［編輯簡介］：本文介紹了基于變頻器與PLC設(shè)計的自動扶梯節(jié)能控制系統(tǒng),設(shè)計了該系統(tǒng)的電氣主電路,控制電路,控制程序,。系統(tǒng)具有調(diào)速性能好,、節(jié)能效果顯著,、運行安全可靠等優(yōu)點。 ［關(guān)鍵詞］：變頻器 PLC 自動扶梯 節(jié)能 　　

自動扶梯是商場﹑車站﹑機場普遍使用的一種載人提升設(shè)備,，在商場兩臺扶梯一臺作為上行,，另一臺作為下行，運行一段時間后就人為地進行交換,，即上行的交換為下行,，下行的交換為上行運SAJ變頻器在自動扶梯上的應(yīng)用。在運行過程中,，顧客的流量在不同時段有較大的差別,，有時乘自動扶梯可能一個人也沒有，由于顧客到來具有隨機性,，也不可能在無人乘坐時將自動扶梯停止運轉(zhuǎn),，未進行調(diào)速控制的自動扶梯只能以額定速度空轉(zhuǎn)， 這樣運行很不經(jīng)濟,，浪費大量的電能,，而且，鏈條,、皮帶磨損大,、維修周期短，給正常使用帶來了不少麻煩,。這樣,，可減低鏈條、皮帶的磨損;轉(zhuǎn)速降低后,，電機的輸出功率大幅度減少,，帶來了一定的節(jié)能效果,。無人乘坐的時間越長，節(jié)能的效果越顯著,。 
　　一﹑改造方案 

　　SAJ8000通用矢量型變頻器控制自動扶梯的電機,，載客運行時變頻器設(shè)置為外端子控制，速度控制設(shè)置為多段方式,，即設(shè)置正常運行頻率(50Hz)﹑減速運行頻率(15Hz),。檢修(爬行)時，運行頻率較低,，大約在 25Hz 左右,。 

　　1﹑傳感器 

　　傳感器為紅外線傳感器，安裝在自動扶梯的入口處離地面 2.5m ,高的位置上,，聚焦鏡頭對準來客的方向上,，并略向下傾斜。由于上﹑下扶梯的運行方式要定時交換,，因此，每一臺自動扶梯的入口﹑出口都要安裝紅外傳感器,。將這兩個傳感器的輸出接到變頻器內(nèi)定時器的輸入端上,。自動扶梯運行時，斷開出口傳感器的信號,。 

　　利用紅外線的物理性質(zhì)來進行測量的傳感器,。紅外線又稱紅外光，它具有反射,、折射,、散射、干涉,、吸收等性質(zhì),。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度 (高于絕對零度),，都能輻射紅外線,。紅外線傳感器測量時不與被測物體直接接觸，因而不存在摩擦,，并且有靈敏度高,，反應(yīng)快等優(yōu)點。 

　　紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng),、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路,。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測元件按工作原理可分為熱敏檢測元件和光電檢測元件,。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻,。熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高,，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出,。光電檢測元件常用的是光敏元件,，通常由硫化鉛、硒化鉛,、砷化銦,、砷化銻、碲鎘汞三元合金,、鍺及硅摻雜等材料制成,。 

　　紅外線傳感器常用于無接觸溫度測量，氣體成分分析和無損探傷,，在醫(yī)學(xué),、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,。例如采用紅外線傳感器遠距離測量人體表面溫度的熱像圖,，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時對疾病進行診斷治療;利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對地球云層進行監(jiān)視,，可實現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報;采用紅外線傳感器可檢測飛機上正在運行的發(fā)動機 的過熱情況等,。 

　　2﹑無人乘坐時電梯的減速運行。  

　　假定,，傳感器監(jiān)測到有人走向扶梯,，一般傳感器的監(jiān)測距離為 6m,地面距離大約為4.2m,人走過這段距離約需要 t0=5s 左右，這段時間內(nèi),，變頻器從 15Hz 運轉(zhuǎn)加速到50HzCONTROL ,為安全考慮,，必須在人踏上扶梯之前應(yīng)完成加速，加速時間為 2s.人踏上到走下扶梯的時間為 t1.如果在時段內(nèi)無人到來,，經(jīng)過 t2=5s 延時后,，變頻器降速到 15Hz 運行。 

　　SAJ8000 系列變頻器是一款矢量控制型高性能變頻器,， 非常適合類似于電梯類的恒轉(zhuǎn)矩位能負載,， 另外，無需用 PLC,而利用變頻器內(nèi)置的計時單元,，設(shè)置計時單元的計時時間為(t0+t1+t2),，有人走進入口時，傳感器信號送到計時器,，計時器開始計時,，在 (t0+t1+t2)秒內(nèi)，無人走進入口時,，經(jīng)過(t0+t1+t2) 秒扶梯自動轉(zhuǎn)換到低速運行;如在(t0+t1+t2)秒內(nèi)有人走進入口,，傳感器輸入的信號對計時器復(fù)位并重新開始計時,，扶梯就一直以正常速度運行。 

　　3﹑再生能量的處理 

　　自動扶梯在做下行運行時,，電機會進入再生發(fā)電狀態(tài),，載客量越多，產(chǎn)生的再生能量越大,。如果不對再生能量進行處理,，將導(dǎo)致變頻器頻繁‘過壓‘停機，有可能對乘客造成傷害,。但考慮到有時可能以一臺扶梯單獨做下行運行,，這時就采用能耗制動的方式處理再生能量。SAJ 變頻器有內(nèi)置制動單元,，只需在 P,、PB 端子上接入制動電阻即可。 

　　4﹑電磁抱閘 

　　當某種原因發(fā)生緊急停車時,，不必考慮重新起動為帶載起動(即人站在扶梯上起動),，為安全起見，扶梯在靜止時必須有制動裝置,，在運轉(zhuǎn)時又不起制動作用,。 

　　二、改造后的功能 

　　1﹑保持原有電梯的‘長期運行‘模式和的‘自動載客運行‘模式并存,，用戶可隨時選擇采用其中一種模式運行，當選擇原有電梯‘長期運行‘模式時,，變頻器控制線路完全撤出,。這樣可使用戶需要選擇原有模式或變頻器控制線路需要維護時，都可方便切換,，保證了電梯正常運行,。 
　　2﹑線路改造后，保證在任何工作模式下都能符合國家 GB-16899 關(guān)于扶手電梯安全標準的要求,。 
　　3﹑‘自動載客運行‘模式運行時,，起動、停止或速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)順暢,，無跳動感覺,，舒適感較好。 
　　4﹑延長設(shè)備的使用壽命,，減少材料的自損耗,。如：電機壽命、鏈條的損耗,、皮帶磨損等,。 
　　5,、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。乘客離開電梯后若再無乘客,，經(jīng)延時后電梯自動轉(zhuǎn)回到低速運行,。 

　　三、節(jié)能與優(yōu)點 

　　1﹑節(jié)電 

　　設(shè)備安裝調(diào)試一次開車成功,，運行平穩(wěn),、節(jié)能效果明顯。改造前工頻運行時每部扶梯每天耗電高達 80 度左右,，變頻改造后由原來的全速運行變?yōu)橛腥藭r全速運行,，運行頻率 50Hz ,無人時低速爬行，運行頻率 15Hz,其每天用電 28 度左右度,，大大降低了能耗,，其節(jié)電率為65%. 

　　2﹑投資回報期 

　　自動扶梯的運轉(zhuǎn)時間長，空載率高,，變頻調(diào)速改造后節(jié)電非常顯著,，而商業(yè)用電的電價又比較高，因此效益比較好,。