三翼自動旋轉(zhuǎn)門結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(含PLC控制仿真)

攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)三翼自動旋轉(zhuǎn)門構(gòu)造和控制系統(tǒng)設(shè)計 院(系):機(jī)械工程學(xué)院 年級專業(yè)：級機(jī)械設(shè)計制造和其自動化三翼自動旋轉(zhuǎn)門作為自動門中的頂級產(chǎn)品，旋轉(zhuǎn)門給人以親切大方的感覺，該論文重要論述了三翼自動旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計過程，重要對門體、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構(gòu)成門體框架。驅(qū)動部分由減速電機(jī)和齒輪箱減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成，且安裝在門中心頂部的華蓋能。安全系統(tǒng)采用紅外線傳感器檢測進(jìn)出旋轉(zhuǎn)門的人員流動，使用多種接觸式和非接觸式傳感器和光電靠近開關(guān)來保證通行安全。設(shè)計出了一種安全可靠實用的ThreewingsautomaticrevolvingdoorisleadingproductsinatThispapermainlydiscussesthedsystem、controlsystemandsafdoor.ItproposedthatthedoorframeiscomposedofglassandalumTransmissionsystemisfixedonthetopofshatransmition.PLCisresponsibleforthetaskofcontrollerandthefunctionofrotationalspeedisrelyontheVVF.Peoplepassinginandoftherevolvingdooriscinfraredraysensor,thesafetyofpeopleareensuredbymanycontactandnon-consensorsandphotoelectricproximityswitches.Ultimately,havedesKeywords:Revolvingdoor,Structure,System,Design I Ⅱ 11.1旋轉(zhuǎn)門的課題背景 1 1國外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)實狀況 1國內(nèi)旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)實狀況 2 32.1方案一的設(shè)計 32.2方案二的設(shè)計 42.3方案的選擇 4 53.1門構(gòu)造材料的選用 53.2門構(gòu)造尺寸確實定 73.3中間軸的設(shè)計與軸承的選用 83.4曲壁部分設(shè)計 93.5確定各扇門的質(zhì)量 93.6華蓋的設(shè)計 4驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 4.1軸和軸承設(shè)計計算 軸的尺寸設(shè)計 軸承的選擇與驗算 4.3電機(jī)確實定 4.3.1各部分轉(zhuǎn)動慣量的計算 4.3.2慣性力矩的計算 4.4齒輪的設(shè)計計算 選定齒輪類型、精度等級、材料和齒數(shù) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 20幾何尺寸計算 215控制系統(tǒng)部分設(shè)計 225.1硬件的設(shè)計 變頻器容量選擇計算 22傳感器與安全系統(tǒng)的設(shè)計 26控制系統(tǒng)功能特 28控制系統(tǒng)驅(qū)動控制原理 295.1.5PLC控制系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分析和地址分派設(shè)計 控制系統(tǒng)程序設(shè)計 指令程序 6控制仿真 47 47 6.3仿真過程 48 55 60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國外旋轉(zhuǎn)門發(fā)展現(xiàn)實狀況自1923年寶盾企業(yè)在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉(zhuǎn)門，旋轉(zhuǎn)門至今已經(jīng)有一百年②旋轉(zhuǎn)門在我國的市場前景：伴隨我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長，2023年北京申奧成功和WTO的加入。從本世紀(jì)開始，我2方案確實定2.2方案二的設(shè)計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構(gòu)成。立柱、曲壁、門扉一般采用高強(qiáng)度鋁合金型材，構(gòu)造簡潔，精密牢固。采用中心門軸構(gòu)造安裝和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)門體設(shè)計，每扉門三面安裝密封毛條與地面天花和曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處在密閉狀態(tài)；門扉玻璃采用夾膠玻璃或6MM厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用夾膠玻璃，安全可靠。②驅(qū)動系統(tǒng)③控制系統(tǒng)④檢測系統(tǒng)⑤安全系統(tǒng)：與方案一設(shè)計同樣。圖2.2方案二示意圖2.3方案選擇4太大，因此這種旋轉(zhuǎn)門的直徑最大只有約4m。為了處理這一問題，工程師們將4三翼自動旋轉(zhuǎn)門的尺寸可以根據(jù)文獻(xiàn)7可以確定其尺寸，其詳細(xì)尺寸如下所表3.1門體尺寸旋轉(zhuǎn)門直徑E門凈高A門總高B門出入口尺寸C門外徑D圖3.1門體構(gòu)造簡圖①根據(jù)有關(guān)門體原則，可按90系列的推門進(jìn)行設(shè)計。門體骨架采用90系列推拉門專用鋁型材，根據(jù)文獻(xiàn)中可以確定門體骨架鋁型材；5②門體玻璃的選用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，一般無特殊規(guī)定。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)參照其他有關(guān)產(chǎn)品的選擇狀況，可3.2門構(gòu)造尺寸確實定3.3中間軸的設(shè)計與軸承的選用7軸的直徑為：D=の-2×DW-2×隙-2×1條構(gòu)造用不銹鋼焊接鋼管。用牌號OCr18Ni9制造，以熱處理狀態(tài)交貨的半徑為滿足強(qiáng)度規(guī)定。由于軸所計算的直徑為532mm,兩端車削后直徑為530mm,故選3.4曲壁部分設(shè)計8曲壁由4根75×75×10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(jìn)出口各布置2根，然后頂部又用一圓周角鋼將4根角鋼固定在一起。8形成曲壁的整體框架，然后安裝鋁合金玻璃壁。曲壁由2塊相似的圓弧玻璃構(gòu)成。①材料的選用曲壁上圓弧梁選用6063專用弧形材。頂部用50×50×10的角鋼彎曲成一種圓弧，由四段構(gòu)成，便于加工。玻璃則選用8mm厚的弧形鋼化玻璃。②材料尺寸確實定由于圓的內(nèi)圓半徑為1600mm,門口對應(yīng)的圓角為48玻璃尺寸確實定曲壁立柱(75×75×10)角鋼尺寸確定：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H=2400+100+10=2510mm頂部圓周鋼材尺寸確實定：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，3.5確定各扇門的質(zhì)量由于轉(zhuǎn)軸中心兩端是對稱的，以一邊門體計算即可。代號為L090704的線密度為0.966代號為L090706的線密度為0.836代號為L090707的線密度為1.152每扇門框的質(zhì)量：mg=(2400-40)×2p?+1315×p?+13單扇門玻璃的質(zhì)量：m=V×P式中：m為單扇玻璃的質(zhì)量，m單扇門框的質(zhì)量。3.6華蓋的設(shè)計華蓋部分是用來安裝驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的部分，其重要由和型材框架和薄金屬版構(gòu)成一種圓柱形體。其重要安裝軸承，電機(jī)，控制裝置等。由于華蓋要用來安裝電機(jī)，電機(jī)的有一定重量。為了保證電機(jī)在工作時不發(fā)生振動現(xiàn)象，故選擇的鋼架構(gòu)造規(guī)定其剛度比較高。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。①華蓋底部設(shè)計旋轉(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。與此同步角鋼也要穿過鋼板，也必須在鋼板上加工槽。圖3.6下華蓋尺寸圖旋轉(zhuǎn)門的外徑為3360mm,由于上面的鋼板要用4.1軸和軸承設(shè)計計算軸的尺寸設(shè)計圖4.1軸的構(gòu)造圖軸承的選擇與驗算設(shè)定工作時間為87600小時(23年×365天×24小時)圓錐滾子軸承，型號為3519。其中e=0.41,Y1=1.6,Y2=2.5,YO=1.6,Cr=2390KN。當(dāng)不小于0.41時當(dāng)量動載荷P=0.45Fr+YF?查文獻(xiàn)I31中表10-5得Y=Y?=2.5查文獻(xiàn)I?中表6-2-8～6-2-11得f=2.0,f?=1.435,fa=1.1,f?=0.9,fm=14.2軸的校核在確定軸承的支點(diǎn)位置時，由文獻(xiàn)中查取a值。對于雙列圓錐滾子軸承，由文獻(xiàn)中查得a=95mm。作簡支梁的軸的支承跨距1=2400+2×95=2590mm。圖4.2中間軸受力圖從軸的構(gòu)造圖以和彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危①水平面的受力分析②垂直面受力支反力F=F?=4550.5(4-6)③彎矩的計算④扭矩的計算按彎扭合成應(yīng)力校核的軸的強(qiáng)度進(jìn)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(qiáng)度。由文獻(xiàn)I3中公式15—5和上表中的數(shù)值，并取a=0.6,軸的計算應(yīng)力其中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。前面已選定軸的材料為0Cr18Ni9,調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[3I中表15—1查得4.3電機(jī)確實定4.3.1各部分轉(zhuǎn)動慣量的計算假設(shè)門扇為均勻的質(zhì)量體，其在寬度方向的面密度σ可以用下式計其中R為門扇的寬度，L為門扇的長度。則門扇對中心慣量可用下式計算由平行軸定理知，門扇相對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為：=52.3(其中L?為軸的半徑)慣性力矩的計算假設(shè)門體1s內(nèi)加速到門體的迅速轉(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)檢測人與否來臨，當(dāng)人前進(jìn)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(jī)要帶動門體轉(zhuǎn)動，有一種加速過程，有一種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)力矩轉(zhuǎn)動慣量和角速度的關(guān)系m=Ja。則也許算出旋轉(zhuǎn)門體的慣性力根據(jù)機(jī)械設(shè)計中電機(jī)所需功率按下式計算：由電動機(jī)至轉(zhuǎn)動軸的傳動總效率為：取η=0.98,η?=0.97,n?=0.99,則總的傳動效率為：則可以計算出電機(jī)的功率由于門體還應(yīng)能承受一定的風(fēng)阻，以和旋轉(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。同步尚有某些其他沒有考慮的原因，如齒輪的轉(zhuǎn)動慣量，因此特將計算出的功率放大某些同步門體的轉(zhuǎn)動較低，則電機(jī)應(yīng)適應(yīng)轉(zhuǎn)速較低的，根據(jù)有關(guān)的計算成果可以選如下兩種電機(jī)。型號額定功率同步總12由于電機(jī)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(jī)時可以選用帶減速器的電機(jī)來實現(xiàn)規(guī)定。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，可以選用一種JXJ系列齒輪減速三相異步電機(jī)，JXJ系列異步電機(jī)按照齒輪傳動，可見方案2比較合適。即選用JXJ1-35-0.75擺線針輪減速器三相異表4.2電機(jī)參數(shù)表型號額定功率同步總表4.3電機(jī)尺寸表PEMDbhB4984.4齒輪的設(shè)計計算選定齒輪類型、精度等級、材料和齒數(shù)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(xiàn)13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))硬度為240HBS,其材料硬度相差40HBS。取小齒輪齒數(shù)z?=30,大齒輪齒數(shù)z?=30×6.86=205.8,取z?=206。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計公式進(jìn)行計算，即①確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)試選用載荷系數(shù)K,=1.25。計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由文獻(xiàn)13]中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Gmmt=600MP,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σmm?=550MP。由根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N?=60n,jL?=60×41.16×1×(2×8×365×15)=2.163×1取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得②計算計算圓周速度v計算齒寬由文獻(xiàn)中表10—7取=0.6計算齒寬和齒高之比b/h計算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.125m/s,7級精度，由文獻(xiàn)I3中圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.4;直齒輪，假。由文獻(xiàn)即中圖10—3查得Km=K=1.2由文獻(xiàn)I31中表10-2查得兩段的齒輪的使用系數(shù)K=1.25由文獻(xiàn)I3中表10-47級精度、小齒輪相對支承懸臂布置時，Kp=1.12+0.18(1+0.6φ2?)φ2?+0.23×102b將數(shù)據(jù)代入后得故載荷系數(shù)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得計算模數(shù)4.4.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計設(shè)計計算公式①確定計算公式內(nèi)的各計算參數(shù)輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σpg?=380MPa;由文獻(xiàn)3中圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.89,K?w?=0.93;計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由下式得計算載荷系數(shù)KK=K?K?KnKg=1.25×1.4×1.2×2.查取齒形系數(shù)由文獻(xiàn)13中表10-5查得Yr=2.52,Yr?=2.10;查取應(yīng)力校正系數(shù)由文獻(xiàn)I3中表10-5可查得Ya=1.625,Y?=1.9;計算大、小齒輪I并加以比較由上式可得大齒輪的數(shù)值較大。②設(shè)計計算此計算成果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m不小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)m的大小重要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.62并就近圓整為原則值m=3;按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d?=96.82mm,算出小齒輪齒數(shù)：,取=33。大齒輪齒數(shù)：z?=uz?=6.86×33=226.38取這樣的齒輪傳動，既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并且做到了構(gòu)造緊湊，防止揮霍。4.4.4幾何尺寸計算①計算分度圓直徑②計算中心距③計算齒輪寬度取B?=100mm,B?=104mm。④驗算由于軸的尺寸非常大，故將齒輪改為齒圈來設(shè)計。其設(shè)計與一般齒輪設(shè)計時5控制系統(tǒng)設(shè)計5.1硬件設(shè)計5.1.1變頻器容量選擇計算變頻器容量的選用有諸多因數(shù)決定，列如電動機(jī)的容量，電動機(jī)的額定電流，電動機(jī)加速時間等，其中最重要的電動機(jī)的額定電流。表5.1電機(jī)參數(shù)表電動機(jī)型號額定功率(W)額定電流額定電壓效率功率原因最大轉(zhuǎn)矩電機(jī)轉(zhuǎn)動飛輪的轉(zhuǎn)量①驅(qū)動一臺電動機(jī)對于持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器必須同步滿足下列3項計算公式：滿足電動機(jī)容量/kVA:P≥102√3Ul.I.電動機(jī)額定電流/Acosθ電動機(jī)功率因數(shù)k電流波形賠償系數(shù)k是電流波形賠償系數(shù)，由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，而具有高次諧波的成分，其電流應(yīng)有所增長。對PWM控制方式的變頻器，k約為②指定變頻器的啟動加速時間變頻器產(chǎn)品型號所列的變頻容量，一般以原則條件為準(zhǔn)，在變頻器過載能力以內(nèi)進(jìn)行加減速，在進(jìn)行急劇加速和減速時，一般運(yùn)用失速防止功能，以防止變頻器跳閘，但同步也加長了加減速時間。假如生產(chǎn)設(shè)備對加速時間有特殊規(guī)定期，必須事先核算編破器的容量與否可以滿足所規(guī)定的加速時間，如不能滿足，則要選用加大一檔的變頻器容量。在指定加速時間的狀況下，變頻器所必需的容量計算如下：ηcosφ電動機(jī)功率因數(shù)n電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速/(r/mint電動機(jī)加速時間/st,負(fù)載轉(zhuǎn)矩/(N.m1)③指定變頻器的減速時間減少變頻器的輸出頻率，就可以實現(xiàn)電動機(jī)減速。加緊變頻器輸出頻率的減少速率，可使電動機(jī)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(jī)的實際轉(zhuǎn)速時，電動機(jī)就進(jìn)行再生制動。在這種運(yùn)行狀況下，異步電動機(jī)將變成異步發(fā)電機(jī)，而負(fù)載的機(jī)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，變頻器自身的過電壓保護(hù)電路將會動作并切斷變頻器的輸出，使電動機(jī)處在自由減速狀態(tài)，反而無法到達(dá)迅速減速的目的。為了防止出現(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，而不導(dǎo)致電壓升高。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(jī)回饋給變頻器的直流中表5.2變頻器參數(shù)表電壓/V3相，380~440額定頻率/Hz短時間電源3相，380~440,50Hz/60Hz容許波動電壓10%-15%,頻率5%~-5%瞬間電壓減少范圍310V以上，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整最高頻率/Hz50~400可變設(shè)定基本頻率/Hz50~400可變設(shè)定啟動頻率/Hz0.5~60可變設(shè)定載波頻率/Hz2~6可變設(shè)定模擬設(shè)定設(shè)定辨別率模擬設(shè)定控制制動電壓/頻率特性電矩提高自動：按照負(fù)載轉(zhuǎn)矩，調(diào)整至最佳手動設(shè)定：0.1~20.0編碼設(shè)定啟動轉(zhuǎn)矩150%以上(轉(zhuǎn)矩矢量控制)100%以上可選使用時150%以上(用DBR時)直流制動外殼防護(hù)等級自冷傳感器就可以選擇這個。其性能參數(shù)見文獻(xiàn)。條內(nèi)感應(yīng)器恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)門也隨之恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1)防夾靠近開關(guān)的選用由于在出入口兩個防夾區(qū)域內(nèi)要安裝了防夾傳感時，則使門停轉(zhuǎn)制動。由于人的寬度一般在0.5m如下，可設(shè)此距離為靠近感應(yīng)2)防夾傳感器的選用防夾傳感器是用來檢測人與否在防夾區(qū)域內(nèi)用的。應(yīng)輸出。其性能參數(shù)見文獻(xiàn)。4)鎖門靠近開關(guān)的選用當(dāng)鎖門時，為了讓門精確的停位在上鎖的位置，同5)防碰撞傳感器的選用防碰傳感器重要時為了防止人和門的速度不一致在門體的立柱上。選用型號ASR-001。其性能參數(shù)見文獻(xiàn)。6)靠近開關(guān)的選用而鎖門靠近開關(guān)則時為了看門翼與否靠近門的鎖門位5.1.3控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)①變速功能旋轉(zhuǎn)門設(shè)有低速，中速，高速三種旋轉(zhuǎn)速度，分別對應(yīng)殘疾，②自動轉(zhuǎn)停功能來人時自動啟動，并以正常轉(zhuǎn)速動轉(zhuǎn)，15s時無人進(jìn)出，③防夾功能當(dāng)門扇運(yùn)轉(zhuǎn)靠近曲壁立柱時，假如行人試圖從兩者之間(防夾區(qū))④防撞功能行人緊靠右側(cè)立柱或碰到物體碰撞右側(cè)立柱，則旋轉(zhuǎn)門立即停⑤防碰功能行人在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)通行過程中，如碰到門扇碰到行人腳后跟，則⑥鎖門功能采用電磁鎖方式鎖門，只要轉(zhuǎn)動鑰匙既可完畢自動鎖門工作，⑦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⑧暫停功能(STOP鈕)與急停功能相稱，不一樣的是按STOP鈕后，必須用⑨殘疾優(yōu)先功能當(dāng)按下殘疾按鈕后，30s內(nèi)門一直以2r/min的速度低速運(yùn)⑩電動機(jī)過載保護(hù)功能當(dāng)電動機(jī)過載時，門停轉(zhuǎn)并且指示燈閃爍報警。過門停轉(zhuǎn)并報警(指示燈閃爍),延時3s自動復(fù)位。電源電源開關(guān)電源電機(jī)可編程控制器血流電源VNMLLWL圖5.1控制系統(tǒng)接線圖②傳感器設(shè)置方案紅外線被動式感應(yīng)器安裝于旋轉(zhuǎn)門的進(jìn)口和出口華蓋上，每量范圍為5mm的電感式靠近開關(guān)?？拷_關(guān)用于防夾位置區(qū)域設(shè)定，直流制動號有23個，輸出接點(diǎn)共7個。按照預(yù)留15%-20%的接點(diǎn)數(shù)來計算，輸入接點(diǎn)至少要28個，輸出接點(diǎn)至少要10個?？傆嫶蟾判枰?400個字節(jié)數(shù)容量。加上預(yù)留30%,有2K的程序容量足夠主回路電壓AC(100～240)V;擴(kuò)展一種EM223—16I/16Q--24VDC數(shù)字量輸表5.3PLC性能參數(shù)表PLC型號西門子S7-200CPU224數(shù)據(jù)存儲容量I/0點(diǎn)數(shù)14入10出存儲器類型基本指令執(zhí)行時間7塊色),STOP關(guān)為LA2-A紅色(十字型)。④熔斷器的選擇為了保護(hù)電路(短路保護(hù))需要有熔斷器FU,選擇的根據(jù)是熔體的額定電流I不小于線路工作電流I(I=2A),因此選擇RL1-15,熔體額定電流等級為4。⑤整流器的選擇為減少電壓的波動對控制系統(tǒng)的不良影響，選擇把交流變220V,輸出電壓為直流0～24V,額定電流10A。⑥輸出模塊確實定輸出模塊的任務(wù)是將PLC內(nèi)部低電平的控制信號，轉(zhuǎn)換時，最大操作頻率不得超過1Hz。雙向晶閘管輸出(交流)和達(dá)林頓晶體管輸出 (直流)都屬干無觸點(diǎn)開關(guān)輸出，合用于通斷頻繁的感性負(fù)載。感性負(fù)載在斷開關(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。表5.4輸入地址分派表急停按鈕鎖鑰防夾靠近開關(guān)1紅外線傳感器1防撞傳感器1防碰傳感器1防夾傳感器1防夾靠近開關(guān)2紅外線傳感器2紅外線傳感器3紅外線傳感器4防撞傳感器2防碰傳感器2防夾傳感器2防碰傳感器3電機(jī)過熱報警輸入表5.5輸出地址分派表上電和報警信號電磁鎖控制繼電器電動機(jī)啟停(變頻器智能端子FWD)速度控制(變頻器職能端子X2)速度控制(變頻器職能端子X1)直流制動(變頻智能端子REV)變頻器復(fù)位(變頻智能端子RESET)表5.6控制系統(tǒng)電氣元件表序號符號名稱型號123高速按鈕開關(guān)4高速按鈕開關(guān)5中速按鈕開關(guān)6中速按鈕開關(guān)789急停開關(guān)電磁鎖熱繼電器ao1-EQ\*jc3\*hps18\o\al(\s\up2(S),7)西門盤使TT文E子349-5.2軟件設(shè)計1)當(dāng)電源打開時，要設(shè)置PLC的上電程序，由于西門子PLC系統(tǒng)有專門的特殊內(nèi)部繼電器SM0.1來對上電作出反應(yīng)，用內(nèi)部繼電器M0.0來對有關(guān)信號進(jìn)行中轉(zhuǎn)輸2)急停程序設(shè)計由于急停采用轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1進(jìn)行外部輸入，連接PLC的輸入映響寄存器I0.0,用內(nèi)部繼電器M0.1來對有關(guān)信號進(jìn)行中轉(zhuǎn)輸出。程序設(shè)計如下；4)過熱程序設(shè)計由于電機(jī)常時間進(jìn)行，也許帶來電機(jī)過熱繼電器FR1,當(dāng)電機(jī)過熱時熱繼電器閉合通過PLC的輸入映像I2.6進(jìn)行信號輸入，5)指示燈閃爍定期期設(shè)計當(dāng)PLC上電后，指示燈亮輸出，而當(dāng)急停按下，變頻器過載，電機(jī)過熱時，指示燈就閃爍已示警告，設(shè)指示程序解釋：當(dāng)PLC的內(nèi)部掃描信號過來時T37就開始記時，0過熱、急停內(nèi)部繼電器有信號時使對應(yīng)觸點(diǎn)閉合，導(dǎo)致T38開始記時，0.5秒后T38常開觸點(diǎn)斷開使T37復(fù)位，同步常開T37復(fù)位，至使T38常閉觸點(diǎn)復(fù)位，而使T37又開始記時，0.5秒后又響應(yīng)，周而復(fù)始。其中T38的作用是使T37循環(huán)計時0.5秒。6)報警上電輸出程序設(shè)計當(dāng)變頻器過載，過熱，急停按下時用對應(yīng)內(nèi)部繼電Q0.0來實現(xiàn)PLC內(nèi)部信號輸出接口。則程序設(shè)計如下；T37來間隔接通Q0.0,使輸出到達(dá)指示燈的閃爍。7)變頻器過載復(fù)位定期程序設(shè)計由于變頻器也許出現(xiàn)瞬時的過載而不是長變頻器發(fā)生過載3秒后才對變頻器實行復(fù)位操作，這3秒的時間用來判斷變頻器程序解釋：當(dāng)過載信號來臨時，常開觸點(diǎn)M0.2閉合接通T58)復(fù)位輸出時由于變頻器的復(fù)位開關(guān)需要有一定的接觸時間才能真正接通產(chǎn)生復(fù)位信號，因此當(dāng)有復(fù)位信號輸出后，定期器就開始計時，用基數(shù)為的定期器T39來實現(xiàn)，定期時間為0.5秒。程序設(shè)計如下；連接，為了有持續(xù)信號輸出應(yīng)采用Q0.7常開觸點(diǎn)進(jìn)由Q0.7常開觸點(diǎn)閉合使定期器T39接通，則0.5秒后常閉定期器T39斷開，從時就一直有信號輸入，則電機(jī)就應(yīng)當(dāng)開始轉(zhuǎn)動，而當(dāng)人進(jìn)入時，電機(jī)也應(yīng)當(dāng)帶動門轉(zhuǎn)動，設(shè)紅外線無信號輸入時電機(jī)仍能轉(zhuǎn)動15秒。用基波為100ms的定期器T40復(fù)位，而當(dāng)無信號輸入時，I1.0、I1.7、I2.0、I2.1復(fù)位閉合使T40開始重新計時控制門轉(zhuǎn)動15秒，而當(dāng)紅外線一直沒有信號輸入時，定期器一直計時直到計滿為止，而T40有關(guān)觸點(diǎn)保持持續(xù)接通狀態(tài)。用M1.1常閉觸點(diǎn)串聯(lián)其中是為了實現(xiàn)高、中變速輸入時保證電機(jī)只保持對應(yīng)狀態(tài)15秒后，門自動恢12)防碰撞傳感器輸入程序設(shè)計由于安裝有四個防碰傳感器，分別接入PLC分別接入映像器為I0.1、I0.3、I0.4用內(nèi)部繼電器M1.1來實現(xiàn)指令的中轉(zhuǎn)。則程序解釋：當(dāng)任意按扭按下時，就產(chǎn)生一種內(nèi)部繼電器M1.1的信號，如按扭有輸入時，就啟動定期器開始定期30秒后讓電機(jī)恢復(fù)本來的狀態(tài)。則計如15)殘疾人輸入程序設(shè)計當(dāng)外界按扭按下時，在這個上升沿的過程中產(chǎn)生開觸點(diǎn)M3.0閉合形成自鎖，使M3.0一直有輸出，當(dāng)30秒定期到了后來，常開關(guān)，應(yīng)注意捕捉其按下瞬間的上升沿過程，同步采用內(nèi)部繼電器M1.2才實現(xiàn)信程序解釋：當(dāng)I0.2瞬間閉合的上升沿過程中M1.2產(chǎn)生輸出，同步M1.2常開觸輸入信號的真?zhèn)?，采用輸入后等?.3秒后響應(yīng)有關(guān)指令則程序設(shè)計如下；程序解釋：當(dāng)M1.2、M1.5、M0.1中的任一種觸點(diǎn)閉合，就啟動定期器T41實對其輸出定期為0.5秒，采用基數(shù)為100ms的定期器T43來實現(xiàn)，三個傳感器采程序解釋：當(dāng)常開觸點(diǎn)T41、M1.3、M119)無人來才響應(yīng)直流制動開關(guān)定期程序設(shè)計當(dāng)紅外線沒有感應(yīng)到人的時此定期器時間設(shè)定無關(guān)緊要，只是一種中轉(zhuǎn)作用，設(shè)其21)機(jī)械鎖停位不精確時輸入程序設(shè)計當(dāng)鑰有輸出直流制動信號，也應(yīng)注意實現(xiàn)自鎖功能。采用PLC內(nèi)部繼電器M7.0來實程序解釋：當(dāng)鑰匙I0.5輸入時，靠近開關(guān)I1.5沒有輸入時，常閉觸點(diǎn)I1.5以而此時有制動信號則不能自鎖，常閉觸點(diǎn)T43斷開使M7.0不能產(chǎn)生一種長期有22)門精確停位時鎖門程序設(shè)計當(dāng)機(jī)械鎖停近開關(guān)又閉合的瞬時，闡明門停位已精確。注意應(yīng)捕捉的信號友好一致的瞬時程序的解釋：當(dāng)常開觸點(diǎn)M7.0無輸出時，同步鑰匙和靠近開關(guān)的常開觸點(diǎn)又同步閉合的瞬時使M1.4產(chǎn)生鎖門的信號輸出，同步常開觸點(diǎn)M1.4閉合產(chǎn)生自鎖效23)紅外線檢測有人時，殘疾人時30秒停轉(zhuǎn)，高，中轉(zhuǎn)速時15秒停轉(zhuǎn)的程序設(shè)計。當(dāng)紅外線檢測有人時啟動電，直到無人時讓電機(jī)15秒后停轉(zhuǎn)。當(dāng)變速輸入時實現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，同步實現(xiàn)殘疾按扭的優(yōu)先功能，而當(dāng)直流制動開關(guān)啟用時要保證電機(jī)的停轉(zhuǎn)，因此應(yīng)串聯(lián)一種直流制動啟用信號。同步由于多種信號的輸入均有也許是瞬時信號，要保證電機(jī)的轉(zhuǎn)動需要一種持續(xù)的信號，則還應(yīng)在程序設(shè)計中設(shè)置互鎖。采用PLC內(nèi)部繼電器M1.0來實現(xiàn)。則設(shè)計如下；點(diǎn)復(fù)位啟動T40計時15秒后常閉觸點(diǎn)T40斷開，使M1.0停止輸出。當(dāng)高，中速輸入M1.1閉合時其響應(yīng)過程和上次同樣。只要M1.0一經(jīng)啟用，常開觸點(diǎn)M1.0有一條通路接通M1.0.雖然十五秒后，定期器的常開觸點(diǎn)T40斷開對其接通也無影響，30秒后常開觸點(diǎn)M3.0復(fù)位斷開，切斷M1.0的信號輸入。這就保證了殘24)高速速度控制程序設(shè)計當(dāng)高速按扭輸入時，同步加上變速輸入信號串輸入和中速輸入時其常閉觸點(diǎn)M3.0,I0.3斷開使M5.0停止信號輸出。自鎖時，假如定期器常閉觸點(diǎn)T4015秒后斷開，其保持了高速運(yùn)轉(zhuǎn)15秒。同步也實現(xiàn)殘25)機(jī)械鎖位置精確，直接上電磁鎖的機(jī)械開關(guān)同步有效時，且電機(jī)已經(jīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)才能產(chǎn)生鎖門用串聯(lián)方式進(jìn)行信號輸入來控制鎖門輸出。采用輸出停止電機(jī)的運(yùn)行。采用PLC的輸出映像寄存器Q0.2來實現(xiàn)電機(jī)起停信號輸出，上紅外線檢測無人來時15秒后也讓變頻器低速程序輸出信號，還加上一種殘疾人來時低速控制字也應(yīng)有輸出.使它們采用并聯(lián)方程序解釋：當(dāng)M3.0,M7.0,M0.1,M1.2,M1.5輸入閉合時就使Q0.4產(chǎn)生輸出。28)高速時控制字程序設(shè)計根據(jù)前面的控制字設(shè)計，轉(zhuǎn)高速時等狀況使控制字輸出為0。根據(jù)控制字規(guī)定殘疾人來的此程序不輸程序解釋：當(dāng)殘疾人輸入常閉觸點(diǎn)M3.0,高速控制字常閉觸點(diǎn)M5.0斷開時，使Q0.3停止信號輸出，即輸出控制字為0,而當(dāng)M7.0,M0.1,M1.2,M1.5等常開觸點(diǎn)任意一種閉合時就使Q0.3輸出，即控制字為1。與上面的Q0.4控制字組合根據(jù)前面控制系統(tǒng)的功能詳細(xì)分步進(jìn)行分析，可以5.2.3指令程序編程軟件STEP7-MICRO/WIN或者離線(脫機(jī))開發(fā)顧客程序，并可在線實時監(jiān)控顧客程序的執(zhí)行狀態(tài)。本次設(shè)計中所使用的是西門子STEP7-MICRO/WINVersion4.0。西門子于2023年2月正式推出S7-200新版編程軟件STEP7-Micro/WINV4.0SP5,它是目前的最新圖6.1STEP7-Micro/WIN軟件截圖基本功能：STEP7-Micro/WIN提供軟件工具協(xié)助調(diào)試和測試程序。這些特性包監(jiān)視S7-200正在執(zhí)行的顧客程序狀態(tài)，為S7-200指定運(yùn)行程序的掃描次數(shù)，強(qiáng)制變令向?qū)?；?shù)據(jù)記錄向?qū)?；配方向?qū)?。支持TD200、TD200C和TD400C文本顯示界面。本設(shè)計中使用的是漢化版S7-200PLC仿真軟件(V2.0),原版為西班牙語。該仿真軟件可以仿真大量的S7-200指令(支持常用的位觸點(diǎn)指令、定期器指令、計數(shù)器指令、比較指令、邏輯運(yùn)算指令和大部分的數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等，但部分指令如次序控制指令、循環(huán)指令、高速計數(shù)器指令和通訊指令等尚無法支持。仿真程序提供了CPU狀態(tài)顯示狀態(tài)顯示模擬電位器選擇TD200仿真界面模塊擴(kuò)展區(qū)品0數(shù)字信號輸入開關(guān)、兩個模擬電位器和LED輸出顯示，仿真程序同步還支持對TD-200文本顯示屏的仿真，在試驗條件尚不具有的狀況下，完全可以