歐姆龍PLC產(chǎn)品在自動(dòng)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(jìn)行產(chǎn)品選型前，我們一般建議用戶先看下歐姆龍PLC產(chǎn)品在自動(dòng)扶梯上的整體解決。這樣能對(duì)用戶選型有非常大的幫助。
1 引言
自動(dòng)扶梯是公共場(chǎng)所運(yùn)送乘客的常用設(shè)備,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大型商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、地鐵、賓館等公共場(chǎng)所,在方便顧客和提高服務(wù)質(zhì)量等方面起到了相當(dāng)重要的作用。
自動(dòng)扶梯的電氣控制已經(jīng)發(fā)展到比較成熟的階段,其中安全和節(jié)能是目前最重要的兩個(gè)課題。
2 安全系統(tǒng)介紹
2.1 自動(dòng)扶梯安全課題介紹
作為公共場(chǎng)所的常用設(shè)備,自動(dòng)扶梯的安全性已越來越多地受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。非操縱逆轉(zhuǎn)、梯級(jí)或踏板缺失等故障一旦發(fā)生,都有可能引發(fā)慘痛的人員傷亡事故。
于此同時(shí),扶梯行業(yè)的安全強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)“自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范”,為了實(shí)現(xiàn)行業(yè)升級(jí),走向世界,已經(jīng)從原先的GB16899-1997版更新至GB16899-2011版。新版的安全標(biāo)準(zhǔn)緊跟國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EN115,引入了PESSREA(可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng))和SIL(Safety Integrity Level)兩個(gè)概念。
2.2 安全回路的構(gòu)成
要達(dá)到新版扶梯安全強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的要求,并且能有效保障乘客人身安全的電氣設(shè)計(jì),必須由報(bào)警信號(hào)輸入、安全控制系統(tǒng)、安全輸出三個(gè)部分組成一個(gè)完整的安全回路。
2.2.1 報(bào)警信號(hào)輸入
報(bào)警信號(hào)輸入分為自動(dòng)檢測(cè)的報(bào)警信號(hào)、人為發(fā)現(xiàn)安全隱患從而發(fā)出安全報(bào)警信號(hào)兩種。自動(dòng)檢測(cè)的報(bào)警信號(hào)可以采用符合安全等級(jí)的安全限位開關(guān)進(jìn)行檢測(cè)和動(dòng)作。人為發(fā)現(xiàn)安全隱患時(shí),可以按下符合安全等級(jí)的緊急停止按鈕開關(guān)來對(duì)應(yīng)。圖2所示為自動(dòng)檢測(cè)的報(bào)警信號(hào)中,可能需要安裝安全限位開關(guān)的位置:
2.2.2 安全控制系統(tǒng)
安全控制系統(tǒng)的作用是在檢測(cè)到報(bào)警信號(hào)輸入時(shí),立即切斷輸出部分的供電。目前扶梯設(shè)備廠商主要采用的安全控制方式有三種:自主研發(fā)安全觸點(diǎn)、自主研發(fā)安全回路、PESSRAE。
前兩種均是設(shè)備廠商根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的描述,采用安全繼電器等元器件,自主研發(fā)的控制系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是成本低,缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)難度大,耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),設(shè)計(jì)出的控制系統(tǒng)是否符合標(biāo)準(zhǔn)還需要經(jīng)過一系列很繁復(fù)的論證過程。
PESSRAE如2.1中所述,是可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng),即采用已經(jīng)通過安全認(rèn)證,具有安全等級(jí)的可編程控制器作為安全控制系統(tǒng)。其成本雖然較高,但免去了設(shè)備廠商設(shè)計(jì)安全控制系統(tǒng)的人力物力,并且在扶梯進(jìn)行安全等級(jí)評(píng)定時(shí),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(chǎn)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(tǒng)切斷電源的信號(hào)時(shí),強(qiáng)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(fā)生故障時(shí)能做出有效動(dòng)作,它具有強(qiáng)制導(dǎo)向接點(diǎn)結(jié)構(gòu),發(fā)生接點(diǎn)熔結(jié)現(xiàn)象時(shí)也能確保安全。
3 節(jié)能系統(tǒng)介紹
3.1 自動(dòng)扶梯節(jié)能課題介紹
自動(dòng)扶梯的現(xiàn)狀是,每天都有相當(dāng)一部分時(shí)間是空載運(yùn)行,如果空載時(shí)間扶梯保持全速運(yùn)行,將會(huì)造成能源浪費(fèi)。在能源緊缺的當(dāng)今世界,減少不必要的浪費(fèi)勢(shì)在必行。
3.2 節(jié)能控制回路的構(gòu)成
扶梯節(jié)能控制的原理是:在扶梯入口處安裝載客感應(yīng)器,主電機(jī)采用變頻器控制,在無乘客到達(dá)時(shí),電梯以節(jié)能的緩慢速度運(yùn)行(或停止運(yùn)行),當(dāng)有乘客到達(dá)入口感應(yīng)區(qū)時(shí),電梯在規(guī)定時(shí)間內(nèi)加速到全速運(yùn)行,在一個(gè)運(yùn)客周期后,如果沒有新乘客到達(dá),電梯恢復(fù)到節(jié)能狀態(tài)。
4 整體控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)
4.1 控制系統(tǒng)框架
自動(dòng)扶梯中,安全和節(jié)能兩大課題,分別通過兩套硬件系統(tǒng)來解決,兩套硬件系統(tǒng)之間可以通過串行或網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行信息交流,本文中主要用到歐姆龍公司的安全產(chǎn)品和系統(tǒng)類產(chǎn)品進(jìn)行配置,
4.2 硬件架構(gòu)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(kuò)展點(diǎn)數(shù)多,具備DeviceNet Safety主站設(shè)備功能,最多可連接32臺(tái)安全從站,兼具DeviceNet從站功能,可通過DeviceNet主站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。已經(jīng)取得IEC61508(SIL3)和EN954-1/ISO13849-1(Cat.4/PLe)認(rèn)證。
G9SP備有安全輸入輸出點(diǎn)數(shù)不同(10點(diǎn)、20點(diǎn))的三種產(chǎn)品規(guī)格,可利用以太網(wǎng)、串行通信進(jìn)行安全系統(tǒng)的監(jiān)視。已獲得IEC61508(SIL3)認(rèn)證。
4.2.2 主電機(jī)轉(zhuǎn)速的變頻器控制3G3RX
變頻器3G3RX系列是一款可進(jìn)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(dòng)轉(zhuǎn)矩,這一點(diǎn)很適合用在扶梯節(jié)能控制中的電機(jī)加減速控制。通過3G3RX對(duì)電機(jī)的控制,運(yùn)行期間發(fā)生瞬時(shí)電源中斷時(shí),電機(jī)將平穩(wěn)啟動(dòng),而不是慣性滑行至停止,然后再啟動(dòng)。
4.3 硬件架構(gòu)配置表
除了以上介紹到的產(chǎn)品,扶梯的電氣控制還需要用到相序、欠相繼電器、接近開關(guān)等控制元器件,
5 結(jié)束語
1. 通過安全認(rèn)證的控制器件構(gòu)成安全控制回路,為扶梯的安全運(yùn)行保駕護(hù)航;
2. 專用的安全功能塊編程界面,在構(gòu)筑安全回路時(shí)方便直觀;
3. 無論是安全回路還是節(jié)能回路,都可通過PLC進(jìn)行串行或網(wǎng)路通信,需要將扶梯的運(yùn)行狀態(tài)組網(wǎng)監(jiān)控時(shí)非常方便。