【正文】 元件進(jìn)行控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。這種扶梯即使在無乘客使用時(shí)仍以額定的速度來不停的運(yùn)行 ， 這樣具有耗能大、機(jī)械磨損嚴(yán)重、使用壽命低等缺點(diǎn)。一般可分為兩大類 ： 一類是必備的安全裝置 ； 另一類是輔助的安全裝置。采用鋁合金整體壓鑄而成的梯級為整體梯級 ： 采用鋁合金分零件壓鑄拼裝而成的梯級為分體式。這樣 ，全部梯級通過按一定得規(guī)律布置的導(dǎo)軌運(yùn)行 ， 可以做到在自動(dòng)扶梯上分支的梯級保持水平 ， 而在下分支的梯級可以倒掛。導(dǎo)軌系統(tǒng)的作用在于支承由梯級主輪和輔輪傳遞來的梯路載荷 ， 保證梯級按一定得規(guī)律運(yùn)動(dòng)以及防止梯級跑偏等。目前 ，一般采用彈簧張緊裝置這種結(jié)構(gòu)形式的張緊裝置鏈輪軸的兩端各裝在滑塊內(nèi) ，滑塊可在固定 的滑槽中滑動(dòng) ， 以調(diào)節(jié)牽引鏈條的張力，使自動(dòng)扶梯的牽引鏈條獲得必要的初張力 ， 以保證自動(dòng)扶梯正常運(yùn)轉(zhuǎn)。扶手裝置由扶手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、扶手膠帶、欄桿等組成。使用牽引齒條的驅(qū)動(dòng)裝置裝在傾斜直線區(qū)段上下分支的當(dāng)中即所謂中 間驅(qū)動(dòng)式的。 牽引構(gòu)件 自動(dòng)扶梯所用牽引構(gòu)件有牽引鏈條與牽引齒條兩種。 以保證機(jī)器在若干年內(nèi)每天能進(jìn)行長時(shí)間工作。 每天連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間很長。 改造中借用了原系統(tǒng)的安全條件，加上變頻器自身的安全環(huán)節(jié)使得改造后的系統(tǒng)更安全、更可靠。 檢修運(yùn)行時(shí)：扶梯系統(tǒng)以 1/2 額定速度運(yùn)行，便于檢修和觀察扶梯機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況，避免了原系統(tǒng)以額定速度運(yùn) 行、點(diǎn)動(dòng)操作停止不及時(shí)的不足。變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用面廣，是工業(yè)企業(yè)和日常生活中普遍需要的新技術(shù)，被用來改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 扶梯空載時(shí)電 流僅為額定速度運(yùn)行時(shí)電流的三分之一，節(jié)能效果明顯。 自動(dòng)扶梯調(diào)速系統(tǒng)的特征 本文中自動(dòng)扶梯調(diào)速系統(tǒng)的性能特點(diǎn)： 無乘客時(shí)，電梯低速運(yùn)行，當(dāng)有乘客到達(dá)入口時(shí)，電梯自 動(dòng)轉(zhuǎn)入全速運(yùn)行。國有自動(dòng)扶梯企業(yè)經(jīng)歷幾十年的發(fā)展，實(shí)力明顯增強(qiáng)，基礎(chǔ)設(shè)施也比較完善。其余如瑞士的迅達(dá)電梯公司，芬蘭的柯尼電梯公司，也是有名的電梯制造企業(yè)。 關(guān)鍵詞 ： 扶梯系統(tǒng) ； PLC； FRB70A 變頻器 Abstract Abstract Escalator type of chain conveyor is a special structure and special structure belt conveyor of the bination of the two, used to carry people up and down between different height of a continuous conveyor machinery. Since the first escalator was born in name, and so far about the development of the escalator of over 100 years. Escalators to carry passengers as a means of transportation, not only narrow the distance between the target successfully, and make the ultra short (., floors, platform, etc.) between the flow of large transport personnel to make possible. Escalator applications have changed our lives. As the escalator further development in the direction of the hightech, energy saving, intelligent, inverter has been widely used in the field of escalator. Based on PLC and inverter as the core of the escalator control system according to the customer39。自動(dòng)扶梯的應(yīng)用已經(jīng)改變了我們的生活。學(xué) 號： 202005030112 HEBEI UNITED UNIVERSITY 畢業(yè)論 文 GRADUATE THESIS 設(shè)計(jì)題目：基于 PLC 的變頻調(diào)速自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 侯玉貞 專業(yè)班級 ： 09 電氣 3 班 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 周亞羅 講師 2020 年 6 月 17 日 摘 要 摘 要 自動(dòng)扶梯是一臺特種結(jié)構(gòu)型式的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和兩臺特殊結(jié)構(gòu)型式的膠帶輸送機(jī)組合的，用于不同層高間運(yùn)載人員上下的一種連續(xù)輸送機(jī)械。隨著自動(dòng)扶梯進(jìn)一步向著高科技、節(jié)能、智能化的方向發(fā)展，變頻器在扶梯領(lǐng)域也被廣泛地應(yīng)用。s request to modify previous elevator control system, which not only avoids the disadvantages of the old system and more energy saving. This control system is advanced, reliable, economic and other characteristic. Keywords ： escalator system。后起之秀的日本電梯制造業(yè)，以“日立”、“三菱”為代表，在國際上也有一定的聲譽(yù)。但是面對當(dāng)今激烈的自動(dòng)扶梯市場競爭，如何避免自動(dòng)扶梯 耗能大，機(jī)械磨損嚴(yán)重，使用壽命短等缺點(diǎn) ， 對自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)的改造勢在必行。即應(yīng)用變頻調(diào)速可以進(jìn)行電機(jī)軟啟動(dòng)；乘客離開電梯后若再無乘客，則電梯自動(dòng)轉(zhuǎn)回低速運(yùn)行；啟動(dòng)、停止或速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)順暢，舒適性較好；當(dāng)扶梯處于下行狀態(tài)時(shí)，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，能量回饋電網(wǎng)，此時(shí)電機(jī)不受變頻器控制。由于無人乘梯時(shí)運(yùn)行速度很低，機(jī)械部分的磨損大大降低，相對延長了扶梯的使用壽命。 本文主要介紹 佛朗克 FRS70A 變頻器 和 PLC 在自動(dòng)扶梯調(diào)速節(jié)能 系統(tǒng)中 的應(yīng)用 。 由于無人乘梯時(shí)節(jié)能運(yùn)行時(shí)速度很低，機(jī)械部分的磨損大大降低，相對延長了扶梯的使用壽命。 扶梯節(jié)能改造的設(shè)備費(fèi)用與電能節(jié)約和機(jī)械磨損的費(fèi)用相比，投入不大，短期內(nèi)即可收回投資，因此扶梯變頻節(jié)能 安全改造技術(shù)的研制和使用成功，能提高現(xiàn)有扶梯安全節(jié)能，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此對驅(qū)動(dòng)裝置提出較高的設(shè)計(jì)要求。由于驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置地點(diǎn)位置的限制 ， 要求機(jī)構(gòu)盡量的緊湊 ， 并要求裝拆維修方便。牽引構(gòu)件是傳遞牽引力的構(gòu)件。 扶手裝置 扶手裝置是供站立在自動(dòng)扶梯上的乘客扶手用的。扶手裝置是裝在自動(dòng)扶梯梯路兩側(cè)的兩臺特種結(jié)構(gòu)形式的膠帶輸送機(jī)。補(bǔ)償牽引鏈條在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的伸長 ； 牽引鏈條及梯級由一個(gè)分支過渡到另一分支的改向功能；梯路導(dǎo)向所必須的部件 ， 如轉(zhuǎn)向壁等均裝在張緊裝置上的。 因此 ， 要求軌道既要滿足梯路設(shè)計(jì)要求 ， 還應(yīng)具有光滑、平整、耐磨的工作表面 ， 并具有一定得尺寸精度。 在一臺自動(dòng)扶梯中 ， 梯級是數(shù)量最河北聯(lián)合大學(xué)電氣工程學(xué)院 4 多的部件。 電氣控制系統(tǒng) 自動(dòng)扶梯是一種連續(xù)輸送機(jī)械 ， 其電氣控制系統(tǒng)與電梯電氣控制系統(tǒng)相比區(qū)別主要體現(xiàn)在 ： 自動(dòng)扶梯基本上不帶負(fù)載起動(dòng) ； 自動(dòng)扶梯的運(yùn)行速度保持不變 ； 自動(dòng)扶梯不頻繁起制動(dòng) ； 無加減速問題 ； 自動(dòng)扶梯正常運(yùn)行時(shí)不需改變運(yùn)行方向 ， 自動(dòng)扶梯無開關(guān)門系統(tǒng) ； 自動(dòng)扶梯不需要信號登錄及信號顯示系統(tǒng) ； 自動(dòng)扶梯不需要考慮其運(yùn)行位置及運(yùn)行狀態(tài)。 必備安全裝置工作制動(dòng)器 ； 附加制動(dòng)器 ； 速度監(jiān)控裝置 ； 牽引鏈條伸長和斷裂保護(hù)設(shè)備 ； 梳齒板保護(hù)裝置 ； 扶手膠帶入口防異物保護(hù)裝置及扶手帶斷帶監(jiān)控裝置 ； 梯級塌陷保護(hù)裝置 ； 裙板保護(hù)裝置 ； 梯級間隙照明裝置 ； 電機(jī)保護(hù) ； 相位保護(hù) ； 急停按鈕 ； 非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置。 眾所周知 ， 目前生活中現(xiàn)行普遍應(yīng)用的自動(dòng)控制系統(tǒng)有三種 ： 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)、繼電器控制系統(tǒng)。所謂繼電特性是 指在輸入信號作用下輸出僅為通、斷等幾個(gè)狀態(tài)的特性。對于繼電控制型伺服系統(tǒng) ,繼電控制是指驅(qū)動(dòng)電源的全部電壓按照控制偏差值符號的正或負(fù) ,正向或反向地加到執(zhí)行電動(dòng)機(jī)上。其他如液壓和氣動(dòng)閥等也是具有繼電特性的元件。 其具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn) ， 廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測量和通信等裝置中。以繼電器為控制系統(tǒng)的自動(dòng)扶梯已逐漸受到高技術(shù)要求的沖擊。 但 PLC 有其應(yīng)用的局限性 ， 比如說輸入輸出對電源電壓的要求、價(jià)格高等因素 ， 因此在自動(dòng)扶梯的控制上采用 PLC 并不是最理想的。 由于變頻調(diào)速具有調(diào)速的機(jī)械特性好 ， 效率高 ， 調(diào)速范圍寬 ， 精度高 ， 調(diào)整特性曲線 平分 ， 可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的、平穩(wěn)的調(diào)速 ， 體積小、維護(hù)簡單方便、自動(dòng)化水平高等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)而倍受人們的青睞。系統(tǒng)采用變頻器、可編程控制器 （ PLC） 等現(xiàn)代控制技術(shù) ，第二章扶梯系統(tǒng)的方案論證 對自動(dòng)扶梯進(jìn)行閉環(huán)控制 ， 具 有手動(dòng)、自動(dòng)操作方式。應(yīng)用變頻器和可編程控制器 （ PLC） 構(gòu)成變頻調(diào)速系統(tǒng)對傳統(tǒng)扶梯進(jìn)行 節(jié)能改造 ， 能夠有效節(jié)約能源 ， 降低運(yùn)行成本。 第三章控制系統(tǒng)的組成和硬件的選擇 8 第三章 控制系統(tǒng)的組成和硬件的選擇 控制系統(tǒng)的組成 圖 控制系統(tǒng)框圖 該系統(tǒng)主要由以下 幾部分組成 ： 電源、 PLC、變頻器等。因此 ， 在選擇電動(dòng)機(jī)種類時(shí) ， 若工作機(jī)械對拖動(dòng)系統(tǒng)無過高要求 ， 應(yīng)優(yōu)先考慮選用交流電動(dòng)機(jī)。 對于電動(dòng)機(jī) 的類型 ， 除了根據(jù)使用狀況和被傳動(dòng)機(jī)械的要求 ， 合理選擇結(jié)構(gòu)形式、安裝方式 （ 如軸的方向和軸伸 ， 底腳安裝或凸緣安裝等 ） 以及與傳動(dòng)機(jī)械的連接方式 （ 直接連接、齒輪箱、帶輪、鏈傳動(dòng) ） 外 ， 還應(yīng)根據(jù)溫升情況和使用環(huán)境選擇合適的通風(fēng)方式和防護(hù)等級等。額定功率相同 的電動(dòng)機(jī) ， 額定轉(zhuǎn)速越高 ，其體積越小 ， 重量越輕 ， 價(jià)格也越低?？梢宰C明 ， 從縮短起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間和減小起動(dòng)、制動(dòng)過程中能量損耗的角度考慮 ， 應(yīng)選用 GD2 與額定轉(zhuǎn)速 n 乘積最小的電動(dòng)機(jī)。由于某些通用變頻器低速運(yùn)行特性不理想 ， 所以最低頻率越高越好。 本系統(tǒng)采用 Y 系列三相交流電動(dòng)機(jī)，下面是 Y 系列的交流電動(dòng)機(jī)的一些參數(shù)。因?yàn)檫@是每秒鐘內(nèi)的情況，而功率就是每秒鐘內(nèi)做功的多少，所以 150J 說明了每 多 一個(gè)人，那電機(jī)功率將增加 150W， 所以，除去電機(jī)本身消耗7A*380V=2660W 的功率外，剩下 92402660W=6580W 的功率就是可以用來載人的，由 （ 6580W） /（ 150W/人） =43 人。對于滑動(dòng)軸承約在 300~500mV，（ 有效值 ）， 滾動(dòng)軸承在 300 mV 左右。 （ 2） 中間速度 采用普通異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí) ， 要考慮在連續(xù)可調(diào)速度區(qū)段（中間速度）內(nèi)運(yùn)行時(shí)的機(jī)械共振問題。 預(yù)防浪涌電源的危害 由于通用變頻器的功率開關(guān)器件在工作時(shí)產(chǎn)生浪涌電壓 ， 當(dāng)通用變頻器驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)時(shí) ， 有時(shí)需要采取措施防止浪涌電壓對電動(dòng)機(jī)絕緣的破壞。 其結(jié)構(gòu)圖如圖 圖 PLC 結(jié)構(gòu)圖 二、 PLC 特點(diǎn) 可靠性高 ， 抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。從 PLC 的機(jī)外電路來說 ， 使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng) ， 和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比 ， 電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一 ， 故障也就大大降低。 配套齊全 ， 功能完善 ， 適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天 ， 已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展 ， 使用 PLC 組 成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 體積小 ， 重量輕 ， 能耗低 以超小型 PLC 為例 ， 新近出產(chǎn)的品種底部尺 寸小于 100mm， 重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。 第三章控制系統(tǒng)的組成和硬件的選擇 14 電氣系統(tǒng)組成以后，為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，還需精心編制 PLC 的控制程序。這些程序之間必須協(xié)調(diào)一致、判斷合理，才能完成自動(dòng)扶梯的整體控制。 FX2N PLC 的電源電壓有 AC100V~240V和 DC24V 兩種。在所有的 FX2N PLC 中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn) ,時(shí)間按設(shè)置和比較指令易于操作 ,小時(shí)表功能對過程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供了有價(jià)值的信息。在線程序編輯在不影響設(shè)備正常運(yùn)行的情況下可在線修改程序。 該系統(tǒng)選用 FX2N48MR PLC。*10^38, 177。變頻器具有高效的驅(qū)動(dòng)性能和良好的控制特性 ， 在提高控制質(zhì)量、減少維護(hù)費(fèi)用和節(jié)能燈方面都取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 變頻器的選擇 目前市場上的變頻器大致可分三類 : 通用型變頻器 通常指配備一般 V/F 控制方式的變頻器 ,也稱簡易變頻器。 專用變頻器 專門針對某種類型的機(jī)械而設(shè)計(jì)的變頻器 ,如泵、風(fēng)機(jī)用變頻器 ,電梯專用變頻器 ,起重機(jī)械專 用變頻器 ,張力控