PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(10)
（3） 全变频
变频器已经设计在了扶梯的控制系统中，扶梯运行所需的电源都是经过变频器供给的，通过微机控制变频器输出当前状态下扶梯运行所需的电源电压和频率。全变频一方面不需要设计复杂的控制回路，也不需要高质量的交流接触器，另一方面它还可以根据不同时段客流量大小实时调节扶梯的运行速度，不需要扶梯一直处于额定运行状态下，在保证有效的运输能力的同时，还能节约一定的电能，减小了扶梯的机械损耗。这种方式的关键是要使用高性能的变频器，比如PWM可控整流的交-直-交变频器[2]。
变频调速的性能特点：（1）调速方向即可往上调，也可往下调；（2）平滑性好，可实现无极调速；（3）调速稳定性好，机械特性的工作段基本平行，硬度大，静差率小；（4）调速范围广；（5）调速经济性方面，初次投资大，需要专用的变频装置。但运行费用不大[23]。
变频调速存在的问题：（1）谐波对普通异步电动机的运行效率和温升的影响，特别是高次谐波；（2）普通异步电动机绝缘强度问题；（3）谐波电磁噪声与振动问题；（4）普通异步电动机对频繁启动、制动的适应能力问题；（5）低转速时普通异步电动机的冷却问题。这些都是采用变频器之后异步电动机所要面临的考验，所以采用变频控制技术，需要对异步电动机做一定的性能提升和设计改进，以降低或消除变频所带来的问题。
上诉四种方式各有各的特点，实际使用中，需要综合考虑自动扶梯使用场所的环境、客流量等因素，选择最经济、最合适的控制方式，以求最大合理性，来平衡各方面要求。
3 自动扶梯节能控制系统设计方案分析
3.1 节能控制系统设计要求
（1） 安全性
任何产品的设计都要以安全为第一出发点，就是首先要保证在人们使用过程中产品工作安全、稳定，对于扶梯的安全设计主要从以下几方面出发：（1）限制其最大速度，保证乘客能在扶梯上站稳，以免发生意外情况；（2）限制其加速度大小，即扶梯加速减速时需要缓慢进行，不能出现突然急加速或急减速，以免因乘客的站立不稳，出现意外情况；这里需要设置一定的延时，即扶梯从额定运行进入节能运行模式或停机模式之间设置一定的过渡时间。
（2） 舒适性
扶梯使用中，在保证安全性的前提下，扶梯速度的变化不对乘客造成冲击感，且扶梯运行稳定，这样舒适性也就得到了保证。
（3） 节能性
扶梯的节能是现在最受关注的问题。在保证安全和舒适的前提下，尽量降低扶梯的能量损耗，节约能源是本课题研究的目标。
（4） 通信可靠性
现在的扶梯基本都是通过变频技术来控制的，需要与微机实时通信。而且不同使用场所不同时段下，乘坐扶梯的客流量不同，需要监控当前的客流量，来调节扶梯具体的运行状态，以使扶梯达到最大使用率和最大节能效果，所以通信的可靠性十分重要，关系到控制信号和数据的采集及分析的顺利进行。
3.2 节能控制系统设计方案提出
3.2.1 降低能耗
在第2.2节中已经分析了影响扶梯能耗的相关因素，一旦扶梯在具体的场所安装使用，那么影响它的能耗的关键因素只有其运行速度、乘客量和具体的控制方式了。由于乘客量是不确定的，不能控制的，乘客多能耗就大，反之能耗就小，而且运输乘客而消耗的能源是不可避免的，不能减少的。所以对扶梯的节能控制只有从控制其运行速度和选择一种合理的控制方式出发了。
（1） 从运行速度考虑
一般扶梯的使用率都不高，在一整天的使用中，很长时间都处于轻载或空载运行，浪费电能不说，还增加了扶梯的机械磨损，给扶梯的运营带来很大的成本支出。所以可以设计这样一种扶梯运行模式来降低其能耗，即在客流量大的情况下扶梯处于额定运行状态，保证人员的疏散；在客流量小的时候扶梯以70%左右的额定速度运行；当没有乘客乘坐时，扶梯以15%的额定速度运行，长时间没有乘客时，扶梯停止运行。具体情况下的运行速度设定需要根据具体使用情况而定。这样就可以减小能耗了，增加扶梯的使用寿命。