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PLC-变频器控制自动扶梯系统

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PLC－变频器控制自动扶梯系统

摘要】
自动扶梯是带有循环运动梯路向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备，用以在建筑物的不同高度间运载人员上下的一种连续循环输送的运输工具。自动扶梯非常适合在车站、机场、商场等客流量较大的公共场合使用，目前国内使用的自动扶梯空载时仍是额定速度运行，采用同一速度运行模式，没有根据人流量的多少来调节拖动电动机的运转速度，具有耗能大，机械磨损大，使用寿命降低等缺点。本系统根据人流量自动调节扶梯的运行速度，对节约能量和延长扶梯的使用寿命起到巨大的作用。
【关键词】自动扶梯 安全保护装置 可编程控制 变频控制
【前言】
自动扶梯是由一台特种结构型式的输送机和两台特殊结构型式的胶带输送机组合而成的，广泛应用于商厦、超市、地铁、车站、商务中心等客流量较大的公共场所，作为一种商用载人设备，因此自动扶梯的安全性非常重要，扶梯必须设置安全保护装置，以保证自动扶梯上的乘客绝对安全。自动扶梯的整体设计应该满足特定的商业规范，它必须经济、低噪声且运行平稳。采用合理的导轨梯路系统设计，即能降低运行阻力，节约能耗，减小噪声，延长使用寿命。
继电器控制的自动扶梯过去用得比较多，这种电气控制原理比较简单、直观，线路包括主电路、安全保护电路、控制电路、制动器电路以及照明电路等。由于触点较多，造成线路比较复杂，运行故障多，故障排除困难，目前这种控制线路的自动扶梯处于淘汰阶段。
采用可编程（PLC）控制方式的自动扶梯可克服继电器控制方式的缺点，达到可靠性高、编程简单、通用性强、维修方便等。采用变压变频调速技术，可灵活调节电动机的旋转速度。
使用先进的电动机控制技术，保证电动机的运行性能。使用新型的检测材料，可以更准确地检测各种外部信号、反馈信号，实现自动扶梯的闭环控制、智能控制。
一、PLC－变频器控制自动扶梯的安全保护装置
本系统共配备多个安全保护开关，如遇到非正常状况，其能自动切断自动扶梯的控制电源，使自动扶梯迅速停止运行。配备的安全保护装置包括：
（一）必备安全保护装置
1、梯头（尾）急停开关（四个）
2、裙板（防夹）开关（四--六个）
3、梳齿板防夹开关（四个）
4、梯级下陷开关（一二个）
5、防断链开关（二个）
6、扶手带防夹物开关（俗称猪咀）（四个）
7、相位保护
8、过载（热）保护
9、制动器保护
10、传动链过长保护
11、扶手带同步测量开关
12、速度监测（超速）保护开关
13、梯级间隙照明
（二）辅助安全保护装置
1、梯级边框黄色线条
2、裙板安全刷
部分安全保护装置安装位置图：
扶手带防夹物开关
梯头急停开关
（控制屏）急停开关

梯级间隙照明
速度监测（超速）保护开关
梳齿板防夹开关 梯级下陷开关
裙板（防夹）开关
防断链开关
二、PLC－变频器控制自动扶梯的功能
PLC－变频器控制自动扶梯系统针对现有自动扶梯电气控制系统进行改造，加入变频控制技术，与可编程控制技术一起构成自动、节能型自动扶梯控制系统。整套控制系统采用闭环控制方式，通过光电测量装置检测人流量信号，根据接收到的人流量信号对拖动电动机进行变频调速控制，实现自动扶梯在无人搭乘时转入低速运行，处于低能耗状态，当检测到有人进入自动扶梯范围时，自动扶梯立即加速转入高速运行状态。
具体功能包括：
1、低速起动运行：起动过程以低速运行，对自动扶梯运行系统进行自检，防止高速运行对自动扶梯运行部件的冲击。
2、省电运行模式：自动扶梯正常运行20秒，上（或下）基站感应器检测到没有人进入自动扶梯范围时，自动扶梯自动转入低速状态，处于省电运行模式电动机输出功率降低，起到节约能源的目的；当有人进入扶梯范围时马上加速转入高速运行状态。
3、延时安全保护功能：当自动扶梯因各种原因停车，必须经过5秒后才可以重新起动，防止扶梯瞬间再次起动或突然反转对梯级上乘客的伤害。
4、半自动保养系统：自动扶梯起动和连续运行8小时后均加油一次。
5、速度检测系统：当自动扶梯运行速度超过额定运行速度时电梯马上停止运行。
三、PLC－变频器控制自动扶梯的接线图
本系统的电气控制框图：

自动扶梯的运行 自动扶梯 自动扶梯 自动扶梯
方向及速度控制 安全保护电路 的流量检测 保养泵控制

变频器 PLC
本系统的PLC接线图：

本系统的变频器接线图：

元件符号对照表
元件符号
名称
元件符号
名称
QC
电源接触器
SDG
速度检测感应器
DC
运行接触器
SFA
上行按钮
YJ
电压继电器
XFA
下行按钮
ZDQ
制动器
TZA
停止按钮
ZDJ
制动器继电器
SDK
速度检测短接开关
YB
油泵机
JXK
检修开关
YBJ
油泵继电器
STF
上行
PG
旋转编码器
STR
下行
SJG

上基站感应器
RH
快车
XJG
下基站感应器
RL
慢车

变频器参数设置
参数号
名称
设定值
Pr.001
上限频率
50HZ
Pr.004
多段速度设定（高速）
50HZ
Pr.006
多段速度设定（低速）
20HZ
Pr.025
多段速度设定
10HZ
Pr.029
加/减速曲线
2
Pr.079
操作模式选择
2
Pr.144
电动机极数
4
Pr.359
PLG旋转方向
0
Pr.367
速度反馈范围
3.3
Pr.369
PLG脉冲数
1000
Pr.370
控制模式选择
1
PLC－变频器控制自动扶梯系统的核心技术在于PLC程序的编写调试、变频器的内部参数设置及PLC、变频器等主要控制部件的内部接线，最终实现扶梯的自动、节能控制。
四、PLC－变频器控制自动扶梯的优点：
1、系统采用PLC可编程序控制器与变频器的控制组合，具有功能强、系统安全性更可靠等优点。
2、无人乘梯时，保证扶梯自动平稳过渡到节能运行状态，以1/5额定速度运行。有人乘梯时，保证扶梯自动以节能速度平稳过渡到额定速度运行。扶梯空载时以节能速度模式运行，电流仅为空载时额定速度运行电流的1/3。检修运行时，扶梯系统以1/2额定速度运行，便于检修和观察扶梯机构的运动情况。
3、由于无人乘梯时扶梯运行速度很低，机械部分的磨损大大降低，相对延长了扶梯的使用寿命。
4、变频技术的采用大大降低了扶梯启动时对电网的冲击，采用变频器可有效改善电网的功率因数，降低无功损耗。
5、改造中充分考虑了变频系统与原系统的并存，便于系统故障时相互切换，不影响用户的使用。
6、对原有扶梯进行改造容易实现，改造的设备费用与电能节约和机械磨损的费用相比，投入不大，短期内即可收回投资，采用PLC－变频器控制自动扶梯比原来节电能近60%。
PLC－变频器控制自动扶梯系统在节能、安全等方面的先进技术可在电梯行业广泛推广，本系统的成功使用，将具有显著的经济效益和社会效益。