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本科毕业设计(论文)-基于plc的自动旋转门设计.doc
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本科毕业设计(论文)-基于plc的自动旋转门设计.doc
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攀枝花学院本科毕业设计(论文) 1 绪论
1
1 绪论
1.1 旋转门的课题背景
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。
自动旋转门的最大优点在于它“永远开门,又永远关门”,即对于人员来说,
门总可以打开,可对于建筑物来说门又总是关着。因此,自动旋转门在保安功能
方面具有独到的发展,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他自动门要好。由于自动旋转门的人流量
有限,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。但在静态密封效果方面,自
动旋转门远不如其他自动门,因为其门体运动方式决定着只能使用毛条密封。
1.2 国内外旋转门发展现状
1.2.1 国外旋转门发展现状
自 1903 年宝盾公司在荷兰生产出第一座旋转门,旋转门至今已有一百年的
历史,发展到今天,旋转门已具有可靠的安全系统和先进的驱动技术,其智能化
高格调的设计为现代化楼宇建筑的确入口提供了完美的选择。国外著名厂家有:
荷兰的 B00N EDAM 瑞典的 BESAM 德国的多玛、盖泽 日本的纳博克、寺冈
等。
由于国外自动旋转门发展较早,其技术也较为成熟。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
攀枝花学院本科毕业设计(论文) 1 绪论
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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。
1.2.2 国内旋转门发展现状
①我国旋转门技术的发展:我国的全自动旋转门技术来源于荷兰、瑞典、日
本等国。90 年代后期旋转门开始在我国建筑领域中得到迅速推广和广泛的使用。
旋转门的厂家:国内专业厂家:北京有凯必盛、宝盾、青木、智辉、巨方圆、信
步等。外省市有上海康育、广州盛维、沈阳金海、青岛帝盟等。
②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 WTO 的加入。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。但是国家对自动门产品质量、安全性、节能性、
噪音、施工质量、售后服务还没有统一的标准,所有国内建筑业院校都没有相关
的专业或课程,也没有权威的咨询机构,自动门市场的管理尚处于无序状态。随
着国内建筑业的发展,这一状况一定会有所改变。
攀枝花学院本科毕业设计(论文) 2 方案确定
3
2 方案的确定
旋转门主要设计是从门体,传动系统,控制系统,检测系统,安全系统等几个
方面进行考虑。从上面几个方面具体分析可以设计两种方案。
2.1 方案一的设计
①框架总成: 分为固定部分和旋转部分,均由铝型材框架和玻璃等组成。立
柱、曲壁、门扉一般采用高强度铝合金型材,结构简洁,精密牢固。圆周导轨悬
挂整个旋转门体及其驱动设计,每扉门三面安装密封毛条与地面天花及曲壁紧密
接触,使门扉在任何位置均处于密闭状态;门扉玻璃采用(3+3)夹胶玻璃或 6mm
厚钢化玻璃,曲壁玻璃一般采用(4+4)夹胶玻璃,安全可靠。
②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。
③控制系统: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。
④检测系统:由红外传感器实现有无人自动检测,自动对电机启停进行操作。
⑤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全
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。
2.2 方案二的设计
①框架总成:分为固定部分和旋转部分,均由铝型材框架和玻璃等组成。立
柱、曲壁、门扉一般采用高强度铝合金型材,结构简洁,精密牢固。采用中心门
轴结构安装和驱动旋转门体设计,每扉门三面安装密封毛条与地面天花及曲壁紧
密接触,使门扉在任何位置均处于密闭状态;门扉玻璃采用(3+3)夹胶玻璃或
6MM 厚钢化玻璃,曲壁玻璃一般采用(4+4)夹胶玻璃,安全可靠。
②驱动系统:由一个三相交流电机提供动力,用减速器带动中心门轴驱动。
③控制系统:由可编程控制器 PLC、变频器、功能开关组成。
④检测系统:由红外传感器实现有无人自动检测,自动对电机启停进行操作。
⑤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全
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
攀枝花学院本科毕业设计(论文) 2 方案确定
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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。
2.3 方案选择
三翼旋转门采用方案二这种结构,即中心门轴通过轴承机构垂直安装于地面,
三个呈发散式固定在中心门轴上,各门扇之间的角度相等。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,就成为一个完整的自
动旋转门。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。为了解决这一问题,工程师们将中心门
轴设计成了门扇固定在大钢管上面,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。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耍密封,所以三翼旋
转门的每个分隔可以容纳更多的人,可是门的净开口宽度较小。而方案一由于采
用两个电机驱动也给驱动系统带来了许多麻烦,同时也不利于节能。在控制系统
上,由于单片机的程序设计和接口设计较为繁杂,只利于大批量生产,不适于单
件设计。综合两种方案进行比较,可以看出第二种方案在具体设计中更具有实用
性,完善性。故选择第二种方案。
攀枝花学院本科毕业设计(论文) 3 门体结构设计
5
3 门结构的设计
三翼自动旋转门的尺寸可以根据
[7]
文献
可以确定其尺寸,其具体尺寸如下所
示;
表 3.1 门体尺寸
门旋转直径
Æ
3200mm
门净高 A
2400mm
门总高 B
2710mm
门出入口尺寸 C
1430mm
门外径 D
3360mm
单扇门半径 DW
1315mm
图 3.1 门体结构简图
3.1 门结构材料的选用
门体主要包括门体骨架的材料和门体玻璃。
①根据相关门体标准,可按 90 系列的推门进行设计。门体骨架采用 90 系列推
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