歐姆龍PLC產品在自動扶梯上的整體解決是專門為用戶解決疑難問題的，非常具有代表性，在客戶進行產品選型前，我們一般建議用戶先看下歐姆龍PLC產品在自動扶梯上的整體解決。這樣能對用戶選型有非常大的幫助。
1 引言
自動扶梯是公共場所運送乘客的常用設備,已經廣泛應用于大型商場、機場、地鐵、賓館等公共場所,在方便顧客和提高服務質量等方面起到了相當重要的作用。
自動扶梯的電氣控制已經發展到比較成熟的階段,其中安全和節能是目前最重要的兩個課題。
2 安全系統介紹
2.1 自動扶梯安全課題介紹
作為公共場所的常用設備,自動扶梯的安全性已越來越多地受到社會的廣泛關注。非操縱逆轉、梯級或踏板缺失等故障一旦發生,都有可能引發慘痛的人員傷亡事故。
于此同時,扶梯行業的安全強制標準“自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范”,為了實現行業升級,走向世界,已經從原先的GB16899-1997版更新至GB16899-2011版。新版的安全標準緊跟國際標準EN115,引入了PESSREA(可編程電子安全相關系統)和SIL(Safety Integrity Level)兩個概念。
2.2 安全回路的構成
要達到新版扶梯安全強制標準的要求,并且能有效保障乘客人身安全的電氣設計,必須由報警信號輸入、安全控制系統、安全輸出三個部分組成一個完整的安全回路。
2.2.1 報警信號輸入
報警信號輸入分為自動檢測的報警信號、人為發現安全隱患從而發出安全報警信號兩種。自動檢測的報警信號可以采用符合安全等級的安全限位開關進行檢測和動作。人為發現安全隱患時,可以按下符合安全等級的緊急停止按鈕開關來對應。圖2所示為自動檢測的報警信號中,可能需要安裝安全限位開關的位置:
2.2.2 安全控制系統
安全控制系統的作用是在檢測到報警信號輸入時,立即切斷輸出部分的供電。目前扶梯設備廠商主要采用的安全控制方式有三種:自主研發安全觸點、自主研發安全回路、PESSRAE。
前兩種均是設備廠商根據安全標準的描述,采用安全繼電器等元器件,自主研發的控制系統。其優點是成本低,缺點是設計難度大,耗費時間長,設計出的控制系統是否符合標準還需要經過一系列很繁復的論證過程。
PESSRAE如2.1中所述,是可編程電子安全相關系統,即采用已經通過安全認證,具有安全等級的可編程控制器作為安全控制系統。其成本雖然較高,但免去了設備廠商設計安全控制系統的人力物力,并且在扶梯進行安全等級評定時,還能提供已有的安全證明。www.plcs.cn這種方式目前已被多家中大型扶梯生產商采納。
2.2.3 安全輸出
安全輸出主要是采用安全繼電器,在接收到安全控制系統切斷電源的信號時,強行切斷主電源,使扶梯停止。
安全繼電器并不是沒有故障的繼電器,而是發生故障時能做出有效動作,它具有強制導向接點結構,發生接點熔結現象時也能確保安全。
3 節能系統介紹
3.1 自動扶梯節能課題介紹
自動扶梯的現狀是,每天都有相當一部分時間是空載運行,如果空載時間扶梯保持全速運行,將會造成能源浪費。在能源緊缺的當今世界,減少不必要的浪費勢在必行。
3.2 節能控制回路的構成
扶梯節能控制的原理是:在扶梯入口處安裝載客感應器,主電機采用變頻器控制,在無乘客到達時,電梯以節能的緩慢速度運行(或停止運行),當有乘客到達入口感應區時,電梯在規定時間內加速到全速運行,在一個運客周期后,如果沒有新乘客到達,電梯恢復到節能狀態。
4 整體控制系統硬件架構
4.1 控制系統框架
自動扶梯中,安全和節能兩大課題,分別通過兩套硬件系統來解決,兩套硬件系統之間可以通過串行或網絡通信進行信息交流,本文中主要用到歐姆龍公司的安全產品和系統類產品進行配置,
4.2 硬件架構中主要器件描述
4.2.1 安全控制器NE1A/G9SP
安全回路中的安全控制器可以選用歐姆龍公司的NE1A系列或G9SP系列。
NE1A可擴展點數多,具備DeviceNet Safety主站設備功能,最多可連接32臺安全從站,兼具DeviceNet從站功能,可通過DeviceNet主站設備進行監視。已經取得IEC61508(SIL3)和EN954-1/ISO13849-1(Cat.4/PLe)認證。
G9SP備有安全輸入輸出點數不同(10點、20點)的三種產品規格,可利用以太網、串行通信進行安全系統的監視。已獲得IEC61508(SIL3)認證。
4.2.2 主電機轉速的變頻器控制3G3RX
變頻器3G3RX系列是一款可進行多種矢量控制方法的高功能變頻器,能夠在0.3Hz的低頻下獲得200%的啟動轉矩,這一點很適合用在扶梯節能控制中的電機加減速控制。通過3G3RX對電機的控制,運行期間發生瞬時電源中斷時,電機將平穩啟動,而不是慣性滑行至停止,然后再啟動。
4.3 硬件架構配置表
除了以上介紹到的產品,扶梯的電氣控制還需要用到相序、欠相繼電器、接近開關等控制元器件,
5 結束語
1. 通過安全認證的控制器件構成安全控制回路,為扶梯的安全運行保駕護航;
2. 專用的安全功能塊編程界面,在構筑安全回路時方便直觀;
3. 無論是安全回路還是節能回路,都可通過PLC進行串行或網路通信,需要將扶梯的運行狀態組網監控時非常方便。