PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(3)
1.1.3 本课题在国内外发展的概况
虽然自动扶梯的适用范围越来越广，使用也越来越多，但在实际使用过程中发现其不适应时代的发展，传统的扶梯运行模式已不符合时代发展的潮流，不符合国家节能减排的有关政策。伴随着能源危机的出现，作为耗能大户的扶梯，其节能改造问题受到广泛的关注，同时对扶梯节能方面的研究不断兴起和发展。针对扶梯工频直接启动持续恒定匀速运行和上、下行扶梯单独控制运行的特点，近年来对提高扶梯节能水平的研究集中在了更有效的节能控制方法以及扶梯制动和下行扶梯重载处于发电状态时的能量回馈再利用等方面。针对扶梯使用率低、使用场所客流量随时间变化大的特点，对于这些方面的节能研究主要在无人乘坐时扶梯节能低速运行或者停止运行等。
1.2 关于本课题的简述
1.2.1 选题的目的和意义
自动扶梯广泛应用于商场、机场、车站、地铁站等人员流动量大的公共场所，为我们的生活提供了方便，但在日常使用过程中存在很多现实的问题。目前被广泛使用的自动扶梯通常处于能耗大、机械磨损严重、效率低、使用寿命低的状态。以地铁站自动扶梯为例，据调查，每当地铁到站后，蜂拥而至的人群在自动扶梯上持续的时间大约为45秒钟左右，如果按每3分钟一辆地铁计算，扶梯的“负载持续率”也仅为25%左右，其余时间扶梯都处在空载或低负载的状态下运行[20]，这势必会造成很大的能源和机械上的损耗。而且传统的扶梯变频调速系统采用独立驱动的方式，其中也存在着一定的能源浪费，具有进一步提高其节能水平的可能性。虽然现在的变频技术已经成熟，但自动扶梯系统并未针对实时客流量大小有效调节其运行速度，使其达到更好的节能效果。为响应国家节能减排的号召，进一步提升扶梯的节能水平，降低扶梯的运行成本，设计一种基于智能信息处理的扶梯节能控制系统很有必要。
1.2.2 研究范围和所要达到的技术要求
研究分析商场或地铁站扶梯的能耗与人数负荷和上下扶梯运行的关系，明确扶梯耗能的主要方面，针对这些方面提出自己的节能措施，进行仿真控制。提出并设计一种基于共直流母线供电将上行、下行自动扶梯统一控制的变频驱动系统，以及提出基于客流量模型的控制方法，将其结合形成一套基于智能信息处理的扶梯节能控制系统，并计算此控制系统的节能效果。利用现有的自动扶梯节能控制实验平台，设计出基于信息智能处理的自动扶梯节能控制仿真实验平台。
1.3 本课题的指导思想
处于电气时代的今天，人们对于电力还是其他能源的需求日益高涨，能源的供应也日趋紧张。为实现可持续发展的目标，全社会都在倡导全民节能减排，国家对电气设备的节能指标也日益提高。作为特种设备的扶梯，不仅使用范围广，使用量大，而且长时间处于轻载甚至空载的状态下，能耗相当大，所以对扶梯的节能改造势在必行。在保证扶梯运行安全性、舒适性、稳定性的前提下，对其提出有效的节能控制方法，提高其使用中的节能水平。
1.4 本课题应解决的主要问题
分析并找出与扶梯能耗相关的方面，比较现有节能控制方法的优缺点，提出自己的节能控制方法，提出基于共直流母线供电的扶梯节能智能控制系统和客流量模型的建立，理论分析其节能效果，设计出仿真控制程序。利用现有的实验平台，设计一套基于信息智能处理的扶梯节能控制仿真实验平台。
2 自动扶梯能耗及节能控制技术分析
2.1 能耗分析
2.1.1 三相异步电动机自身能耗