基于PLC的自動(dòng)扶梯多功能變頻節能控制系統設計

1 引言

　　自動(dòng)扶梯廣泛應用于大型商場(chǎng)、超市、機場(chǎng)、地鐵、賓館等場(chǎng)合。大多數扶梯在客流量大的時(shí)候，工作于額定的運行狀態(tài)，在沒(méi)有乘客時(shí)仍以額定速度運行，具有耗能大、機械磨損嚴重、使用壽命低等缺點(diǎn)。采用PLC與變頻控制相結合的節能控制系統，已成為自動(dòng)扶梯控制技術(shù)的發(fā)展方向。

　　帶有節能效果的自動(dòng)扶梯具有以下特點(diǎn)：

　?。?）無(wú)人乘梯時(shí)，扶梯自動(dòng)平穩過(guò)渡到節能運行，以1/5額定速度運行（可以選擇當無(wú)人乘梯時(shí)，扶梯自動(dòng)停止的功能）;

　?。?）有人乘梯時(shí)，扶梯立即自動(dòng)平穩過(guò)渡到額定速度運行;

　?。?）由于節能運行時(shí)速度很低，機械部分的磨損大大降低，相對延長(cháng)了扶梯的使用壽命;

　?。?）變頻技術(shù)的采用大大降低了扶梯啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊。

　　目前節能扶梯大多形式和功能單一，僅能實(shí)現簡(jiǎn)單的快慢循環(huán)或快停循環(huán)。本系統設計的亮點(diǎn)是快慢循環(huán)和快慢停循環(huán)是可以通過(guò)程序進(jìn)行自由選擇的，系統同時(shí)集成了上下梯級遺失、防驅動(dòng)鏈斷鏈、防逆轉及故障保護輸出等功能，并可通過(guò)程序內部輔助繼電器的狀態(tài)監控扶梯運行狀態(tài)，現場(chǎng)調試十分方便。

2 自動(dòng)扶梯變頻節能控制方式

　　2.1 變頻非自啟動(dòng)（快慢循環(huán)）

　　2.1.1 功能描述

　　通過(guò)增加變頻器來(lái)控制扶梯運行的速度，當梯上有乘客時(shí)，扶梯以高速運行（例如額定速度），提高客流量，當乘客檢測裝置在一段時(shí)間內沒(méi)有檢測到乘客通過(guò)時(shí)，扶梯開(kāi)始減速轉為低速運行（例如0.2m/s，參數可設置），此時(shí)一直處于待機運行中，即為非自啟動(dòng)節能。

　　2.1.2 運行狀態(tài)描述

　　變頻控制，無(wú)人時(shí)低速，有人時(shí)高速。高速運行時(shí)間記為T(mén)Q，可通過(guò)PLC程序進(jìn)行設置，具體時(shí)間根據梯的提升高度和速度而定。

　　2.1.3 運行步驟

　?。?） 當扶梯上電停止等待，有方向（比如上行）開(kāi)始運行時(shí)，此時(shí)扶梯以低速開(kāi)始節能運行進(jìn)入待機等待。

　?。?） 下機房乘客檢測裝置檢測是否有人通過(guò)，當有人通過(guò)時(shí)，控制器內部的高速運行時(shí)間計數器（記為T(mén)C）清零，此時(shí)扶梯開(kāi)始緩慢加速至高速運行。

　?。?）高速運行時(shí)間計數器（記為T(mén)C）開(kāi)始計數，當TC

　?。?） 當有一段時(shí)間沒(méi)人乘梯即TC≥TQ時(shí)，扶梯又開(kāi)始減速進(jìn)入低速運行待機等待狀態(tài)，如此循環(huán)往復運行。

　　圖1為自動(dòng)扶梯快慢循環(huán)控制時(shí)序圖。

圖1 自動(dòng)扶梯快慢循環(huán)控制時(shí)序圖

　　2.1.4 功能實(shí)現

　　安裝在扶梯入口處的乘客檢測裝置檢測是否有人乘梯。

　　2.2 變頻自啟動(dòng)（快慢停循環(huán)）

　　2.2.1 功能描述

　　通過(guò)增加變頻器來(lái)控制扶梯運行的速度，當梯上有乘客時(shí)，扶梯以高速運行（例如額定速度），提高客流量，當乘客檢測裝置在一段時(shí)間內沒(méi)有檢測到乘客通過(guò)時(shí)，扶梯開(kāi)始減速轉為低速運行（例如0.2m/s，參數可設置），當乘客檢測裝置在一段時(shí)間內又沒(méi)檢測到乘客乘梯時(shí)，扶梯開(kāi)始進(jìn)入停止運行等待狀態(tài)，即為自啟動(dòng)節能。

　　2.2.2 運行狀態(tài)描述

　　變頻控制，長(cháng)時(shí)間無(wú)人乘梯時(shí)停止，有人乘梯時(shí)高速運行。高速運行時(shí)間記為T(mén)Q，低速運行時(shí)間TS，兩個(gè)參數可通過(guò)PLC程序進(jìn)行設置，具體時(shí)間根據梯的提升高度和速度而定。

　　2.2.3 運行步驟

　?。?） 當扶梯上電停止等待，有方向（比如上行）開(kāi)始運行時(shí)，此時(shí)扶梯進(jìn)入上行停止等待運行中。

　?。?） 下機房光電檢測裝置檢測是否有人通過(guò)，當有人通過(guò)時(shí)，控制器內部的高速運行時(shí)間計數器（記為T(mén)C）清零，此時(shí)扶梯開(kāi)始緩慢加速至高速運行。

　?。?） 高速運行時(shí)間計數器（記為T(mén)C）開(kāi)始計時(shí)，當TC

　?。?）當有一段時(shí)間沒(méi)人乘梯即TC≥TQ時(shí)，扶梯開(kāi)始減速進(jìn)入低速運行狀態(tài)中。

　?。?） 低速運行時(shí)間計數器（記為T(mén)SC）開(kāi)始計時(shí)，當TSC TS時(shí)，若此時(shí)有人進(jìn)入，TC清零重新開(kāi)始計時(shí)，扶梯加速至高速運行狀態(tài)，又進(jìn)入高速運行狀態(tài)中。

　?。?） 當一段時(shí)間內沒(méi)人乘梯即TSC≥TS時(shí)，扶梯停止運行進(jìn)入等待中，如此循環(huán)往復運行。

　　圖2為自動(dòng)扶梯快慢停循環(huán)控制時(shí)序圖。

圖2 自動(dòng)扶梯快慢停循環(huán)控制時(shí)序圖