基于PLC的自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)分析

陳德韶

摘 要：本文通過(guò)闡述對(duì)自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)提出的設(shè)計(jì)要求、以及以PLC為基礎(chǔ)的自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的分析，希冀對(duì)相關(guān)的行業(yè)提供借鑒與幫助。

關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)扶梯；控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）21-0278-02

引 言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)扶梯在各種公共場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用，給人們的生活帶來(lái)了極大的便利。同時(shí)，自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)也取得了很大的進(jìn)步，過(guò)去的自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)在安全性、編程和使用、維護(hù)等方面的性能已經(jīng)不能滿足人們的需求。在此基礎(chǔ)上，介紹了基于PLC的自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扶梯的計(jì)算機(jī)控制，使自動(dòng)扶梯智能化、安全性高、電梯維護(hù)簡(jiǎn)單。

1 對(duì)自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)提出的設(shè)計(jì)要求

1.1 對(duì)自動(dòng)扶梯啟動(dòng)方式的設(shè)計(jì)要求

自動(dòng)扶梯牽引電機(jī)必須采用星型起動(dòng)方式，自動(dòng)扶梯牽引電機(jī)繞組在正常起動(dòng)時(shí)應(yīng)采用三角形連桿方式，以減少啟動(dòng)時(shí)的電流，確保安全。

1.2 對(duì)自動(dòng)扶梯運(yùn)行速度的設(shè)計(jì)要求

需要自動(dòng)扶梯的速度，操作速度應(yīng)保持在一定范圍內(nèi)，防止乘客因速度快而跌倒，防止操作過(guò)慢，使輸送人員的工作效率受到很大的影響。出現(xiàn)過(guò)載情況的話，當(dāng)自動(dòng)扶梯因某種原因而超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)扶梯的操作應(yīng)自動(dòng)停止。

1.3 對(duì)自動(dòng)扶梯自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)要求

近年來(lái)，隨著自動(dòng)扶梯的普及，“電梯咬合器”事故越來(lái)越頻繁，因此自動(dòng)扶梯電控系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注自動(dòng)扶梯的安全性。在自動(dòng)扶梯電控系統(tǒng)中設(shè)置自動(dòng)扶梯的警示標(biāo)志和間隙警示燈，設(shè)置自動(dòng)扶梯啟動(dòng)前的報(bào)警報(bào)警器，這關(guān)系到人們的安全。自動(dòng)扶梯作業(yè)一旦發(fā)生緊急情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，以減少損壞。

2 以PLC為基礎(chǔ)的自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

嵌入式PLC由單片機(jī)的基本系統(tǒng)、光電隔離開(kāi)關(guān)量的輸入、光電隔離開(kāi)關(guān)量的輸出和外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器組成。嵌入式系統(tǒng)的框圖如圖1所示。

2.1 對(duì)PLC的型號(hào)進(jìn)行選擇

為了使自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)滿足上述設(shè)計(jì)要求，我們應(yīng)該關(guān)注自動(dòng)扶梯設(shè)計(jì)過(guò)程中的各個(gè)方面，首先，我們需要選擇一個(gè)能滿足要求的可編程控制器。在對(duì)自動(dòng)扶梯電控系統(tǒng)的要求進(jìn)行研究之后，得到了需要向可編程控制器發(fā)送的一些信號(hào)。它們主要包括正常狀態(tài)的傳輸信號(hào)、正常運(yùn)行狀態(tài)的傳輸信號(hào)、速度控制系統(tǒng)的傳輸信號(hào)、鈴聲報(bào)警系統(tǒng)的輸出字母。輸出信號(hào)的數(shù)量，上游和下游接觸點(diǎn)，輸出信號(hào)星啟動(dòng)器接觸器和輸出信號(hào)三角鏈路模式。為了滿足這些信號(hào)的輸出要求，并在合理的經(jīng)濟(jì)范圍、范圍和范圍內(nèi)設(shè)計(jì)，選用西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-200系列PLC，符合控制要求和輸出點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)。

2.2 自動(dòng)扶梯電氣控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在選擇合適的可編程控制器后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，啟動(dòng)自動(dòng)扶梯電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。這是對(duì)牽引電機(jī)起動(dòng)電路、可編程控制器的傳輸電路和輸出電路方案的詳細(xì)描述。圖1是牽引電機(jī)起動(dòng)電路的示意圖。三相交流接觸器在啟動(dòng)自動(dòng)扶梯時(shí)將與電力相連。并相互聯(lián)系在一起，作為自動(dòng)扶梯的操作開(kāi)關(guān)，其接觸會(huì)發(fā)生變化，經(jīng)常在接觸點(diǎn)閉合狀態(tài)下打開(kāi)，牽引電機(jī)繞組三點(diǎn)和三線的連接，此時(shí)將自動(dòng)降壓。通過(guò)PLC，在2s之后，延遲從啟動(dòng)階段改變到操作階段。這一階段是在全壓下進(jìn)行的。在轉(zhuǎn)向的過(guò)程中，可編程控制器發(fā)出指示信號(hào)，使的交流接觸器吸引并分離先前接觸的三相交流接觸器。同時(shí)，斷開(kāi)相應(yīng)的接觸點(diǎn)，關(guān)閉SX的恒定開(kāi)啟接觸，牽引紅杉庭院組與三角形形狀連接。然后，在全壓力下運(yùn)行。

在自動(dòng)扶梯電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，PLC的輸入輸出電路是必不可少的。PLC的傳動(dòng)回路的設(shè)計(jì)圖中，其中自動(dòng)扶梯運(yùn)行速度信號(hào)可以監(jiān)測(cè)自動(dòng)扶梯過(guò)快或過(guò)慢，或不超過(guò)正常行駛速度的范圍。將自動(dòng)扶梯運(yùn)行的信號(hào)引入PLC，并通過(guò)PLC對(duì)自動(dòng)扶梯運(yùn)行狀態(tài)和速度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)行評(píng)價(jià)。決定的結(jié)果是自動(dòng)扶梯正在執(zhí)行異常行為。然后，另一個(gè)信號(hào)將被發(fā)送到PLC，這是停止信號(hào)。除此之外，PLC還可以丟失一些其他信號(hào)，PLC可以根據(jù)正常狀態(tài)信號(hào)自動(dòng)地在自動(dòng)扶梯的正常運(yùn)行情況下在自動(dòng)小信號(hào)上區(qū)分自動(dòng)扶梯狀態(tài)，并自動(dòng)檢查或修理自動(dòng)扶梯。對(duì)維護(hù)的上行或下行鏈路信號(hào)進(jìn)行處理，并且通過(guò)恒定接觸閉合接觸。關(guān)閉或常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，以確保自動(dòng)扶梯操作的不同條件。

由照明、告警、上行接觸器、下行鏈路接觸器、星型接觸器和三角形運(yùn)行接觸器等可編程控制器輸出的信號(hào)顯示在輸出電路上，并具有相應(yīng)的電路控制功能。

自動(dòng)扶梯電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)扶梯電控系統(tǒng)。僅僅彌補(bǔ)電氣系統(tǒng)是不夠的。還需要編寫(xiě)可編程控制器的控制程序。為了判斷自動(dòng)扶梯是否有故障、故障的原因、各種自動(dòng)扶梯的信號(hào)以及對(duì)信號(hào)的危險(xiǎn)報(bào)警，應(yīng)合理編制PLC的所有信號(hào)活動(dòng)。這些方案必須相互配合，協(xié)調(diào)正確，做出正確判斷，才能完善自動(dòng)扶梯。電氣控制系統(tǒng)采用模塊化平方消除器來(lái)編譯可編程控制器。根據(jù)需要，編寫(xiě)各模塊的梯形圖程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扶梯設(shè)計(jì)中的自動(dòng)或人工指令和功能。

3 該系統(tǒng)的分析

（1）無(wú)人乘梯時(shí)：確保順利過(guò)渡到自動(dòng)扶梯1/5額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，沒(méi)有人甚至可以扶梯自動(dòng)停止的功能。降低對(duì)機(jī)械的磨損從而延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命；

（2）在有乘客來(lái)乘梯的時(shí)候，扶梯會(huì)從節(jié)能速度下平穩(wěn)上升到正常的額定速度，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量也得到了驗(yàn)證；

（3）扶梯空載時(shí)以定速度運(yùn)行電流的1/3的節(jié)能模式運(yùn)行；

（4）檢修運(yùn)行時(shí)：為了避免原系統(tǒng)以額定速度運(yùn)行、電動(dòng)操作后又停止不及時(shí)的不足，扶梯系統(tǒng)是以1/2額定速度運(yùn)行的；

（5）變頻技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，在很大程度上降低自動(dòng)扶梯對(duì)電網(wǎng)的影響。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，為了保證用戶的利益，考慮到故障時(shí)用戶之間可以切換，有必要與原系統(tǒng)同時(shí)存在頻率轉(zhuǎn)換；

（6）變頻器本身的安全環(huán)境和外部原始系統(tǒng)提供的安全條件，可以很容易地保證改造后的系統(tǒng)在使用中更加安全可靠；

（7）自動(dòng)扶梯的節(jié)能成本與機(jī)器磨損的成本相比，前一方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，投資回報(bào)快，短期內(nèi)可以收回成本。因此，開(kāi)發(fā)和成功地使用自動(dòng)扶梯的安全頻率轉(zhuǎn)換和節(jié)能技術(shù)不僅可以提高現(xiàn)有自動(dòng)扶梯的安全性，而且具有顯著的經(jīng)濟(jì)性和顯著的經(jīng)濟(jì)性。社會(huì)結(jié)果。

4 總 結(jié)

總之，自動(dòng)扶梯已廣泛應(yīng)用于公共場(chǎng)所，是人們生活中最重要的工具之一。因此，研究自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)具有重要的意義。該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)扶梯的安全性、準(zhǔn)確性和高效性，提高了自動(dòng)扶梯運(yùn)行的安全性和可靠性，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PLC單片機(jī)，使定制更加簡(jiǎn)單，適合在自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用。

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收稿日期：2018-6-21