基于PLC的自動扶梯多功能變頻節(jié)能控制系統(tǒng)設計

1 引言

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

　　帶有節(jié)能效果的自動扶梯具有以下特點：

　?。?）無人乘梯時，扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運行，以1/5額定速度運行（可以選擇當無人乘梯時，扶梯自動停止的功能）;

　　（2）有人乘梯時，扶梯立即自動平穩(wěn)過渡到額定速度運行;

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

　?。?）變頻技術的采用大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊。

　　目前節(jié)能扶梯大多形式和功能單一，僅能實現(xiàn)簡單的快慢循環(huán)或快停循環(huán)。本系統(tǒng)設計的亮點是快慢循環(huán)和快慢停循環(huán)是可以通過程序進行自由選擇的，系統(tǒng)同時集成了上下梯級遺失、防驅動鏈斷鏈、防逆轉及故障保護輸出等功能，并可通過程序內部輔助繼電器的狀態(tài)監(jiān)控扶梯運行狀態(tài)，現(xiàn)場調試十分方便。

2 自動扶梯變頻節(jié)能控制方式

　　2.1 變頻非自啟動（快慢循環(huán)）

　　2.1.1 功能描述

　　通過增加變頻器來控制扶梯運行的速度，當梯上有乘客時，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間內沒有檢測到乘客通過時，扶梯開始減速轉為低速運行（例如0.2m/s，參數(shù)可設置），此時一直處于待機運行中，即為非自啟動節(jié)能。

　　2.1.2 運行狀態(tài)描述

　　變頻控制，無人時低速，有人時高速。高速運行時間記為TQ，可通過PLC程序進行設置，具體時間根據(jù)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）開始運行時，此時扶梯以低速開始節(jié)能運行進入待機等待。

　?。?） 下機房乘客檢測裝置檢測是否有人通過，當有人通過時，控制器內部的高速運行時間計數(shù)器（記為TC）清零，此時扶梯開始緩慢加速至高速運行。

　?。?）高速運行時間計數(shù)器（記為TC）開始計數(shù)，當TC

　　（4） 當有一段時間沒人乘梯即TC≥TQ時，扶梯又開始減速進入低速運行待機等待狀態(tài)，如此循環(huán)往復運行。

　　圖1為自動扶梯快慢循環(huán)控制時序圖。

圖1 自動扶梯快慢循環(huán)控制時序圖

　　2.1.4 功能實現(xiàn)

　　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（快慢停循環(huán)）

　　2.2.1 功能描述

　　通過增加變頻器來控制扶梯運行的速度，當梯上有乘客時，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間內沒有檢測到乘客通過時，扶梯開始減速轉為低速運行（例如0.2m/s，參數(shù)可設置），當乘客檢測裝置在一段時間內又沒檢測到乘客乘梯時，扶梯開始進入停止運行等待狀態(tài)，即為自啟動節(jié)能。

　　2.2.2 運行狀態(tài)描述

　　變頻控制，長時間無人乘梯時停止，有人乘梯時高速運行。高速運行時間記為TQ，低速運行時間TS，兩個參數(shù)可通過PLC程序進行設置，具體時間根據(jù)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）開始運行時，此時扶梯進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，當有人通過時，控制器內部的高速運行時間計數(shù)器（記為TC）清零，此時扶梯開始緩慢加速至高速運行。

　?。?） 高速運行時間計數(shù)器（記為TC）開始計時，當TC

　　（4）當有一段時間沒人乘梯即TC≥TQ時，扶梯開始減速進入低速運行狀態(tài)中。

　　（5） 低速運行時間計數(shù)器（記為TSC）開始計時，當TSC TS時，若此時有人進入，TC清零重新開始計時，扶梯加速至高速運行狀態(tài)，又進入高速運行狀態(tài)中。

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

　　圖2為自動扶梯快慢停循環(huán)控制時序圖。

圖2 自動扶梯快慢停循環(huán)控制時序圖