基于PLC的自动扶梯多功能变频节能控制系统设计

1 引言

　　自动扶梯广泛应用于大型商场、超市、机场、地铁、宾馆等场合。大多数扶梯在客流量大的时候，工作于额定的运行状态，在没有乘客时仍以额定速度运行，具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。采用PLC与变频控制相结合的节能控制系统，已成为自动扶梯控制技术的发展方向。

　　带有节能效果的自动扶梯具有以下特点：

　　（1）无人乘梯时，扶梯自动平稳过渡到节能运行，以1/5额定速度运行（可以选择当无人乘梯时，扶梯自动停止的功能）;

　　（2）有人乘梯时，扶梯立即自动平稳过渡到额定速度运行;

　　（3）由于节能运行时速度很低，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。

　　目前节能扶梯大多形式和功能单一，仅能实现简单的快慢循环或快停循环。本系统设计的亮点是快慢循环和快慢停循环是可以通过程序进行自由选择的，系统同时集成了上下梯级遗失、防驱动链断链、防逆转及故障保护输出等功能，并可通过程序内部辅助继电器的状态监控扶梯运行状态，现场调试十分方便。

2 自动扶梯变频节能控制方式

　　2.1 变频非自启动（快慢循环）

　　2.1.1 功能描述

　　通过增加变频器来控制扶梯运行的速度，当梯上有乘客时，扶梯以高速运行（例如额定速度），提高客流量，当乘客检测装置在一段时间内没有检测到乘客通过时，扶梯开始减速转为低速运行（例如0.2m/s，参数可设置），此时一直处于待机运行中，即为非自启动节能。

　　2.1.2 运行状态描述

　　变频控制，无人时低速，有人时高速。高速运行时间记为TQ，可通过PLC程序进行设置，具体时间根据梯的提升高度和速度而定。

　　2.1.3 运行步骤

　　（1） 当扶梯上电停止等待，有方向（比如上行）开始运行时，此时扶梯以低速开始节能运行进入待机等待。

　　（2） 下机房乘客检测装置检测是否有人通过，当有人通过时，控制器内部的高速运行时间计数器（记为TC）清零，此时扶梯开始缓慢加速至高速运行。

　　（3）高速运行时间计数器（记为TC）开始计数，当TC

　　（4） 当有一段时间没人乘梯即TC≥TQ时，扶梯又开始减速进入低速运行待机等待状态，如此循环往复运行。

　　图1为自动扶梯快慢循环控制时序图。

图1 自动扶梯快慢循环控制时序图

　　2.1.4 功能实现

　　安装在扶梯入口处的乘客检测装置检测是否有人乘梯。

　　2.2 变频自启动（快慢停循环）

　　2.2.1 功能描述

　　通过增加变频器来控制扶梯运行的速度，当梯上有乘客时，扶梯以高速运行（例如额定速度），提高客流量，当乘客检测装置在一段时间内没有检测到乘客通过时，扶梯开始减速转为低速运行（例如0.2m/s，参数可设置），当乘客检测装置在一段时间内又没检测到乘客乘梯时，扶梯开始进入停止运行等待状态，即为自启动节能。

　　2.2.2 运行状态描述

　　变频控制，长时间无人乘梯时停止，有人乘梯时高速运行。高速运行时间记为TQ，低速运行时间TS，两个参数可通过PLC程序进行设置，具体时间根据梯的提升高度和速度而定。

　　2.2.3 运行步骤

　　（1） 当扶梯上电停止等待，有方向（比如上行）开始运行时，此时扶梯进入上行停止等待运行中。

　　（2） 下机房光电检测装置检测是否有人通过，当有人通过时，控制器内部的高速运行时间计数器（记为TC）清零，此时扶梯开始缓慢加速至高速运行。

　　（3） 高速运行时间计数器（记为TC）开始计时，当TC

　　（4）当有一段时间没人乘梯即TC≥TQ时，扶梯开始减速进入低速运行状态中。

　　（5） 低速运行时间计数器（记为TSC）开始计时，当TSC TS时，若此时有人进入，TC清零重新开始计时，扶梯加速至高速运行状态，又进入高速运行状态中。

　　（6） 当一段时间内没人乘梯即TSC≥TS时，扶梯停止运行进入等待中，如此循环往复运行。

　　图2为自动扶梯快慢停循环控制时序图。

图2 自动扶梯快慢停循环控制时序图