基于实时客流的自动扶梯节能控制系统设计(2)
自动扶梯是一种带有循环运行梯级，用于向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。自动扶梯是由一台特种结构形式的链式输送机和两台特殊结构形式的胶带输送机所组合而成，带有循环运动梯路，用以在建筑物的不同层高间向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备，运载人员上下的一种连续输送机械。自动扶梯由梯路（变型的板式输送机）和两旁的扶手（变形的带式输送机）组成。其主要部件有梯级、牵引链条及链轮、导轨系统、主传动系统（包括电动机、减速装置、制动器及中间传动环节等）驱动主轴、梯路张紧装置、扶手系统、梳板、扶梯骨架和电气系统等。梯级在乘客入口处作水平运动（方便乘客登梯）以后逐渐形成阶梯；接近入口处阶梯逐渐消失，梯级再度作水平运动。这些运动都是由梯级主轮、辅轮分别沿不同的梯级导轨行走来实现的。
1.1 国内外发展概况及存在问题
1.2 研究目的和意义
据了解自动扶梯在各大型商场和地铁系统中的使用度较高，因此自动扶梯也成了地铁系统和各大商场的耗能的大户。目前许多自动扶梯由于采用直接启动方式，以地铁系统为例，一般来说，自动扶梯每天的运行时间都近16个小时，但只有很少的时间（早、晚高峰期）客流量很大，需要在额定情况下运行，以额定功率运行的时间不超过30%。但如今不少扶梯大多数时间不论有无乘客均保持额定运转，处于空载和轻载情况下运行，特别是非高峰时段或客流密度较小的区域，这使得自动扶梯的运能没有得到很好的利用，不仅耗能大，而且由于运转时间长，各零件磨损大，扶梯寿命大大减少，而且故障率较高，导致使用成本高。同样的，大型商场也存在客流的大小高峰，因此不论是在地铁系统中，还是在各大商场里，自动扶梯都存在很大的节能潜力，这不仅能够达到节能的目的，同样能促进合理的使用自动扶梯。随着节能环保的呼声逐渐高涨，我国又是一个人口大国，节能减排，可持续发展对我们来说是一个十分重要的课题，节约能源也是利国利民的举措，所以有必要对自动扶梯的运转加以智能化控制。因此通过研究扶梯现场的客流时间分布特性、安全约束和舒适度要求，通过红外传感方式实时检测进入扶梯的乘客数，根据单位时间乘客的变化控制扶梯的运行速度，达到节能的目的，将变得尤其重要。
1.3 主要研究内容
本文主要介绍的是在客流人数难以确定的情况下，基于实时客流，对自动扶梯的速度进行分级，根据规定时间内的客流人数不同采用不同的输送速率，以达到节约能源的目的。
虽然上文所述的两个节能方式都能够很好的利用变频器在没有乘客的时候对自动扶梯进行节能控制，但是这样的节能控制还没有达到最佳的节能控制水平。即二者将都是设定只要扶梯上有乘客就开启额定速度运行，不考虑扶梯上人数的问题。当扶梯上只有少数人的时候，扶梯功率和满载相同，这样的节能效果还有待优化。因此，希望在现在已有的两种节能控制技术的基础之上，设置一个多段速运行频率，加入一个检测进入人数系统，根据在一定的检测时间内进入人数的不同计算出扶梯上乘客数量，根据乘客数量的不同采取不同的运行速度，以阶段性的降低运行功率，减少能源使用，达到节能的效果。
首先根据调查和计算，模拟实时客流，并根据实时客流研究自动扶梯变频控制的控制方案，得到控制算法；然后通过分析自动扶梯所在地（如地铁站和商场等）的客流量特性，根据调查数据，对高峰时段进行合理地划分，并研究自动扶梯为应对该所在地客流特性，区分高峰时段与低谷时段的节能控制系统设置方案；同时根据不同时段，不同地区的控制方案，作出假设，计算并对节能效果进行评估。
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