PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(17)
表4-3 客流量大小与扶梯速度关系表
工作日
客流量（人/min） 大于45（高峰期） 小于45（非高峰期）
扶梯速度 （m/s） 0.65 0.50
周末
客流量（人/min） 大于30（高峰期） 小于30（非高峰期）
扶梯速度 （m/s） 0.50 0.40
利用安装在扶梯上的检测客流大小的红外传感器作为起动扶梯运行的开关装置，当检测到有人需要乘坐扶梯时，扶梯起动，从节能状态进入设定速度运行，从低速到设定速度的加速过程在人踏上扶梯前完成，避免扶梯加速过程中有人站立，出现意外情况。从检测到有人乘坐扶梯到人离开扶梯，扶梯一直以设定好的速度运行。从检测到有人需要乘坐扶梯开始，扶梯内置的计时器开始计时，来控制扶梯是否进入节能运行状态。此计时器设定的时间为两分钟。若在计时器计时期间又检测到有人需要乘坐扶梯，计时器重新开始计时，若其间红外传感器没有检测到人，待时间一到，扶梯进入节能运行模式，此时速度为0.10m/s。在扶梯进入节能运行状态的同时，停止运行计时器开始计时，计时时间为30min，30min内没有检测到有人需要乘坐扶梯，计时结束，扶梯停止运行，工作指示灯亮起（表明扶梯处于开启状态，只是没人乘坐，扶梯只是自动进入休眠状态，并未真正停止工作）。若检测到有人需要乘坐，扶梯自动起动，开始正常工作。以此往复进行循环工作。扶梯运行速度根据控制器给予的信号设定，控制器给予的信号只有在扶梯进入节能模式时才生效，具体速度设定按表4-3客流量大小与扶梯速度关系表规定执行。扶梯控制流程图如下图4-14所示，其PLC控制程序见附录一。
图4-14 扶梯控制流程图
4.3.2 基于智能信息处理的扶梯节能控制系统能耗分析
通过计算运用此节能控制系统的扶梯的运行能耗与传统变频调速控制技术的扶梯运行能耗对比，得出此系统的节能效果。在这里选取某地铁站自动扶梯和一周客流量作为对象进行计算。
某地铁站自动扶梯垂直高度为8米，扶梯倾斜角度为30度，假设扶梯运行过程中摩擦系数恒为0.12，该扶梯被链轮带动部分（阶梯、扶手、链条等）自重约一吨，扶梯驱动链条的链轮直径为0.4米，驱动电机额定功率为10KW，电动机的效率为75%，机械传动效率为95%，在50HZ下电动机同步转数为 =1500r/min，电动机为两对磁极，扶梯可达到的额定运行速度为0.65m/s[22]。
在不同速度下将乘客从起点送到终点的时间为t，利用公式 （4.3）（h为扶梯垂直高度、θ为扶梯的倾斜角度、v为扶梯运行速度）得到速度与时间的关系如下表4-4所示。
表4-4 扶梯预制速度与单程循环时间关系表
速度v（m/s） 0.65 0.5 0.4
时间t（s） 25 32 40
根据提供的扶梯相关数据可以得到：要达到v=0.65m/s的速度，由线速度与角速度的公式可得链轮的转速n。
因为 ，其中d为链轮的直径 （4.4）
所以传动比为 （4.5）
因为扶梯为恒转矩负载，其输出转矩公式为 ，其中 为电动机的输出转矩； 为电动机的输出功率； 为电动机的转速。 （4.6）