基于PLC的扶梯变频系统设计（答辩过后出版的最终版本）

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3.1电路设计及电路图

?系统硬件设计：

系统采用热释电红外传感器（LHI878）、P L C 可编程序控制器FX2N与变频器（MM440）的控制组合，具有功能强、改造工作量小等优点。硬件接线图。其系统框图如下图2.1所示。

下行红外传感器上行红外传器变频器正转反转电动机Y160M-4上行PLCFX2N下行 制动电阻

图3-4自动扶梯系统框图

自动扶梯在酒店、地铁、火车站、写字楼等场所应用较多，但因其使用场合的特殊，部分扶梯常处于空转，当今社会能源匮乏，自动扶梯空载状态运转是一种巨大的浪费，并且会使扶梯部件(如电机、减速箱、扶手带等)产生不必要的磨损及疲劳损伤。因此，如果让自动扶梯自动检测到空载状态一段时间后，通过PLC使扶梯由全速减速至五分之一额定速度运转。在人员进出相对不频繁的场所，自动扶梯检测到空载状态一段时间后，将由全速运转逐渐减速或停止运转（乘客会误以为电梯坏了，而影响出行，因此，不建议使用），这样便可实现节省电能达30%～50%左右。当有乘客踏上自动扶梯床盖板时，扶梯可通过设置在床盖板入口处的红外传感器自动感知乘客的到来，开始全速运转。

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变频器与电机之间的连接

图 3-5变频器与电机之间的连接

当变频器无故障时，按设定的程序运行，即在额定转速运行时，通过KM3供电，当检修或爬行状态、上行、下行时，通过变频器供电，但当变频器故障时可以通过KM3直接供电，无需通过变频器，保证变频器的正常工作。

变频器在该系统中的主要作用是调整扶梯转速，,可以在自动扶梯空载时以极低频率和极低电压对电机供电，使扶梯以缓慢的速度运行。这样，在自动扶梯空载时便能起到良好的节能作用，使电梯启动和运行平稳，同时扶梯不停止运行，也不会给乘客造成扶梯损坏无法运行的假象。当光电传感器检测到有人进入扶梯时，扶梯便开始提速，扶梯由缓速提升到额定速度所需的时间可通过

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PLC进行设定，设定时间可考虑为2—4秒。当人踏入扶梯踏板时，扶梯已接近或达到额定速度。这样就避免了人员在扶梯上的加速过程，保证了人员的安全。当PLC检测到扶梯空载t秒后．发出指令给变频器使额定速度变回蠕动速度。这样一来既可节省电能，又可减少机械磨损，延长电梯的使用寿命。

控制系统的连接

图3-6控制系统的连接

通过PLC可以实现各种控制，包括变频器的控制、故障显示、出入口乘客检测电路等功能，当电梯出现故障时，报警铃会响，并且KM13开关会动作，使得电机断电，以防止事故的发生，并且可以通过PLC去控制变频器，以方便检修、节能、上行、下行等控制功能。

一般来说．自动扶梯的空载时间往往大于载客时间。PLC控制器自动检测到自动扶梯空载运行一定时间后。发出指令控制变频器使其降速运行。当有乘客

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踏上自动扶梯床盖板时。扶梯可通过设置在床盖板入口处的光电感应装置自动感知乘客的到来，开始加速运转。在这里，变频器的主要作用是用来调整扶梯转速、启动和运行平稳，在无人时，PLC经过延时指令．系统自动转入蠕动状态运行。以达到节能的目的。在扶梯入口处安装光电开关，有乘客时，光电开关发出信号，扶梯经变频调速至额定速度，当全部乘客离开扶梯后，扶梯经过一段时延又自动进入低速运行的待客状态。这样可节省电能，减少机械磨损从而延长使用寿命。

热释电红外控制开关与PLC的连接

图3-7传感器回路

启动扶梯后，PLC不断检测光电传感器的电脉冲信号的输入。以判断是否有人需要乘座扶梯来控制变频器进行正常速度运行或低速运行。在扶梯正常速度运行期间，如再无光电脉冲信号则系统延时120秒(乘客自一端至另一端)自动转入低速运行。如安装在扶梯出入口处的传感器检测到有乘客乘梯，则扶梯速

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