緒論1.11.1背景人們更加注重自動化和人性化的產(chǎn)品。自動旋轉(zhuǎn)門是樓宇設(shè)備中的光機電一體化技術(shù)產(chǎn)品，它給人以親切大方的感覺，同時營造出奢華的氣氛，其全新的概念，寬闊的開放門面和高風(fēng)格的設(shè)計，堪稱建筑物的點睛之筆，立足于建筑時代大潮的最前端。自動旋轉(zhuǎn)門由于其可以實現(xiàn)無人看管，同時又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次的原因，在銀行、寫字樓、酒店等辦公娛樂場所得到了廣泛普及應(yīng)用。由于自動旋轉(zhuǎn)門的人流量有限，通常在自動旋轉(zhuǎn)門兩側(cè)另設(shè)自動或手動平開門，一方面增加通行能力，另一方面當(dāng)自動旋轉(zhuǎn)門出現(xiàn)故障時，不影響人的通過。但在靜態(tài)密封效果方面，自動旋轉(zhuǎn)門遠不如其他自動門，因為其門體運動方式?jīng)Q定著只能使用毛條密封。因此針對自動旋轉(zhuǎn)門系統(tǒng)的設(shè)計就顯得更具有實際意義，不僅可以提高旋轉(zhuǎn)門的智能化程度，更能促進旋轉(zhuǎn)門的技術(shù)更新和產(chǎn)品的應(yīng)用。1.2自動旋轉(zhuǎn)門的開展趨勢自1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉(zhuǎn)門，旋轉(zhuǎn)門至今已有一百年的歷史，開展到今天，旋轉(zhuǎn)門已具有可靠的平安系統(tǒng)和先進的驅(qū)動技術(shù)，其智能化高風(fēng)格的設(shè)計為現(xiàn)代化樓宇建筑確實入口提供了完美的選擇。國外著名廠家有：荷蘭的B00NEDAM瑞典的BESAM德國的多瑪、蓋澤日本的納博克、寺岡等。經(jīng)過多年開展，旋轉(zhuǎn)門行業(yè)呈現(xiàn)以下開展趨勢：①智能化、多功能：今后的還將進一步提高智能化程度，如自動檢測開關(guān)門行程位置，自動適應(yīng)門體阻力的變化,以始終保持較高的遇障保護靈敏度等。還將增加一些新的功能，如和住宅安防系統(tǒng)配合使用等。②免維護：采取多種措施，減少使用過程中的維護工作。③多樣化：將會有各種各樣不同外觀和功能的產(chǎn)品，滿足用戶的不同需要。④高平安性：隨著用戶平安意識的提高，平安性將成為非常重要的一項指標，也是一項根本要求。2設(shè)計方案確實定旋轉(zhuǎn)門主要設(shè)計是從門體,傳動系統(tǒng),控制系統(tǒng)，檢測系統(tǒng),平安系統(tǒng)等幾個方面進展考慮。從上面幾個方面具體分析可以設(shè)計兩種方案。2.1自動旋轉(zhuǎn)門系統(tǒng)的方案設(shè)計(1)框架總成：分為固定局部和旋轉(zhuǎn)局部，均由鋁型材框架和玻璃等組成。立柱、曲壁、門扉一般采用高強度鋁合金型材，構(gòu)造簡潔，精細結(jié)實。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及曲壁嚴密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態(tài);門扉玻璃采用〔3+3〕夾膠玻璃或6mm厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用〔4+4〕夾膠玻璃，平安可靠。門體構(gòu)造簡圖如圖2-1所示。圖2-1門體構(gòu)造簡圖(2)驅(qū)動系統(tǒng)：由一個三相交流電機提供動力，用減速器帶動中心門軸驅(qū)動。(3)控制系統(tǒng)：由可編程控制器PLC、變頻器、功能開關(guān)組成。(4)檢測系統(tǒng)：由紅外傳感器實現(xiàn)有無人自動檢測，自動對電機啟停進展操作。(5)平安系統(tǒng)：主要有接觸和非接觸平安感應(yīng)器。旋轉(zhuǎn)門入口立柱均裝有平安膠條，防止行人夾傷，自動門入口右側(cè)立柱膠條裝有藏式防夾感應(yīng)器，如受擠壓門扉即馬上停頓運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動;每扇門扉底邊膠條裝有藏式防碰感應(yīng)器，碰到物體或行人門扉立即停頓運轉(zhuǎn)。膠條恢復(fù)正常，門扉則自動轉(zhuǎn)動。2.2旋轉(zhuǎn)門控制方案確實定通過分析可知本設(shè)計是利用可編程控制器〔PLC〕、變頻器傳感器等構(gòu)成三翼自動旋轉(zhuǎn)門的控制系統(tǒng)。根據(jù)控制原理和設(shè)計要求確定了系統(tǒng)的構(gòu)造框圖如圖2-2所示。紅外傳感器作用是檢測是否有行人通行；紅外防夾傳感器和防夾接近開關(guān)用來檢測是否有人被夾；定位接近開關(guān)用來檢測門翼是否停在定位位置；防碰撞傳感器用來檢測是否有人被碰或被撞；主控芯片用來判斷傳感器傳來的各種信號并經(jīng)過判斷做出相應(yīng)控制動作；變頻器接收控制信號對電動機進展調(diào)速。另外還有運行狀態(tài)指示燈和過載報警等等。旋轉(zhuǎn)門控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對門的自動啟停、自動定位、速度調(diào)節(jié)、平安智能和夜間閉鎖等功能。圖2-2控制原理框圖3三翼自動旋轉(zhuǎn)門驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計3.1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。鋁型材密度：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：=2.36020.966+1.1350.836+1.1351.152=8.053kg式(3-10)式中：，，分別為各鋁型材的密度。單扇門玻璃的質(zhì)量：=式(3-11)式中：為玻璃的體積，為玻璃的密度。單扇門的質(zhì)量：=40.82+8.053=49kg式(3-12)式中：為單扇玻璃的質(zhì)量，單扇門框的質(zhì)量。3.2各局部轉(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可以用下式計算,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式(3-13)由平行軸定理知，門扇相對于軸的轉(zhuǎn)動慣量為：=56.6式(3-14)其中L1為軸的半徑。3.3慣性力矩的計算參照物理學(xué)力矩的計算，假設(shè)門體1s加速到門體的快速轉(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圍檢測人是否降臨，當(dāng)人邁進門邊時，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加速到此速度,則角速度，由于電機要帶動門體轉(zhuǎn)動，有一個加速過程，此過程需要克制旋轉(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，則可算出旋轉(zhuǎn)門體的慣性力矩為：式(3-15)由上面的計算得出了旋轉(zhuǎn)門體的力矩之后，就可為接下來的電機的選擇確定了依據(jù)。3.4電機確實定根據(jù)機械設(shè)計中電機所需功率按下式計算：式(3-16)由電動機至轉(zhuǎn)動軸的傳動總效率為：式(3-17)式中,,分別為滾子軸承，齒輪，聯(lián)軸器的傳動效率。取，，，則總的傳動效率為：=0.83式(3-18)則可以計算出電機的功率式(3-19)由于門體還應(yīng)能承受一定的風(fēng)阻，以及旋轉(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。同時還有一些其他沒有考慮的因素，如齒輪的轉(zhuǎn)動慣量，因此特將計算出的功率放大一些同時門體的轉(zhuǎn)動較底，則電機應(yīng)適應(yīng)轉(zhuǎn)速較底的，根據(jù)相關(guān)的計算結(jié)果可以選以下兩種電機。表3.1方案一電機參數(shù)表方案型號額定功率(KW)轉(zhuǎn)矩(N.m)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)總傳動比齒輪傳動比減速器1JCJ71-0.550.5523.51500144024021.811表3.2方案二電機參數(shù)表方案型號額定功率(KW)轉(zhuǎn)矩(N.m)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)總傳動比齒輪傳動比減速器2J*J1-35-0.370.3767.9150014402406.935由于電機輸出的轉(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，因此在選電機時可以選用帶減速器的電機來實現(xiàn)要求。根據(jù)相關(guān)要求，可以選用一個J*J系列齒輪減速三相異步電機，J*J系列異步電機按照TB1T6442-92標準設(shè)計制造,廣泛用于輕工、紡織、建筑機械行業(yè)。J*J系列異步電動機是直接輸出低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)距，且有轉(zhuǎn)速型譜寬、運轉(zhuǎn)平衡、噪聲低、高效節(jié)能、體積小、重量輕、規(guī)格多、選用方便等特點。由于計算出所需電機功率為0.26KW,加上一些忽略因素，應(yīng)該選擇電機功率在0.26KW上的電動機才行。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和齒輪傳動，可見方案2比擬適宜。即選用J*J1-35-0.75擺線針輪減速器三相異步電機。4主控芯片選擇及輔助電路設(shè)計4.1主控芯片的選型4.1.1PLC的簡要介紹PLC即可編程序控制器〔ProgrammableController,簡稱PC〕，在其早期主要應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制，因此也稱可編程序控制器為可編程序邏輯控制器PLC〔ProgrammableLogicalController〕。可編程序控制器是以微處理器為根底，綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)而開展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。它具有體積小、編程簡單、功能強、抗干擾能力強、可靠性高、靈活通用與維護方便等優(yōu)點，目前在冶金、化工、交通、電力等工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的四大支柱(可編程序控制器技術(shù)、機器人技術(shù)、CAD/CAM和數(shù)控技術(shù))之一。在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是以繼電器控制占主導(dǎo)地位的。這種由繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)存在明顯的缺點:體積大、耗電多、可靠性差、壽命短、運行速度不高，尤其對生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性差。如果生產(chǎn)任務(wù)和工藝發(fā)生變化，就必須重新設(shè)計，并改變硬件構(gòu)造，這不僅影響了產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期，而且對于比擬復(fù)雜的控制系統(tǒng)來說，不但設(shè)計困難，而且其可靠性不高，查找和排除故障也往往是費時和困難的。在這種形勢下，60年代末可編程控制器在美國首先出現(xiàn)，當(dāng)時叫可編程邏輯控制器PLC〔ProgrammableLogicController〕，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。PLC的根本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格廉價等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器。隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的開展，到70年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的PLC已不再是邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。PLC通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克制了繼電接觸控制系統(tǒng)中機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優(yōu)點。可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。由于它本身具有可靠性高，編程簡單，使用方便，控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單等優(yōu)點，可編程控制器正成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。4.1.2PLC的選型通過分析可知，所需的控制的電氣元器件有按鈕開關(guān)和指示燈等。具體如表4-1所示。通過對旋轉(zhuǎn)門控制要求的分析，PLC控制輸入信號有22個，輸出接點共8個。按照預(yù)留10%-20%的接點數(shù)來計算，輸入接點至少要30個，輸出接點至少要10個。本系統(tǒng)是個簡單控制系統(tǒng)，按一般經(jīng)歷來估算，同時由上段對I/O接點的分析主要有：開關(guān)量輸入字節(jié)數(shù)：30×10=300開關(guān)量輸出字節(jié)數(shù)：10×8=80系統(tǒng)推斷定時器/計數(shù)器字節(jié)數(shù)：8×2=16總計大約需要396個字節(jié)數(shù)容量。加上預(yù)留20%，有1K的程序容量足夠了。由以上可得，同時兼顧經(jīng)濟性原則。在常用的PLC產(chǎn)品中SIMATIC-S7-200系列可編程控制器是當(dāng)今國外最新，最具特色、最具代表性的PLC。在此系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計數(shù)器，對來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進展中斷處理，擴大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。本系統(tǒng)選擇了西門子系列型號為SIMATIC-S7-200PLC，參數(shù)見表4-2。由PLC的型號可得主回路電壓為AC〔110～220〕V；輸入端電壓參數(shù)為DC24V，電流為5/7mA；繼電器輸出端電壓為AC150V，DC30V以。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，可得具體參數(shù)表如表4-1所示：表4-1控制系統(tǒng)電氣元件表序號符號名稱型號規(guī)格1SA電磁鎖D4JLDC24V2SB1急停開關(guān)LW22DC24V3SB2停頓按鈕開關(guān)LAY8DC24V4SB3停頓按鈕開關(guān)LAY8DC24V5SB4高速按鈕開關(guān)LAY8DC24V6SB5高速按鈕開關(guān)LAY8DC24V7SB6中速按鈕開關(guān)LAY8DC24V8SB7中速按鈕開關(guān)LAY8DC24V9SB8殘疾按鈕開關(guān)LAY8DC24V10SB9殘疾按鈕開關(guān)LAY8DC24V11FR1熱繼電器JR-201.6A12LAMP報警指示燈*D8DC24V13LAMP常速指示燈*D8DC24V14LAMP高速指示燈*D8DC24V15LAMP低速指示燈*D8DC24V16BELL過載報警鈴NFM1/22LAC150V~220V表4-2PLC性能參數(shù)表PLC參數(shù)性能指標S7-200-CPU226程序存儲容量4096B數(shù)據(jù)存儲容量2560BI/O點數(shù)256位指令類型149種指令根本指令執(zhí)行時間0.22~0.37us擴展I/O模塊數(shù)量7塊記時/記數(shù)區(qū)256記時器/記數(shù)器4.1.3PLC的I/O點分配輸入輸出端口的保護及分配：PLC輸入口電壓定額一般為直流24V，有一些輸入口是不接電源的，輸出口的電壓定額常接工頻低壓交流電源和直流電源。當(dāng)輸入口端連接電感類設(shè)備時,為了防止電路關(guān)斷時刻產(chǎn)生高電壓對輸入輸出口造成破壞，應(yīng)在感性元件兩端加接保護元件。對于直流電源，應(yīng)并接續(xù)流二極管，對于交流電路應(yīng)并接阻容電路。阻容電路中電阻可取51~120歐，電容可以取0.1~0.47uF。電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電源，續(xù)流二極管可以選1A的管子，其額定電壓應(yīng)大于電源電壓的3倍。對PLC輸入端電阻分析，自帶電阻為3k歐，對于DC24V的電流為標準電流，對輸入口保護不需做特別處理。輸出為直流感性負載時，需在負載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管或齊納二極管加以抑制。查有關(guān)資料時，在直流感性負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。根據(jù)實現(xiàn)功能和設(shè)計要求，對系統(tǒng)控制單元PLC的I/O點進展分配。輸出點詳細分配表見表4-3，輸入點詳細分配表見表4-4。詳細接線圖如圖4-1所示。為了保護電路〔短路保護〕需要有熔斷器FU,選擇的依據(jù)是熔體的額定電流IR大于線路工作電流I〔I=2A〕，所以選擇RL1-15，熔體額定電流等級為4。本控制系統(tǒng)為PLC控制，各種開關(guān)的容量要求不高，普通的開關(guān)足已，主要考慮輸入?yún)?shù)要求。對急停、STOP、middle、high、殘疾開關(guān)，選擇普通按鈕開關(guān)LA系。Middle、high、殘疾、開關(guān)為LA2，急停開關(guān)為LA2〔紅色〕，STOP關(guān)為LA2-A紅色〔十字型〕。如表4-1所示。表4-3輸出地址分配表輸出地址信號容Q0.0上電及報警信號Q0.1電磁鎖控制繼電器Q0.2電動機啟停〔變頻器智能端子FWD〕Q0.3速度控制〔變頻器職能端子*2〕Q0.4速度控制〔變頻器職能端子*1〕Q0.6直流制動〔變頻智能端子REV〕Q0.7變頻器復(fù)位〔變頻智能端子RESET〕Q1.0常速運行狀態(tài)Q1.1高速運行狀態(tài)Q1.2低速運行狀態(tài)Q1.3過載報警4.2系統(tǒng)控制電路的設(shè)計對于本系統(tǒng)來說，主要的控制是由控制芯片通過變頻器來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速完成控制要求的。因此變頻器電路是系統(tǒng)控制電路的重要組成局部。下面介紹本系統(tǒng)的變頻器及其電路。圖4-1PLC的I/O口電路表4-4輸入地址分配表輸入地址對應(yīng)的外部設(shè)配I0.0急停按鈕I0.1殘疾按鈕I0.2停頓按鈕I0.3常速按鈕I0.4高速按鈕I0.5電磁鎖鑰I0.6直流制動接近開關(guān)I0.7防夾接近開關(guān)1I1.0紅外線傳感器1I1.1防撞傳感器1I1.2防碰傳感器1I1.3紅外防夾傳感器1I1.4變頻過載報警輸入I1.5鎖門接近開關(guān)I1.6防夾接近開關(guān)2I1.7紅外線傳感器2I2.0紅外線傳感器3I2.1紅外線傳感器4I2.2防撞傳感器2I2.3防碰傳感器2I2.4防碰傳感器3I2.5紅外防夾傳感器24.2.1變頻調(diào)速的根本原理變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源。變頻器主要由整流〔交流變直流〕、濾波、再次整流〔直流變交流〕、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。變頻調(diào)速技術(shù)的根本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60f〔1-s〕／p，式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)；通過改變電動機工作電源頻率到達改變電機轉(zhuǎn)速的目的現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式〔VVVF變頻或矢量控制變頻〕，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。4.2.2變頻器容量選擇變頻器容量的選用由很多因數(shù)決定，例如電動機的容量，電動機的額定電流，電動機加速時間等，其中最主要的是電動機的額定電流。降低變頻器的輸出頻率，就可以實現(xiàn)電動機減速。加快變頻器輸出頻率的降低速率，可使電動機更快的減速。當(dāng)變頻器輸出頻率對應(yīng)的速度低于電動機的實際轉(zhuǎn)速時，電動機就進展再生制動。在這種運行狀況下，異步電動機將變成異步發(fā)電機，而負載的機械能將被轉(zhuǎn)換為電能并反應(yīng)給變頻器。當(dāng)反應(yīng)能量過大時，變頻器本身的過電壓保護電路將會動作并切斷變頻器的輸出，使電動機處于自由減速狀態(tài)，反而無法到達快速減速的目的。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局部消耗，而不造成電壓升高。在電壓變頻器中，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，制動三極管就會導(dǎo)通，使直流電壓通過制動電阻放電，即電動機回饋給變頻器的直流中間回路的能量，以熱能的形式在制動電阻上消耗掉。由于三翼自動旋轉(zhuǎn)門是恒轉(zhuǎn)矩負載，故變頻器選用通用型的。又因為三翼旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)速不允許超過額定值，電機不會過載。根據(jù)以上的計算的數(shù)據(jù)，選用西門子通用變頻器MM440系列,型號為6SE6440-2UD17-5AA1。具體參數(shù)見表4-5。表4-5變頻器參數(shù)表變頻器型號6SE6440-2UD17-5AA1使用功率0.75kW輸入電壓/V3相AC380~480(110%)輸入頻率/Hz47~63輸出頻率/Hz0~650額定電流/A2.2過載能力(恒轉(zhuǎn)矩)150%負載過載能力,持續(xù)60s功率因數(shù)0.98變頻器效率96%~97%合閘沖擊電流小于額定輸入電流控制方式線性V/f;二次方V/f;可編程V/fPWM頻率/Hz2~16kHz固定頻率15個,可編程跳轉(zhuǎn)頻率4個,可編程數(shù)字輸入6個完全可編程的帶隔離的數(shù)字輸入模擬輸入2個,0~10V,0~20mA繼電器輸出3個,可組態(tài)為DC30/A(電阻性負載),AC250V/2A(感性負載)模擬輸出2個,可編程(0/4~20mA)串行接口RS-485,可選RS-232制動直流注入式制動,復(fù)合制動,動力制動變頻器接線圖如圖4-2所示：圖4-2變頻器接線圖4.3系統(tǒng)電源的設(shè)計本設(shè)計共有兩個電源模塊。一個直流24V和一個為電磁鎖等提供的直流±12V模塊。如圖4-3和圖4-4所示。圖4-3直流24V電源電路圖圖4-3為第一個電源模塊。將交流電220V通過變壓器將電壓轉(zhuǎn)換為所需的電壓等級，再經(jīng)過整流橋整流，通過穩(wěn)壓器7824和電容、穩(wěn)壓管等等器件實現(xiàn)整流穩(wěn)壓濾波的作用，最終輸出所需要的24V直流電。圖4-4直流±12V電源電路圖圖4-4為本系統(tǒng)的第二個電源模塊。為了給電磁鎖和其他傳感器供給+12V和-12V直流電源，在電源設(shè)計中參加了以上電路。原理同圖4-3，交流220V電源經(jīng)變壓器降壓，然后經(jīng)過整流橋整流，通過穩(wěn)壓器7812和7912以及電容電路穩(wěn)壓、濾波，最后輸出所需要的+12V和-12V直流電源。綜上可得三翼自動旋轉(zhuǎn)門控制系統(tǒng)原理圖如下所示:圖4-5控制系5傳感器的選型及信號處理為防止三翼旋轉(zhuǎn)門在工作過程中因*些原因而發(fā)生傷人的事故出現(xiàn)，則就需要配置一定的平安系統(tǒng)。傳感器的分布如圖5-1所示。圖5-1傳感器分布示意圖5.1紅外檢測傳感器5.1.1熱釋電紅外傳感器被動紅外探測器的原理是人體外表溫度與周圍環(huán)境溫度存在差異的，在人體移動時，這種差異產(chǎn)生的變化可以通過紅外敏感元件來檢測到，從而觸發(fā)報警。而且，為了防止誤報，被動紅外探測器通過菲涅爾透鏡將探測覆蓋圍分成一定數(shù)量的探測區(qū)，當(dāng)溫度變化在兩個區(qū)之間產(chǎn)生時，探測器電路就觸發(fā)一個信號脈沖，探測器根據(jù)信號脈沖觸發(fā)警報輸出。被動式熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點：優(yōu)點：本身不發(fā)任何類型的輻射、器件功耗很小、隱蔽性好、價格低廉。缺點：①容易受各種熱源、光源干擾。②被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。③易受射頻輻射的干擾。④環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。人體檢測電路的框圖如圖5-2所示：SHAPE圖5-2人體檢測電路框圖人體檢測電路如圖5-3所示：圖5-3紅外線檢測放大及比擬電路a圖5-3中，R1、C1為退交連電路，R2為傳感器負載電阻。傳感器的輸出信號經(jīng)C2耦合到運算放大器A1。電阻R3、R5將放大器偏置于電源電壓的一半，其增益取決于R6與R4的比值。經(jīng)兩級放大后，信號放大40~50倍左右。A2在無信號輸入時，其輸出約為4.5VDC。圖中C3、C9為退交連電容。A3為電壓比擬器。調(diào)節(jié)W，使比擬器同相端電壓在2.5V~4V左右變化。在無報警信號輸入時，反相端電壓大于同相端電壓，比擬器輸出為低電平。當(dāng)有人入侵時，比擬器翻轉(zhuǎn)，輸出為高電平〔并且LED亮〕，當(dāng)人體在走動時，則輸出一串脈沖。圖5-4紅外線檢測放大及比擬電路b圖5-4為紅外檢測放大比擬電路，電路中A、B端與圖5-2中A、B連接，即當(dāng)有人走近門前時〔有一定距離〕，比擬器A3即輸出一串脈沖。傳感器分別安裝在門的里外兩邊，使人無論進門或出門，都能檢測到信號。前半局部有信號輸出就會使BG導(dǎo)通，BG輸出低電平，此低電平觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，使其3腳輸出為高電平，使繼電器吸合。暫態(tài)時間由R3、C3決定，暫態(tài)完畢后3腳為低電平，繼電器釋放。5.1.2防夾紅外傳感器防夾傳感器是用來檢測人是否在防夾區(qū)域用的。應(yīng)采用紅外線傳感器檢測，其檢測方式是豎直的。因此當(dāng)人在防夾區(qū)域時，傳感器只有通過豎直檢測才不會誤判。假設(shè)傳感器不是豎直的，而是發(fā)散的，如人正常經(jīng)過轉(zhuǎn)門區(qū)時，防夾傳感器就有可能檢測到人的存在，而此時門翼又有可能正好在防夾接近傳感器圍。兩者信號同時有效，使門體無故停轉(zhuǎn)，而造成不必要的麻煩。因此可以選擇紅外垂直防夾傳感器。紅外線防夾傳感器安裝在門的進出口的兩個防夾區(qū)域，即進出口的右邊立柱旁的華蓋上，其具體位置根據(jù)調(diào)節(jié)而定。詳細電路如圖5-5所示。圖5-5防夾紅外傳感器電路圖T*05D為反射式紅外光電開關(guān)，通電后，它會向外發(fā)射載頻為40kHz的紅外調(diào)制光。T*05D的工作電壓為5～12V，當(dāng)通電電壓為12V時，其紅外監(jiān)測距離在1.2m左右。當(dāng)有人闖入其紅外監(jiān)視區(qū)時，人體會反射局部紅外光信號到T*05D的光電接收管，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換及T*05D的放大器放大、調(diào)解、信號處理及整形后，在其輸出端輸出高電平信號。該信號經(jīng)R1使VT導(dǎo)通，繼電器通電、吸合，其觸點接通。T*05D是國產(chǎn)反射式紅外光電開關(guān)，是紅外發(fā)、收一體化紅外傳感模塊器件，外部只有三根引線，安裝、使用方便，在紅外檢測、自動防、自動或半自動控制中得到一定應(yīng)用。T*05D的主要性能參數(shù)如下：T*05D采用直流電壓，=5~12V；工作電流為5~15mA；紅外監(jiān)測距離小于120cm，其距離在一定程度上與所加的電源上下有關(guān)。5.2接近開關(guān)傳感器本設(shè)計中應(yīng)用的接近開關(guān)傳感器共四個：防夾接近開關(guān)〔出入口右側(cè)立柱各1個)、直流制動接近開關(guān)1個、鎖門接近開關(guān)1個。(1)防夾接近開關(guān)：由于在出入口兩個防夾區(qū)