三翼自動旋轉(zhuǎn)門設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　三翼自動旋轉(zhuǎn)門作為自動門中的頂級產(chǎn)品，給人以親切大方的感覺，同時營造出奢華的氣氛，堪稱建筑物的點睛之筆。</p><p>　　該論文主要論述了三翼自動旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計過程，主要對門體、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)做了詳細(xì)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。驅(qū)動部分由減速電機和齒輪減速機構(gòu)組成

2、，且安裝在門中心頂部的華蓋內(nèi)。 控制系統(tǒng)用PLC負(fù)責(zé)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。安全系統(tǒng)采用紅外線傳感器檢測進出旋轉(zhuǎn)門的人員流動，使用多個非接觸式紅外線傳感器及光電接近開關(guān)來確保通行安全。設(shè)計出了一種安全可靠實用的三翼自 </p><p><b>　　動旋轉(zhuǎn)門。</b></p><p>　　關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)門；變頻器；PLC；傳感器</

3、p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Three wings automatic revolving door is leading products in automatic doors, it can give generously warm and feeling and creating luxurious atmosphere,

4、Meanwhile, it is a eye in modern buildings . </p><p>　　This paper mainly discusses the design about gate body system、transmission system、 control system and safely system of the three wings automatic revo

5、lving door.It proposed that the door frame is composed of glass and aluminum framework. Transmission system is fixed on the top of shaft that include a reduer and gears transmition. PLC is responsible for the task of con

6、troller and the function of rotational speed is rely on the VVF. People passing in and of the revolving door is checked by the infr</p><p>　　Key words : Revolving door；Inverters；PLC；Sensor </p><

7、p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p>　　1.1 旋轉(zhuǎn)門的課題背景1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1 國外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1

8、.2.2 國內(nèi)旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　第2章 方案的確定3</p><p>　　2.1 方案一的設(shè)計4</p><p>　　2.2 方案二的設(shè)計4</p><p>　　2.3 方案的選擇5</p><p>　　第3章 門體結(jié)構(gòu)的設(shè)計5</p><p>　　3.1 門結(jié)構(gòu)

9、材料的選用7</p><p>　　3.2 門結(jié)構(gòu)尺寸的確定8</p><p>　　3.3 中間軸的設(shè)計與軸承的選用9</p><p>　　3.4 曲壁部分設(shè)計10</p><p>　　3.5 華蓋的設(shè)計11</p><p>　　第4章 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計14</p><p>　　4.1 軸

10、和軸承設(shè)計計算14</p><p>　　4.1.1 軸的尺寸設(shè)計14</p><p>　　4.1.2 軸承的選擇和驗算14</p><p>　　4.2 軸的校核15</p><p>　　4.3 電機的確定17</p><p>　　4.3.1 確定各扇門的質(zhì)量17</p><p>　　

11、4.3.2 各部分轉(zhuǎn)動慣量的計算18</p><p>　　4.3.3 慣性力矩的計算19</p><p>　　4.3.4 電機的確定19</p><p>　　4.4 齒輪的設(shè)計計算20</p><p>　　4.4.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)20</p><p>　　4.4.2 按齒面接觸強度設(shè)計

12、21</p><p>　　4.4.3 按齒根彎曲強度設(shè)計23</p><p>　　4.4.4 幾何尺寸計算24</p><p>　　第5章 控制系統(tǒng)設(shè)計26</p><p>　　5.1 硬件設(shè)計26</p><p>　　5.1.1 變頻器容量選擇設(shè)計26</p><p>　　5.1.2

13、 傳感器與安全系統(tǒng)的設(shè)計31</p><p>　　5.1.3 控制系統(tǒng)功能特點33</p><p>　　5.1.4 控制系統(tǒng)驅(qū)動控制原理33</p><p>　　5.1.5 PLC系統(tǒng)控制分析及地址分配設(shè)計34</p><p>　　5.2 軟件設(shè)計38</p><p>　　5.2.1 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計

14、38</p><p>　　5.2.2 PLC程序流程圖47</p><p>　　第6章 結(jié) 論48</p><p><b>　　參考文獻49</b></p><p>　　致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　緒 論</b></p><

15、;p><b>　　旋轉(zhuǎn)門的課題背景</b></p><p>　　自動旋轉(zhuǎn)門是樓宇設(shè)備中的機電一體化技術(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，堪稱建筑物的點睛之筆，立足于建筑時代大潮的最前端。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，而旋轉(zhuǎn)門為大廈提供了理想的解決方

16、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。旋轉(zhuǎn)門的最大優(yōu)點在于它"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，使其動態(tài)密封效果較好。因此，自動旋轉(zhuǎn)門在功能方面具有獨特的發(fā)展。 自動旋轉(zhuǎn)門的最大優(yōu)點在于它“永遠(yuǎn)開門，又永遠(yuǎn)關(guān)門”，即對于人員來說，門總可以打開，可對于建筑物來說門又總是關(guān)著。因此，自動旋轉(zhuǎn)門在

17、保安功能方面具有獨到的發(fā)展，但在人員流量方面自動旋轉(zhuǎn)門卻沒有優(yōu)勢，因為門的轉(zhuǎn)速是很低的，每個門扇之間可容納的人員也是有限的。每種自動旋轉(zhuǎn)門都有標(biāo)定的人員流量數(shù)值。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，使其動態(tài)密封效果在經(jīng)常使用的條件下相對于其他自</p><p>　　國內(nèi)外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀</p><p><b>　　國外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀</b></p&g

18、t;<p>　　自1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉(zhuǎn)門，旋轉(zhuǎn)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)和先進的驅(qū)動技術(shù)，其智能化高格調(diào)的設(shè)計為現(xiàn)代化樓宇建筑的入口提供了完美的選擇。國外著名廠家有：荷蘭的B00N EDAM  瑞典的BESAM  德國的多瑪、蓋澤  日本的納博克、寺岡等。</p><p>　　由于國外自動旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，其技術(shù)也較

19、為成熟。自動旋轉(zhuǎn)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；控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)計的系統(tǒng)作為控制中樞，有功能更強大，操作更簡便等優(yōu)點；檢測安全系統(tǒng)采用先進的紅外與微波感應(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)前先進的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使自動門的維護不再受時間、地域和專業(yè)維護技術(shù)的限制，制造商可通過

20、internet 與設(shè)備進行實時交流，校正偏差，讓自動門達到最佳運行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)異常時，可準(zhǔn)確傳回故障信息，實現(xiàn)遠(yuǎn)程維護，縮短維護、保養(yǎng)時間；采用液晶顯示屏，進行可視化設(shè)計，全面顯示門體轉(zhuǎn)速、狀態(tài)和故障等信息。</p><p><b>　　國內(nèi)旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　?、傥覈D(zhuǎn)門技術(shù)的發(fā)展：我國的全自動旋轉(zhuǎn)門技術(shù)來源于荷蘭、瑞典、日本等國。90年代

21、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)專業(yè)廠家：北京有凱必盛、寶盾、青木、智輝、巨方圓、信步等。外省市有上?？涤?、廣州盛維、沈陽金海、青島帝盟等。</p><p>　?、谛D(zhuǎn)門在我國的市場前景：隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長，我國進入了全面建設(shè)小康社會的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是裝飾業(yè)發(fā)展的巨大推動力?，F(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。

22、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，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。堪稱建筑物的點睛之筆。但是國家對自動門產(chǎn)品質(zhì)量、安全性、節(jié)能性、噪音、施工質(zhì)量、售后服務(wù)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所有國內(nèi)建筑業(yè)院校都沒有相關(guān)的專業(yè)或課程，也沒有權(quán)威的咨詢機構(gòu)，自動門市場的管理尚處于無序狀態(tài)。隨著國內(nèi)建筑業(yè)的發(fā)展，這一狀況一定會有所改變。</p><p>&

23、lt;b>　　方案的確定</b></p><p>　　旋轉(zhuǎn)門的主要設(shè)計是從門體,傳動系統(tǒng),控制系統(tǒng)，檢測系統(tǒng),安全系統(tǒng)等幾個方面進行考慮。從上面幾個方面具體分析可以設(shè)計兩種方案。</p><p><b>　　方案一的設(shè)計</b></p><p>　?、倏蚣芸偝桑?分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，均由鋁型材框架和玻璃等組成。立柱、曲壁、

24、門扉一般采用高強度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡潔，精密牢固。圓周導(dǎo)軌懸掛整個旋轉(zhuǎn)門體及其驅(qū)動系統(tǒng)，每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態(tài);門扉玻璃采用（3+3）夾膠玻璃或6mm厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夾膠玻璃，安全可靠。 </p><p>　?、趥鲃酉到y(tǒng)：由二個三相交流電機提供動力，用減速器帶動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤驅(qū)動。</p><p>　?、劭刂葡到y(tǒng)：由單

25、片機、變頻器、功能開關(guān)組成。</p><p>　　④檢測系統(tǒng)：由紅外線傳感器實現(xiàn)有無人自動檢測，自動對電機啟停進行操作。</p><p>　?、莅踩到y(tǒng)：主要有接觸和非接觸式安全傳感器。 旋轉(zhuǎn)門入口立柱均裝有安全膠條，防止行人夾傷，旋轉(zhuǎn)門入口右側(cè)立柱膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防夾傳感器，如受擠壓門扉馬上停止運轉(zhuǎn)。膠條內(nèi)傳感器恢復(fù)正常后，門扉再自動轉(zhuǎn)動;每扇門扉底邊膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防碰傳感器，碰到物體

26、或行人門扉立即停止運轉(zhuǎn)。膠條內(nèi)傳感器恢復(fù)正常后，門扉再自動轉(zhuǎn)動。</p><p><b>　　方案二的設(shè)計</b></p><p>　　①框架總成：分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，均由鋁型材框架和玻璃等組成。立柱、曲壁、門扉一般采用高強度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡潔，精密牢固。采用中心門軸結(jié)構(gòu)安裝和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)門體的設(shè)計，每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均

27、處于密閉狀態(tài);門扉玻璃采用（3+3）夾膠玻璃或6MM厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夾膠玻璃，安全可靠。</p><p>　?、隍?qū)動系統(tǒng)：由一個三相交流減速電機提供動力，用齒輪帶動中心門軸驅(qū)動。</p><p>　　③控制系統(tǒng)：由可編程控制器PLC、變頻器、功能開關(guān)組成。</p><p>　?、軝z測系統(tǒng)：由紅外線傳感器實現(xiàn)有無人自動檢測，自動對電機啟停進行操作

28、。</p><p>　?、莅踩到y(tǒng)：由多個紅外線傳感器檢測人體的位置保護人身安全。旋轉(zhuǎn)門的每個分隔前后都安裝2個紅外線檢測傳感器用以感知人體的接近進而對旋轉(zhuǎn)門實施調(diào)速從而保護人身安全。紅外線防夾傳感器安裝在門的進出口的兩個防夾區(qū)域內(nèi)，即進出口的右邊立柱旁的華蓋上。旋轉(zhuǎn)門入口立柱均裝有安全膠條，防止行人夾傷。</p><p><b>　　方案的選擇</b></p&

29、gt;<p>　　三翼自動旋轉(zhuǎn)門采用方案二這種結(jié)構(gòu)，即中心門軸通過軸承機構(gòu)垂直安裝于地面，三個門扇呈發(fā)散式固定在中心門軸上，各門扇之間的角度相等。中心門軸的上方安裝電動機及其他電氣控制部件，再配以感應(yīng)裝置和安全裝置，就成為一個完整的自動旋轉(zhuǎn)門。但是，這種旋轉(zhuǎn)門門翼與中心軸的固定方式?jīng)Q定了門扇寬度不能太大，所以這種旋轉(zhuǎn)門的直徑最大只有約4m。為了解決這一問題，工程師們將中心門軸設(shè)計成了門扇固定在大鋼管上面，相對減小了門扇寬度

30、，增加了電機對門中心的旋轉(zhuǎn)作用力矩，使這種旋轉(zhuǎn)門的最大直徑擴大到6m。這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用的可靠性很高，使用壽命長。而方案一由于采用兩個電機驅(qū)動也給驅(qū)動系統(tǒng)帶來了許多麻煩，同時也不利于節(jié)能。在控制系統(tǒng)上，由于單片機的程序設(shè)計和接口設(shè)計較為繁雜，只利于大批量生產(chǎn)，不適于單件設(shè)計。綜合兩種方案進行比較，可以看出第二種方案在具體設(shè)計中更具有實用性，完善性。故選擇第二種方案。</p><p><b>　　門體結(jié)構(gòu)

31、的設(shè)計</b></p><p>　　三翼自動旋轉(zhuǎn)門的尺寸可以根據(jù)可以確定其尺寸，其具體尺寸如下所示：</p><p><b>　　表3.1 門體尺寸</b></p><p>　　圖3.1 門體結(jié)構(gòu)簡圖</p><p><b>　　門結(jié)構(gòu)材料的選用</b></p><p

32、>　　門體主要包括門體骨架的材料和門體玻璃。</p><p>　　①根據(jù)相關(guān)門體標(biāo)準(zhǔn),可按90系列的推門進行設(shè)計。門體骨架采用90系列推拉門專用鋁型材，根據(jù)中可以確定門體骨架鋁型材：</p><p>　　三翼旋轉(zhuǎn)門門扇 左邊框 選代號 L090704</p><p>　　右邊框 選代號 L090704</

33、p><p>　　上橫框 選代號 L090706</p><p>　　下橫框 選代號 L090707</p><p>　　圖3.2 L090706型鋁型材</p><p>　　圖3.3 L090707型鋁型材</p><p>　　圖3.4 L090704型鋁型材</p>

34、<p>　?、陂T體玻璃的選用 </p><p>　　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。由于自動旋轉(zhuǎn)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，并且無多大實際用處，而夾膠玻璃它安裝的透光性不是很好。因此選擇鋼化玻璃是最合適的。根據(jù)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。 </p><p>&l

35、t;b>　　門結(jié)構(gòu)尺寸的確定</b></p><p>　　根據(jù)前面的總體設(shè)計可知，三翼旋轉(zhuǎn)門的結(jié)構(gòu)尺寸可參照中90系列（尺寸高度為2400mm,一扇門寬度為1315mm）進行設(shè)計。</p><p>　　根據(jù)以上節(jié)點,可以計算單扇門的相關(guān)尺寸為：</p><p>　　左邊框和右邊框的高度為： (3.1)</p><p&g

36、t;<b>　　=2400-225</b></p><p><b>　　=2350mm</b></p><p>　　式中：為門扇邊框高度尺寸，為門凈高度。</p><p>　　上橫和下橫的寬度為： (3.2)</p><p><b>　　=1315

37、mm</b></p><p><b>　　式中：為門扇寬度。</b></p><p>　　玻璃的實際高度為： (3.3)</p><p>　　式中： 為玻璃外顯示尺寸，，玻璃上下門邊尺寸。</p><p>　　實際寬度為： (3.4)</p>

38、<p>　　=1315-264212</p><p><b>　　=1211mm</b></p><p>　　式中：門扇上邊框安裝玻璃的寬度，玻璃邊框?qū)嶋H尺寸。 </p><p>　　中間軸的設(shè)計與軸承的選用</p><p>　　①中間軸的設(shè)計 </p><p>　　軸的內(nèi)徑為：=

39、 (3.5)</p><p>　　=3200-21315-23-232</p><p><b>　　=500mm</b></p><p>　　式中：為門體旋轉(zhuǎn)直徑，為門扇邊框安裝膠條與曲壁之間的間隙，為扇門邊框安裝膠條的寬度。</p><p>　　由于軸是用來安裝軸承、齒輪、門扇的，并且在軸向受到力不

40、大。所以選用結(jié)構(gòu)用不銹鋼焊接鋼管。用牌號0Cr18Ni9制造，以熱處理狀態(tài)交貨的內(nèi)徑為500mm,壁厚為60mm,定尺長度為3000mm,中間軸在安裝軸承的兩端要車削10mm，并且達到600mm，尺寸精度為普通級。</p><p><b>　?、谳S承的選用</b></p><p>　　為了使軸承能很好的固定，必須使用軸承座。由于要使用兩個軸承，則軸承座也要使用兩個，上

41、下各一個。對于軸承座，其內(nèi)徑為軸承的外徑，其厚度必須滿足強度要求。因為軸所計算的內(nèi)徑為500mm,兩端車削后直徑為600mm，故選用深溝球軸承與推力軸承的組合，根據(jù)(GB/T-22-1995)選型號為35000型，代號為3519/530。 安裝在軸上的軸承主要受軸向力。并且軸承受到的軸向力比較大，故需在門安裝的地面設(shè)計一個凹型臺，防止軸的向下滑動和其他雜質(zhì)進入軸承內(nèi)。</p><p><b>　　圖3.

42、5 下軸承座</b></p><p><b>　　曲壁部分設(shè)計</b></p><p>　　曲壁由4根角鋼做為支撐體，每2根構(gòu)成一邊曲壁體。角鋼豎在水泥板上，進出口各布置2根，然后頂部又用一圓形角鋼將4根角鋼固定在一起。形成曲壁的整體框架，然后安裝鋁合金玻璃壁。曲壁由2塊相同的圓弧玻璃組成。</p><p><b>　　①

43、材料的選用：</b></p><p>　　曲壁上圓弧梁選用6063專用弧形材。頂部用的角鋼彎曲成一個圓弧，由四段構(gòu)成，便于加工。玻璃的選用8mm彎鋼化玻璃。</p><p><b>　?、诓牧铣叽绲拇_定：</b></p><p>　　由于圓的內(nèi)圓半徑為1600mm,門口對應(yīng)的圓角為</p><p>　　則兩邊

44、曲壁各對應(yīng)的圓心角應(yīng)： (3.6)</p><p>　　所以兩邊曲壁對應(yīng)的弧長： (3.7)</p><p>　?、鄄ＡС叽绲拇_定： </p><p>　　玻璃的弧長： (3.8)</p><p>　　玻璃的高度： (3.9) </p><p>　?、芮诹⒅?/p>

45、）角鋼尺寸確定：</p><p>　　由于要保持角鋼的穩(wěn)定性，預(yù)埋在地下的角鋼尺寸為100mm。則角鋼的高度可估算為：</p><p><b>　　(3.10)</b></p><p>　?、蓓敳繄A周鋼材尺寸的確定：</p><p>　　頂部周鋼材的內(nèi)直徑為3200mm,分為兩半圓角鋼用螺栓固定在立柱角鋼上,則圓周角鋼內(nèi)

46、圓弧長為：</p><p><b>　　(3.11) </b></p><p>　　式中：d為旋轉(zhuǎn)門的旋轉(zhuǎn)直徑。</p><p>　　則每段內(nèi)圓弧長： (3.12)</p><p><b>　　華蓋的設(shè)計</b></p><p>

47、　　華蓋部分是用來安裝驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的部分，其主要由和型材框架和薄金屬板構(gòu)成一個圓柱體。其主要安裝軸承，電機，控制裝置等。</p><p>　　由于華蓋要用來安裝電機，電機的有一定重量。為了保證電機在工作時不發(fā)生振動現(xiàn)象，故選擇的鋼架結(jié)構(gòu)要求其剛度比較高。故選擇熱扎鋼板。其厚度為2毫米，直徑為3360mm的圓形，上下各一張。</p><p><b>　?、偃A蓋底部設(shè)計<

48、/b></p><p>　　旋轉(zhuǎn)門的外徑為3360mm，由于底部要安裝軸承，必須在鋼板中間打孔。與此同時角鋼也要穿過鋼板，也必須在鋼板上加工槽。</p><p>　　圖3.6下華蓋尺寸圖</p><p><b>　　②上華蓋的設(shè)計</b></p><p>　　旋轉(zhuǎn)門的外徑為3360mm，由于上面的鋼板要用來安裝電機

49、，故必須在其上面打孔。同時為了保證鋼板用足夠的強度來支撐電機的重量，則必須在鋼板上打鋼架。鋼架與鋼板焊接在一起。其具體尺寸如下圖所示：</p><p>　　圖3.7 上華蓋尺寸圖</p><p><b>　　驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　軸和軸承設(shè)計計算</b></p><p>

50、<b>　　軸的尺寸設(shè)計</b></p><p>　　由于軸承還沒有確定出來，但是軸的直徑已知。并且旋轉(zhuǎn)軸在軸向受力不大主要受到徑向力的作用，根據(jù)文獻[5]中預(yù)選深溝球軸承與推力軸承的組合，其寬度為190 mm。又由于齒輪與軸承必須留出一定的距離，一般選擇為40mm。其具體尺寸如下圖所示：</p><p>　　圖4.1 軸的結(jié)構(gòu)圖</p><p&g

51、t;　　軸的質(zhì)量計算：由公式W=0.02491(D-S)S</p><p>　　其中W為鋼管的線密度（kg/m）,D為鋼管的外徑（mm），S為鋼管的壁厚（mm）。</p><p>　　M=WL (L為鋼管的長度)</p><p><b>　　= (4.1)</b></p><p>　　=152.73kg

52、 </p><p><b>　　軸承的選擇和驗算</b></p><p>　　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= ==901.6N</p><p>　　軸向力的確定：Fa=Mg</p><p><b>　　=&l

53、t;/b></p><p>　　=(152.73+449) 10 (4.2)</p><p><b>　　=3487.3N</b></p><p>　　設(shè)定工作時間為87600小時(10年365天24小時)</p><p>　　由中間軸兩端安軸承的地方車削后d=490m

54、m，由文獻[5]中表6-2-80預(yù)選深溝球軸承與推力軸承的組合，其中e=0.41，Y1=1.6，Y2=2.5，Y0=1.6，Cr =2390KN。</p><p>　　當(dāng)==3.9大于0.41時</p><p>　　當(dāng)量動載荷 Pr =0.45Fr +YFa</p><p>　　=0.45×901.6+2.5×3487.3

55、 (4.3)</p><p><b>　　=9101.02N</b></p><p>　　查文獻[3]中表10-5得Y=Y2=2.5</p><p>　　查文獻[5]中表6-2-8﹀6-2-11得fh=2.0,fn=1.435,fd=1.1,fT=0.9,fm=1</p><p>　　根據(jù)式C= (f

56、h ×fd× ×fT) ×Pe</p><p>　　=(2×1.1××0.9) ×9101.2 (4.4)</p><p><b>　　=12557.8N</b></p><p>　　軸承Cr=2390000N>12557.8N，

57、故合適。</p><p><b>　　軸的校核</b></p><p>　　在確定軸承的支點位置時，由文獻[5]中查取值。對于深溝球軸承與推力軸承，由文獻[5]中查得。作簡支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。</p><p>　　圖4.2 中間軸受力圖</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭

58、矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面。現(xiàn)將計算出軸的受力情況：</p><p><b>　?、偎矫娴氖芰Ψ治?lt;/b></p><p>　　支反力 (4.5)</p><p><b>　?、诖怪泵媸芰?lt;/b></p><p>　　支反力

59、 (4.6)</p><p><b>　?、蹚澗氐挠嬎?</b></p><p><b>　　(4.7)</b></p><p><b>　?、芘ぞ氐挠嬎?</b></p><p>　　T=225.4

60、 (4.8)</p><p>　　按彎扭合成應(yīng)力校核的軸的強度進行校核時，只需對軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。由文獻[3]中公式15—5及上表中的數(shù)值，并取，軸的計算應(yīng)力</p><p>　　= (4.9)</p><p><b>　　=4.68MPa</b>

61、</p><p>　　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。</p><p>　　前面已選定軸的材料為0Cr18Ni9，調(diào)質(zhì)處理，由文獻[3]中表15—1查得 。因此 ，故安全。</p><p><b>　　電機的確定</b></p><p><b>　　確定各扇門的質(zhì)量</

62、b></p><p>　　由于轉(zhuǎn)軸中心兩端是對稱的，以一邊門體計算即可。 </p><p><b>　　鋁型材密度： </b></p><p>　　代號為L090704的線密度為0.966</p><p>　　代號為L090706的線密度為0.836</p><p>　　代號為L09070

63、7的線密度為1.152</p><p>　　每扇門框的質(zhì)量： </p><p>　　=2.36020.966+1.1350.836+1.1351.152 (4.10)</p><p><b>　　=8.053kg</b></p><p>　　式中：，，分別為各鋁型材的密度。</p><p>&

64、lt;b>　　單扇門玻璃的質(zhì)量：</b></p><p><b>　　= (4.11)</b></p><p>　　式中：為玻璃的體積，為玻璃的密度。</p><p>　　單扇門的質(zhì)量： (4.12) </p><p>　　=40.82+8.

65、053</p><p><b>　　=49kg</b></p><p>　　式中：為單扇玻璃的質(zhì)量，單扇門框的質(zhì)量。</p><p>　　各部分轉(zhuǎn)動慣量的計算</p><p>　　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算,其中R為門扇的寬度，L為門扇的長度。</p><p>　　

66、則門扇對中心慣量可用下式計算</p><p><b>　　(4.13)</b></p><p>　　由平行軸定理知，門扇相對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為：</p><p><b>　　(4.14)</b></p><p>　　=56.6 （其中L1為軸的半徑）</p><p>&l

67、t;b>　　慣性力矩的計算</b></p><p>　　假設(shè)門體1s內(nèi)加速到門體的快速轉(zhuǎn)速，由于旋轉(zhuǎn)門體的最大轉(zhuǎn)速為6r/min，即角速度，由于傳感器一般工作在2m范圍內(nèi)檢測人是否來臨，當(dāng)人邁進門邊時，門體要以正常速度轉(zhuǎn)動，則在這時門體要加速到正常速度。在0.5s內(nèi)加速到此速度,則角速度，由于電機要帶動門體轉(zhuǎn)動，有一個加速過程，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

68、轉(zhuǎn)動慣量和角速度的關(guān)系。則可能算出旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩為：</p><p><b>　　(4.15)</b></p><p><b>　　電機的確定</b></p><p>　　根據(jù)機械設(shè)計中電機所需功率按下式計算：</p><p><b>　　(4.16)</b></p&

69、gt;<p>　　由電動機至轉(zhuǎn)動軸的傳動總效率為：</p><p><b>　　(4.17)</b></p><p>　　式中,,分別為推力軸承，齒輪，中心軸的傳動效率。</p><p>　　取，，，則總的傳動效率為：</p><p><b>　　(4.18)</b></p>

70、;<p><b>　　=0.83</b></p><p>　　則可以計算出電機的功率</p><p><b>　　(4.19)</b></p><p>　　由于門體還應(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

71、沒有考慮的因素，如齒輪的轉(zhuǎn)動慣量，因此特將計算出的功率放大一些同時門體的轉(zhuǎn)動速度較低，則電機應(yīng)適應(yīng)轉(zhuǎn)速較低的，根據(jù)相關(guān)的計算結(jié)果可以選以下兩種電機。</p><p>　　表4.1 電機參數(shù)表</p><p>　　由于電機輸出的轉(zhuǎn)速較大，一般在1500r/min，通過減速器難以實現(xiàn)門體轉(zhuǎn)速6r/min，因此在選電機時可以選用帶減速器的電機來實現(xiàn)要求。根據(jù)相關(guān)要求，可以選用一個JXJ系列齒輪減

72、速三相異步電機，JXJ系列異步電機按照TB1T6442-92標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造,廣泛用于輕工,紡織，建筑機械行業(yè)。JXJ系列異步電動機是直接輸出低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)距，且有轉(zhuǎn)速型譜寬，運轉(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。</p><p>　　由于計算出所需電機功率為0.26KW,加上一些忽略因素，應(yīng)該選擇電機功率在0.26KW上的電動機才行。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和齒輪傳動，

73、可見方案2比較合適。</p><p><b>　　齒輪的設(shè)計計算</b></p><p>　　選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　按傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。旋轉(zhuǎn)門為一般傳動，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。查文獻[3]中小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪的材料選用45鋼（調(diào)質(zhì)）

74、硬度為240HBS，其材料硬度相差40HBS。取小齒輪齒數(shù) =30，大齒輪齒數(shù) ，取=206。</p><p><b>　　按齒面接觸強度設(shè)計</b></p><p>　　由設(shè)計公式進行計算，即</p><p><b>　　(4.20)</b></p><p>　?、俅_定公式內(nèi)的各計算參數(shù)<

75、/p><p>　　試選用載荷系數(shù)=1.25。</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　(4.21)</b></p><p>　　由文獻[3]中表10-7選取齒寬系數(shù)=1。</p><p>　　由文獻[3]中表10-6查得材料的彈性系數(shù)。</p><p&

76、gt;　　由文獻[3]中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限。</p><p><b>　　由根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　(4.22) </p><p><b>　　(4.23)</b></p><p>　　由文獻[

77、3]中圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)：，。</p><p>　　計算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，得</p><p><b>　　(4.24)</b></p><p><b>　　(4.25)</b></p><p><b&g

78、t;　　②計算</b></p><p>　　試計算小齒輪的分度圓，代入[]中較小的值</p><p><b>　　(4.26)</b></p><p><b>　　計算圓周速度v</b></p><p><b>　　(4.27)</b></p><

79、;p><b>　　計算齒寬</b></p><p>　　由文獻[3]中表10—7取=0.6</p><p><b>　　(4.28)</b></p><p>　　計算齒寬和齒高之比b/h</p><p>　　模數(shù)： (4.29)&l

80、t;/p><p>　　齒高： (4.30)</p><p><b>　　(4.31) </b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=0.125m/s，7級精度，由文獻[3]中圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.4；<

81、;/p><p>　　直齒輪，假設(shè)。由文獻[3]中圖10—3查得</p><p>　　由文獻[3]中表10-2查得兩段的齒輪的使用系數(shù)，</p><p>　　由文獻[3]中表10-47級精度、小齒輪相對支承懸臂布置時，</p><p><b>　　(4.32)</b></p><p><b>

82、　　將數(shù)據(jù)代入后得</b></p><p><b>　　(4.33)</b></p><p>　　由b/h=13.322,=2.79，查文獻[3]中圖10-13得=2.65 </p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　(4.34)<

83、;/b></p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得</p><p><b>　　(4.35)</b></p><p><b>　　計算模數(shù)</b></p><p><b>　　(4.36)</b></p><p><

84、;b>　　按齒根彎曲強度設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)計計算公式</b></p><p><b>　　(4.37）</b></p><p>　　①確定計算公式內(nèi)的各計算參數(shù)</p><p>　　由文獻[3]中圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞

85、強度極限； </p><p>　　由文獻[3]中圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由下式得</p><p><b>　　(4.38)</b></p><p><b>　　(4.39)

86、</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　(4.40) </p><p><b>　　查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由文獻[3]中表10-5查得，；</p><p><b>　　查取應(yīng)力校正系數(shù)&

87、lt;/b></p><p>　　由文獻[3]中表10-5可查得，；</p><p>　　計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　(4.41)</b></p><p><b>　　(4.42)</b></p><p>　　由上式可得大齒輪的數(shù)值較大。&l

88、t;/p><p><b>　?、谠O(shè)計計算</b></p><p>　　(4.43) </p><p>　　此計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取有彎

89、曲強度算得的模數(shù)2.62并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3；按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)：，取=33。大齒輪齒數(shù)：取</p><p>　　這樣的齒輪傳動，既滿足齒面接觸疲勞強度，又滿足齒根彎曲疲勞強度，而且做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。</p><p><b>　　幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　①計算分度圓直徑&l

90、t;/b></p><p><b>　　(4.44)</b></p><p><b>　　(4.45)</b></p><p><b>　?、谟嬎阒行木?lt;/b></p><p><b>　　(4.46)</b></p><p>

91、;<b>　?、塾嬎泯X輪寬度</b></p><p><b>　　(4.47)</b></p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　?、茯炈?lt;/b></p><p><b>　　(4.48)</b></p

92、><p>　　，合適。 (4.49)</p><p>　　由于軸的尺寸非常大，故將齒輪改為齒圈。其設(shè)計與一般齒輪設(shè)計時完全一樣的。</p><p><b>　　控制系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　硬件設(shè)計</b></p><p><b>　　變頻器容

93、量選擇設(shè)計</b></p><p>　　變頻器容量的選用有很多因數(shù)決定，例如電動機的容量，電動機的額定電流，電動機加速時間等，其中最主要的電動機的額定電流。</p><p>　　表5.1 電機參數(shù)表 </p><p><b>　　①驅(qū)動一臺電動機</b></p><p>　　對于連續(xù)運轉(zhuǎn)的變頻器必須同時

94、滿足下列3項計算公式：</p><p>　　滿足負(fù)載輸出/kVA： (5.1)</p><p>　　滿足電動機容量/kVA： (5.2)</p><p>　　滿足電動機電流/A： （5.3)</p>

95、;<p>　　式中： 為變頻器的容量/kVA</p><p>　　負(fù)載要求的電動機軸輸出功率/kw</p><p><b>　　電動機額定電壓/v</b></p><p><b>　　電動機額定電流/A</b></p><p><b>　　電動機效率</b>&l

96、t;/p><p><b>　　電動機功率因數(shù)</b></p><p><b>　　電流波形補償系數(shù)</b></p><p>　　k是電流波形補償系數(shù)，由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，而含有高次諧波的成分，其電流應(yīng)有所增加。對PWM控制方式的變頻器，k約為1.05~1.1。</p><p>　?、?/p>

97、指定變頻器的啟動加速時間</p><p>　　變頻器產(chǎn)品型號所列的變頻容量，一般以標(biāo)準(zhǔn)條件為準(zhǔn)，在變頻器過載能力以內(nèi)進行加減速，在進行急劇加速和減速時，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。</p><p>　　如果生產(chǎn)設(shè)備對加速時間有特殊要求時，必須事先核實編破器的容量是否能夠滿足所要求的加速時間，如不能滿足,則要選用加大一檔的變頻器容量。</p>

98、<p>　　在指定加速時間的情況下，變頻器所必需的容量計算如下：</p><p><b>　　(5.4)</b></p><p>　　式中： 為變頻器的容量/kVA</p><p>　?、壑付ㄗ冾l器的減速時間</p><p>　　降低變頻器的輸出頻率，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

99、，可使電動機更快的減速。當(dāng)變頻器輸出頻率對應(yīng)的速度低于電動機的實際轉(zhuǎn)速時，電動機就進行再生制動。在這種運行狀況下，異步電動機將變成異步發(fā)電機，而負(fù)載的機械能將被轉(zhuǎn)換為電能并反饋給變頻器。當(dāng)反饋能量過大時，變頻器本身的過電壓保護電路將會動作并切斷變頻器的輸出，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。</p><p>　　為了避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，使上述能量能在直流中間回路的其他部分消耗，而不造成電壓升高。

100、在電壓星變頻器中，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升高到一定的電壓值，制動三極管就回導(dǎo)通，使直流電壓通過制動電阻放電，既電動機回饋給變頻器的直流中間回路的能量，以熱能的形式在制動電阻上消耗掉。</p><p>　　制動電阻的選擇方法：</p><p><b>　　1)計算制動力矩</b></p><p

101、><b>　　(5.5)</b></p><p><b>　　式中：動力矩/</b></p><p><b>　　電動機轉(zhuǎn)動慣量/</b></p><p>　　折算至電動機軸的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量/</p><p><b>　　減速開始速度/()</b>&l

102、t;/p><p><b>　　減速完了速度/()</b></p><p><b>　　減速時間/s</b></p><p><b>　　負(fù)載轉(zhuǎn)矩/</b></p><p>　　2)計算制動電阻的阻值</p><p>　　在進行再生制動時，即使不加放電的制動電

103、阻，電動機內(nèi)部也將有20%的銅損被轉(zhuǎn)換為制動力矩?？紤]這個因數(shù)，可以按下式初步計算制動電阻的預(yù)選值。</p><p><b>　　(5.6)</b></p><p><b>　　式中：制動電阻</b></p><p><b>　　直流電路電壓/V</b></p><p>　　對

104、200V級變頻器, =380V</p><p>　　對400V級變頻器, =760V</p><p><b>　　制動轉(zhuǎn)矩/()</b></p><p>　　電動機額定轉(zhuǎn)矩/()</p><p><b>　　減速開始速度/()</b></p><p>　　上式中，如果，則沒必

105、要加制動電阻。</p><p>　　放電電路由制動三極管和制動電阻串聯(lián)而成，因此，制動三極管本身允許通過電流就是放電電路的最大允許值。所以制動電阻的最小值。</p><p>　　由上可見，制動電阻的阻值應(yīng)由來決定。有的變頻器生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品目錄中。給出制動電阻最小值的參考值，可供用戶在選擇制動電阻時參考。</p><p>　　3)計算制動電阻平均消耗的功率/kW<

106、;/p><p>　　如前所述，電動機額定轉(zhuǎn)距的20%制動轉(zhuǎn)距由電動機內(nèi)部損失產(chǎn)生，所以可以按下式求得電動機制動時，制動電阻上消耗的平均功率：</p><p><b>　　(5.7)</b></p><p>　　=(5.76-0.22.2)1440</p><p><b>　　=0.802</b><

107、/p><p>　　由于三翼自動旋轉(zhuǎn)門是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，故變頻器選用通用型的。又因為三翼旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)速不允許超過額定值，電機不會過載。因而可以選用通用的變頻器，只要所選用的變頻器滿足一般環(huán)境下使用即可。根據(jù)以上的計算的數(shù)據(jù)，選用佳靈JP6C-T9-0.75。該變頻器的參數(shù)如下：</p><p>　　表5.2 變頻器參數(shù)表</p><p>　　傳感器與安全系統(tǒng)的設(shè)計</p&

108、gt;<p><b>　?、賯鞲衅鞯淖饔?lt;/b></p><p>　　傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。</p><p>　?、贏DS-A型門傳感器</p><

109、p>　　ADS-A型門傳感器是紅外線傳感器的一種，廣泛應(yīng)用于各種自動門的檢測中。它的檢測范圍可調(diào)，輸出形式多樣，檢測精度高，抗干擾能力強，尤其在安全系統(tǒng)的檢測中被廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　?、蹤z測傳感器的選用</b></p><p>　　檢測系統(tǒng)是由安裝于門口上面的四個傳感器來實現(xiàn)的，其主要功能是感知人的進出從而發(fā)出旋轉(zhuǎn)信號。紅外傳感器的選擇主要考慮

110、檢測范圍和輸出形式及其特點。ADS-A型門傳感器是較好的選擇。它的檢測范圍可調(diào)，安裝高度在門的設(shè)計高度范圍內(nèi)，其輸出形式為繼電器接點，經(jīng)轉(zhuǎn)換可以直接和控制器相連。那么此檢測傳感器就可以選擇這個。其性能參數(shù)見文獻[16]。</p><p><b>　?、馨踩到y(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　為防止三翼旋轉(zhuǎn)門在工作過程中因某些原因而發(fā)生傷人的事故出現(xiàn)，那么就需要配置一

111、定的安全系統(tǒng)。主要采用以下方式：紅外線防夾安全傳感器防止門扇與曲壁柱之間夾傷行人，當(dāng)人在門扇與曲壁立柱安全距離內(nèi)時，傳感器與接近開關(guān)信號同時生效,門扇應(yīng)馬上停止。</p><p>　　1)防夾接近開關(guān)的選用 </p><p>　　由于在出入口兩個防夾區(qū)域內(nèi)要安裝了防夾傳感器而防夾傳感器是用來感應(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

112、受夾或正在受夾。則需要一個接近開關(guān)來判斷門翼也走到了防夾區(qū)域內(nèi)。如果在防夾區(qū)域內(nèi)，則接近開關(guān)發(fā)出信號表示，如果此時有人進入防夾區(qū)則有可能被夾。兩信號同時有效時，則使門停轉(zhuǎn)制動。由于人的寬度一般在0.5m以下，可設(shè)此距離為接近開關(guān)感應(yīng)距離。當(dāng)門翼靠近曲壁門柱0.5m時，接近開關(guān)傳感器就可以發(fā)出信號。因此選擇光電式 BR系列接近傳感器,其型號為BPR100-DDT傳感器。其性能參數(shù)見文獻[16]。</p><p>　

113、　2)防夾傳感器的選用 </p><p>　　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。因此當(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。因此可以選擇紅外線垂直防夾傳感器（即

114、把ADS-A型門傳感器調(diào)整為較小檢測角度并且垂直向下安裝）。紅外線防夾傳感器安裝在門的進出口的兩個防夾區(qū)域內(nèi)，即進出口的右邊立柱旁的華蓋上，其具體位置根據(jù)調(diào)節(jié)而定。</p><p><b>　　控制系統(tǒng)功能特點</b></p><p>　?、僮詣愚D(zhuǎn)停功能 來人時自動啟動，并以正常轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，15s時無人進出時，則自動停轉(zhuǎn)。</p><p>　?、?/p>

115、防夾功能 當(dāng)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(fù)運轉(zhuǎn)。</p><p>　?、圩詣幼兯俟δ?設(shè)定紅外線傳感器的檢測范圍，根據(jù)人行走的速度來自動控制門的旋轉(zhuǎn)速度。</p><p>　?、苕i門功能 采用電磁鎖方式鎖門，只要轉(zhuǎn)動鑰匙既可完成自動鎖門工作，快捷方便。</p><p>　　

116、⑤急停功能 當(dāng)出現(xiàn)緊急意外事故十，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)運轉(zhuǎn)。</p><p>　?、揠妱訖C過載保護功能 當(dāng)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(fù)運轉(zhuǎn)。</p><p>　?、咦冾l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3s自動復(fù)位。</p><p>　　控制

117、系統(tǒng)驅(qū)動控制原理</p><p>　　①電氣控制系統(tǒng)接線方案 </p><p>　　圖5.1 控制系統(tǒng)接線圖</p><p>　?、趥鞲衅髟O(shè)置方案 紅外線被動式感應(yīng)器安裝于旋轉(zhuǎn)門的進口和出口華蓋上，每處各安裝兩個紅外傳感器，感應(yīng)行人進入門體，門扇馬上以正常的速度旋轉(zhuǎn)。紅外線防夾安全傳感器防止門扇與曲壁柱之間夾傷行人。當(dāng)門扇接近曲壁立柱時，感應(yīng)器與接近開關(guān)信號同時生

118、效，門扇馬上停止。</p><p>　　PLC系統(tǒng)控制分析及地址分配設(shè)計</p><p>　?、俟?jié)點分析及機型的選擇 通過對旋轉(zhuǎn)門控制要求的分析，PLC控制輸入信號有22個，輸出節(jié)點共8個。按照預(yù)留15%-20%的節(jié)點數(shù)來計算，輸入節(jié)點至少要30個，輸出節(jié)點至少要10個。</p><p>　　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

119、有：開關(guān)量輸入字節(jié)數(shù)：30×15=450</p><p>　　開關(guān)量輸出字節(jié)數(shù)：10×8=80</p><p>　　系統(tǒng)推斷定時器/計數(shù)器字節(jié)數(shù)：8×1=8</p><p>　　總計大約需要538個字節(jié)數(shù)容量。加上預(yù)留30%，有1K的程序容量足夠了。</p><p>　　由以上可得，同時兼顧經(jīng)濟性原則。 PLC產(chǎn)

120、品中OMRON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。在此系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計數(shù)器，對來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進行中斷處理，擴大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。本系統(tǒng)選擇了COM1-CPU11-E型PLC。由PLC型號主回路電壓AC（100～240）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)。故本系統(tǒng)選用直流輸出方式。</p><p>　

121、　表5.3 PLC性能參數(shù)表</p><p>　　②開關(guān)的選擇 本控制系統(tǒng)為PLC控制，各種開關(guān)的容量要求不高，普通的開關(guān)足已，主要考慮輸入?yún)?shù)要求。對急停、STOP、選擇普通按鈕開關(guān)LA系。急停開關(guān)為LA2（紅色），STOP關(guān)為LA2-A紅色（十字型）。</p><p>　　③電源的選擇 PLC自帶的輸入口電源一般為直流24V。輸入口每一點的電流定額一般為7mA,此電流是輸入口短接時產(chǎn)生

122、的最大電流(端口本身純存在阻抗)。當(dāng)輸入口上接有一定阻抗的負(fù)載時,其流過的電流就要減少,PLC輸入口信號傳遞所需的最小電流一般為2mA左右,這樣就規(guī)定了輸入口接入的最大阻抗。為了保障最小有效電流,輸入口所接器件的總阻抗要小于2000歐。從另一方面說,輸入口機內(nèi)電源功率一般只有幾瓦,當(dāng)輸入口所接的傳感器所需功耗較大時,需另配專用電源供電。</p><p>　?、苋蹟嗥鞯倪x擇 為了保護電路（短路保護）需要有熔斷器FU

123、,選擇的依據(jù)是熔體的額定電流IR大于線路工作電流I（I=2A），所以選擇RL1-15，熔體額定電流等級為4。</p><p>　　⑤輸出模塊的確定 輸出模塊的任務(wù)是將PLC內(nèi)部低電平的控制信號，轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號，以驅(qū)動外部負(fù)載。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、雙向晶閘管輸出、達林頓晶體管輸出。這幾種輸出形式均有各自的特點，繼電器輸出價格便宜，使用電壓范圍廣。通電壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力

124、較強，且有隔離作用，所以本設(shè)計選用繼電器輸出。</p><p>　?、掭斎胼敵隹诩岸丝诘谋Ｗo及分配 PLC輸入口電壓定額一般為接有直流24V有一些輸入口是不接電源輸出口的電壓定額常接工頻低壓交流電源和直流電源。當(dāng)輸入口端連接電感類設(shè)備時,為了防止電路關(guān)斷時刻產(chǎn)生高電壓對輸入輸出口造成破壞,應(yīng)在感性元件兩端加接保護元件。對于直流電源,應(yīng)并接續(xù)流二極管,對于交流電路應(yīng)并接阻容電路。阻容電路中電阻可取51~120歐,電

125、容可以取0.1~0.47uF。電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電源,續(xù)流二極管可以選1A的管子,其額定電壓應(yīng)大于電源電壓的3倍。對PLC輸入端電阻分析，自帶電阻為3k歐,對于DC24V的電流為標(biāo)準(zhǔn)電流，對輸入口保護不需做特別處理。輸出為直流感性負(fù)載時，需在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管或齊納二極管加以抑制。查有關(guān)資料時，在直流感性負(fù)載輸出時可選電流為1A左右的二極管，電阻約為50歐左右。本系統(tǒng)中輸出口選交流電源，電阻取65歐。 <