基于PLC的全變頻調(diào)速控制自動扶梯設(shè)計

曹海歐

【摘要】? ? 近年來，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，自動扶梯成為公共場所中主要的交通工具，為人們帶來了極大的便利，同時相關(guān)部門越來越注重自動扶梯的節(jié)能問題，文中基于PLC的基礎(chǔ)上，對全變頻調(diào)速控制自動扶梯設(shè)計進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】? ? PLC? ? 變頻調(diào)速? ? 自動扶梯? ? 設(shè)計

引言

自動扶梯因自身便捷、安全、載客量大等特點，在各大建筑中得到廣泛的應(yīng)用，但是由于自動扶梯的運行頻率較高，從而造成嚴(yán)重的磨損。而且，自動扶梯上無論是否有行人都會自動運行，在一定程度上增加了能源的消耗，所以在自動扶梯中應(yīng)用基于PLC的全變頻調(diào)速技術(shù)，進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。

一、自動扶梯系統(tǒng)的組成

眾所周知，自動扶梯項目是一項十分復(fù)雜的工程，在建設(shè)過程中需要全面考慮工程中所涉及到的內(nèi)容和各項裝置，并且根據(jù)不同裝置的特點，設(shè)計施工方案。其主要的主要結(jié)構(gòu)包括驅(qū)動裝置、牽引裝置、扶手裝置、運行軌道裝置、電氣系統(tǒng)裝置和安全裝置等等，每個裝置都有其自身的作用，因此在設(shè)計安裝過程中需要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行施工[1]。

二、全變頻調(diào)速的選擇及設(shè)計

2.1變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本原理

變頻調(diào)速器技術(shù)的出現(xiàn)，在一定程度上能夠降低電力系統(tǒng)的能源消耗，對整個工藝的流程進(jìn)行優(yōu)化，并且能夠提高電力系統(tǒng)的運行效率，該技術(shù)是目前控制調(diào)度的主要方式之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，將PLC應(yīng)用于變頻調(diào)速器技術(shù)中，從而使變頻調(diào)速技術(shù)更加完善，同時進(jìn)一步擴(kuò)大了該技術(shù)在社會各領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，該系統(tǒng)的基本原理如圖1所示。

2.2選擇合適的變頻器

想要提高變頻調(diào)速系統(tǒng)的運行效果，首先需要根據(jù)系統(tǒng)運行的基本情況，選擇合適的變頻器。在選擇變頻器時需要考慮變頻器的類型、容量和制動電阻的具體情況，其中在選擇變頻器時，需要從安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適等方面進(jìn)行全面考慮;在選擇變頻器的容量時，需要考慮整個系統(tǒng)中電動機的容量;而對制動電阻進(jìn)行選擇時，需要考慮自動扶梯運行過程中產(chǎn)生的能源消耗量，保證其電壓在可行范圍之內(nèi)，保證自動扶梯運行的安全性[2]。

三、PLC的選擇和硬件設(shè)計

3.1PLC的選擇

在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中選擇控制器時，主要從以PLC為核心的控制器和以單片機為核心的控制器中進(jìn)行選擇，綜合全面考慮，多數(shù)會選擇以PLC為核心的控制系統(tǒng)，究其原因是因為該控制系統(tǒng)具有安全性高、運行穩(wěn)定且后期維修方便等等特點，所以在全變頻調(diào)速控制自動扶梯設(shè)計中應(yīng)用PLC，并對其后期具體的運行進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計。

目前，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，PLC的發(fā)展速度不斷加快，且種類越來越多，其中西門子的SIMATIC S7-200系列的PLC在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中應(yīng)用的比較廣泛，其原因是因為該系列的PLC在應(yīng)用過程中具有較強的擴(kuò)展性和豐富的功能模塊，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有促進(jìn)作用。

3.2全變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中硬件設(shè)計

全變頻調(diào)速自動扶梯中的控制系統(tǒng)在運行過程中需要對硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，首先應(yīng)該了解控制系統(tǒng)硬件設(shè)備主要包括電源、變頻器、PLC控制器和一些其他的輔助元器件。在整個控制系統(tǒng)中，PLC控制器起到核心作用，通過輔助的元器件及時了解變頻調(diào)速自動扶梯在運行過程中的所有的相關(guān)信息內(nèi)容，并根據(jù)具體的信息內(nèi)容作出正確的決策，保障變頻調(diào)速自動扶梯的正常運行[3]。此外，還能及時發(fā)現(xiàn)自動扶梯在運行過程中可能存在的安全故障，此時通過PLC控制器使自動扶梯停止工作，進(jìn)行及時的檢修，避免出現(xiàn)安全事故，并對檢修記錄進(jìn)行記錄，便于日后維護(hù)時的查詢，具體內(nèi)容如圖2所示。

全變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中硬件設(shè)計的具體要求：

其一，主電路的設(shè)計，基于PLC的全變頻調(diào)速控制自動扶梯設(shè)計，其主要目的是為了降低自動扶梯的能耗，因此需要對其主電路進(jìn)行設(shè)計，當(dāng)自動扶梯調(diào)速的具體要求，進(jìn)行制動電阻的設(shè)置，在自動扶梯的基礎(chǔ)上增加光電傳感器和交流變頻器，同時根據(jù)自動扶梯上人數(shù)的具體情況，設(shè)定電梯運行初期的低頻率，當(dāng)接收到西門子的SIMATIC S7-200系列的PLC控制器的指令后，光電傳感器將會發(fā)生相應(yīng)的感應(yīng)，并且傳入到PLC的控制器中，從而對自動扶梯發(fā)生指令，使其從低速運行轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄋ龠\行。當(dāng)自動扶梯中光電傳感器檢測不到人時，需要延遲幾秒，確定無人后，向PLC輸入無人指令，從而降低自動扶梯的運行速度。

其二，安全回路的設(shè)計，在變頻調(diào)速自動扶梯的設(shè)計中，首先需要保證乘客的安全，因此，需要通過PLC將所有的安全保護(hù)開關(guān)進(jìn)行串聯(lián)，保證安全開關(guān)時刻保持正常運行狀態(tài)。

其三，控制電路設(shè)計，控制電路是整個運行系統(tǒng)中的主要電路之一，為系統(tǒng)運行的安全性具有一定的促進(jìn)作用，因此對控制電路進(jìn)行設(shè)計時，需要對系統(tǒng)中的各個安全回路點通過PLC對其進(jìn)行有效的監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)安全回路中存在的問題，并對其進(jìn)行及時的檢修，保證PLC輸入回路信號的閃爍。

四、結(jié)束語

眾所周知，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，提高了人們的生活質(zhì)量，同時推動了各個領(lǐng)域的發(fā)展。文中基于PLC的基礎(chǔ)上對全變頻調(diào)試控制自動扶梯進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計，實現(xiàn)了自動扶梯的變頻調(diào)速，在一定程度上降低了能源消耗，同時提高了自動扶梯運行的安全性，推動了自動扶梯的可持續(xù)發(fā)展。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]饒偉.自動扶梯的PLC單片機化控制探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（19）：124.

[2]楊洋.基于PLC的自動扶梯節(jié)能化設(shè)計[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2017（01）：43-46.

[3]馬英.自動扶梯的能耗影響因素分析及節(jié)能控制策略[J].科技傳播.2016（15）