自動扶梯和電梯一樣都是公共場所運送乘客的典型設備,已在商場、機場、地鐵、火車站等場所廣泛應用。傳統的扶梯通常由普通繼電器控制,采用三相異步電動機拖動。現在由于扶梯自動化及安全性能的逐步提高,仍采用傳統的繼電器控制方式已不能滿足更高性能的要求,另外由于繼電器控制方式的固有缺點,如:控制煩瑣、布線雜多、占用空間大、故障率高、不易檢修等缺點,因此隨著電子邏輯器件、大規模集成電路的出現;諸如像單片機、PLC在控制系統上的應用也越來越多。在自動扶梯中有些廠家也采用PLC 做為控制核心。但PLC 有其應用的局限性,比如說輸入輸出對電源電壓的要求、價格高等因素,因此在自動扶梯的控制上采用PLC 并不是最理想的。
針對一些控制要求輸入輸出點數較少、控制要求不是很復雜的場合,我公司開發出一款具有很強的邏輯控制功能,可現場編程,有輸入輸出功能、體積很小、性價比很高的智能控制單元——SG2,正好能實現對像自動扶梯系統這類產品的核心控制。
控制系統構成
扶梯采用11KW三相異步電動機拖動,要求具有電動機降壓啟動電路、電動機正反轉電路、安全急停電路、檢修電路、照明電路。如果要完成上述功能還要考慮控制柜的控制性能、體積、價格,顯然智能控制繼電器SG2是最理想的控制單元。
(一)硬件部分
在此選擇臺安SG2-20HR-A,8路數字量輸入、4路模擬量輸入(可以當作數字量輸入使用)、8路數字量輸出,均為繼電器輸出方式。SG2是一種具有可編程的邏輯模塊。在控制系統中起到邏輯控制功能。
統硬件組成:平行按扭、轉換開關、急停按扭、交流接觸器、熱繼電器、SG2-20HR-A、繼電器、變壓器、斷路器等組成。
SG2的接線:SG2的電源電壓范圍為110~240VAC。它可以直接輸入交流220V 電壓做為輸入電源。輸入端子分別為I1~I8、A1~A4。輸出端子為Q1~Q8,在此自動扶梯控制系統中只用了輸入I1-I5(與按扭接點連接),輸出Q1~Q7(與接觸器線圈連接)。
上圖中各元件表示:
——————SB1:上行按扭
——————SB2:下行按扭
——————SB3:檢修轉換開關
——————SA1:急停按扭
——————SA2:急停繼電器觸點
——————KM1:電動機星型啟動接觸器
——————KM2:電動機角運行接觸器
——————KM3:電動機正轉接觸器
——————KM4:電動機反轉接觸器
——————KM5:運行接觸器
——————KM6:抱閘繼電器
——————T10:照明繼電器
(二)軟件部分
在設計扶梯控制程序之前,首先要確定電路的輸入量和輸出量(見圖1)。根據輸入、輸出端子的規劃及扶梯系統的動作流程編寫相應程序。
臺安SG2程序編寫相當簡單方便,用戶可以用電腦或PDA編寫程序然后通過編程電纜PL01下載到SG2,也可在現場使用SG2自帶的的操作面板(帶按鍵和液晶顯示)輸入。根據用戶的使用習慣及操作方法SG2的編程語言有SFB(順序功能塊)和LAD(梯形圖)兩種供用戶選擇,即都是我們在數學上學的“或”“與”“非”等邏輯符號來表達實際的電路邏輯關系,對于具體的編寫操作方法可參考SG2的使用手冊。
現將自動扶梯程序流程圖表示如下:
圖2 中的粗線粗字表示當在I3 輸入有效時的輸出流程
動作過程
當按下SB1 按鈕上行(I1 輸入信號有效),輸出主Q2、主Q4、擴展Q5、擴展Q6、擴展Q7、延時2.5 秒后輸出主Q1。即當按下上行按鈕SB1 時, 電動機星型啟動接觸器K1.1、上行接觸器K2.2、正常運行接觸器K10、制動繼電器MD、照明繼電器K25 吸合,延時2.5秒后電動機角運行接觸器吸合(星啟動接觸器斷開)。這一過程是電動機的星三角啟動,打開扶梯照明,打開制動器,使之上行的過程。當按下SA 急停按鈕時,以上輸出除Q7(照明繼電器)外其他全部停止輸出。由于扶梯停止后還須照明,而不能立即停止,故扶梯停止后延時25 秒后自動停止扶梯照明。
當按下SB2 按鈕下行(I2 輸入信號有效)時輸出主Q3,連鎖停止Q4,其它與上相同。(Q3 與Q4 和Q1 與Q2 的輸出是互鎖的)
當按下SA 檢修按鈕時(I3輸入信號有效),扶梯進入檢修狀態,按下SB1 或SB2 按鈕,扶梯只能運行在星啟動模式下(Q3 或Q4 輸出),不能進入正常電動機角運行模式(Q1 不能輸出)。其他同上。
當扶梯在任何運行狀態,若I4 或I5中由一個信號輸入有效時,SG2將停止一切輸出,K25(Q7)延時25 秒后停止輸出。
總結
臺安SG2在自動扶梯控制上的應用是非常成功的!在應用的過程中總結出如下幾點:
⑴ 體積相對小
⑵ 性能價格比高
⑶ 編程方便(適用于控制不是很復雜的場合)