1、旋轉門系統介紹一自動旋轉門的使用要求1 .旋轉門的特點旋轉門的最大優點在于它“永遠開門，又永遠關門"，即對于人員來說門總 是開著的，而對于建筑物來說又總是關閉著的。因此，旋轉門在安保功能方面 具有獨到的特點，但在進出人員流量方面卻沒有優勢。由于門的轉速是固定的， 每個門翼之間可容納的人員也是有限的，因此在大型公共場合還是會混合選擇 其它類型的門，如自動平開門或手動平開門。另一方面，在靜態密封效果方面， 旋轉門遠不如其它門，因為其門體運動方式決定著只能使用毛條密封。2 .旋轉門的安全配制旋轉門的安全裝置完全不能省略。第一，活動翼與固定門體之間很容易夾 人，所以自動旋轉門出入口兩側的防夾

2、感應膠條必須匹配。第二，旋轉門的旋 轉運動相對穩定，人在通過旋轉門時的行走速度必須與其轉速一致，否則就很 容易發生碰撞。防碰撞功能是通過類似自動反向功能來實現的，包括對人為的 推動進行反應。人為的推動是造成旋轉門功能障礙的主要原因之一。二系統設備特性簡介1 .可編程序控制器PLC1.1 PLC的發展工業生產過程中，具有大量的電氣順序控制，要求按照邏輯條件和狀態反 饋進行合理的動作。傳統上，這些功能是通過繼電控制系統來實現的。自 1968 年美國通用公司公開招標，提出研制能夠取代繼電器控制系統的裝置后，可編 程序控制器Programmable Logic Controlle (PL。便逐步的發展

3、和完善起來。可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而 設計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、 定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于 與工業控制系統形成一個整體、易于擴充其功能的原則進行設計。上世紀 80年 代至90年代中期，PLC在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網 絡能力得到了大幅提高，并逐漸進入到了過程控制領域。現今，PLC已經具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、 編程簡單等諸多優點。在可預見的將來，P

4、LC在工業自動化控制特別是順序控制 中的主導地位，是其他控制技術無法取代的。1.2 PLC的構成與功能從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC包括 cpuK、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的 整體。模塊式PLC包才§ CPUB塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這 些模塊可以按照一定規則組合配置。1.2.1 CPUCPUM PLC的核心，主要由運算器、控制器、寄存器及數據、控制及狀態總 線構成。CPUII元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。每套PLC至少有一個CPU它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數

5、據，用掃描的方 式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態，診斷用戶程序錯誤，從用戶程序存儲器中讀取指令并逐條分析后再按指令 規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。CPU勺速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，IO 數量及軟件容量等，因此限制著控制規模。1.2.2 I/O 模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集 成了 PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存 器狀態。I/O 種類有開關量輸入（DI）,開關量輸出（DO ,模擬量輸入（AI）,模 擬量輸出（AQ等。

6、通用I/O外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈 沖等模塊按I/O點數確定模塊規格及數量。I/O模塊可多可少，但其最大數受 CPUf能管理的基本配置的能力限制。1.3 PLC軟件系統及常用編程語言PLC軟件系統由系統程序和用戶程序兩部分組成。系統程序包括監控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機、將程序語言翻譯成機器語言，診斷 機器故障。系統軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROW,不能直接存取和干 預。用戶程序是用戶根據現場控制要求，用PLC的程序語言編制的應用程序用來實現各種控制。梯形圖語言是最常用的一種編程語言，作為一種圖形語言， 沿用了傳統控制圖中的繼電器觸點、線圈、連接方

7、式等圖形符號構成，更直觀 地描繪出了用戶程序的控制要求。2 .變頻器變頻器是近幾年興起的一種調速節能新產品，它是電力電子技術和計算機 應用技術的完美結合，因其調速精度高、操作方便，現已被廣泛應用在機械、 化工、輕工等領域。它利用電力半導體器件的通斷將工頻交流電變換為任一頻 率的交流電源，常采用交一直一交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），即先把工 頻交流電源整流成直流電源，然后再轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以 供給電動機。變頻器內部電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控制 4個部 分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，中間直流環節為濾波、直流儲能 和緩沖無功功率環節，逆變部分為IGBT

8、三相橋式逆變器，輸出為PW旗形。3 .接近傳感器接近傳感器又稱無觸點接近傳感器，是理想的電子開關量傳感器。當金屬 體接近傳感器的感應區域，開關就能迅速發出電氣指令，準確反應出運動機構 的位置和行程。即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、 安裝調整的方便性和對惡劣環境的適用能力，也是一般機械式行程開關所不能 相比的，因此它被廣泛地應用于機床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業，在自 動控制系統中作為限位、計數、定位控制和自動保護環節。接近傳感器具有使 用壽命長、工作可靠、重復定位精度高、無機械磨損、無火花、無噪音、抗振 能力強等特點。對于不同的材質的檢測體和不同的檢測距離，應選用不同

9、類型的接近傳感 器，以使其在系統中具有高的性能價格比。當檢測體為金屬材料時，應選用高 頻振蕩型接近傳感器；當檢測體為非金屬材料時，如；木材、紙張、塑料、玻 璃和水等，應選用電容型接近傳感器；金屬體和非金屬要進行遠距離檢測和控 制時，應選用光電型接近傳感器或超聲波型接近傳感器。對于檢測體為金屬時， 若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近傳感器或霍爾式接近傳 感器。三系統硬件設計圖2和圖3是旋轉門控制系統原理圖和實物接線圖。該系統主要由旋轉門、 接近傳感器、可編程序控制器和變頻器組成。-18 -各傳感器24V電源COMCOMY4樓宇自動監控系統xoXIY5FUQS i24VY)樓宇自動監

10、控系統BlY7X2X4COMD2X6金A2J C22豆X7X14XI5X10ElXI1X12X13COMY8COMY9COMYC400V/ 1_ 5KW松下VFOCCOMCOMYB3789到機械抱閘系統KMJ松下FP1-C40圖2旋轉門控制系統原理圖u.W1.5KW進門防夾傳感器門外接近傳感器定位行程開關 出門防災傳感器 門內接近傳感器門內暫停按鈕 門內換速按鈕 門外換速按鈕 門外急停按鈕 定位行程開關減速機構及機械抱閘系統圖3旋轉門實物接線圖1 .旋轉門及接近傳感器該旋轉門由4扇玻璃門相互垂直地鑲嵌在同一個軸柱上構成，電機通過減 速機構帶動旋轉門的軸柱，從而產生門的旋轉運動。為了實現系統的全

11、部自動化和智能化， 系統在旋轉門圓形框架的上端，安裝了 4 個接近傳感器，其中3個面向進門的行人（圖3中的A1）, 一個面向出門的行 人（圖3中的A2）;在門框外側的邊沿上分別安裝了 2套防夾傳感器（圖3中的 B1和B2）;在圓弧門框外側的表面上，分別安裝了暫停按鍵和換速按鍵（見圖 3中的C1、C2和E1、E2） ; D1和D2是旋轉門的定位或加減速起點行程開關。2 .控制部分該系統利用松下公司的FP1-C40系歹IPLC作為該系統的控制指揮中心（見 圖4）。該PLC把來自旋轉門現場的檢測信號、變頻器（見圖 5與圖6）的狀態 信號以及樓宇自動監控系統的指令，經過收集、處理后，完成對變頻器的頻率

12、 控制和對樓宇自動監控系統的信息反饋。FP>C4O圖4圖5圖63.I/O分配表。見表1輸入輸出X0啟動旋轉門系統Y4自動監控X1運行系統并自動監控Y5自動監控X2進門防夾傳感器B1Y6自動監控X3門外接近傳感器A1Y7自動監控X4門外接近傳感器A1Y8變頻器電源X5門外接近傳感器A1Y9機械抱閘控制X6定位行程開關D2YA變頻器控制X7出門防夾傳感器B2YB變頻器控制X10門內換速按鈕E2YC變頻器控制X11門外換速按鈕E1X12門外急停按鈕C1X13定位行程開關D1X14門內接近傳感器A2X15門內暫停按鈕C2表1 : PLC輸入輸出分配表4.反饋給樓宇自動監控系統的信息狀態如表2所示

13、PLC部分輸出端Y7 Y6 Y5 Y4診斷信息0000控制系統沒工作0001將有人進門0010將有人出門0011進出人都有0100有多人進門0101旋轉門低速運行（按鍵E1動作） 0110旋轉門低速運行（按鍵E2動作）0111旋轉門高速運行1000旋轉門急停（出門人被夾）1001旋轉門急停（進門人被夾）10101旋轉門停轉（按鍵B1動作）1011旋轉門停轉（按鍵B2動作）1100旋轉門停轉（變頻器故障）1101旋轉門停轉（電動機故障）1110旋轉門停轉（沒有人進出）表2:反饋數值與對應信息四系統軟件設計1 .變頻器的主要控制參數當客流量比較小或XI為“ON時，變頻器的工作頻率為42 Hz（YA

14、為“ON 時），電機起動時間6 s,制動時間15 s;當客流量比較大時（X& X4和X5都 為“ON時），變頻器的工作頻率為 50Hz （YA和YB同時為“ ON時）；當第 一次按換速鍵時，變頻器的工作頻率變為 21 Hz （YA和YC同時為“ON時）， 當第二次按換速鍵時，變頻器的工作頻率由其他現場狀態控制；當有行人不慎 被夾時，旋轉門迅速制動并待行人解脫后，經過 10 s的延遲，自動恢復到正常 旋轉速度。2 .PLC控制變頻器的程序圖7是根據系統要求編制的PLC程序。在編制PLC程序時，應注意如下幾 點： 在旋轉門機械抱閘開始前應先讓變頻器脫離電網，以避免變頻器受損； 當殘疾人專用

15、速度啟用時，無論在門內還是門外，第二次按動此功能按鍵時 應使變頻器恢復正常運行速度。xo4-1 IRI T3 T58 T I1/11/1TO T2 TA C100X12 E315 T I一l/l_1/1I Il/l|/FR11YeTMX 0 , K 5 -1YET 1RO Y13R14 C1OC X12 R3 KI55T Il/l一l/k一l/l_l/lHYBT Ian- > K 5 1C100 TA 101 -| |1/|T9H 1TMX3 ,K20 yTMX4 ,K30 y112丫9TY9-C 120EEB5T .124E7TTTTX1212T H |r(D?)R3Y9J/I141

16、T Ird/lT T I1KT 3j-TMX5 ,X5 1TMK6 ,K& K3 )圖7 PLC控制變頻器的程序3.旋轉門運行狀態診斷程序樓宇自動監控系統除了使用攝像機獲取旋轉門的外部工作狀態信息外，還 需要使用PLC獲取旋轉門控制系統內部的工作狀態信息。所以在編輯控制系統 內部狀態診斷程序時，不但要照顧到現場維護人員能利用PLC診斷故障，還照顧到樓宇自動監控系統準確、方便地使用PLC提供的診斷信息。旋轉門控制系統內部狀態診斷PLC程序梯形圖如圖8所示。0481319222630344.元件清單元件名稱型號數量注釋PLC松下 FP1-C401臺變頻器松下VF0C1臺400V/1.5KW接近開關XS1N08NA3496個按鈕AK20264個接觸器LC1-D0601B7N1個表3五、總結旋轉門設計新穎、外觀大