.6 上華蓋圖2.4金屬盤與軸承支座的設(shè)計(jì)2.4.1 金屬盤的設(shè)計(jì) 由表2.1查得旋轉(zhuǎn)門直徑=3600mm，單扇門半徑DW=1005mm，故軸的直徑D=-2DW-h=3600-21005-60=1530mm(其中h為門扇與曲壁之間的間隙).但是實(shí)際上軸的尺寸不可能做得太大。因?yàn)檩S太大不利于安裝和加工。為了解決上述矛盾，我們需要設(shè)計(jì)一個金屬盤，它一部分連接到軸上，一部分連接到門體上，這樣就很好的解決了因軸太小而不能滿足標(biāo)準(zhǔn)尺寸的要求。其具體尺寸如圖2.7所示。圖2.7金屬盤尺寸圖為了讓門體固定在金屬盤上，需要使用兩根扁鋼，上下各一根。扁鋼的一部分與門體連接，另一部分與金屬盤連接。根據(jù)文獻(xiàn),選用寬為32，厚度為10的熱扎扁鋼。2.4.2 軸承座及防塵蓋的設(shè)計(jì)為了防止灰塵進(jìn)入軸承，則必須在軸承座上面安裝防塵蓋，其具體尺寸如圖2.10、2.11所示。圖2.8 下防塵蓋圖2.9 上防塵蓋 旋轉(zhuǎn)門沒有固定軸承的地方，則需要設(shè)計(jì)軸承座來固定軸承。由于要使用兩個軸承，則軸承座也要使用兩個，上下各一個。對于軸承座，其內(nèi)徑為軸承的外徑，其厚度必須滿足強(qiáng)度要求。又由于軸承受到的軸向力比較大，故需要設(shè)計(jì)一個凸臺，防止軸承的向下滑動，其具體的尺寸與結(jié)構(gòu)如下圖2.8、2.9所示 圖2.10上軸承座圖 圖2.11下軸承座圖14 2.5 本章小結(jié) 本章內(nèi)容為門體設(shè)計(jì)，既對門的基本幾何形狀設(shè)計(jì)。從門款的選材到定型，再到門的相關(guān)零件的設(shè)計(jì)，使門的基本情況有了進(jìn)一步的闡述。門體選材為常見材料，大大的節(jié)約成本。支撐部分結(jié)構(gòu)簡單，材料也選用熱軋鋼板，避免了加工精度的要求，是設(shè)計(jì)極可能的簡單化。第3章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整個門體的傳動系統(tǒng)由減速電機(jī)提供動力,減速電機(jī)通過一次減速后，再通過一對齒輪把動力傳給軸,而金屬盤將門扇與軸相連接，這樣就實(shí)現(xiàn)了動力裝置到執(zhí)行裝置的動力的傳遞過程。 3.1各扇門的質(zhì)量計(jì)算由于四翼旋轉(zhuǎn)門的四扇成對稱分布，其質(zhì)量完全一樣,所以計(jì)算一扇門的質(zhì)量，再乘以四就是整個門體的質(zhì)量。由文獻(xiàn)查得鋁合金的線密度為0.836kg/m。則每扇門框的質(zhì)量為： m1=l (3.1) =(2L+2B) =0.836(22.13+21.069) =5.35kg 單扇門玻璃的質(zhì)量： m2=V玻 (3.2) 單扇門的質(zhì)量： m=m1+m2 =29.33+5.35 =34.68kg其中：為線密度，l為鋁合金邊框的總長度，B為鋁合金邊框的寬度,為玻璃密度。3.2 各部分轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算假設(shè)門扇為均勻的質(zhì)量體,其在寬度方向的面密度可以用下式計(jì)算, 其中R為門扇的寬度，L為門扇的長度。則門扇對中心慣量可用下式計(jì)算：由平行軸定理知，門扇相對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為： （3.3） 其中：L1為旋轉(zhuǎn)門的中心到門扇的距離，R為門體總的長度。旋轉(zhuǎn)門體的最大轉(zhuǎn)速為6r/min,則角速度。由于傳感器一般在2m范圍內(nèi)檢測人的來臨,當(dāng)人邁進(jìn)門邊時,門體要加速到正常速度轉(zhuǎn)動。按照一般情況下，人走過兩米需要的時間最小為2秒，但是此時間還要減去變頻器、PLC、傳感器等的滯后時間1.5秒。所以電機(jī)的加速時間設(shè)為0.5秒。在0.5s內(nèi)加速到6m/min速度,則角加速度,由于電機(jī)要帶動門體轉(zhuǎn)動,有一個加速過程,此過程需要克服旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩才能使其轉(zhuǎn)動。根據(jù)力矩轉(zhuǎn)動慣量和角速度的關(guān)系:.則可以算出旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩為: (3.4) 3.3 選擇電機(jī)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中電機(jī)所需功率按下式計(jì)算: (3.5)由電動機(jī)至轉(zhuǎn)動軸的傳動總效率為： (3.6)式中，分別為滾子軸承，齒輪，聯(lián)軸器的傳動效率。取，則總的傳動效率為： =0.83則可以計(jì)算出電機(jī)的功率： 由于一般電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速較大,一般在1500r/min左右。門體的最大轉(zhuǎn)速為才6m/min，故需要減速器進(jìn)行減速。減速電機(jī)既能提供動力，又能進(jìn)行減速。故選用減速電機(jī)提供動力。根據(jù)相關(guān)要求,可以選用一個JXJ系列電機(jī),JXJ系列異步電機(jī)按照TB1T6442-92標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造,廣泛用于輕工,紡織,建筑機(jī)械行業(yè).JXJ系列電動機(jī)是直接輸出低轉(zhuǎn)速,大轉(zhuǎn)距,且有轉(zhuǎn)速型譜寬,運(yùn)轉(zhuǎn)平衡,噪聲低,高效節(jié)能,體積小,重量輕,規(guī)格多,選用方便等特點(diǎn)。方案型號額定功率(KW)轉(zhuǎn)矩(N.m)同步轉(zhuǎn)速（r/min)滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比 齒輪傳 動比減速器 動比1JXJ0-11-0.550.5548.31500144024021.8112JXJ1-43-0.550.551007150014402405.6433JXJ1-59-0.550.55207.2150014402404.0759由上面計(jì)算出所需電機(jī)功率為0.36kw。但是門體還應(yīng)能承受一定的風(fēng)阻,以及旋轉(zhuǎn)門體周圍無條件與曲壁門體間的摩擦阻力。盡管其產(chǎn)生的力較小,但由于門體直徑過大,則會產(chǎn)生較大的阻力矩.同時還有一些其他沒有考慮的因素.因此特將計(jì)算出的功率放大一些.,應(yīng)該選擇電機(jī)功率在0.36kw以上的電動機(jī)才行。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和齒輪傳動，可見方案2比較合適。即選用JXJ1-43-0.55擺線針輪減速器三相異步電機(jī)。其具體參數(shù)如表3.1 電動機(jī)傳動方案圖3.2所示。表3.2 電動機(jī)的參數(shù)方案型號額定功率(KW)轉(zhuǎn)矩(N.m)同步轉(zhuǎn)速（r/min)滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比 齒輪傳 動比減速器 動比2JXJ1-43-0.550.551007150014402405.643電動機(jī)主要外形見圖3.1和安裝尺寸見表3.3：圖3.1 電動機(jī)外形圖表3.3電動安裝尺寸（單位為毫米）PEMn-dD2D3D4DbhB49826-10160134110258312203.4齒輪的設(shè)計(jì) 3.4.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)按傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。四翼旋轉(zhuǎn)門是一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。查文獻(xiàn),選擇小齒輪材料為45Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪的材料選用45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，其材料硬度相差40HBS。取小齒輪齒數(shù) =17，大齒輪齒數(shù)Z2=175.6=95.2，取=96。3.4.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即 (3.7)試選用載荷系數(shù)=1.3。計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩根據(jù)表3.3查得轉(zhuǎn)矩由文獻(xiàn)選取齒寬系數(shù)=1。由文獻(xiàn)查得材料的彈性系數(shù)。由文獻(xiàn)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。由根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (3.8) (3.9)由文獻(xiàn)查得接觸疲勞壽命系數(shù)： ，。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S=1，得 (3.10) (3.11)計(jì)算 試計(jì)算小齒輪的分度圓，代入中較小的值 (3.12) =58.6 mm 計(jì)算圓周速度v (3.13)計(jì)算齒寬由文獻(xiàn)取=1 =1 mm (3.14)計(jì)算齒寬和齒高之比b/h模數(shù)： (3.15)齒高： (3.16) (3.17)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.1m/s，7級精度，由文獻(xiàn)查得動載系數(shù)Kv=0.75；直齒輪，假設(shè)。由文獻(xiàn)查得由文獻(xiàn)查得兩段的齒輪的使用系數(shù)，由文獻(xiàn)知精度、小齒輪相對支承對稱布置時， (3.18)將數(shù)據(jù)代入后得 由b/h=7.6,=1.41，查文獻(xiàn)得=1.41，則按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得 (3.19)計(jì)算模數(shù) (3.20)3.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由資料資料查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)為： (3.21) 由資料查得彎曲疲勞壽命系數(shù)： ； 計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力： 小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限， 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 (3.22) 計(jì)算圓周力: (3.23) 計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力: (3.24) (3.25)此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取按彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.43并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5;按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑,小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)：取Z2=134.這樣的齒輪傳動，既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，而且做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。3.4.4幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑 (3.26) (3.27)計(jì)算中心距 (3.28)計(jì)算齒輪寬度 mm (3.29)取。計(jì)算齒輪的齒根高：mm (3.30)計(jì)算齒頂高：mm (3.31)驗(yàn)算 (3.32)，合適。 (3.33)3.5軸與軸承的選擇3.5.1 軸的尺寸確定根據(jù)前面的齒輪的尺寸可以確定軸的外徑為170mm，由于軸要安裝齒輪和軸承，其精度要求比較高，故選擇精密無縫鋼管。根據(jù)文獻(xiàn)選擇型號為5-17053000倍-GB/T-1999精密無縫鋼管。厚度為8mm，密度為38.2kg/m。圖3.2 軸的尺寸圖由于軸承還沒有確定出來，但是軸的直徑已知。并且旋轉(zhuǎn)軸在徑向受力不大，主要受到軸向力的作用，故選擇推力滾子軸承。根據(jù)5預(yù)選推力滾子軸承，型號為29334。其寬度為103mm.。又由于齒輪與軸承必須留出一定的距離，安裝套筒，一般選擇為20mm。同時齒輪的寬度為60mm，具體尺寸如圖3.2所示。軸的質(zhì)量計(jì)算： (3.34) =38.22.514 =96kg其中：W為鋼管的線密度（kg/m）,L為鋼管的長度。3.5.2軸承的選擇與驗(yàn)算 徑向力確定：軸承受到的徑向力為減速器輸出的轉(zhuǎn)矩除以大齒輪的分度圓半徑。其值為Fr=M/R=100700/(170/2)=1184.7N.軸向力的確定： (3.35) =(m鋼管+4m門體+m其他)10 =(96+434.68+10) 10 =2447.2N設(shè)定工作時間為8年。由于d=170mm，按表6-2-80預(yù)選推力滾子軸承，型號為29334。由于Fa /Fr =2432.3/1184.7=0.49，故Fr0.55 Fa由文獻(xiàn)知當(dāng)量動載荷為 (3.36) =1.21184.7+2432.3 =3853.94N查文獻(xiàn)得: fh=0.73,fn=1.435,fd=1.1,fT=0.9,fm=1. 根據(jù)式 C=(fh fd fm/ fn fT)Pe (3.37) =(0.7231.11/1.4350.9) 3853.94 =2373.2N軸承Cr=1878000N2373.2N 合適。3.5.3軸的校核在確定軸承的支點(diǎn)位置時，應(yīng)從手冊中查取值。對于推力調(diào)心滾子軸承，由文獻(xiàn)查得a=51.5mm。因此，作簡支梁的軸的支承跨距l(xiāng)=2301mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖3.2所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面?，F(xiàn)將計(jì)算列于表3.3.按彎扭合成應(yīng)力校核的軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，只需對軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)文獻(xiàn)取a=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力為： (3.38) =17.04MPa其中W為抗彎、抗扭截面系數(shù)，d1為鋼管的內(nèi)徑，d為鋼管的外徑。根據(jù)前面已選定軸的材料為0Cr18Ni9，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)查得 。因此 ，故安全.圖3.2軸的彎扭組合圖表3.3 軸的彎扭數(shù)據(jù)載荷垂直面水平面支反力彎矩M總彎矩扭矩3.6 本章小結(jié) 本章內(nèi)容對自動旋轉(zhuǎn)門機(jī)械傳動部分進(jìn)行了一系列的而設(shè)計(jì)。旋轉(zhuǎn)門的工作原理更加清晰。門體轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算和門體質(zhì)量計(jì)算為設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。電機(jī)選擇則為門體提供了旋轉(zhuǎn)動力。電機(jī)選擇的是減速電機(jī)，故齒輪設(shè)計(jì)十分重要。軸的設(shè)計(jì)是為了使門體有一個強(qiáng)度很好的機(jī)構(gòu)。第4章 控制部分總體設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)主要是接受來自檢測安全系統(tǒng)傳感器的相關(guān)信號和門體的相關(guān)按鈕信號，然后對這些信號進(jìn)行處理后對門體的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。門體的控制主要是門體轉(zhuǎn)動的啟停狀態(tài)控制，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速狀態(tài)控制，制動狀態(tài)控制，鎖門狀態(tài)控制以及故障自動報警控制等。由于四翼自動旋轉(zhuǎn)門要實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)速的變化，則要實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制可采用變頻器來實(shí)現(xiàn)?？刂破鞯目刂菩盘柾ㄟ^變頻器來控制電機(jī)的啟停和轉(zhuǎn)速變化。四翼自動旋轉(zhuǎn)門的控制系統(tǒng)必須要求有高的可靠性，控制性能高，能適應(yīng)較為多變的控制要求，控制器價格不不能太高。4.1控制系統(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(yīng)殘疾、中速和高速三個按鈕進(jìn)行切換，以適應(yīng)殘疾人通過、正常運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn),15無人進(jìn)出，則自動停轉(zhuǎn)并封門。 （3）防夾功能。當(dāng)門扇運(yùn)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(jìn)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(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （4）防撞功能。當(dāng)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(fù)運(yùn)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(fù)運(yùn)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(dāng)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(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （8）暫停功能 （STOP鈕）。與急停功能相當(dāng)，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(jìn)行恢復(fù)。 （9）殘疾優(yōu)先功能。當(dāng)按下殘疾按鈕后,30內(nèi)門始終以2r/min的速度低速運(yùn)轉(zhuǎn)，此時按高速或中速鈕無效，以確保殘疾人安全通過。30后來人，門自動以正常速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 （10）電動機(jī)過載保護(hù)功能。當(dāng)電動機(jī)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(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。變頻器報警輸出和延時自動復(fù)位功能。當(dāng)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3自動復(fù)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(jī)容量、電動機(jī)加速時間等，其中，最主要的是電動機(jī)的額定電流。JXJ型擺線針輪減速電機(jī)是選用的YS8014V電動機(jī)，根據(jù)4P350頁確定其參數(shù)如表4.1所示。表4.1 電機(jī)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（N.m）電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量飛輪轉(zhuǎn)動慣量5501.5538073.50.732.40.00210.354.2.1驅(qū)動一臺電機(jī)對于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器必須滿足下列3項(xiàng)計(jì)算公式：查表4.1得，=0.73，=550w,取1.05，=0.735，=380V,=1.55A.滿足負(fù)載要求輸出： (4.1) 滿足電動機(jī)容量： (4.2) 滿足電動機(jī)電流： (4.3) 式中：PCM是變頻器的容量、PM負(fù)載要求的電動機(jī)軸輸出功率、UE是電動機(jī)的額定電壓、IE電動機(jī)的額定電流、是電動機(jī)的效率、電動機(jī)功率因素、K電流波形補(bǔ)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(yīng)有所增加。對于PWM控制方式的變頻器，K的取值為1.051.1。4.2.2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(biāo)準(zhǔn)條件為準(zhǔn)，在變頻器過載能力以內(nèi)進(jìn)行加速。在進(jìn)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(jì)算如下：根據(jù)表4.1知，n=1440r/min, =0.35, 。由文獻(xiàn)知，電機(jī)的加減速時間為0.12600s。紅外線感應(yīng)器在2m以內(nèi)感應(yīng)人的存在，則當(dāng)人到達(dá)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1.5秒。故電機(jī)的加減速時間為0.5秒。 (4.4) 式中PCM變頻器的容量、K電流波形補(bǔ)償系數(shù)、n電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速TL負(fù)載轉(zhuǎn)矩、tA電動機(jī)加速時間、電動機(jī)功率因素、電動機(jī)軸上飛輪力矩。4.2.3指定變頻器減速時間降低變頻器的輸出功率，就可以實(shí)現(xiàn)電動機(jī)減速。加快變頻器輸出頻率的降低速率，可使電動機(jī)更快地減速。當(dāng)變頻器對應(yīng)的速度低于電動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速時，電動機(jī)就進(jìn)行再生制動。在這種情況下，異步電機(jī)將變成異步發(fā)電機(jī)，而負(fù)載的機(jī)械能將被轉(zhuǎn)換成電能并反饋給變頻器。當(dāng)反饋能量過大時，變頻器本身的過電保護(hù)電路將會動作并切斷變頻器輸出，使電動機(jī)處于自由減速狀態(tài)，反而無法達(dá)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(dāng)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(dǎo)通，使直流電壓通過制動電阻放電，即將電動機(jī)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：計(jì)算制動力矩TB由表4.1查得，=0.0021，n1=1440r/min,則n2=n1/i=1440/43=33.5r/min。 (4.5) Nm式中：TB為動力矩、 JM為電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量、 JL折算至電動機(jī)軸的負(fù)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(fù)載轉(zhuǎn)矩。計(jì)算制動電阻的阻值：在進(jìn)行再生制動時，即使不加放電的制動電阻，電動機(jī)內(nèi)部也將有20%的銅損轉(zhuǎn)換為制動轉(zhuǎn)矩。考慮到這個因素，可以先按下式初步計(jì)算制動電阻的預(yù)選植。 (4.6) =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，=380V，對于400V級，=760V）、TB為制動轉(zhuǎn)矩、TM電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩、n1為減速開始速度計(jì)算制動電阻的平均消耗功率：如前所述，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的20%制動轉(zhuǎn)矩由電動機(jī)內(nèi)部損失產(chǎn)生，所以可按下式求得電動機(jī)制動時，制動電阻上消耗的平均功率 (4.7) =6.8W 由于四翼自動旋轉(zhuǎn)門是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，故變頻器選用通用型的。又因?yàn)樗囊硇D(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)速不允許超過額定值，電機(jī)不會過載。一般變頻器出廠標(biāo)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(jī)容量相同即可。再根據(jù)以上計(jì)算的數(shù)據(jù)，選擇森蘭變頻器型號為BT40 0.75 KWT。其具體數(shù)據(jù)和接線圖見附錄A4.3檢測裝置的選擇（1）直流制動接近開關(guān)選用由于當(dāng)電動機(jī)停轉(zhuǎn)時，門要停在指定的位置。門停轉(zhuǎn)時，電機(jī)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(dāng)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(yīng)距離過大，會使門制動后停在指定位置的前邊。感應(yīng)位置過小，由于接近開關(guān)也有一個響應(yīng)時間，則使門停超過門應(yīng)停的位置。同時由于門框是金屬的，則接近開關(guān)應(yīng)能感應(yīng)金屬物體。根據(jù)相關(guān)自動門產(chǎn)品類型，可選用5mm感應(yīng)距離的電感式接近開關(guān)。型號為LF5-2K，常開觸點(diǎn)，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(dāng)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(yīng)鎖門位置的臨近。當(dāng)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(jī)械鎖。而無需人再來推門體使其準(zhǔn)確停位。接近開關(guān)的感應(yīng)距離過小不能精確停位，而使得無法上鎖。所以感應(yīng)距離為適當(dāng)才可。根據(jù)相關(guān)自動門產(chǎn)品類推，可選用4mm感應(yīng)距離的電磁感應(yīng)接近開關(guān)。可選擇LE4-2K。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(yīng)器是用來感應(yīng)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(dāng)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(jī)必須停轉(zhuǎn)。由于人的人的寬度一般在0.5m以下，可設(shè)此距離為接近感應(yīng)器感應(yīng)距離。當(dāng)門翼靠近曲壁門柱0.5m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(yīng)距離為0.5m的檢測前端物體的接近傳感器，型號為JD-E3L-DS50B1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(yīng)采用紅外線傳感器檢測，其檢測方式是豎直的。當(dāng)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SA005-2K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(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。則必須在每扇門底邊裝有全開寬內(nèi)藏式感應(yīng)器。其型號為ASR-001(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(yīng)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(yīng)器恢復(fù)正常后，旋轉(zhuǎn)門也隨之恢復(fù)正常。故選擇型號為ASR-002防撞傳感器。(7)紅外線被動式感應(yīng)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(jìn)出，則自動停轉(zhuǎn)并封門。必須在四翼旋轉(zhuǎn)門的進(jìn)口和出口華蓋上，每處安裝兩個紅外線感應(yīng)器，感應(yīng)人體進(jìn)入門體。由於門體的高度是2-3米，并且要保證能夠在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)觀測到人，應(yīng)選擇ADS-D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4.1所示：圖4.1接近開關(guān)安裝圖4.4控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.4.1 PLC的機(jī)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(fù)雜，因此選用整體式結(jié)構(gòu)的三菱PLC機(jī)型。因?yàn)樗囊砜刂剖情_關(guān)量控制的應(yīng)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0.5us；不需要采用高速響應(yīng)模塊。使用的指令主要是主要應(yīng)包括邏輯指令、運(yùn)算指令和控制主要應(yīng)包括邏輯指令、運(yùn)算指令和功能指令。4.4.2分析控制系統(tǒng)的I/O接點(diǎn)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(jī)過熱輸出1個共24個），輸出接點(diǎn)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(fù)位1個共7個大）。按照預(yù)留15%-20%的接點(diǎn)數(shù)來計(jì)算，輸入接點(diǎn)至少要28個，輸出接點(diǎn)至少要10個。本系統(tǒng)為個簡單控制系統(tǒng)，按一般經(jīng)驗(yàn)來估算，同時由上段對I/O接點(diǎn)的分析主要有：開關(guān)量輸入字節(jié)數(shù)：3215=480 開關(guān)量輸出字節(jié)數(shù)：107=70系統(tǒng)推斷定時器/計(jì)數(shù)器字節(jié)數(shù)：81=8總計(jì)大約需要558個字節(jié)數(shù)容量。加上預(yù)留30%，有1K的程序容量足夠了。由以上兩個PLC本身主要方面，兼顧經(jīng)濟(jì)性原則，在眾多市面上的PLC產(chǎn)品中FX系列可編程控制器是當(dāng)今國內(nèi)外最新，最具特色、最具代表性的微型PLC。在FX系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計(jì)數(shù)器，對來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進(jìn)行中斷處理，擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。本系統(tǒng)選擇了FX2N64MR001型PLC（輸入為32點(diǎn)，輸出為32點(diǎn)）。由PLC型號主回路電壓AC（100240）V；輸入端參數(shù)為電壓DC24V，電流5/7mA；繼電器輸出端電壓AC150V，DC30V以內(nèi)。本系統(tǒng)選用直流輸出方式。表4.2 硬件指標(biāo)環(huán)境溫度055環(huán)境濕度3589RH(不接露)抗振JIS C0911標(biāo)準(zhǔn)1055Hz