基于西門子的自動旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計

目錄第一部分設(shè)計任務(wù)與調(diào)研3-6畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)3設(shè)計的思路、方法3與本課題相關(guān)的資料4-6第二部分設(shè)計說明7-81.理論分析72.設(shè)計方案7-8第三部分設(shè)計成果9-131.設(shè)計成果9-122.作品特點13第四部分結(jié)束語14第五部分致謝15第六部分參考文獻16

第一部分設(shè)計任務(wù)與調(diào)研1、畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)1.1設(shè)計目標(biāo)實現(xiàn)西門子PLC的自動旋轉(zhuǎn)門的系統(tǒng)設(shè)計，程序模擬調(diào)試成功1.2主要內(nèi)容①變速系統(tǒng)；由單片機、變頻器、功能開關(guān)組成。由可編程控制器PLC、變頻器、功能開關(guān)組成PLC控制變頻器，變頻器具有雙速功能。

②旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)；

由紅外傳感器實現(xiàn)有無人自動檢測，15s后無人進出，則自動停轉(zhuǎn)。

③安全系統(tǒng)；主要有接觸和非接觸安全感應(yīng)器。旋轉(zhuǎn)門入口立柱均裝有安膠條，防止行人夾傷，自動門入口右側(cè)立柱膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防夾感應(yīng)器，如受擠壓門扉即馬上停止運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動;每扇門扉底邊膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防碰感應(yīng)器，碰到物體或行人門扉立即停止運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動。

④傳動系統(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。

⑤急停系統(tǒng)；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)運轉(zhuǎn)?？紤]到自動門出現(xiàn)故障或維修時，用自動控制存在一定問題，最后決定增加手動開門。2、設(shè)計的思路、方法2.1設(shè)計思路依托電工實訓(xùn)中心的實訓(xùn)設(shè)備，充分應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識和實踐技能，詳細制定設(shè)計方案和階段進度設(shè)計，通過程序設(shè)計、模擬調(diào)試、修訂完善，設(shè)計出西門子自動旋轉(zhuǎn)門變化的PLC電器控制系統(tǒng)。2.2設(shè)計方法文獻檢查、圖書館借閱、手冊查詢、設(shè)備選型、PLC編程、PLC實訓(xùn)室程序調(diào)試。3、與本課題相關(guān)的資料檢測系統(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)出開門信號。紅外傳感器的選擇主要考慮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，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。本設(shè)計面向商場入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)商場中對自動門的具體要求，本課題所設(shè)計的自動門應(yīng)由以下功能：（1)開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動和自動方式 為了便于維護，自動門應(yīng)具有手動和自動方式。手動和自動開門方式由手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向手動位置時，門可以手動調(diào)節(jié)開或者關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動位置時，手動開門失效，由感應(yīng)器檢測到有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門且門未關(guān)閉，PLC動作輸出信號給變頻器來控制電機的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)開門或者關(guān)門。（2)緊急停止當(dāng)自動門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時，可閉合緊急停止開關(guān)，自動門自動進入開門過程。PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成是自動門控制系統(tǒng)的兩個重要組成。采用自動和手動控制方式，此種控制模式為自動門的主要控制方式。本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來控制傳動機構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實現(xiàn)門的自動化控制。自動門系統(tǒng)的具體組成如下圖：PLC自動門感應(yīng)器件驅(qū)動裝置傳動裝置圖3-1自動門系統(tǒng)組成由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測到人體或物體信號時將信號傳給PLC,PLC根據(jù)已經(jīng)采集的信號發(fā)出控制信號，是驅(qū)動裝置運行，通過傳動裝置帶動自動門的運行。

第二部分設(shè)計說明1、理論分析

①變速系統(tǒng)；由單片機、變頻器、功能開關(guān)組成。由可編程控制器PLC、變頻器、功能開關(guān)組成PLC控制變頻器，變頻器具有雙速功能。

②旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)；

由紅外傳感器實現(xiàn)有無人自動檢測，15s后無人進出，則自動停轉(zhuǎn)。

③安全系統(tǒng)；主要有接觸和非接觸安全感應(yīng)器。旋轉(zhuǎn)門入口立柱均裝有安膠條，防止行人夾傷，自動門入口右側(cè)立柱膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防夾感應(yīng)器，如受擠壓門扉即馬上停止運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動;每扇門扉底邊膠條內(nèi)裝有內(nèi)藏式防碰感應(yīng)器，碰到物體或行人門扉立即停止運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動。

④傳動系統(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。

⑤急停系統(tǒng)；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)運轉(zhuǎn)?？紤]到自動門出現(xiàn)故障或維修時，用自動控制存在一定問題，最后決定增加手動開門。實現(xiàn)西門子PLC的自動旋轉(zhuǎn)門的系統(tǒng)設(shè)計，程序模擬調(diào)試成功2、設(shè)計方案2.1構(gòu)思依托電工實訓(xùn)中心的實訓(xùn)設(shè)備，充分應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識和實踐技能，詳細制定設(shè)計方案和階段進度設(shè)計，通過程序設(shè)計、模擬調(diào)試、修訂完善，設(shè)計出三菱自動旋轉(zhuǎn)門變化的PLC電器控制系統(tǒng)。2.2分析（1）按下啟動按鈕，當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時，開門執(zhí)行機構(gòu)KM1動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關(guān)K3位置時，電機停止運行。（2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)KM2被起動，電動機反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時，電機停止運行。（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序。（4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。（5）考慮到自動門若出現(xiàn)故障時，使用自動控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動開門和手動關(guān)門。以上工作過程可用流程圖表達如下圖所示。

第三部分設(shè)計成果1、設(shè)計成果1.1I/O分配表

2、作品特點自動旋轉(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。第四部分結(jié)束語設(shè)計基本上達到了設(shè)計目的，利用PLC實現(xiàn)自動門的控制系統(tǒng)。掌握了PLC的編程，并運用軟硬件的知識，通過合理的設(shè)備選型，參數(shù)設(shè)置，軟硬件設(shè)計，提高了自動門的可靠運行。改善了自動門的舒適感，并節(jié)約了電能。給人們帶來了極大的方便。用可編程控制器對自動門進行控制的同時實施實時故障監(jiān)測，準(zhǔn)確可靠，實時性好，便于維修。當(dāng)然，由于我所學(xué)知識和時間的有限，本次設(shè)計還存在一些不足之處，功能方面還不夠全面,自動門內(nèi)部結(jié)構(gòu)不太了解，還需要現(xiàn)場學(xué)習(xí)，本設(shè)計還可以有更加全面的功能，比如開門關(guān)門設(shè)置蜂鳴器的提示音，提示行人通過，還可以在開門速度上添加變頻器，使開門速度加快，提高效率。由于實際條件的限制，仿真效果不太理想這也是不足之處。本設(shè)計中存在的不足之處，今后我會不斷的研究努力去完善。對于自動門硬件，也知道了一些周邊技術(shù)，擴充了知識面，增強對工藝的理解。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益匪淺。通過這次設(shè)計,我把所學(xué)的各種知識都聯(lián)系起來,把理論和實際聯(lián)系了起來,既鞏固了舊知識,有學(xué)到了新知識,開闊了視野,拓寬了思路,培養(yǎng)了自己分析問題和解決問題的能力。第五部分致謝隨著畢業(yè)設(shè)計的完成，我的大學(xué)生活也將結(jié)束。在這短短的幾個月的時間里，讓我學(xué)到了以前在書本上學(xué)不到的知識。讓我度過了大學(xué)生活最為充實的一段時期，而且收獲了理論和實踐上的第一桶金。在做畢業(yè)設(shè)計的這段時間，我要感謝我的指導(dǎo)老師，他經(jīng)常抽出寶貴的時間來詢問畢業(yè)設(shè)計的情況。在這次畢業(yè)設(shè)計中他還指導(dǎo)了很多學(xué)生，任務(wù)非常繁重，但是他對每一項工作還是那么負責(zé)，對我耐心指導(dǎo)。從他負責(zé)指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計開始，就對我設(shè)計中的每一個環(huán)節(jié)都不遺余力的給于我?guī)椭?。在畢業(yè)設(shè)計的這段時間，他深厚的學(xué)術(shù)修養(yǎng)，嚴(yán)禁的治學(xué)態(tài)度，強烈的責(zé)任心和對學(xué)生的無私關(guān)懷，將令我收益終身。同時，我還要感謝機械系的所有老師們，他們在大學(xué)生活的幾年中給我的無私幫助，我將終生難忘。在平時的學(xué)習(xí)生活中，各位老師不辭辛勞的工作，使我在許多方面都達到了一個較高的層次。給我以后的工作與生活都有著非常有益的幫助！

第六部分參考文獻[1]催堅.西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南.機械工業(yè)出版社,2012,8（3）：82-85.[2]張運剛,宋小春.從入門到精通—西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信實踐.北京人民郵電出版社,2013,24(13)：182-189.[3]吳明亮,蔡夕忠.可編程控制器實訓(xùn)教程.化學(xué)工業(yè)出版社,2014,9(3)：97.[4]劉敏.可編程控制器技術(shù).機械工業(yè)出版社,2015,13（1）：36.[5]常斗南.可編程控制器原理、應(yīng)用、實驗.機械工業(yè)出版社，2012,8（4）：88-92.[6]王國海.可編程序控制器及其應(yīng)用.中國勞動社會保障出版社，2013,7（2）：76-81.[7]李全利.可編程序控制器及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù).機械工業(yè)出版社,2010,12（5）：124-127.[8]湯自春.PLC原理及應(yīng)用技術(shù).高等教育出版社,2011,3（2）：41-46.[9]高鴻斌.PLC分析與設(shè)計應(yīng)用.電子工業(yè)出版社，2012,