畢業(yè)設(shè)計（論文）基于PLC的扶梯變頻系統(tǒng)設(shè)計

1、 摘 要自動扶梯是由一臺特種結(jié)構(gòu)型式的鏈式輸送機和兩臺特殊結(jié)構(gòu)型式的膠帶輸送機所組合而成的，用以在建筑物的不同層高間運載人員上下的一種連續(xù)輸送機械。它的出現(xiàn)給人類的日常生活帶來極大的便利，它同時也成為現(xiàn)代物質(zhì)文明的一個重要標志。從第一臺名義上的自動扶梯誕生以來，自動扶梯的發(fā)展迄今為止大約經(jīng)歷了100多年。 自動扶梯作為運送旅客的交通工具，不僅成功地縮小了目標間的距離，而且使超短途（如樓層、月臺間等）的大流量人員運輸成為可能。因此，經(jīng)濟學(xué)家說：“自動扶梯的出現(xiàn)使人們有了逛大型商場的欲望?！苯煌▽W(xué)家說“是自動扶梯和自動人行道的應(yīng)用使我們可以把車站、機場建的盡可能大?！弊詣臃鎏莸膽?yīng)用已經(jīng)改變了我們的

2、生活。 隨著自動扶梯進一步向著高科技、節(jié)能、智能化的方向發(fā)展，變頻器在扶梯領(lǐng)域也被廣泛地應(yīng)用。該文系統(tǒng)采用子mm440變頻器的控制組合，構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)對傳統(tǒng)扶梯進行改造后，紅外傳感器、plc可編程序控制器與西門使扶梯具備平穩(wěn)啟動、節(jié)能運行和檢修運行功能。扶梯啟動時，避免產(chǎn)生很大的啟動電流；無人乘梯時，扶梯由額定運行速度轉(zhuǎn)為低速運行，即節(jié)約了能源，減小了機械磨損，也為乘客明確了扶梯運行方向；扶梯檢修時，檢修運行功能保證了扶梯檢修精度。關(guān)鍵詞：扶梯系統(tǒng)； plc；mm440變頻器abstractescalator is a combination of a special type of chai

3、n conveyor and two special types belt conveyor. and it is a continuous conveyor that use to carry staffs up and down between the different floors in a building. its appearance brings human beings a great convenience in the daily life . it also become an important indicator of material. from the birt

4、h of the first escalator, the development of the escalator so far has gone through about 100 years.as a transport, escalator transport passengers, not only has succeeded in narrowing the distance between the target, but also make the ultra-short-haul(such as floors, platforms, etc.) and flow staff t

5、ransport possible. therefore, the economist said: the emergence of the escalator make people have the desire to go to shopping malls. traffic experts said: the application of escalators and moving walkways make we can built the stations and the airports as large as possible. the application of the e

6、scalator has changed our lives.as the escalator toward further high-tech, energy-efficient, intelligent direction, the frequency converter has been widely used in escalator areas. the speed control system is a combination of infrared sensors, plc and siemens mm440 inverter. after the transformation

7、,the traditional escalator provided with the functions ,such as a smooth start , energy-efficient operation and maintenance operation . when escalator starts, it avoids a lot of starting current; when there is no one taking an escalator, escalator slow from the rated speed to the low speed operation

8、, that is to save energy, to reduces the mechanical wear, to instruct the direction of the escalator to passengers; when escalator is maintened, the maintenance operation ensure of the maintenance accuracy.key words：escalator ；mm440；plc 目錄1 緒論11.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2自動扶梯系統(tǒng)簡介31.3該課題研究的目的及意義52扶梯系統(tǒng)的方案論證62.1方案論證

9、62.1.1控制系統(tǒng)的比較62.1.2控制方式的比較與選擇92.2電動機的選擇122.3變頻器的選擇132.3.1變頻器的簡介132.3.2變頻器參數(shù)設(shè)定172.4 plc的選擇182.5紅外傳感器的選擇及作用213自動扶梯系統(tǒng)硬件電路設(shè)計233.1電路設(shè)計及電路圖263.2系統(tǒng)軟件設(shè)計304自動扶梯調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)plc程序設(shè)計335 總結(jié)與展望36致謝37參考文獻38附錄1 扶梯系統(tǒng)程序設(shè)計39附錄2 硬件設(shè)計電路411 緒論1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展各類大型商場、商務(wù)樓宇中自動扶梯的使用量不斷增加。過去大多數(shù)自動扶梯采用繼電器控制系統(tǒng)。這類扶梯在空閑時間無法節(jié)能運行。造成了電能的

10、浪費，用戶的維護成本、使用成本無法降低。經(jīng)隨訪調(diào)查，商場營業(yè)時間，自動扶梯的使用率一般在60左右商務(wù)樓宇則更低，一般在30左右：因此對自動扶梯控制系統(tǒng)的改造勢在必行。目前，自動扶梯節(jié)能改造方式主要有兩種即以plc為核心結(jié)合變頻器的控制方式和以單片機為核心結(jié)合變頻器的控制方式。這里采用第一種控制方式。自動扶梯和電梯一樣是公共場所運送乘客的典型設(shè)備，已在百貨公司，機場、地鐵、火車站等場所廣泛的應(yīng)用。大多數(shù)扶梯在客流量大的時候，工作于額定運行狀態(tài)，在空載時仍以額定速度運行，具有耗能大，機械磨損嚴重，使用壽命短等缺點。mm440變頻器是一種高性能的矢量變頻器，由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代化先進技術(shù)水

11、平的絕緣柵雙極型晶體管（igbt）作為功率輸出器件。采用mm440變頻器組成的變頻控制系統(tǒng)，可以很好的解決這些問題。因此，它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。而且采用脈沖頻率可選的專用脈沖調(diào)制技術(shù)，可使電機低噪聲。全面而完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。采用mm440變頻器組成的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，扶梯開始運行時通過變頻器啟動，當(dāng)扶梯達到額定速度運行后，2分鐘后如無乘客乘梯，扶梯由額定速度自動降為約五分之一額定速度爬行；如安裝在扶梯出入口的傳感器檢測到有乘客乘梯，則扶梯速度馬上平緩地升至額定速度，如乘客繼續(xù)進入扶梯，扶梯將一直以額定速度正常運行。本文中自動扶梯調(diào)速系統(tǒng)的性能特點

12、：無乘客時，電梯低速運行，當(dāng)有乘客到達入口時，電梯自動轉(zhuǎn)入全速運行。即應(yīng)用變頻調(diào)速可以進行電機軟啟動；乘客離開電梯后若再無乘客，則電梯自動轉(zhuǎn)回低速運行；啟動、停止或速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)順暢，舒適性較好；當(dāng)扶梯處于下行狀態(tài)時，電機進入發(fā)電狀態(tài)，能量回饋電網(wǎng)，此時電機不受變頻器控制。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，可以不通過變頻器，直接通過電網(wǎng)供電，改造中為了便于系統(tǒng)故障時不影響用戶的使用，所以在保留原系統(tǒng)（工頻系統(tǒng)）的基礎(chǔ)上增加變頻系統(tǒng)。檢修運行時扶梯以二分之一額定速度運行，便于檢修和觀察扶梯結(jié)構(gòu)的運動情況，克服了原系統(tǒng)額定速度點動停止不及時的不足。扶梯空載時電流僅為額定速度運行時電流的三分之一，節(jié)能效果明顯。由于

13、無人乘梯時運行速度很低，機械部分的磨損大大降低，相對延長了扶梯的使用壽命。變頻技術(shù)的采用大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊，保證了扶梯啟動的平滑、舒適，可有效改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。基于電機控制理論的通用變頻器的發(fā)展是世界高速經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物，其發(fā)展的趨勢大致為:小型化。變頻器的小型化除了出自支撐部件的封裝技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計的大規(guī)模集成化以外，功率器件發(fā)熱的改善和冷卻技術(shù)的發(fā)展己成為小型化的重要原因。低電磁噪音化。今后的變頻器都要求在抗干擾和抑制高次諧波方面符合emc標準，主要做法是在變頻器輸入側(cè)加交流電抗器或有源功率因數(shù)校正電路，改善輸入電流波形，降低電網(wǎng)諧波以及逆變橋采取電流過零的開關(guān)技

14、術(shù)。主控一體化。例如日本三菱公司將功率芯片和控制電路集成在一塊芯片上的dipipm(即雙列直插式封裝)的研制己經(jīng)完成并推向市場，一種使逆變功率和控制電路達到一體化、智能化和高性能化的已被用戶接受。系統(tǒng)化。作為發(fā)展趨勢，通用變頻器從模擬式、數(shù)字式、智能化、多功能向集中型發(fā)展。最近，日本安川電機提出了以變頻器，伺服裝置，控制器概念，并制定了相應(yīng)的標準，目的是為用戶提供最佳的系統(tǒng)。因此可以預(yù)見，今后變頻器的高速響應(yīng)和高性能將是基本條件。專用化。通用變頻器中出現(xiàn)專用型產(chǎn)品是近年來的事。其目的是更好發(fā)揮變頻器的獨特功能并盡可能地方便用戶。如用于起重機負載，交流電梯，恒壓供水、機械主軸傳動、電源再生、紡織

15、、機車牽引等專用變頻器。變頻器的優(yōu)點一是節(jié)能，二是優(yōu)質(zhì)，三是增產(chǎn)，四是降耗；由于變頻器功能強大，應(yīng)用量逐年攀升， 已經(jīng)由工廠擴展到社區(qū)、酒店、商廈等。變頻器的用量還在不斷的增加，有相當(dāng)大的市場潛力。變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)、和節(jié)能技術(shù)在國民經(jīng)濟和日常生活中具有重要地位，已經(jīng)滲透到經(jīng)濟領(lǐng)域的所有技術(shù)部門中。但我國的變頻調(diào)速仍有很多問題需要解決：變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用面廣，是工業(yè)企業(yè)和日常生活中普遍需要的新技術(shù)，被用來改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得較好的經(jīng)濟效益和社會效益。變頻調(diào)速技術(shù)是國際上技術(shù)更新?lián)Q代最快的領(lǐng)域，是高科技領(lǐng)域的綜合性技術(shù)，必需把我國變頻調(diào)速技術(shù)提高到一個新水平

16、，縮小與世界先進水平的差距，提高自主開發(fā)能力，滿足國民經(jīng)濟重點工程建設(shè)和市場的需求，是替代進口，節(jié)約投資的最大領(lǐng)域之一。規(guī)范我國變頻調(diào)速技術(shù)方面的標準，提高產(chǎn)品可靠性工藝水平，實現(xiàn)規(guī)?；?、標準化生產(chǎn)。1.2自動扶梯系統(tǒng)簡介自動扶梯是帶有循環(huán)運行梯級，用于向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動設(shè)備。直觀看起來它就像移動的樓梯，同時伴隨移動的扶手帶。自動扶梯是由一臺特種結(jié)構(gòu)形式的鏈式輸送機和兩臺特殊結(jié)構(gòu)形式的膠帶輸送機所組合而成，帶有循環(huán)運動梯路，用以在建筑物的不同層高間向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動設(shè)備，運載人員上下的一種連續(xù)輸送機械。自動扶梯是帶有循環(huán)運行梯級，用于向上或向下傾斜輸送乘客的

17、固定電力驅(qū)動設(shè)備。自動扶梯是由一臺特種結(jié)構(gòu)形式的鏈式輸送機和兩臺特殊結(jié)構(gòu)形式的膠帶輸送機所組合而成，帶有循環(huán)運動梯路，用以在建筑物的不同層高間向上或向下傾斜輸送乘客的固定電力驅(qū)動設(shè)備（見右圖）。運載人員上下的一種連續(xù)輸送機械。 自動扶梯由梯路（變型的板式輸送機）和兩旁的扶手（變形的帶式輸送機）組成。其主要部件有梯級、牽引鏈條及鏈輪、導(dǎo)軌系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)（包括電動機、減速裝置、制動器及中間傳動環(huán)節(jié)等）、驅(qū)動主軸、梯路張緊裝置、扶手系統(tǒng)、梳板、扶梯骨架和電氣系統(tǒng)等。梯級在乘客入口處作水平運動（方便乘客登梯），以后逐漸形成階梯；在接近出口處階梯逐漸消失，梯級再度作水平運動。這些運動都是由梯級主輪、輔

18、輪分別沿不同的梯級導(dǎo)軌行走來實現(xiàn)的。 自動扶梯是一種連續(xù)輸送機械，其電氣控制系統(tǒng)與電梯電氣控制系統(tǒng)相比區(qū)別主要體現(xiàn)在：自動扶梯基本上不帶在起動；自動扶梯的運行速度保持不變；自動扶梯不頻繁起制動，無加減速問題；自動扶梯正常運行時不需改變運行方向；自動扶梯無開關(guān)門系統(tǒng)；自動扶梯不需要信號登錄及信號顯示系統(tǒng)；自動扶梯不需要考慮其運行位置及運行狀態(tài)。因此，自動扶梯的電氣控制系統(tǒng)相對電梯來說簡單得多。 自動扶梯由梯路（變型的板式輸送機）和兩旁的扶手（變形的帶式輸送機）組成。其主要部件有梯級、牽引鏈條及鏈輪、導(dǎo)軌系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)驅(qū)動主軸、梯路張緊裝置、扶手系統(tǒng)、梳板、扶梯骨架和電氣系統(tǒng)等。梯級在乘客入口處

19、作水平運動（方便乘客登梯），以后逐漸形成階梯；在接近出口處階梯逐漸消失，梯級再度作水平運動。這些運動都是由梯級主輪、輔輪分別沿不同的梯級導(dǎo)軌行走來實現(xiàn)的。自動扶梯的梯級沿著金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)按一定要求設(shè)置的多根軌道運行，以形成階梯。自動扶梯梯路導(dǎo)軌系統(tǒng)包括主輪和輔輪的全部導(dǎo)軌、反軌、反板、導(dǎo)軌支架及轉(zhuǎn)向壁等。導(dǎo)軌系統(tǒng)的作用在于支承由梯級主輪和輔輪傳遞來的梯路載荷，保證梯級按一定得規(guī)律運動以及防止梯級跑偏等。因此，要求軌道既要滿足梯路設(shè)計要求，還應(yīng)具有光滑、平整、耐磨的工作表面，并具有一定得尺寸精度。自動扶梯的主要參數(shù)有提升高度（一般在10米以內(nèi)，特殊情況可到幾十米)、傾斜角度(一般為30、35)、速度

20、(一般為0.5米秒)、梯級寬度（單人的600800毫米，雙人的10001200毫米)、輸送能力（單人的40005000人時，雙人的800012000人時）、梯級節(jié)距和牽引鏈節(jié)距等。1.3該課題研究的目的及意義本文主要介紹西門子mm440標準變頻器和plc在自動扶梯調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用。該節(jié)能方案有以下優(yōu)點：(1)無人乘梯時：保證扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運行，以l/5額定速度運行。(可以選擇當(dāng)無人乘梯時，扶梯自動停止的功能)；(2)有人乘梯時：保證扶梯自動以節(jié)能速度平穩(wěn)過渡到額定速度運行，實際測量時得到了驗證：(3)扶梯空載時以節(jié)能模式運行，電流僅為空載時額定速度運行電流的1/3。(4)檢修運行時

21、：扶梯系統(tǒng)以1/2額定速度運行，便于檢修和觀察扶梯機構(gòu)的運行情況，避免了原系統(tǒng)以額定速度運行、點動操作停止不及時的不足。(5)由于無人乘梯時節(jié)能運行時速度很低，機械部分的磨損大大降低，相對延長了扶梯的使用壽命。(6)變頻技術(shù)的采用，大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊，采用變頻器可有效改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。(7)改造中充分考慮了變頻系統(tǒng)與原系統(tǒng)的并存，便于系統(tǒng)故障時相互切換，不影響用戶的使用。(8)改造中借用了原系統(tǒng)的安全條件，加上變頻器自身的安全環(huán)節(jié)使得改造后的系統(tǒng)更安全、更可靠。(9)扶梯節(jié)能改造的設(shè)備費用與電能節(jié)約和機械磨損的費用相比，投入不大，短期內(nèi)即可收回投資，因此扶梯變頻節(jié)

22、能安全改造技術(shù)的研制和使用成功，能提高現(xiàn)有扶梯安全節(jié)能，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。2扶梯系統(tǒng)的方案論證目前，自動扶梯的節(jié)能運行是變頻器應(yīng)用的熱點領(lǐng)域之一。自動扶梯廣泛應(yīng)用于大型商場超市、機場、地鐵賓館等場合。大多數(shù)扶梯在客流量大的時候。工作于額定運行狀態(tài)，在空載時仍以額定速度運行，具有耗能大，機械磨損嚴重，使用壽命低等缺點。采用mm440交頻器組成的變頻控制系統(tǒng)，可以很好的解決這些問題。mm440是一種高性能的矢量變頻器，由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進技術(shù)水平的絕緣柵雙極型管（igbt）作為功率輸出器件。因此，它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。而且采用脈沖頻率可選的專用脈寬調(diào)制技

23、術(shù)，可使電動機低噪聲運行。全面而完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。采用mm440變頻器組成的變頻控制系統(tǒng)，扶梯開始運行時通過變頻器啟動，當(dāng)電梯達到額定速度運行后，如無乘客乘梯，扶梯由額定速度自動降為約四分之一額定速度爬行(如扶梯在四分之一額定速度下運行很長一段時間（2分鐘）仍無人乘坐扶梯，則扶梯會自動平緩地停梯，該功能可自行設(shè)定，考慮到若顧客看到扶梯停止，誤認為扶梯出現(xiàn)故障而不用扶梯，建議不采需這種功能。如安裝在扶梯出入口處的傳感器檢測到有乘客乘梯，則扶梯速度馬上平緩地升至額定速度如乘客繼續(xù)進入扶梯扶梯將一直以額定速度正常運行。 2.1方案論證2.1.1控制系統(tǒng)的比較前一種方法是

24、在無人乘梯時停止自動扶梯的運行，有人乘梯時起動扶梯，從而達到省電的目的，由于是采用了完全停電的方法，所以在節(jié)約能源方面是非?？捎^的，一般能達到50的電能節(jié)約。但是這種方法存在一些缺陷，首先當(dāng)無人乘梯時，自動扶梯處于停機狀態(tài)，故大多乘客會認為扶梯停開或正在維修而轉(zhuǎn)向附近的樓梯上樓，特別是在樓梯與扶梯并行設(shè)置時更是如此，從而失去了自動扶梯的作用。后一種方法是采用經(jīng)典的星形與三角形接法轉(zhuǎn)換起動。但是折中方法也有些不足之處。星形接法由于轉(zhuǎn)矩只有三角形接法的1/3，所以星形接法轉(zhuǎn)速較慢，而且兩者之間有23s的轉(zhuǎn)換時間，如果光電探測頭位置距離扶梯入口處太近時，在乘客上梯后由于星形與三角形接法的轉(zhuǎn)換會產(chǎn)生一

25、個沖擊，使扶梯的乘用舒適感惡化，甚至釀成事故；如果光電探測頭距離扶梯入口處太遠，則可避免乘客上梯后產(chǎn)生沖擊，但容易造成誤動作，同時如果客流連續(xù)間斷造成扶梯的頻繁起動，也會產(chǎn)生不利影響。 繼電器控制系統(tǒng)、plc控制系統(tǒng)和微單片機控制系統(tǒng)。目前市場上所使用的自動扶梯還有繼電器控制的由于繼電器控制系統(tǒng)噪聲大、維修不便、控制煩瑣、布線雜多、占用空間大、故障率高缺點等，已不適應(yīng)現(xiàn)代人的需求，正逐漸被人們所淘汰。微單片機控制系統(tǒng)雖然在智能化方面有很大的發(fā)展，但由于微單片機控制系統(tǒng)的開發(fā)時間長，程序改動困難，抗干擾等問題而限制了其應(yīng)用。而plc控制系統(tǒng)有著可靠性高、穩(wěn)定性好、維護檢修方便等顯著優(yōu)點，加上現(xiàn)今

26、逐漸時興電腦化控制的電氣設(shè)備，plc控制的自動扶梯正好迎合了人們的心態(tài)，與市場需求緊密相連，其開發(fā)前景已被大大看好。 隨著自動扶梯進一步向著高科技、節(jié)能、智能化的方向發(fā)展，變頻器在扶梯領(lǐng)域也被廣泛地應(yīng)用。應(yīng)用變頻器和可編程控制器構(gòu)成變頻調(diào)速系統(tǒng)對傳統(tǒng)扶梯進行節(jié)能改造，能夠有效節(jié)約能源，降低運行成本。可靠性高，穩(wěn)定性好。一般plc允許的輸入信號閥值比通常的微控制器大得多且與外部電路都經(jīng)過光電隔離抗干擾能力較強。如一般的plc能承受峰值1000v，脈寬ls的矩形脈沖的尖峰干擾，并有多種保護功能，一旦出現(xiàn)故障。能使自動扶梯迅速停止。編程簡單，使用方便。目前plc普遍采用繼電器控制形式的“梯形圖”編程

27、方式，極易為電氣、自動控制的技術(shù)人員所接受。維護檢修方便。plc產(chǎn)品具有完善的監(jiān)視診斷功能，如有醒目的內(nèi)工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)、io狀態(tài)和異常狀態(tài)等顯示。扶梯的各個控制環(huán)節(jié)可以用故障代碼表示。這樣可以大大降低故障的平均修復(fù)時間，有的plc采用智能型陽模塊后，還可以把外部故障判斷和檢測功能從cpu中分開從而提高了外部故障檢測功能。傳統(tǒng)的控制方式都有各自的缺點，且在能源及其匱乏的今天，它們都造成了很明顯的能源浪費。因此，該文在plc控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再加上mm440變頻器，使自動扶梯的速度可調(diào)。自動扶梯通過變頻器起動以后，以額定速度（0.5m/s）運行，在系統(tǒng)設(shè)定的時間2分鐘內(nèi)，若沒有檢測到有人進入扶梯

28、，則2分鐘后扶梯經(jīng)過變頻器調(diào)節(jié)頻率使扶梯以五分之一額定速度（0.1m/s）運行；當(dāng)紅外傳感器在以五分之一速度運行時檢測到有人踏上床蓋板，則扶梯加速至額定速度運行（在人進入扶梯之前達到額定速度）；啟動扶梯后，plc不斷檢測光電傳感器的電脈沖信號的輸入以判斷是否有人需要乘座扶梯來控制變頻器進行正常速度運行或低速運行。在扶梯正常速度運行期間，如再無光電脈沖信號則系統(tǒng)延時t秒(乘客自一端至另一端)自動轉(zhuǎn)入低速運行,如果一直有乘客進入扶梯，扶梯將一直以額定速度正常運行（不讓扶梯停止是為了提示乘客乘梯的方向，以免人們誤以為電梯壞了）；如變頻器故障，則自動扶梯可由變頻轉(zhuǎn)換到工頻狀態(tài)運行（不節(jié)能狀態(tài)），以保證

29、自動扶梯正常工作。 圖2-1扶梯工作流程2.1.2控制方式的比較與選擇 v/f控制優(yōu)缺點 v/f控制方式是最早實現(xiàn)的調(diào)速方式，屬于轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，其優(yōu)點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。缺點是該控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，不能恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整電動機的轉(zhuǎn)矩補償和適應(yīng)負載的轉(zhuǎn)矩變化，無法準確地控制電動機的實際轉(zhuǎn)

30、速，轉(zhuǎn)速極低時，由于轉(zhuǎn)矩不足而無法克服較大的靜摩擦力時，因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。尤其是在低速區(qū)域由于定子電阻的壓降不容忽視而使電壓調(diào)整比較困難，不能得到較大的調(diào)速范圍和較高的調(diào)速精度。異步電動機存在轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)速隨負荷力矩變化而變動，即使目前有些變頻器具有轉(zhuǎn)差補償功能及轉(zhuǎn)矩提升功能，也難以實現(xiàn)很高的控制精度，所以采用這種控制的通用變頻器的變頻調(diào)速只適用于一般要求不高的場合。所以它的運用將逐漸被矢量控制所取代。矢量控制矢量控制的出現(xiàn)，使異步電動機變頻調(diào)速后的機械特性及動態(tài)性能達到了足以和直流電動機調(diào)壓的調(diào)速性能相媲美的程度，從而使異步電動機變頻調(diào)速在電機的調(diào)速領(lǐng)域

31、里全方位的處于優(yōu)勢地位。矢量控制實現(xiàn)的基本思想：交流電機的轉(zhuǎn)子能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的原因，是因為交流電機的定子能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢。而旋轉(zhuǎn)磁動勢是交流電機三相對稱的靜止繞組通過三相對稱的交流電所產(chǎn)生的。但是旋轉(zhuǎn)磁動勢一定要三相，在空間位置上相互垂直的，在時間上相位互差90的兩相通于平衡電流也能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量 (勵磁電流) 和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流) 分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。簡單的說，矢量控制就是將磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦，有利于分別設(shè)計兩者的調(diào)節(jié)器，以實現(xiàn)對交流電機的高性能

32、調(diào)速。矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。這樣就可以將一臺三相異步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。將測得變頻器實際輸出電流按空間矢量的方式進行分解，形成轉(zhuǎn)矩電流分量與磁通電流分量兩個電流閉環(huán)，同時又可借助編碼器或內(nèi)置觀測器模型來構(gòu)成速度閉環(huán)，這種雙閉環(huán)控制方式可以改善變頻器的動態(tài)響應(yīng)能力，減小滑差，保證系統(tǒng)速度穩(wěn)定，確保低頻時的轉(zhuǎn)矩輸出。采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調(diào)速范圍上與直流電動機相匹配，而且可以控制異步電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準確的被控異步電動機的參數(shù)，有

33、的通用變頻器在使用時需要準確地輸入異步電動機的參數(shù)，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。鑒于電機參數(shù)有可能發(fā)生變化，會影響變頻器對電機的控制性能，目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動機參數(shù)自動檢測、自動辨識、自適應(yīng)功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅(qū)動異步電動機進行正常運轉(zhuǎn)之前可以自動地對異步電動機的參數(shù)進行辨識，并根據(jù)辨識結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)，從而對普通的異步電動機進行有效的矢量控制。以異步電動機的矢量控制為例：它首先通過電機的等效電路來得出一些磁鏈方程，包括定子磁鏈，氣隙磁鏈，轉(zhuǎn)子磁鏈，其中氣息磁鏈是連接定子和轉(zhuǎn)子的一般的感應(yīng)電機轉(zhuǎn)子電流不易測量，所以通過氣息來中轉(zhuǎn)，把

34、它變成定子電流然后，有一些坐標變換，首先通過3/2變換，變成靜止的d-q坐標，然后通過前面的磁鏈方程產(chǎn)生的單位矢量來得到旋轉(zhuǎn)坐標下的類似于直流機的轉(zhuǎn)矩電流分量和磁場電流分量，這樣就實現(xiàn)了解耦控制，加快了系統(tǒng)的響應(yīng)速度最后再經(jīng)過2/3變換，產(chǎn)生三相交流電去控制電機，這樣就獲得了良好的性能。矢量控制方式:矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流ia、ib、ic、通過三相二相變換,等效成兩相靜止坐標系下的交流電流ia1、ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流im1、it1（im1相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流；it1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流），然后

35、模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個分量，經(jīng)坐標變換，實現(xiàn)正交或解耦控制。針對該自動扶梯系統(tǒng)，在不對扶梯的正常使用產(chǎn)生任何負面影響的前提下，引入無速度傳感器矢量變頻調(diào)速的概念。即變頻器根據(jù)傳感器產(chǎn)生的信號，在有人乘坐時，扶梯以原有速度運行（50hz）；當(dāng)無人時，扶梯減速到低速（1/5額定速度）運行。系統(tǒng)要求變頻器啟動運行平穩(wěn)，加速性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，同時應(yīng)具備當(dāng)變頻器調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)

36、自動切換到工頻運行，保障扶梯輸送功能的正常實施。其系統(tǒng)框圖如下圖2.1所示。 圖2-2自動扶梯系統(tǒng)框圖 2.2電動機的選擇電動機選擇的基本原則是：在滿足工作機械對于拖到系統(tǒng)要求的前提下，所選電動機應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、價格低廉。因此，在選擇電動機種類時，若工作機械對拖動系統(tǒng)無過高要求，應(yīng)優(yōu)先考慮選用交流電動機。在交流電動機中籠型異步電動機結(jié)構(gòu)最簡單，運行最可靠，維護最方便，對起動性能無過高要求的調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮使用。某些工作機械如橋式起重機、電梯、鍛壓機等，工作中起動、制動比較頻繁，為提高生產(chǎn)率又要求電動機具有較大的起動、制動轉(zhuǎn)矩以縮短起動、制動時間，同時還有一定的調(diào)速要求。

37、對這類工作機械，可考慮選用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。交流電動機電壓等級的選擇應(yīng)考慮運行場所供電電網(wǎng)的電壓等級。中等功率以下的交流電動機額定電壓一般為380v，大功率交流電動機的額定電壓多為3kv或6kv。電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇是否恰當(dāng)，關(guān)系到電動機的價格和運行效率，甚至關(guān)系到生產(chǎn)機械的生產(chǎn)率。額定功率相同的電動機，額定轉(zhuǎn)速越高，其體積越小，重量越輕，價格也越低。因此工作于長期工作制的工作機械，原則上應(yīng)選用額定轉(zhuǎn)速較高的電動機。但額定轉(zhuǎn)速高必須導(dǎo)致傳動機構(gòu)的復(fù)雜化，實際上選用時應(yīng)作全面權(quán)衡。選擇電動機容量時應(yīng)考慮如下幾點：電動機容量、起動轉(zhuǎn)矩必須大于負載所需要的功率和起動轉(zhuǎn)矩；電源電壓下降10%15%的

38、情況下，轉(zhuǎn)矩仍能夠滿足起動或運行中的需要；從電動機溫升角度考慮，為了不降低電動機的壽命，溫升必須在絕緣所限制的范圍以內(nèi)；如果電動機每次在最低頻率時連續(xù)工作地時間不長，則可留用原有電動機，反之如果在最低頻率時連續(xù)運行的時間較長，則電動機的容量應(yīng)提高一檔。電機參數(shù)設(shè)定本系統(tǒng)電機選用常用的4極y225s-4型的三相交流感應(yīng)電動機，額定功率11kw，額定電壓380v，額定電流22.6a，額定轉(zhuǎn)速1460r/min，功率因數(shù)0.87，效率為91%，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。2.3變頻器的選擇2.3.1變頻器的簡介變頻器是把工頻電源(50hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備，其結(jié)

39、構(gòu)如下圖2.2所示。 圖2-3變頻器結(jié)構(gòu)圖其中整流電路將交流電變換成直流電，控制電路對主電進行控制，逆變電路將直流電逆變成交流電，中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波。選擇變頻器主要包括種類選擇和容量選擇兩大方面。目前變頻器大致可分為三類：通用型變頻器 通常指配備一般v/f控制方式的變頻器，也稱簡易變頻器，該類變頻器成本較低，使用較為廣泛。高性能變頻器 ，通常指配備矢量控制功能的變頻器，該類變頻器使得自適應(yīng)功能更加完善，用于對調(diào)速性能較高的場合。專用變頻器 專門針對某種類型的機械而設(shè)計的變頻器，如泵、風(fēng)機用變頻器，電梯專用變頻器，起重機械專用變頻器，張力控制專用變頻器等。用戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機械的具

40、體情況進行選擇。變頻器的選用應(yīng)該滿足以下原則：變頻器的容量應(yīng)大于負載所需的輸出；變頻器的電流大于電機的電流。因電機的計算功率小于所選用功率，根據(jù)變頻器的容量的選擇方法進行計算。變頻器的型號很多，選擇合適的變頻器對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有很大的幫助。 mm440應(yīng)用高性能的矢量控制技術(shù)，采用微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進技術(shù)的絕緣雙極型晶體管（igbt）作為功率輸出器件，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性，且mm440是適用于三相電動機速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的變頻器系列，所以本系統(tǒng)選用mm440變頻器。mm440具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的簡單的電動機控制系統(tǒng)供電的理想變頻器驅(qū)動裝置。由于mm

41、440具有全面而完善的控制功能，在設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后，它是可用于更高級的電動機控制系統(tǒng)。mm440的接線：(1)強電回路強電回路的接線如圖2.3。三相交流電源先經(jīng)過三相熔斷器，再經(jīng)過開關(guān)。開關(guān)一般為空氣開關(guān)。經(jīng)開關(guān)控制后，三相交流電可以進入輸入濾波器，也可以與變頻器直接連接（輸入濾波器是可選件）。變頻器的輸出為pwm波，而負載希望得到的是正弦波，因此可以在變頻器的輸出端接入輸出濾波器，當(dāng)然輸出濾波器也可以省略。 圖2-4 變頻器強電回路的接線(2)弱電回路mm440變頻器為用戶提供了很多用于控制和檢測的輸入、輸出接線端子。用戶可以根據(jù)需要選擇這些端子構(gòu)成系統(tǒng)的弱電回路。接線端子如圖2.4所示?？?/p>

42、以分為以下幾類。 圖2-5變頻器mm440的安裝與接線(3)mm440變頻器的主要特性：易于安裝、設(shè)置參數(shù)和調(diào)試。牢固的emc（電磁兼容性）設(shè)計?？捎蒳t（中性點不接地）電源供電。對控制信號的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的。參數(shù)設(shè)置的范圍很廣，確保它可對廣泛的應(yīng)用對象進行配置。具有多個繼電器輸出。具有多個模擬量輸出020ma。6個帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換可npn/pnp接線。2個模擬輸入：in1：010v，020ma和-10+10v。in2：010v，020ma。另外還有的特性：2個模擬輸入，2個模擬輸入可以作為第7和第8個數(shù)字輸入，模塊化設(shè)計，配置非常靈活，開關(guān)頻率高(傳動變頻器可到16khz)，因

43、而電動機運行的噪音低，內(nèi)部rs485接口(端口)，詳細的變頻器狀態(tài)信息和完整的信息功能。(4)mm440變頻器的性能特征：具有矢量控制性能。多點v/f特性?？焖匐娏飨拗乒δ?，避免運行中不應(yīng)有的跳閘。內(nèi)置的直流注入制動。 復(fù)合制動功能改善了制動特性。內(nèi)置制動單元加速/減速斜坡特性具有可編程的平滑功能，它包括兩種情況：起始段和結(jié)束段帶平滑圓??；起始段和結(jié)束段不帶圓弧。具有比例、積分和微分（pid）控制功能的閉環(huán)控。(9)自由功能塊。另外還有的特征：具有動力制動的緩沖功能；具有定位控制的斜坡下降曲線。(5)mm440變頻器的保護特性：過電壓/欠電壓保護;變頻器過熱保護;接地故障保護;短路保護;電動機

44、過熱保護；(6) mm440的參數(shù)及bop板的操作：變頻器的運行是通過一系列用戶設(shè)定的參數(shù)和輸入端子的狀態(tài)來實現(xiàn)的。而參數(shù)的設(shè)定是通過bop板來完成的。bop板的外型如圖2.5所示。上端為一塊液晶顯示器，下端為一組按鍵。各按鍵的功能如圖2.4。 圖2-6 bop板的外型mm440變頻器具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)，它是給數(shù)量眾多的可變速控制系統(tǒng)供電的理想變頻傳動裝置。mm440的參數(shù)數(shù)量及多（有1000多個），各有其含義。詳細情況可以查有關(guān)資料。2.3.2變頻器參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)應(yīng)用先進的mm440變頻器，其參數(shù)的設(shè)定直接關(guān)系到自動扶梯調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。根據(jù)上述要求，組成調(diào)速系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖的4個

45、開關(guān)量輸入，采用數(shù)字輸入端din1-din4。參數(shù)設(shè)定如下：設(shè)定電動機選擇類型，p0300=1：即為異步電動機。設(shè)置功率，p0307=11：電動機的額定功率（kw）。設(shè)置電壓，p0304=380：電動機的額定電壓（v）。設(shè)置電流，p0305=28.95：電動機的額定電流（a）。設(shè)置頻率，p0310=50：電動機的額定頻率（hz）。設(shè)置效率，p0309=91：電動機的效率（%）。設(shè)置轉(zhuǎn)速，p0311=1460：電動機的額定轉(zhuǎn)速（min/s）。命令源設(shè)定，p0700=2：“2”表示端子排輸入，即dinn作為輸入。設(shè)定數(shù)字輸入的功能：數(shù)字輸入1，p0701=1：即5號端子為“1”，on正轉(zhuǎn)；off無

46、效。數(shù)字輸入2，p0702=2：即6號端子為“2”，on反轉(zhuǎn)；off無效。數(shù)字輸入3，p0703=17，即7號端子為“17”，以二進制編碼選擇，直接輸入+on信號，設(shè)定固定頻率。數(shù)字輸入4，p0704=17：即8號端子為“17”，以二進制編碼選擇，直接輸入+on信號，設(shè)定固定頻率。數(shù)字輸入5，p0705=17：即16號端子為“17”，以二進制編碼選擇，直接輸入+on信號，設(shè)定固定頻率。關(guān)于二進制編碼輸入，用din3din5三位數(shù)字量編碼決定固定頻率。具體方法為：din3din5的定義參數(shù)p0703p0705全部設(shè)置為17（二進制編碼輸入）。3個固定頻率設(shè)定參數(shù)p1001，p1002，p1003

47、分別設(shè)置固定頻率。設(shè)定數(shù)字輸出的功能，p0731=52.3：變頻器故障指示。頻率設(shè)定值選擇，p1000=3：“3”表示選擇固定頻率設(shè)定值。頻率設(shè)定，考慮到dinn與p100n由對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)系統(tǒng)的要求，設(shè)定如下參數(shù)：p1001=50:din1對應(yīng)的通道1頻率為固定頻率f1=50hz，扶梯運行額定轉(zhuǎn)速。p1002=10:din2對應(yīng)的通道2頻率為固定頻率f2=10hz，扶梯運行1/5額定轉(zhuǎn)速。p1003=25:din3對應(yīng)的通道3頻率為固定頻率f3=25hz，扶梯運行1/2額定速度。自動扶梯運行時間設(shè)定：p1120=3：斜坡上升時間為6.0秒。p1121=3：斜坡下降時間為6.0秒。p1080、

48、p1082為電動機運行的最低頻率與最高頻率：p1080=10：電動機運行時的最低頻率為10hz。p1082=50：電動機運行時的最高頻率為50hz。變頻器控制方式選擇，p1300=20：變頻器為無速度反饋的矢量控制。2.4 plc的選擇plc即可編程序控制器，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計。它采用了可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程；而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。電氣系統(tǒng)組成以后，為了實現(xiàn)最優(yōu)控制，還需精心編制plc的

49、控制程序。在plc的控制程序中，需要進行處理的邏輯信號首先是安全回路檢測信號，該信號用來判斷扶梯安全回路是否存在故障，以及故障存在的位置，它是自動扶梯安全運行的重要保證。其次還要檢測扶梯的停止、上行、下行、檢修、潤滑等信號。然后通過對這些輸入信號的處理，給出相應(yīng)的運行狀態(tài)顯示和報警等信號，所有這些控制信號的給出，都是plc根據(jù)各種輸入信號通過控制程序處理實現(xiàn)的。這些程序之間必須協(xié)調(diào)一致、判斷合理，才能完成自動扶梯的整體控制。 圖2-7控制系統(tǒng)接線圖plc的特點：編程簡單，使用方便。目前plc普遍采用繼電器控制形式的“梯形圖”編程方式，極易為電氣、自動控制的技術(shù)人員所接受?？煽啃愿撸垢蓴_能力強

50、 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。plc由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從plc的機外電路來說，使用plc構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，plc帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除plc以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)的可靠性就得到了極大的提高。配套齊全，功能完善，適用性強 plc發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品

51、?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代plc大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來plc的功能單元大量涌現(xiàn)，使plc滲透到了位置控制、溫度控制、cnc等各種工業(yè)控制中。加上plc通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用plc組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造 plc用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 體積小，重量輕，能耗低 以超小型plc為例，新

52、近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小,很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。三菱 plc fx2n目前市場上的plc種類繁多，fx2n系列plc 是由三菱公司近年來推出的高性能小型可編程控制器，采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)，具有較高的性能價格比，應(yīng)用廣泛。三菱的fx2n系列plc適用于各行各業(yè)、各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。fx2n系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。由于它緊湊的設(shè)計、良好的擴展性、低廉的價格、豐富的功能模塊以及強大的指令系統(tǒng)，使得fx2n可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求，

53、fx2n可以用模塊上的電位器來改變它對應(yīng)的特殊寄存器中的數(shù)值，可以實現(xiàn)更該程序運行中的一些參數(shù)，如定時器/計數(shù)器的設(shè)定值、過程量的控制參數(shù)等。實現(xiàn)時鐘可用于對信息加注時間標記，記錄及其運行時間或?qū)^程進行時間控制。選用 plc 時必須從其技術(shù)指標、硬件配置等方面綜合考慮。fx2n系列plc 的技術(shù)指標包括一般技術(shù)指標、電源技術(shù)指標、輸入技術(shù)指標、輸出技術(shù)指標和性能技術(shù)指標等；fx2n系列plc 的硬件配置包括基本單元、擴展單元、擴展模塊、模擬量i/o 模塊、各種特殊功能模塊及外圍設(shè)備等。plc fx2n的主要特點：較高的可靠性；豐富的指令集；豐富的內(nèi)置集成功能；實時特性強和強大的通信能力 。p

54、lc是工業(yè)自動化應(yīng)用技術(shù)的三大支柱之一，自從它誕生以來得到了廣泛的使用。在工業(yè)自動化應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，速度調(diào)節(jié)和控制是經(jīng)常用到的環(huán)節(jié)。變頻器具有高效的驅(qū)動性能和良好的控制特性，在提高控制質(zhì)量、減少維護費用和節(jié)能燈方面都取得了明顯的經(jīng)濟效益。在這些場合，變頻器所發(fā)揮的作用是其他任何控制設(shè)備和裝置都不能取代的。作為主控制器的plc和作為執(zhí)行及檢測器件（設(shè)備或裝置）的變頻器之間須相互配合，共同完成控制任務(wù)。plc可以控制變頻器的頻率給定信號，以使變頻器輸出相應(yīng)的速度控制曲線，控制工藝指標；變頻器上的檢測信號和其他智能控制信號也可以接入plc，完成系統(tǒng)的報警和速度控制，比如通過變頻器控制電機的啟動、停止及

55、正、反轉(zhuǎn)。2.5紅外傳感器的選擇及作用紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件和轉(zhuǎn)換電路。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號輸出。紅外線是一種無法用眼睛看得見的光線，任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度，都能輻射紅外線，且其波長隨著溫度的不同而不同，溫度越高，輻射出光的波長越短,并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點。 下面簡單介紹一下人體熱釋電紅外傳感器：熱釋電紅外傳感器通過目標與背景的溫差來探測目標，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢驗處理后即可產(chǎn)生報警信號。 其

56、內(nèi)部電路框圖如圖2.6所示10。圖2-8熱釋電紅外傳感器內(nèi)部封裝圖若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有信號輸出，所以這種傳感器適合檢測人體或者動物的活動情況。該系統(tǒng)選用lhi878型號的熱釋電紅外傳感器。熱釋電紅外控制開關(guān) 本例介紹一款采用熱釋電紅外傳感器和專用集成電路制作的熱釋電紅外線控制開關(guān)，它在檢測到人體發(fā)射的紅外傳感器信號后接通，使負載 (報警器或照明燈、排風(fēng)扇等)通電工作。熱釋電紅外控制電路由集成電路ss0001)和電阻器rz-r9、電容器cl-c8組成。ss0001是熱釋電紅外控制專用集成電路，其內(nèi)部由輸入放大器、雙向限幅器、狀態(tài)控制器、延時定時器、鎖存定時器和基準電源等電路組成。3自動扶梯系統(tǒng)硬件電路設(shè)計在本章中，詳細地分析了自動扶梯的整個控制系統(tǒng)，介紹了自動扶梯變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理，并設(shè)計了此系統(tǒng)的工作電路。目前，自動扶梯的節(jié)能運行是變頻器應(yīng)用的熱點領(lǐng)域之一。自動扶梯廣泛應(yīng)用于時候大型商場、超市、機場、地鐵、賓館等公共場合。大多數(shù)扶梯在客流量大的時候，工作于額定運行狀態(tài)，在空載時仍以額定速度運行，具有耗能大，機械磨損嚴重，使用壽命低等缺點。采用mm440變頻器組成的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，可以很好地解決這些問題。根據(jù)自動扶梯的工作過程，變頻調(diào)速的自動扶梯工作主要功能：扶梯按照一定的速度曲線運行。扶