两翼旋转自动门系统设计(附件)
摘 要两翼旋转自动门是一种专为扩大人员流动而设计的新型旋转门。本毕业论文对两翼旋转自动门的计算和设计进行了阐述，分析了两翼旋转自动门的门体结构、驱动系统、传动系统、控制系统和检测系统。本设计中旋转门的材料使用铝型材和玻璃等，三相异步电机给旋转门传输动力，一对大小齿轮带动旋转门轴转动；用可编程控制器控制整个系统，通过变频器让旋转门能够有不同的旋转速度。用红外线传感器检测行人，用防碰撞传感器、防夹传感器及光电接近开关保证通行的安全性。旋转自动门经过这五大系统的分析能够实现它的多样化功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 旋转自动门研究背景 1
1.2 自动门旋转门发展趋势 1
1.3 旋转门研究的必要性 1
第二章 总体方案设计 3
2.1 方案初步确定 3
2.2 方案选择 4
2.2.1 方案比较 4
2.2.2 确定方案 4
2.3 总体方案思路 4
第三章 机械方案设计 6
3.1 旋转门结构设计 6
3.1.1 旋转门固定部分设计 6
3.1.2 旋转门旋转部分设计 8
3.2驱动方案的设计 9
3.2.1 电动机的选择 9
3.2.3 传动机构的确定 10
第四章 电气控制方案设计 12
4.1 控制系统的控制原理 12
4.1.1 控制系统的控制过程 12
4.1.2 控制系统的控制功能 12
4.2 控制系统的硬件设计 12
4.2.1 PLC的选择 12
4.2.2 PLC外接电气元件的选择 13
4.2.3 变频器的选择 14
4.2.4 触摸屏的选择 15
4.2.5 检测元件的选择 16
4.2.6 PLC的电气原理图 18
4.7 控制系统的软件设计 18
4.7.1 控制系统软件设计的要求 18
4.7.2 PLC程序设计 20
结束语 31
致 谢 32
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 参考文献 33
第一章 绪论
1.1旋转自动门研究背景
从上个世纪的70年代的后期，我国开始引入自动门。日本和欧洲国家的自动门成为第一批进入我国市场的代表。后来，因为我国经济的不断发展，市场的不断扩大，越来越多的外来品牌进入国人的视线，发展趋势逐步加深。
八十年代，我国的在旋转自动门领域处在初级阶段，对于自动控制系统方面的相关技术水平不高，所以，对于旋转自动门自动运行停止以及它的自动安全检测的特点，让很多企业家发现了商机。西方技术的引进和我国改革开放的发展，让一大批优秀人才进入了旋转自动门行业，通过自主研发和相互合作，国内的一些品牌逐步累积了不少经验。但是，由于技术方面远比不上外国品牌，在残酷的竞争中，只有少数企业，慢慢发展起来。
20世纪末期开始，更加多的外国旋转自动门企业进入我国，而国内的旋转自动门企业，在残酷的竞争之后，经过不断的发展，完善，也拥有了一席之地。
总体上讲，国内品牌良莠不济。有一部分企业从一开始的模仿，到技术引进，再到自主创新，逐步形成了自己的品牌特色，拥有不少设计专利，推动了全国旋转自动门行业的发展。但是，也有很多落后低劣的旋转自动门品牌，这些产品在质量上不过关，在技术要求上也达不到理想的目的，同时又带来了不小的安全隐患，反而影响了旋转自动门行业的良好发展。
1.2自动门旋转门发展趋势
20世纪末期以来，在国内机械设计领域与自动控制技术的融合度越来越高，自动控制系统的整体设计会直接影响单旋转自动门产品的等级。
这20 多年来，旋转自动门的设计更加的功能多样化，操作智能化。在旋转自动门中，更多具有实际意义的传感器、光电开关得到了运用，提高了系统的操作灵活性和使用的安全性。人们要求逐渐提高，除了旋转自动门的系统设计，在门的外形设计上也出现了不同风格，以满足不同场合的使用要求。
1.3旋转门研究的必要性
近年来，随着国内改革的深化，全球经济的一体化，我国GDP持续稳定地增长，城市发展的进程越来越快，老百姓对自己生活工作的环境要求也上升了很多。这给我们旋转自动门行业的发展创造一定的条件。对于门的选择，人们从它的功能型特点，逐步发展成技术创新与艺术设计的结合体。在大城市的一些大型建筑的出入口，旋转自动门这样更加智能化的门产品吸引了更多人的注意。将旋转自动门设计在建筑物出入口，能够防止将不良的气味、声音、灰尘和泥土带进建筑物内，同时，旋转自动门能自动启闭、密闭性好、运行平稳安全、节能效率高。同时可以使出入口显得很庄重高档，因此应用非常广泛，适合于宾馆、酒店、银行、字楼、医院、商场等场所。
第二章 总体方案设计
2.1方案初步确定
两翼旋转自动门的五大组成部分：门体结构、驱动系统、传动系统、控制系统和检测系统，设计方案的拟定是通过对它们的计算和分析得来的。
（1）门体结构设计
门体结构的设计分为两个部分，一个是固定部分，另一个是旋转部分，用铝型材和玻璃作为主要的材料。旋转门结构如下：在旋转门轴上安装两页旋转门扇(每页门扇包括一页普通门扇和一页圆弧门扇），通过这种设计，可以让室内和室外达到分离的效果。旋转门扇使用的是强度较高铝型材。在旋转门扇上装上毛条刷子，这样一来，门扇与平地、天花板、曲壁之间的空隙就可以减少，有一定的密封作用。门扇玻璃和曲壁玻璃的材料一般会选择夹胶玻璃或钢化玻璃。
（2）驱动系统设计
通过变频器驱动一台三相异步电机。
（3）传动系统设计
方案一：
传动系统的任务是降低电机的速度或传递力，这样我们选用一台三相异步电机，电机的输出轴通过一对大小齿轮把动力传递给旋转门轴，旋转门轴带动固定在上面的旋转门体转动。从而实现从动力装置到执行装置动力的传递过程。
方案二：
链条传动代替齿轮传动。
方案三：
带传动代替齿轮传动。
（4）控制系统设计
方案一：
用单片机作控制器；通过操作箱的按钮开关，实现不同的控制要求。
方案二：
用PLC作控制器；变频器控制电机，实现速度调节；通过触摸屏上的虚拟按钮开关，实现不同的控制要求。
（5）检测系统设计
检测系统在整个两翼旋转门系统中特别重要，不能忽视。用红外线传感器检测行人，用防碰传感器、防夹传感器以及接近开关保证系统运行的安全性。
2.2方案选择
2.2.1 方案比较
（1）从采用的传动系统上比较
选择传动方案的基本原则是简化传动环节和提高传动效率。方案一齿轮传动外廓尺寸较小，效率高，传动比准确，平稳性好，寿命长，适用的功率和速度范围广，但是制作精度要求高，高速旋转时有噪音。方案二链条传动中心距变化范围广，平均传动比准确，有较好过载能力，但是运动不均匀，有冲击。方案三带传动中心距变化范围广，传动比较平稳，成本相比其他两种较低，但是它的外廓尺寸较大，转轴上受到的力比较大，传动比不准确，寿命也不高。在本设计中，旋转门转速不高，应尽量减少传动部件安装尺寸。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 旋转自动门研究背景 1
1.2 自动门旋转门发展趋势 1
1.3 旋转门研究的必要性 1
第二章 总体方案设计 3
2.1 方案初步确定 3
2.2 方案选择 4
2.2.1 方案比较 4
2.2.2 确定方案 4
2.3 总体方案思路 4
第三章 机械方案设计 6
3.1 旋转门结构设计 6
3.1.1 旋转门固定部分设计 6
3.1.2 旋转门旋转部分设计 8
3.2驱动方案的设计 9
3.2.1 电动机的选择 9
3.2.3 传动机构的确定 10
第四章 电气控制方案设计 12
4.1 控制系统的控制原理 12
4.1.1 控制系统的控制过程 12
4.1.2 控制系统的控制功能 12
4.2 控制系统的硬件设计 12
4.2.1 PLC的选择 12
4.2.2 PLC外接电气元件的选择 13
4.2.3 变频器的选择 14
4.2.4 触摸屏的选择 15
4.2.5 检测元件的选择 16
4.2.6 PLC的电气原理图 18
4.7 控制系统的软件设计 18
4.7.1 控制系统软件设计的要求 18
4.7.2 PLC程序设计 20
结束语 31
致 谢 32
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
/> 参考文献 33
第一章 绪论
1.1旋转自动门研究背景
从上个世纪的70年代的后期，我国开始引入自动门。日本和欧洲国家的自动门成为第一批进入我国市场的代表。后来，因为我国经济的不断发展，市场的不断扩大，越来越多的外来品牌进入国人的视线，发展趋势逐步加深。
八十年代，我国的在旋转自动门领域处在初级阶段，对于自动控制系统方面的相关技术水平不高，所以，对于旋转自动门自动运行停止以及它的自动安全检测的特点，让很多企业家发现了商机。西方技术的引进和我国改革开放的发展，让一大批优秀人才进入了旋转自动门行业，通过自主研发和相互合作，国内的一些品牌逐步累积了不少经验。但是，由于技术方面远比不上外国品牌，在残酷的竞争中，只有少数企业，慢慢发展起来。
20世纪末期开始，更加多的外国旋转自动门企业进入我国，而国内的旋转自动门企业，在残酷的竞争之后，经过不断的发展，完善，也拥有了一席之地。
总体上讲，国内品牌良莠不济。有一部分企业从一开始的模仿，到技术引进，再到自主创新，逐步形成了自己的品牌特色，拥有不少设计专利，推动了全国旋转自动门行业的发展。但是，也有很多落后低劣的旋转自动门品牌，这些产品在质量上不过关，在技术要求上也达不到理想的目的，同时又带来了不小的安全隐患，反而影响了旋转自动门行业的良好发展。
1.2自动门旋转门发展趋势
20世纪末期以来，在国内机械设计领域与自动控制技术的融合度越来越高，自动控制系统的整体设计会直接影响单旋转自动门产品的等级。
这20 多年来，旋转自动门的设计更加的功能多样化，操作智能化。在旋转自动门中，更多具有实际意义的传感器、光电开关得到了运用，提高了系统的操作灵活性和使用的安全性。人们要求逐渐提高，除了旋转自动门的系统设计，在门的外形设计上也出现了不同风格，以满足不同场合的使用要求。
1.3旋转门研究的必要性
近年来，随着国内改革的深化，全球经济的一体化，我国GDP持续稳定地增长，城市发展的进程越来越快，老百姓对自己生活工作的环境要求也上升了很多。这给我们旋转自动门行业的发展创造一定的条件。对于门的选择，人们从它的功能型特点，逐步发展成技术创新与艺术设计的结合体。在大城市的一些大型建筑的出入口，旋转自动门这样更加智能化的门产品吸引了更多人的注意。将旋转自动门设计在建筑物出入口，能够防止将不良的气味、声音、灰尘和泥土带进建筑物内，同时，旋转自动门能自动启闭、密闭性好、运行平稳安全、节能效率高。同时可以使出入口显得很庄重高档，因此应用非常广泛，适合于宾馆、酒店、银行、字楼、医院、商场等场所。
第二章 总体方案设计
2.1方案初步确定
两翼旋转自动门的五大组成部分：门体结构、驱动系统、传动系统、控制系统和检测系统，设计方案的拟定是通过对它们的计算和分析得来的。
（1）门体结构设计
门体结构的设计分为两个部分，一个是固定部分，另一个是旋转部分，用铝型材和玻璃作为主要的材料。旋转门结构如下：在旋转门轴上安装两页旋转门扇(每页门扇包括一页普通门扇和一页圆弧门扇），通过这种设计，可以让室内和室外达到分离的效果。旋转门扇使用的是强度较高铝型材。在旋转门扇上装上毛条刷子，这样一来，门扇与平地、天花板、曲壁之间的空隙就可以减少，有一定的密封作用。门扇玻璃和曲壁玻璃的材料一般会选择夹胶玻璃或钢化玻璃。
（2）驱动系统设计
通过变频器驱动一台三相异步电机。
（3）传动系统设计
方案一：
传动系统的任务是降低电机的速度或传递力，这样我们选用一台三相异步电机，电机的输出轴通过一对大小齿轮把动力传递给旋转门轴，旋转门轴带动固定在上面的旋转门体转动。从而实现从动力装置到执行装置动力的传递过程。
方案二：
链条传动代替齿轮传动。
方案三：
带传动代替齿轮传动。
（4）控制系统设计
方案一：
用单片机作控制器；通过操作箱的按钮开关，实现不同的控制要求。
方案二：
用PLC作控制器；变频器控制电机，实现速度调节；通过触摸屏上的虚拟按钮开关，实现不同的控制要求。
（5）检测系统设计
检测系统在整个两翼旋转门系统中特别重要，不能忽视。用红外线传感器检测行人，用防碰传感器、防夹传感器以及接近开关保证系统运行的安全性。
2.2方案选择
2.2.1 方案比较
（1）从采用的传动系统上比较
选择传动方案的基本原则是简化传动环节和提高传动效率。方案一齿轮传动外廓尺寸较小，效率高，传动比准确，平稳性好，寿命长，适用的功率和速度范围广，但是制作精度要求高，高速旋转时有噪音。方案二链条传动中心距变化范围广，平均传动比准确，有较好过载能力，但是运动不均匀，有冲击。方案三带传动中心距变化范围广，传动比较平稳，成本相比其他两种较低，但是它的外廓尺寸较大，转轴上受到的力比较大，传动比不准确，寿命也不高。在本设计中，旋转门转速不高，应尽量减少传动部件安装尺寸。
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