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自动旋转门控制系统设计
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2023-05-16
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本设计利用可编程控制器(PLC)和变频器等设计了针对三翼自动旋转门的控制系统。设计中根据控制原理和设计要求确定了系统的设计方案,给出了结构框图、电气原理图。针对每个环节进行具体设计,对主控芯片、变频器、传感器等进行参数选 择,给出传感器的连接电路和信号分析。系统通过主控芯片与各种传感器(防夹、防撞传感器,红外线感应传感器,接近开关传感器)的连接,对控制信号进行检测和分析,并利用变频器调节电机实现对旋转门的控制。 旋转门控制系统实现了对门的自动启停、自动定位、速度调节、安全智能和夜间闭锁等功能。另外针对不同人群的需要采取了相应的措施(如残疾人按钮)。
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摘 要
本设计利用可编程控制器(PLC)和变频器等设计了针对三翼自动旋转门的控
制系统。设计中根据控制原理和设计要求确定了系统的设计方案,给出了结构框
图、电气原理图。针对每个环节进行具体设计,对主控芯片、变频器、传感器等
进行参数选 择,给出传感器的连接电路和信号分析。系统通过主控芯片与各种
传感器(防夹、防撞传感器,红外线感应传感器,接近开关传感器)的连接,对控
制信号进行检测和分析,并利用变频器调节电机实现对旋转门的控制。
旋转门控制系统实现了对门的自动启停、自动定位、速度调节、安全智能和
夜间闭锁等功能。另外针对不同人群的需要采取了相应的措施(如残疾人按钮)。
关键词:可编程控制器;变频器;旋转门;控制系统
1
目 录
第一章 主要设计内容 ............................................................................................................1
1.1 设计概述 ....................................................................................................................1
1.2 控制要求 ....................................................................................................................1
第二章 设计方案选择 ............................................................................................................3
2.1 方案一 ........................................................................................................................3
2.2 方案二 ........................................................................................................................3
2.3 方案分析 ....................................................................................................................4
2.4 电动机的选择 ............................................................................................................4
第三章 传感器 ........................................................................................................................6
3.1 传感器的放置 ............................................................................................................6
3.2 传感器的选型 ............................................................................................................6
第四章 PLC 控制系统以及电路的设计..................................................................................9
4.1PLC 的简单介绍 ..........................................................................................................9
4.2 控制系统电路图 ........................................................................................................9
4.3PLC 的选型 ..................................................................................................................9
4.4PLC 的 I/O 点分配 .....................................................................................................10
4.5 控制元件选型及元器件清单...................................................................................12
4.6PLC 的 I/O 口电路接线图 .........................................................................................15
第五章 变频器的选择 ..........................................................................................................16
5.1 变频器调速的基本原理 ..........................................................................................16
5.2 变频器容量的选择 ..................................................................................................16
第六章 元器件布置图及控制面板图...................................................................................21
第七章 系统软件部分设计 ..................................................................................................24
7.1 控制程序流程图 ......................................................................................................24
7.2 程序中使用的端口及功能表...................................................................................24
7.3PLC 控制系统程序书写.............................................................................................25
7.4PLC 控制系统指令程序表.........................................................................................25
第八章 控制仿真 ..................................................................................................................25
1
第一章 主要设计内容
1.1 设计概述
旋转门控制系统的设计是以三翼旋转门为模型,以 PLC 为主控制器,外加传
感器和变频器等组成的自动旋转门控制系统。
通过各种类型的传感器将控制信号(如:调速按钮、防夹、放撞、防碰、急停
等)检测并经处理传递到 PLC 中,根据设计要求的安全控制措施以及条件的优先
级来判断并发出相应的控制信号,最后由传动装置完成动作。
设计的主要特点是充分考虑人的需求,使旋转门更加智能化和人性化。
1.2 控制要求
1. 变速功能。
旋转门设有低速(2r/min)、 中速(4r/min)和高速(6r/min)三种旋转速度,以适
应残疾人通过、正常运转和紧急硫散对转速的不同要求。
2.自动转停功能。
来人时自动启动,并以正常转速(4/ min)运转,15s 无人进出, 则自动停转
并封门。
3.自动定位停止功能。
自动在锁门位置(也是密封位置)停止。
4.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。
5.防撞功能。
当行人紧靠右侧立柱或遇物体碰撞右侧立柱时,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,门自动恢复运转。
6.防碰功能。
行人在旋转门内通行过程中,如遇门扇碰行人脚后跟,则门立即自动停转,
以防止碰伤行人。行人离开门扇,门自动恢复运转。
7.残疾优先功能
2
自动旋转门设置有低速按钮,当残疾人通过时,按下该按钮,30s 内门始终
以 2r / min 的速度低速运转,以确保残疾人安全通过。30s 后来人,门自动以正
常速度运转。
8.急停功能。
当出现紧急意外事故时,按下急停按钮,门立即停转;解除急停信号,门自
动恢复运转。
9.锁门功能
采用电磁锁方式锁门,只要转动锁匙即可完成自动锁门工作,快捷方便。
10、电机过载保护功能
当电机过载时,门停转并且指示灯闪烁报警。过载消除后门自动恢复运转。
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