全文总字数：7078字

关键词：自动扶梯 ；PLC；变频控制；设计摘要：现如今，各种商场，地铁，地下通道，火车站都遍布了自动扶梯，它的出现给我们带来了极大的便利，也大大增强了运输的效率。但是由于自动扶梯的运行频率比较高，会造成严重的摩擦磨损。而且，无论自动扶梯上是否有行人，都会自动运行，这在一定程度上更是增加了能源的消耗。经过粗略的计算，我国有大部分商场的自动扶梯都属于非节能设备，也就是说这些自动扶梯每天的运行过程中都会产生非常大的能耗，这就造成了对我国电能资源的极度浪费。同时自动扶梯属于特种设备，近年来扶梯发生事故的例子不在少数，这引起了人们对扶梯运行安全性能的关注。本课题任务是对基于PLC的全变频调速控制系统在自动扶梯中的应用方案进行研究及设计。首先在参阅大量文献的基础上，对自动扶梯设备及自动扶梯技术的发展进行综述，同时通过对自动扶梯几种常用节能方式优缺点的详细分析对比，确定采用全变频的控制方案。然后在完成变频器、可编程控制器、高峰时钟选型的基础上，对系统硬件进行设件，最后根据系统控制要求编写程序软件，并完成参数设置。通过调试运行，设计出可以达到预期的节能及安全目的，满足对系统期望的要求。

1. 引言

自动扶梯因自身便捷、安全、载客量大等特点，在各大建筑中得到广泛的应用。与传统扶梯控制相比PLC的优势在于体积小巧, 控制精度高, 响应速度快, 智能化水平高, 易于与其他设备通信, 比如计算机, 光电传感器。传感器技术以及计算机控制技术的发展与PLC系统的有机融合,进一步增强了PLC系统应用于自动扶梯的优势。

1. 研究现状

2.1研究背景

160年前美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯发明了垂直电梯，使人们的生活空间在垂直方向上得以更好的拓展，现在垂直电梯己成为高层建筑不可缺少的交通运输工具。但在人员流动量较大，垂直运输距离并不长的场所^[1]，例如商场、车站、天桥、机场等，因为垂直电梯固有的运输方式，即通过轿厢一趟一趟的来回运输乘客，会造成乘客运输效率不高，引起乘客在这些场所的滞留。而自动扶梯的诞生很好弥补了垂直电梯的不足，这是因为自动扶梯可以连续循环运作，其总载客量比垂直电梯高很多，自动扶梯以其高负载率，在乘客疏散效率方面有很大提高，因此在各种大型公共场所中自动扶梯被广泛应用^[2]。

自动扶梯经过100多年的研究发展，已经成为一种比较成熟的产品。尤其在在电气传动和控制技术上有了很大的进步，从最早的继电器控制直流电机调速、到用可编程控制器PLC控制模拟直流传动调速、数字直流调速系统。目前世界上对自动扶梯的研究重点主要集中于节能、环保和安全。

通过调查了解到以前比较老式的一些扶梯都存在着空闲时间不能节能运行的缺陷，研究后发现，采用继电器控制整个系统是大部分扶梯的设计系统，但是这种情况难免会产生客户方面不可避免的对电能的浪费以及维护成本的上升，经随访调查发现，商场一般扶梯的载客率在60%左右，而商务楼中由于环境的特殊性载客率甚至更低仅有30%左右，因此研究如何提高扶梯的利用率已经成为大势所趋。到目前为止，一般自动扶梯为了达到节能的效果，采用以PLC为核心结合变频器或者是以单片机为核心结合变频器的两种不同的控制方式^[3]。

2.2自动扶梯的结构

自动扶梯是一种带有循环运行梯级,用于向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。自动扶梯以其运输人员的方便快捷在人流密集的公共交通场所等布置的越来越多。