一、普通自動(dòng)梯的現(xiàn)有狀況

隨著國(guó)內(nèi)生活水平以及工業(yè)化程度的提高，自動(dòng)扶梯的應(yīng)用和普及已經(jīng)越來(lái)越廣泛。自動(dòng)扶梯又稱扶手扶梯,是商場(chǎng)、車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、賓館等公共場(chǎng)合使用量較大的交通工具。其使用量較大,其耗電量也是不可忽視的問(wèn)題。由于技術(shù)、資金等原因,現(xiàn)有的普通扶梯方案一般為直接啟動(dòng)方式，而且啟動(dòng)以后，為了保證整個(gè)安裝環(huán)境的工作，扶梯一直不停的運(yùn)行,甚至南方部分地區(qū)高速運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)15小時(shí)以上或更加長(zhǎng)的時(shí)間。電機(jī)始終保持較大的耗電量運(yùn)轉(zhuǎn),非常不利于用戶節(jié)約成本提高經(jīng)濟(jì)效益的宗旨。在保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，輔助的機(jī)械磨損相當(dāng)嚴(yán)重,需要大量的易損件頻頻更換,維護(hù)成本急劇上升，直接啟動(dòng)的方式，導(dǎo)致電機(jī)的沖擊電流達(dá)到額定的7倍以上，加速了電機(jī)線圈的老化，減少了電機(jī)運(yùn)行壽命。當(dāng)然，這些維護(hù)工作反過(guò)來(lái)，又增加了自動(dòng)扶梯的維修量而影響到扶梯的正常使用。因此,對(duì)普通自動(dòng)扶梯進(jìn)行智能化改造是從中央到地方各級(jí)主管政府部門(mén)大力推廣的節(jié)能降耗的技改項(xiàng)目,也是廣大自動(dòng)扶梯用戶節(jié)約成本、提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的重要手段之一。

節(jié)能運(yùn)行原理：在沒(méi)有人的情況下，自動(dòng)扶梯在空載狀態(tài)下的全速運(yùn)轉(zhuǎn)成為一種巨大的能源浪費(fèi)。因此，可讓自動(dòng)扶梯根據(jù)檢測(cè)人體的紅外傳感器產(chǎn)生的信號(hào)，自動(dòng)識(shí)別是否有人經(jīng)過(guò)，當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)到空載狀態(tài)一段時(shí)間后，讓扶梯由全速運(yùn)轉(zhuǎn)減速至低速運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)此種方式，可以將此段時(shí)間的電能消耗減少30%～50%。當(dāng)有乘客踏上自動(dòng)扶梯床蓋板時(shí)，扶梯可通過(guò)設(shè)置在床蓋板入口處的光電感應(yīng)裝置自動(dòng)感知乘客的到來(lái)，在乘客踏上自動(dòng)扶梯前，通過(guò)變頻器達(dá)到全速運(yùn)行，而不影響乘客的使用。

二、改造方案

采用扶梯專用型的變頻器控制自動(dòng)扶梯的電機(jī)，在SUNFAR-E380高性能通用型變頻器的硬件平臺(tái)和核心控制算法的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出來(lái)一款專門(mén)針對(duì)扶梯行業(yè)的變頻器，為適應(yīng)扶梯行業(yè)應(yīng)用的要求，在硬件、軟件算法、結(jié)構(gòu)上都做了許多特殊處理。扶梯載客運(yùn)行時(shí)，變頻器設(shè)置為外部端子控制，速度控制設(shè)置為多段方式，即設(shè)置全速運(yùn)行頻率（50Hz）﹑低速運(yùn)行頻率（15Hz）。

1、傳感器

為了達(dá)到節(jié)能要求，必須使用紅外傳感器檢測(cè)客人的通行情況，傳感器安裝在自動(dòng)扶梯的入口處離地面 2.5m 高的位置上，聚焦鏡頭對(duì)準(zhǔn)來(lái)客的方向上，并略向下傾斜。由于上﹑下扶梯的運(yùn)行方式要定時(shí)交換，因此，每一臺(tái)自動(dòng)扶梯的入口﹑出口都要安裝紅外傳感器。將這兩個(gè)傳感的輸出接到變頻器的輸入端上。自動(dòng)扶梯運(yùn)行時(shí)，斷開(kāi)出口傳感器的信號(hào)。

2、無(wú)人乘坐時(shí)扶梯的減速運(yùn)行

假定，傳感器監(jiān)測(cè)到有人走向扶梯，一般傳感器的監(jiān)測(cè)距離為 6m，地面距離大約為4.2m，人走過(guò)這段距離約需要 t0=5s 左右，這段時(shí)間內(nèi)，變頻器從 15Hz 運(yùn)轉(zhuǎn)加速到 50Hz，為安全考慮，必須在人踏上扶梯之前應(yīng)完成加速，加速時(shí)間為 2s。人踏上到走下扶梯的時(shí)間為 t1。如果在（t0+t1）時(shí)段內(nèi)無(wú)人到來(lái)，經(jīng)過(guò) t2=5s 延時(shí)后，變頻器降速到 15Hz 運(yùn)行。E380E系列變頻器是一款扶梯專用型的高性能變頻器，非常適合類似于扶梯類的恒轉(zhuǎn)矩位能負(fù)載，另外,無(wú)需用 PLC 而利用變頻器內(nèi)置的計(jì)時(shí)單元，設(shè)置計(jì)時(shí)單元的計(jì)時(shí)時(shí)間為（t0+t1+t2），有人走進(jìn)入口時(shí)，傳感器信號(hào)送到計(jì)時(shí)器，計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，在（t0+t1+t2）秒內(nèi)，無(wú)人走進(jìn)入口時(shí)，經(jīng)過(guò)（t0+t1+t2）秒扶梯自動(dòng)轉(zhuǎn)換到低速運(yùn)行；如在（t0+t1+t2）秒內(nèi)有人走進(jìn)入口，傳感器輸入的信號(hào)對(duì)計(jì)時(shí)器復(fù)位并重新開(kāi)始計(jì)時(shí)，扶梯就一直以正常速度運(yùn)行。

3、系統(tǒng)主回路電氣接線圖

　如上圖,上行和下行是互鎖控制，電機(jī)的電路上都加裝了“市電”、“節(jié)電”接觸器，“市電”、“節(jié)電”接觸器是機(jī)械互鎖。這樣可以有“自動(dòng)”、“手動(dòng)”兩種工作模式選擇：手動(dòng)模式下，變頻器不工作，整套系統(tǒng)手動(dòng)起停，系統(tǒng)工頻運(yùn)行；自動(dòng)模式下，電機(jī)由變頻器直接拖動(dòng)，系統(tǒng)變頻運(yùn)行。

4、 變頻器控制系統(tǒng)二次線路圖

　圖中，SB為工頻/變頻轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，選用三級(jí)開(kāi)關(guān)；SB1為變頻器停止按鈕，SB2為變頻器啟動(dòng)按鈕；L1為總電源指示燈；L2為工頻運(yùn)行指示燈；L3變頻運(yùn)行指示燈；L4為變頻器故障指示燈，其故障信號(hào)由變頻器TA、TC輸出；KM1、KM2變頻運(yùn)行接觸器；KM3為工頻運(yùn)行接觸器。

5、調(diào)試注意事項(xiàng) ：1）在調(diào)試啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，注意觀察電機(jī)制動(dòng)打開(kāi)的情況。不能過(guò)快也不能過(guò)慢，打開(kāi)快了對(duì)安全有影響，過(guò)慢對(duì)變頻器啟動(dòng)造成過(guò)流報(bào)警現(xiàn)象。打開(kāi)時(shí)間要調(diào)試適當(dāng)。
2）有的扶梯上應(yīng)用了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高及過(guò)低的保護(hù)，由安裝到傳動(dòng)梯上的傳感器進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)變頻改造后無(wú)人時(shí)在低速運(yùn)行，這樣就需要把保護(hù)的范圍調(diào)成合適的值，以免造成誤報(bào)。

三、改造后的功能
1﹑保持原有電梯的“長(zhǎng)期運(yùn)行”模式和增加的“自動(dòng)載客運(yùn)行”模式并存，用戶可隨時(shí)選擇采用其中一種模式運(yùn)行，當(dāng)選擇原有電梯“長(zhǎng)期運(yùn)行”模式時(shí)，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(hù)時(shí)，都可方便切換，保證了電梯正常運(yùn)行。
2﹑ 線路改造后，保證在任何工作模式下都能符合國(guó)家 GB—16899