【正文】 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。 PLC。其余如瑞士的迅達電梯公司，芬蘭的柯尼電梯公司，也是有名的電梯制造企業(yè)。我國的電梯生產(chǎn)在解放前是空白，國內(nèi)城市軌道交通發(fā)展較慢，對公共交通型自動扶梯需求量不大。國有自動扶梯企業(yè)經(jīng)歷幾十年的發(fā)展，實力明顯增強，基礎設施也比較完善。目前，自動扶梯節(jié)能改造方式主要有兩種．即以 PLC 為核心結合變頻器的控制方式和以單片機為核心結合變頻器的控制方式。 自動扶梯調(diào)速系統(tǒng)的特征本文中自動扶梯調(diào)速系統(tǒng)的性能特點：無乘客時，電梯低速運行，當有乘客到達入口時，電梯自動轉(zhuǎn)入全速運行。當變頻器出現(xiàn)故障時，可以不通過變頻器，直接通過電網(wǎng)供電，改造中為了便于系統(tǒng)故障時不影響用戶的使用，所以在保留原系統(tǒng)（工頻系統(tǒng)）的基礎上增加變頻系統(tǒng)。扶梯空載時電流僅為額定速度運行時電流的三分之一，節(jié)能效果明顯。變頻技術的采用大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊，保證了扶梯啟動第一章緒論的平滑、舒適，可有效改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。變頻調(diào)速技術應用面廣，是工業(yè)企業(yè)和日常生活中普遍需要的新技術，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)濟效益和社會效益。該節(jié)能方案有以下優(yōu)點：無人乘梯時：保證扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運行，以 l/5 額定速度運行。檢修運行時：扶梯系統(tǒng)以 1/2 額定速度運行，便于檢修和觀察扶梯機構的運行情況，避免了原系統(tǒng)以額定速度運行、點動操作停止不及時的不足。變頻技術的采用，大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊，采用變頻器可有效改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。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。 自動扶梯系統(tǒng)結構的基本組成自動扶梯是一臺特種結構型式的鏈式輸送機和兩臺特殊結構型式的膠帶輸送機組合的，用于不同層高間運載人員上下的一種連續(xù)輸送機械。每天連續(xù)運轉(zhuǎn)時間很長。所有零、部件應進行詳細計算較高的強度和剛度，以保證在短期過載情況下機械具有從分的可靠性。以保證機器在若干年內(nèi)每天能進行長時間工作。驅(qū)動裝置的作用是將動力傳遞給予梯路系統(tǒng)及扶手系統(tǒng)。牽引構件 自動扶梯所用牽引構件有牽引鏈條與牽引齒條兩種。一臺自動扶梯一般有兩根構成閉合環(huán)路的牽引鏈條（或稱梯級鏈）或牽引齒條。使用牽引齒條的驅(qū)動裝置裝在傾斜直線區(qū)段上下分支的當中即所謂中間驅(qū)動式的。自動扶梯自從有了活動扶手之后，才真正進入實用階段。扶手裝置由扶手驅(qū)動系統(tǒng)、扶手膠帶、欄桿等組成。 張緊裝置 重錘式張緊裝置是利用重錘的上下的自動調(diào)節(jié)牽引構件的張力的一種張緊裝置。目前，一般采用彈簧張緊裝置這種結構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，以調(diào)節(jié)牽引鏈條的張力，使自動扶梯的牽引鏈條獲得必要的初張力，以保證自動扶梯正常運轉(zhuǎn)。 導向軌道系統(tǒng) 如前所述，自動扶梯的梯級沿著金屬結構內(nèi)按一定要求設置的多根軌道運行，以形成階梯。導軌系統(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)律運動以及防止梯級跑偏等。梯級 梯級是特殊結構形式的四輪小車，有兩只主輪，兩只輔輪。這樣，第一章緒論全部梯級通過按一定得規(guī)律布置的導軌運行，可以做到在自動扶梯上分支的梯級保持水平，而在下分支的梯級可以倒掛。一臺小提升高度自動扶梯的梯級約需 50~100 只，大提升高度自動扶梯的梯級多達 600~700 只梯級。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。因此，自動扶梯的電氣控制系統(tǒng)相對電梯來說簡單得多。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。 輔助安全裝置：輔助制動器；機械鎖緊裝置；梯級上的黃色邊框；裙板上的安全刷；扶手膠帶同步監(jiān)控裝置。這種扶梯即使在無乘客使用時仍以額定的速度來不停的運行，這樣具有耗能大、機械磨損嚴重、使用壽命低等缺點。下面將著重向大家介紹三種控制系統(tǒng)的優(yōu)劣區(qū)別比較及本課題選用變頻控制系統(tǒng)的特色。 繼電器控制系統(tǒng)利用具有繼電特性的元件進行控制的自動控制系統(tǒng)。繼電控制也稱通斷控制。這種只有通、斷兩個狀態(tài)的控制又稱雙位式控制。為避免正反方向之間的持續(xù)振蕩,在正向和反向之間常設置一個死區(qū)。例如,在雙位式溫度調(diào)節(jié)中,常采用雙金屬片作為敏感元件,溫度變化時雙金屬片因兩部分金屬的膨脹系數(shù)不同而彎曲變形,接通或斷開觸點。繼電控制系統(tǒng)的主要分析方法有相平面法和描述函數(shù)法。對于同樣的功率，繼電控制裝置的重量和體積在各類控制系統(tǒng)中幾乎是最小的。但現(xiàn)在由于扶梯自動化及安全性能的逐步提高，仍采用傳統(tǒng)的繼電器控制方式已不能滿足更高性能的要求另外由于繼電器控制方式的固有缺點，如：控制煩瑣、布線雜多、占用空間大、故障率高、不易檢修等缺點，因此隨著電子邏輯器件、大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)；諸如像單片機、PLC 在控制系統(tǒng)上的應用也越來越多。第二章扶梯系統(tǒng)的方案論證 PLC 控制系統(tǒng)現(xiàn)今自動扶梯的使用越來越高技術含量、高可靠性、高品質(zhì)、安全、舒適的方向發(fā)展?？傊?技術含量高,物超所值的產(chǎn)品將越來越被消費者所青睞。與繼電器比較:PLC 控制系統(tǒng)結構緊湊,體積小；PLC 內(nèi)部全為“ 軟接點” ，動作快；PLC 控制功能改變，一般僅修程序即可，極其方便；PLC 控制系統(tǒng)的設計、施工與調(diào)試比繼電接觸控制系統(tǒng)周期短；PLC 控制的自檢和監(jiān)控功能比繼電接觸控制的強；PLC 的適用范圍比繼電接觸控制的廣泛；PLC 可靠性比繼電接觸控制的高。 變頻調(diào)速系統(tǒng)80 年代末，交流電機的變頻調(diào)速技術迅速發(fā)展成為一項成熟的技術，它將供給交流電機的工頻交流電源經(jīng)過二極管交流變成直流，再逆變成頻率可調(diào)的交流電源，以此電源拖動電機在變速狀態(tài)下運行，并自動適應變負荷的條件?，F(xiàn)代變頻調(diào)速技術應用于電力水泵供水系統(tǒng)中，較為傳統(tǒng)的運行方式是可節(jié)電 40%60%,節(jié)水 15%30%。尤其當它應用于風機、水泵等大容量負載時，可以獲得其它調(diào)速方式無法比擬的節(jié)能效果。 方案的選定變頻控制系統(tǒng)是集現(xiàn)代變頻調(diào)速技術、PLC 技術、監(jiān)控技術和計算機技術為一體的控制系統(tǒng)。河北聯(lián)合大學電氣工程學院6該系統(tǒng)還配有完善的故障自診斷、故障檢修手動工作方式等功能，使維修工作十分輕松快捷。隨著自動扶梯進一步向著高科技、節(jié)能、智能化的方向發(fā)展，變頻器在扶梯領域也被廣泛地應用。傳統(tǒng)的控制方式都有各自的缺點，都造成了很明顯的能源浪費。自動扶梯通過變頻器起動以后，以額定速度（）運行，在系統(tǒng)設定的時間 2 分鐘內(nèi)，若沒有檢測到有人進入扶梯，則 2 分鐘后扶梯經(jīng)過變頻器調(diào)節(jié)頻率使扶梯以五分之一額定速度（）運行（不讓扶梯停止是為了提示乘客乘梯的方向，以免人們誤以為電梯壞了） ；如變頻器故障，則自動扶梯可由變頻轉(zhuǎn)換到工頻狀態(tài)運行（不節(jié)能狀態(tài)） ，以保證自動扶梯正常工作。PLC 是控制系統(tǒng)的核心，PLC 根據(jù)輸入的光電信號是否有效確定高速運行指令的輸出，變頻器根據(jù) PLC 的高速運行指令控制扶梯的運行速度，完成扶梯的快慢及快慢停循環(huán)運行。電動機類型的選擇電動機選擇的基本原則是：在滿足工作機械對于拖到系統(tǒng)要求的前提下，所選電動機應盡可能結構簡單、運行可靠、維護方便、價格低廉。在交流電動機中籠型異步電動機結構最簡單，運行最可靠，維護最方便，對起動性能無過高要求的調(diào)速系統(tǒng)應優(yōu)先考慮使用。對這類工作機械，可考慮選用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。電壓等級及轉(zhuǎn)速的選擇交流電動機電壓等級的選擇應考慮運行場所供電電網(wǎng)的電壓等級。電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇是否恰當，關系到電動機的價格和運行效率，甚至關系到生產(chǎn)機械的生產(chǎn)率。因此工作于長期工作制的工作機械，原則上應選用額定轉(zhuǎn)速較高的電動機。對于經(jīng)常工作于起動、制動狀態(tài)下的電動機，應考慮額定轉(zhuǎn)速對起動、制動時間和起動、制動過程中能量損耗的影響。電動機磁極對數(shù)的選擇電動機的磁極對數(shù)一般由生產(chǎn)工藝決定，不易隨意選擇。電動機工作頻率范圍的選擇電動機工作頻率的范圍應包含負載對調(diào)速范圍的要求。電動機容量的選擇選擇電動機容量的基本原則是：能帶動負載，在生產(chǎn)工藝所要求的各個轉(zhuǎn)速點長期運行不過熱，在舊設備改造時，要盡量可能地留用原設備的電動機。使用變頻器傳動時電動機的幾個問題籠型異步電動機由通用變頻器傳動時,由于高次諧波的影響和電動機運行速度范圍的擴大,將出現(xiàn)一些新的問題,與工頻電源傳動時的差別比較差別較大，因此，在舊設備改造留用原有電動機時要特別注意以下問題:低速時的散熱能力(可采用設置恒速冷卻風扇改善散熱問題)；額定頻率運行時有溫升提高（可適當留有裕量） ；電動機運行時出現(xiàn)噪聲增大（可重新設定載波頻率） 。如圖表 31 所示：表 31 Y 系列交流電動機的參數(shù)型號額定功率(KW)額定電流（ A）轉(zhuǎn)速r/min效率%功率因數(shù)堵轉(zhuǎn)電流(A)重量（Kg ）同步轉(zhuǎn)速 1500r/min(4 極)Y160M4 11 1460 122Y160L4 15 1460 142Y180M4 1470 174Y180L4 22 1470 192Y200L4 30 1470 253Y225S4 37 1480 294Y225M4 45 1480 327Y250M4 55 103 1480 381Y280S4 75 140 1480 535Y280M4 90 164 1480 634Y315S4 110 201 1480 912Y315M4 132 240 1480 1048Y315L14 160 289 1480 1105Y315L24 200 361 1480 1260Y355M14 220 407 1488 1690第三章控制系統(tǒng)的組成和硬件的選擇10Y355M34 250 461 1488 1800Y355L24 280 515 1488 1945Y355L34 315 578 1488 ` 1985本系統(tǒng)電機選用常用 4 極 Y160M4 型的三相交流感應電動機，額定功率11KW，額定電壓 380V，額定電流 ，額定轉(zhuǎn)速 1460r/min，功率因數(shù)，同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min。商場安裝了一臺傾角為 30 度的自動扶梯,該扶梯在電壓為 380V 的電動機帶動下以 ,電動機的最大輸出功率為 載人時測得電動機中的電流為 7A,若載人時扶梯的移動速率和不載人時相同 , (設人的平均質(zhì)量為 60kg,g=10m/s2，電機最大功率為 9240W，所以電機每秒鐘最多能做功 9240J，每秒鐘內(nèi)：一個人前進 ，那么人上升 ，因為速度變，不考慮其他因素，則對人做功為克服重力所做的功，大小為 mgh=150J?，F(xiàn)在 YM1604 的市場報價是 1800~2022 元，綜合考慮，是完全符合要求的。它會使軸軸承機座的回路有軸電流通過，在電動機轉(zhuǎn)子軸兩端、軸與軸承之間、軸與軸承對地形成稱為軸電壓。一般滾動軸承允許通過的最大電流密度不超過 ，若超過軸承所允許的值，就會通過油膜放電或者導電，在軸瓦和軸承處產(chǎn)生點狀微孔，并在底部產(chǎn)生發(fā)黑現(xiàn)象，嚴重時會使軸和軸承受到損壞，運行中伴隨著強烈的噪聲級設備外殼帶電等。一般不要將額定頻率為 50Hz 的電動機超頻運行，否則，能引起帶負載能力下降、過電流，甚至機械性破壞。異步電動機所產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)矩頻率一旦與固有頻率一致，則會發(fā)生共振，并產(chǎn)生強烈的震動和噪聲，最嚴重的情況下會會引起軸系斷裂事故。雖然對最低速度沒有限制，但對大容量異步電動機及機械負載重使用滑動軸承的場合，低速時由于潤滑不良產(chǎn)生過熱會導致滑膜燒毀，需要考慮軸承的工作情況，以確定最低的運轉(zhuǎn)速度。我們應盡量縮短通用變頻器與電動機之間的接線距離，一般不要超過通用變頻器產(chǎn)品說明書中規(guī)定的最大值。 可編程控制器的選擇一、可編程控制器的定義可編程控制器，簡稱 PLC（Programmable logic Controller） ，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路電源第三章控制系統(tǒng)的組成和硬件的選擇12技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。易學易用，深受工程技術人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用 PLC 的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了