基于三菱PLC的自动旋转门控制系统硬件设计（全套含CAD图纸）
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旋转门起源于荷兰，至今已有一百年的历史，在这段时间内，从以前意义的专门到今天的全自动旋转门，旋转门经历了一个漫长的发展历史。其种类较多，按控制方式可分为全自动旋转门、半自动旋转门和手动旋转门；按旋转翼结构方式可分为两翼旋转门、三翼旋转门和四翼旋转门；按结构材料科分为金属框架旋转门、水晶旋转门和木旋转门。 国外自动旋转门发展较早。器技术也较为成熟。自动旋转门的传动系统技术具有节能、低噪音、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，操纵门体的运行，使用各种安全检测传感器，实现防夹、防撞、防碰功能。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功能。 新中国成立以来 ， 特别是改革开放以后，旋转门也大量的出现在我国的各种公共和高档场合。 在我们高楼耸立的大都市，在大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经是随处可见。自动门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。 自动旋转门是楼宇设备中的光机电一体化技术产品 ，它给人以亲切大方的感觉，同时营造出奢华的气氛，其全新的概念，宽敞的开放门面和高格调的设计，堪称建筑物的点睛之笔，立足于建筑时代大潮的最前端。大厦在需要持续不断的人流出入的同时，又要保持建筑物内良好的空气循环及环境的优美，这是建筑师所遇到的一大难题，而旋转门为大厦提供了理想的解决方案，它可有效地防风、防尘和隔音，从而改善了大厦入口附近的环境。旋转门的最大优点在于它 永远开门，又永远关门 ，即对于行人来说，门总可以打开，可对于建筑物来说门又总是关着。自动旋转门由于其永远开启的同时又永远关闭的特点，使其动态密封效果较好。因此，自动旋转门在功能方面具有独特的发展。 1) 旋转门的定义 旋转门：单扇或多扇沿竖轴转动的门叫旋转门。 自动旋转门：利用各种控制器、信号控制，实现单扇或多扇沿竖轴自动转动和自动停止的门叫自动旋转门。 自动门中的顶级产品，旋转门给人以亲切大方的感觉，同时营造出奢华的气氛，其宽敞的开放门面和高格调设计，堪称建筑物的点睛之笔。其全新的概念，无可动摇地立足于建筑时代大潮的最前端。但其高造价也不是一般人能接受的。 2）自 动旋转门的结构 传统的三翼和四翼旋转门就是这种结构，即中心门轴通过轴承机构垂直安装于 地面，三个或四个门翼呈发散式固定在中心门轴上，各门扇之间的角度相等，人在内扇之间推动（按逆时针）门扇，就成为一个手动旋转门。中心门轴的上方安装电动机及其他电气控制部件，再配以感应装置和安全装置，就成为自动旋转门。这种结构是稳定性，使用的可靠性很高，使用寿命长。考虑到旋转门在停止时一定要密封，所以三翼旋转门的每个分隔可以容纳更多的人，可是门的净开口的宽度较小。而四翼旋转门的每个分隔可以容纳较少的人，可是门的净开口宽度却较大。 但是，这种旋转门门翼与中心轴的固定方式决定了门扇宽度不能太大，所以这种旋转门的直径最 大只有约 4M。为了解这一问题，工程师们将中心门轴设计成了中间展示室，相对减小了门扇宽度，增加了电机对门中心的旋转作用力矩，使这种旋转门的最大直径扩大到 6M，中间展示室又有很好的装饰效果。作为通道门的自动旋转门还要考虑紧急状态时人员的快速疏散，于是旋转门的门翼要能够在停电时手动推开，所以带紧急打开功能的自动旋转门采用特制的类似合页的门体接五金件。可是当风压很大时，这种门扇结构容易被风吹开。五金件的强度也成为这种自动旋转门的主要质量问题之一。国际自动旋转门生产厂又设计了专用的电磁锁，在断电时才使门扇可以被推动。 3） 自动旋转门的性能 大厦在需要持续不断的人流出入的同时，又要保持建筑物内良好的空气循环及环境的优美，这是建筑师所遇到的一大难题，而旋转门为大厦提供了理想的解决方案，它可有效地防风、防尘和隔音，从而改善了大厦入口附近的环境。旋转门的最大优点在于它 永远开门，又永远关门 ，即对于行人来说，门总可以打开，可对于建筑物来说门又总是关着。自动旋转门由于其永远开启的同时又永远关闭的特点，使其动态密封效果较好。因此，自动旋转门在保安功能方面具有独特的 发展，但在人员流量方面自动旋转门却没有优势，因为门的转速是固定的，每 个门翼之间可容纳的人员也是有限的。每种自动旋转门都有标定的人员流量数值。 自动旋转门由于其永远开启的同时又永远关闭的特点，使其动态密封效果在经常使用的条件下相对于其它两种自动门要好。由于自动旋转门的人流量有限，在大型公共场合还是选择其它两种自动门，毕竟自动旋转门的本成较高。通常在自动旋转门两侧另设自动或手动平开门，一方面增加通行能力，另一方面当自动旋转门出现故障时，不影响人的通过。但是在静态密封效果方面，自动旋转门远不如其它自动门，因为其门体运动方式决定着只能使用毛条密封。 4) 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 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，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。 自动旋转门控制 系统主要由旋转门、接近传感器、可编程序控制器和变频器组成。 1） 旋转 门及接近传感器 该旋转门由 4 扇玻璃门相互垂直地镶嵌在同一个轴柱上构成，电机通过减速机构带动旋转门的轴柱，从而产生门的旋转运动。 为了实现系统的全部自动化和智能化，系统在旋转门圆形框架的上端，安装了 4 个接近传感器，其中 3 个面向进门的行人，一个面向出门的行人；在门框外侧的边沿上分别安装了 2 套防夹传感器；在圆弧门框外侧的表面上，分别安装了暂停按键和残疾人专用换速按键 。 2）可编程控制器 系统利用 三菱 公司的 列 为该系统的控制指挥中心。该 来自旋转门现场的检测 信号、变频器的状态信号以及楼宇自动监控系统的指令，经过收集、处理后，完成对变频器的频率控制和对楼宇自动监控系统的信息反馈。 3） 变频器 由于旋转门处于公共场所，行人或物品阻碍旋转门正常旋转的现象时常发生，因此导致电动机的负载变化大、过电流现象发生频繁，变频器。该变频器具有快速响应的电流限制功能，当负载波动相当大时，变频器不跳闸，能自动减速运行；当负载恢复正常时，变频器能自动升速到设定值。使用该变频器，电动机低速驱动能力强，起动转矩能达到额定值的 150。该变频器 还具有电压自整定等一系列先进功能。 4） 旋转门运行状态诊断程序 楼宇自动监控系统除了使用摄像机获取旋转门的外部工作状态信息外，还需要使用 取旋转门控制系统内部的工作状态信息。所以在编辑控制系统内部 状态诊断程序时，不但要照顾到现场维护人员能利用 断故障，还照顾到楼宇自动监控系统准确、方便地使用 供的诊断信息。 综上所述， 该旋转门设计新颖、外观大方、功能齐全、使用控制方便，行人所接触到的按键也 能够 保证安全。同时，接近传感器的可靠性也是实现旋转门控制系统自动化和智能化关键之一。 是集机电于一体化的高新技术产品。 同时其 较好地满足了广大用户的求，扩大了 通用变额器的应用范围，提高了旋转门控制系统的自动化和智能化程度，深受物业管理行业科技人员和维护人员的青睬。 制系统硬件设计需满足如下几个功能： (1)自动转停功能 来人时自动启动，并以正常转速动转， 15s 时无人进出，则自动停转并封门。 (2)残疾 变速功能 旋转门设有低速，中速，高速三种旋转速度，分别对应残疾， 适应残疾人通过 、 正常运转和紧急疏散对转速的不同要求。30s 内始 终以 2r/速度低速运转，此时按中速（ 高速（ 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。 (3)防夹功能 当门扇运转靠近曲壁立柱时，如果行人试图从两者之间 (防夹区 )进入旋转门，则门立即自动停转以防夹伤行人。行人离开防夹区，门自动恢复运转。 (4)防撞功能 行人紧靠右侧立柱或遇到物体碰撞右侧立柱 ,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 ,自动门恢复运转。 (5)防碰功能 行人在旋转门内通行过程中，如遇到门扇碰到行人脚后跟，则门 立即停转，以防止碰伤行人。行人离开门扇，门自动恢复旋转。 (6)急停功能 当出现紧急意外事故十，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。 (7)暂停功能 ( 钮 ) 与急停功能相当，不同的是按 后，必须用残疾， 个按钮中的一个进行恢复。 (8)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复运转。 (9)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 3 1) 最大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥 功能， 最大限度地满足被控对象的控制要求 ，是设计 也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。 2) 保证控制系统的安全可靠 保证 制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。 3）满足上面条件的前提下，力求使控制系统简单经济 适用和维修方 在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指 标。 4）选择 要考虑生产和工艺改进所需的余量 由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择 入 /输出模块、 I/O 点数和内存容量时，要适当留有余量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。 两种基本的工作 状态，即运行（ 态和停止（ 态。态是执行应用程序的状态。 态一般用于程序的编制、修改和下载。为了使 输出能够及时相应可能随时变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至 机或切换到 此 用的是周期循环扫描工作方式。 一个扫描周期可分为以下 5 个阶段：内部处理阶段、通信服务阶段、输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。 用户程序的执行过程是 循环扫描过程，并且是采用周期性地集中输入采样、集中输出刷新的方式来完 成的。 1）内部处理阶段 部的硬件作故障检查，复位监控定时等。 2）通信服务阶段 通信服务阶段是扫描周期的信息处理阶段， 外围设备、编程器、网络设备等进行通信， 理从通信端口接收到的信息。 当 于 态时，只执行以上两个阶段的操作。当 于 要完成输入采样、程序执行和输出刷新阶段的操作。 在 储器中，设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器。 形图中的其他编程软件也有对应的映像存储区，它们 统称为元件映像寄存器。 3）输入采样（输入处理）阶段 每次扫描周期开始时，先读取输入端子的当前值，然后写到输入映像寄存器中。在随后的用户程序执行的过程中， 问输入映像寄存器，而非读取输入端子的状态，通常要求输入信号有足够的脉冲宽度，才能被相应。 4）程序执行阶段 用户程序执行阶段， 照梯形图的顺序，自左而右、自上而下地逐步扫描，在这一阶段中， 用户程序的第一条指令开始执行直到最后一条指令结束，程序运行结果放入输出映像寄存器和其他软元件映像寄存器中。 条解释并执行用户程序。在此阶段， 允许对数字量 I/O 指令和不设置数字滤波的模拟量 I/O 指令进行处理，在扫描周期的各个部分，均可对中断事件进行响应。 5）输出刷新（输出处理）阶段 每个扫描周期结束时， 把存在输出映像寄存器中的数据写入输出锁存器中。再输出到数字量输出端子，以更新输出状态。然后 入下一个循环周期，重新执行输入采样阶段，周而复始。 综上所述，在输入处理阶段， 所有外部输入电路的接通 /断开状态读入输入映像寄存器。外接的输入触电接通时，对应的输入映像寄存器为“ 1”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点 断开。外接的输入触点电路断开时，对应的输入映像寄存器为“ 0”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开，常闭触点接通。在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了改变，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只可能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。 用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按步序号顺序排列。在没有跳转指令时， 第一条指令开始，逐条顺序地执行用户程序，直到用户程序结束为止。在执行指令时，从输入映像寄存器或其他元件映像寄存器中将有关编程软件的 0/1 状态读出来，并 根据指令的要求执行相应的逻辑运算，运算的结果写入到对应的元件映像寄存器中。因此，各编程元件的映像寄存器的内容会随着程序的执行而变化。在输出处理阶段，输入映像寄存器的 0/1 状态传送到输出锁存器。梯形图中某一输出继电器的线圈“通电”时，对应的输出映像寄存器为“ 1”状态。上面某一编程软件（如输入继电器、输出继电器）对应的映像寄存器为“ 1”状态时，称该编程元件为 件映像寄存器为“ 0”状态时，称该编程元件为 号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电 器的线圈通电，其常开触点闭 合，使外部负载通电工作。如果梯形图中输出继电器的线圈“断电”，对应的输出映像寄存器为“ 0”状态。在输出刷新阶段之后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈断电，其常开触点断开，外部负载断电，停止工作。 译文 of at to a is to be to be 3 to a is as a as of of At of of in We in in is us in of as to a of is of it a a be of on of on to in at is it is a it to of is it to at of is in of or of of to or of a a be of is on of is is or on or is in in of a of is of in so of of of is is of be so of M To i
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