基于PLC的自動(dòng)扶梯多功能變頻節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引言

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

　　帶有節(jié)能效果的自動(dòng)扶梯具有以下特點(diǎn)：

　　（1）無(wú)人乘梯時(shí)，扶梯自動(dòng)平穩(wěn)過(guò)渡到節(jié)能運(yùn)行，以1/5額定速度運(yùn)行（可以選擇當(dāng)無(wú)人乘梯時(shí)，扶梯自動(dòng)停止的功能）;

　　（2）有人乘梯時(shí)，扶梯立即自動(dòng)平穩(wěn)過(guò)渡到額定速度運(yùn)行;

　　（3）由于節(jié)能運(yùn)行時(shí)速度很低，機(jī)械部分的磨損大大降低，相對(duì)延長(zhǎng)了扶梯的使用壽命;

　　（4）變頻技術(shù)的采用大大降低了扶梯啟動(dòng)時(shí)對(duì)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(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的快慢循環(huán)或快停循環(huán)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(tǒng)同時(shí)集成了上下梯級(jí)遺失、防驅(qū)動(dòng)鏈斷鏈、防逆轉(zhuǎn)及故障保護(hù)輸出等功能，并可通過(guò)程序內(nèi)部輔助繼電器的狀態(tài)監(jiān)控扶梯運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試十分方便。

2 自動(dòng)扶梯變頻節(jié)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(yùn)行的速度，當(dāng)梯上有乘客時(shí)，扶梯以高速運(yùn)行（例如額定速度），提高客流量，當(dāng)乘客檢測(cè)裝置在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到乘客通過(guò)時(shí)，扶梯開(kāi)始減速轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行（例如0.2m/s，參數(shù)可設(shè)置），此時(shí)一直處于待機(jī)運(yùn)行中，即為非自啟動(dòng)節(jié)能。

　　2.1.2 運(yùn)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(yùn)行時(shí)間記為T(mén)Q，可通過(guò)PLC程序進(jìn)行設(shè)置，具體時(shí)間根據(jù)梯的提升高度和速度而定。

　　2.1.3 運(yùn)行步驟

　　（1） 當(dāng)扶梯上電停止等待，有方向（比如上行）開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，此時(shí)扶梯以低速開(kāi)始節(jié)能運(yùn)行進(jìn)入待機(jī)等待。

　　（2） 下機(jī)房乘客檢測(cè)裝置檢測(cè)是否有人通過(guò)，當(dāng)有人通過(guò)時(shí)，控制器內(nèi)部的高速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為T(mén)C）清零，此時(shí)扶梯開(kāi)始緩慢加速至高速運(yùn)行。

　　（3）高速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為T(mén)C）開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)TC

　　（4） 當(dāng)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(yùn)行待機(jī)等待狀態(tài)，如此循環(huán)往復(fù)運(yùn)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(xiàn)

　　安裝在扶梯入口處的乘客檢測(cè)裝置檢測(cè)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(yùn)行的速度，當(dāng)梯上有乘客時(shí)，扶梯以高速運(yùn)行（例如額定速度），提高客流量，當(dāng)乘客檢測(cè)裝置在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到乘客通過(guò)時(shí)，扶梯開(kāi)始減速轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行（例如0.2m/s，參數(shù)可設(shè)置），當(dāng)乘客檢測(cè)裝置在一段時(shí)間內(nèi)又沒(méi)檢測(cè)到乘客乘梯時(shí)，扶梯開(kāi)始進(jìn)入停止運(yùn)行等待狀態(tài)，即為自啟動(dòng)節(jié)能。

　　2.2.2 運(yùn)行狀態(tài)描述

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

　　2.2.3 運(yùn)行步驟

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

　　（2） 下機(jī)房光電檢測(cè)裝置檢測(cè)是否有人通過(guò)，當(dāng)有人通過(guò)時(shí)，控制器內(nèi)部的高速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為T(mén)C）清零，此時(shí)扶梯開(kāi)始緩慢加速至高速運(yùn)行。

　　（3） 高速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為T(mén)C）開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)TC

　　（4）當(dāng)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(yùn)行狀態(tài)中。

　　（5） 低速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為T(mén)SC）開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)TSC TS時(shí)，若此時(shí)有人進(jìn)入，TC清零重新開(kāi)始計(jì)時(shí)，扶梯加速至高速運(yùn)行狀態(tài)，又進(jìn)入高速運(yùn)行狀態(tài)中。

　　（6） 當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)人乘梯即TSC≥TS時(shí)，扶梯停止運(yùn)行進(jìn)入等待中，如此循環(huán)往復(fù)運(yùn)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