CN202072379U - 扶梯自动控制系统和实现自动控制的扶梯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扶梯自动控制系统和实现自动控制的扶梯系统，扶梯自动控制系统包括控制器、电锁、入口感应装置和电机，所述控制器具有检测信号输入端和启停信号输出端，所述入口感应装置与所述检测信号输入端连接，所述电锁与所述启停信号输出端连接用于控制所述电机启停，还包括软启动器，所述控制器还包括软启动信号输出端，所述软启动器与所述软启动信号输出端连接用于调整所述电机的电源电压。本实用新型采用软启动器对电机的电源电压进行调节后，减小了扶梯频繁启停时的冲击电流，因此节能效果好、避免扶梯机械部件磨损、且使电梯运行更加平稳从而显著提高了安全性能。

Description

扶梯自动控制系统和实现自动控制的扶梯系统

技术领域

本实用新型涉及扶梯领域，尤其涉及一种扶梯自动控制系统和一种实现自动控制的扶梯系统。

背景技术

使用在商场、地铁、酒店、写字楼等公共场所的扶梯运行空载时间有时占到整个运行时间的50％-80％，尤其是人流量较小的使用环境下，扶梯的空载时间可能更长，如果扶梯的开机时间较长且空载率低则耗电量大，会造成很大程度的电能浪费，而且开停控制麻烦，关机后会对用户造成诸多不便，因此扶梯的节电控制势在必行。

一种现有的扶梯节电方案中，可用时间继电器控制主电源导通时间，即在电锁回路中并入时间继电器从而控制扶梯定时上下行和定时启停，但此方法只能自动和准时开关机，如果有人正走在停止的扶梯上突然开机，或有人正走在运行的扶梯上突然停机，则突然开关机的惯性冲击很容易使人失去平衡而造成摔倒、跌伤事故，安全性差。另一种现有的扶梯节电方案利用红外对管检测行人是否进入扶梯，并增加延时电路来控制扶梯的启停，然而频繁启停时的冲击电流很大，节能效果差且会造成扶梯机械部件磨损严重而影响扶梯寿命，而且这种控制方式的感应时间与人进入扶梯的时间差只有2-3秒，电机在突然全压启动时具有较大惯性，不平稳，也存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题是，提供一种节能效果好、且提高安全性能的扶梯自动控制系统和实现自动控制的扶梯系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种扶梯自动控制系统，包括控制器、电锁、入口感应装置和电机，所述控制器具有检测信号输入端和启停信号输出端，所述入口感应装置与所述检测信号输入端连接，所述电锁与所述启停信号输出端连接用于控制所述电机启停，还包括软启动器，所述控制器还包括软启动信号输出端，所述软启动器与所述软启动信号输出端连接用于调整所述电机的电源电压。

所述软启动器具有电源输入端子、电源输出端子和启停控制端子，所述电源输入端子与扶梯主接触器连接，所述电源输出端子与用于控制所述电机正反转的扶梯正反转接触器连接，所述启停控制端子与所述控制器的软启动信号输出端连接。

优选地，所述软启动器为相控软启动器。

进一步地，还包括上行/下行控制开关，所述控制器还具有上行/下行信号输入端，所述上行/下行控制开关与所述上行/下行信号输入端连接。

所述入口感应装置包括分别设置在扶梯下方入口和上方入口的上行入口感应装置和下行入口感应装置，所述电锁包括上行电锁和下行电锁；所述控制器的检测信号输入端包括上行检测信号输入端和下行检测信号输入端，启停信号输出端包括上行启停信号输出端和下行启停信号输出端；所述上行入口感应装置和下行入口感应装置分别与所述上行检测信号输入端和下行检测信号输入端连接，所述上行电锁和下行电锁分别与所述上行启停信号输出端和下行启停信号输出端连接。

优选地，所述控制器为PLC。

所述入口感应装置为对射型红外感应开关或漫反射型红外感应开关。

一种实施方式中，所述入口感应装置、电锁、软启动器和电机都具有多组，分别用于控制不同的扶梯，所述控制器上的检测信号输入端、启停信号输出端和软启动信号输出端也都具有多组，且各组入口感应装置、电锁、软启动器与所述控制器上的各组检测信号输入端、启停信号输出端和软启动信号输出端对应连接。

本实用新型还保护了一种实现自动控制的扶梯系统，包括至少一个扶梯，还包括以上所述的扶梯自动控制系统。

所述扶梯上设置标示装置，所述标示装置包括运行标签、指示灯、地毯箭头、运行标语、语音提示器中的至少一种。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种扶梯自动控制系统和实现自动控制的扶梯系统采用软启动器对电机的电源电压进行调节后，减小了扶梯频繁启停时的冲击电流，因此节能效果好、避免扶梯机械部件磨损、且使电梯运行更加平稳从而显著提高了安全性能。经统计，某酒店采用该系统的单台扶梯每天累计运行时间不到两小时，综合节电率达到了80％，不用每天开关机，全天候待机，减少了扶梯传动运行的噪音、也减少了维护量，既方便了顾客使用。

本实用新型优选采用PLC控制器，使系统制作容易、抗干扰能力强、响应速度快、可靠性高。且优选利用相控软启动器后，能按扶梯负载的变化及时地满足电机的输出功率，当负载变化时，控制器提供给电机的输入信号也随之变化，使电机的输出功率保持与负载相匹配，始终工作在有负载状态下，达到了更好的节电效果，满足了预计的设计要求。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的扶梯自动控制系统安装示意图；

图2为本实用新型一种实施例的扶梯自动控制系统结构框图；

图3为本实用新型一种实施例的扶梯自动控制系统接线图；

图4为本实用新型一种实施例的软启动器接线图；

图5为本实用新型一种实施例控制两个扶梯的PLC控制器接线示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型扶梯自动控制系统包括入口感应装置、控制器、电锁、软启动器和电机等部分。

其中，入口感应装置可采用对射型红外感应开关或漫反射型红外感应开关。如图1所示，扶梯的下、上方入口可分别设置上行入口感应装置和下行入口感应装置，例如在扶梯入口的前方两侧设置两个竖立的金属立柱2，当上行入口感应装置和下行入口感应装置都采用对射型红外感应开关时，其发射端11和接收端12分别安装在两个金属立柱2上，当有人进入扶梯上方或者下方入口的感应区时，其阻断对应的红外信号的正常接收信号，而触发对应的对射型红外感应开关向控制器发出感应信号。

控制器用于在接收到感应信号后立即向电锁和软启动器发送控制信号，从而利用电锁控制电机的自动启动或停止，并利用软启动器调整电机的电源电压避免电流瞬时增大而带来的能耗增加、磨损机械部件以及扶梯运行不平稳等现象，同时启动控制器内部的延时程序控制扶梯的运行时间。例如每次从接收到感应信号为起点延时40s，延时结束后扶梯停止运行且延时时间回到0再次等待触发，每次延时均以最后一次接收到感应信号为起点。一种控制方式中，电锁延时时间5秒，软启动器延时40秒，扶梯运行周期约25秒，当延时过程中又有反馈信号输入时，延时程序又回到原点从0开始延时，40秒延时完如果无感应信号则控制器断开向电锁和软启动器的信号输出，扶梯停止运行，此时扶梯处于待机状态即“零耗电”阶段。控制器可采用单片机或PLC(可编程控制器)，后者结构简单、容易操作且成本低廉。

第一实施方式：

请参考表一的控制器I/O分配表，结合图2和图3所示，本实施方式的扶梯自动控制系统连接交流220电源，控制器具有检测信号输入端、启停信号输出端和软启动信号输出端，还可进一步包括手动/自动信号输入端、上行/下行信号输入端。

输入	功能定义	输出	功能定义
				X0	下行检测信号输入端	Y0	软启动信号输出端
X1	上行检测信号输入端	Y1	下行启停信号输出端
				X2	手动/自动信号输入端	Y2	上行启停信号输出端
X3	上行/下行信号输入端

表1

具体地，入口感应装置与控制器的检测信号输入端连接，对于可实现上下行控制的扶梯，入口感应装置包括上行入口感应装置和下行入口感应装置，控制器的检测信号输入端包括上行检测信号输入端X1和下行检测信号输入端X0，上行入口感应装置和下行入口感应装置分别与上行检测信号输入端X1和下行检测信号输入端X0连接。

电锁与启停信号输出端连接，为了使扶梯运行平稳，电锁通常具有5s左右的延时时间。电锁包括分别用于控制电机上行和下行的上行电锁和下行电锁时，启停信号输出端包括上行启停信号输出端Y2和下行启停信号输出端Y1，上行电锁和下行电锁分别与上行启停信号输出端Y2和下行启停信号输出端Y1连接。

系统还可包括上行/下行控制开关K2，其与控制器的上行/下行信号输入端X3连接，用于选择扶梯的运行方向。例如当该开关选择上行时，如果控制器接收位于扶梯上方入口的下行入口感应装置的感应信号(逆向)，则控制器通过软启动信号输出端Y0向软启动器输出信号，同时通过上行启停信号输出端Y2向上行电锁输出信号从而启动扶梯上行，并在延时15秒就停止；如果在此过程中控制器接收位于扶梯下方入口的上行入口感应装置的感应信号(正向)，则延时程序可利用控制上行的40秒覆盖原15秒的延时时间，40秒延时完就停止扶梯运行。

类似地，当该开关选择下行时，如果控制器接收位于扶梯上方入口的下行入口感应装置的感应信号(正向)，则控制器通过软启动信号输出端Y0向软启动器输出信号，同时通过下行启停信号输出端Y1向下行电锁输出信号从而启动扶梯下行，并在延时40秒就停止；如果在此过程中控制器接收位于扶梯下方入口的上行入口感应装置的感应信号(逆向)，则延时程序可利用原40秒覆盖控制上行的15秒延时时间，40秒延时完就停止扶梯运行。

系统还可包括手动/自动控制开关K1，其与控制器的手动/自动信号输入端X2连接，用于控制扶梯的手动或者自动控制模式。例如当该开关接通而触发手动模式时，控制器启动手动运行程序，其软启动信号输出端Y0向软启动器输出信号使软启动器接通，扶梯可在扶梯锁匙控制下手动启动和停止；当该开关断开而触发自动模式时，控制器启动自动运行程序，通过上行/下行控制开关K2人为选择扶梯的运行方向后，控制器的软启动信号输出端Y0向软启动器输出信号使软启动器接通，控制器就会自动接收入口感应装置的感应信号从而自动控制扶梯运行。

软启动器与控制器的软启动信号输出端Y2连接用于调整电机的电源电压，其具有调压功能，每次启动时有240--380V(线电压)的升压过程，升压过程时间0～15秒可调，利用软启动器的调压功能，能够大大减小扶梯的电机频繁启停的冲击电流，减少了扶梯机械磨损。优选地，软启动器采用能够根据负载调节电压的相控软启动器，由于交流电机为感性负载，其电流与电压波形通常存在一相位差φ，该相位差的大小与其负载率的大小有关，相控技术采用闭环反馈系统进行优化控制，通过实时测量交流电机的电压与电流波形，并将实际相位差与依据交流电机特性的理想相位差进行比较，并依此来控制双向可控硅触发角α以给交流电机提供优化的输入电压，及时调整输入电机的功率，实现“所供即所需”柔性化电能管理功能，因此这种软启动器与普通软启动器相比，具有更加突出的节能效果。

如图4所示，软启动器具有电源输入端子L1、L2、L3，电源输出端子T1、T2、T3以及启停控制端子。其中电源输入端子L1、L2、L3与扶梯主接触器K01连接，电源输出端子T1、T2、T3与扶梯正反转接触器K02和K03连接形成串联模式，K02和K03分别用于控制电机正反转，启停控制端子与控制器的软启动信号输出端连接，该端子能够接收控制器的信号以控制软启动器的输出电压，从而调整电机的电源电压。

本实施方式的扶梯自动控制系统按照图3所示的方式连接电路后即可测试运行，首先向对射型红外感应开关或漫反射型红外感应开关通入DC12V电源，调节对射型红外感应开关的接收端和发射端位于同一直线上，或者调节漫反射型红外感应开关的发射距离在有效检测范围，用手感应到明显的感应信号即可。接着将手动/自动控制开关K1调节为手动模式且不调节扶梯运行方向，即可对控制器上电运行。接着将软启动器的软启动电位器旋钮旋在中间位置，大约启动升压时长3-5秒后，用扶梯锁匙启动上、下运行，启动时调整启动时间以无振动、无噪音、启动平稳、运行舒适为标准。接着将手动/自动控制开关K1调节为自动模式，并利用上行/下行控制开关K2定位扶梯运行方向后，触发任意的入口感应装置使控制器输出信号，从而接通电锁及软启动器控制扶梯运行，延时40秒后扶梯停止运行，接着还可将上下行方向停机调换测相反方向运行状态，并测试入口感应装置的旁路状态等。

本实施方式中，当入口感应装置出现故障无法自动检测行人时，为确保扶梯运行，可将手动/自动控制开关K1选择手动模式使入口感应装置处于旁路状态，此时控制器的手动/自动信号输入端X2不间断接收信号，且软启动信号输出端Y0不断向软启动器输出信号使软启动器接通，相控器长期不间断待机工作。此时用原扶梯锁匙启动扶梯运行直到入口感应装置修复。当软启动器出现故障而无法正常调整电机的电源电压时，为确保扶梯运行，可将软启动器箱内的旁路断路器置ON位置，此时其输入、输出主电路完全接通不受控制器控制，当软启动器修复时即可将断路器置OFF位置恢复软启动器的正常工作。因此本实施方式的扶梯自动控制系统维修方便，并不会由于部分设备故障而影响系统的正常运行。

实施例二：

本实施方式的扶梯自动控制系统可对两个甚至两个以上的扶梯进行自动控制，具体地，本实施方式的入口感应装置、电锁、软启动器和电机都具有多组，分别用于控制不同的扶梯，而控制器上的检测信号输入端、启停信号输出端和软启动信号输出端也都具有多组，且各组入口感应装置、电锁、软启动器与所述控制器上的各组检测信号输入端、启停信号输出端和软启动信号输出端对应连接。

例如图5所示，当扶梯自动控制系统采用一个PLC对A、B两个扶梯按照第一实施例所示的方式进行自动控制时，控制器I/O分配表如表2所示，

输入	功能定义	输出	功能定义
				X0	A扶梯下行检测信号输入端	Y0	A扶梯软启动信号输出端
X1	A扶梯上行检测信号输入端	Y1	A扶梯下行启停信号输出端
				X2	A扶梯手动/自动信号输入端	Y2	A扶梯上行启停信号输出端
X3	A扶梯上行/下行信号输入端
				X4	B扶梯下行检测信号输入端	Y3	B扶梯软启动信号输出端
X5	B扶梯上行检测信号输入端	Y4	B扶梯下行启停信号输出端
				X6	B扶梯手动/自动信号输入端	Y5	B扶梯上行启停信号输出端
X7	B扶梯上行/下行信号输入端

该扶梯自动控制系统的手动/自动控制开关包括A扶梯手动/自动控制开关K1和B扶梯手动/自动控制开关K3，分别与控制器的A扶梯手动/自动信号输入端X2和B扶梯手动/自动信号输入端X6连接；该系统的上行/下行控制开关包括A扶梯上行/下行控制开关K2和B扶梯上行/下行控制开关K4，分别与控制器的A扶梯上行/下行信号输入端X3和B扶梯上行/下行信号输入端X7相连；控制器的A扶梯软启动信号输出端Y0和B扶梯软启动信号输出端Y3分别连接A扶梯软启动器和B扶梯软启动器，控制器的A扶梯下行启停信号输出端Y1、A扶梯上行启停信号输出端Y2、B扶梯下行启停信号输出端Y4、B扶梯上行启停信号输出端Y5分别连接A扶梯下行电锁、A扶梯上行电锁、B扶梯下行电锁和B扶梯上行电锁。

对于本实施方式的扶梯自动控制系统，各电梯的手动/自动控制开关和上行/下行控制开关的控制方式与第一实施方式相同。例如，当A扶梯手动/自动控制开关K1和B扶梯手动/自动控制开关K3分别接通而触发手动模式时，其A扶梯软启动信号输出端Y0和B扶梯软启动信号输出端Y3分别向对应的软启动器输出信号使软启动器接通，扶梯可在扶梯锁匙控制下手动启动和停止；当A扶梯手动/自动控制开关K1和B扶梯手动/自动控制开关K3分别断开而触发自动模式时，控制器启动自动运行程序，通过A扶梯上行/下行控制开关K2和B扶梯上行/下行控制开关K4选择扶梯的运行方向后，控制器的A扶梯软启动信号输出端Y0和和B扶梯软启动信号输出端Y3分别向对应的软启动器输出信号使对应的软启动器接通，控制器就会自动接收的入口感应装置的感应信号从而自动控制对应的扶梯运行。

本实用新型还保护了一种实现自动控制的扶梯系统，包括至少一个扶梯，还包括以上实施方式中所述的扶梯自动控制系统。为了方便用户使用，各扶梯上还可标示装置，例如标示装置包括运行标签、指示灯、地毯箭头、运行标语、语音提示器中的至少一种，运行标签或LED指示灯可固定在金属立柱上用于指示行人扶梯的运行方向，扶梯入口处的地毯箭头也用于指示方向，运行标语或语音提示器可提醒用户“感应扶梯，请慢行”等语句，当系统上电使用时LED指示灯、运行标语或语音提示器即可启用。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种扶梯自动控制系统，包括控制器、电锁、入口感应装置和电机，所述控制器具有检测信号输入端和启停信号输出端，所述入口感应装置与所述检测信号输入端连接，所述电锁与所述启停信号输出端连接用于控制所述电机启停，其特征在于，还包括软启动器，所述控制器还包括软启动信号输出端，所述软启动器与所述软启动信号输出端连接用于调整所述电机的电源电压。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述软启动器具有电源输入端子、电源输出端子和启停控制端子，所述电源输入端子与扶梯主接触器连接，所述电源输出端子与用于控制所述电机正反转的扶梯正反转接触器连接，所述启停控制端子与所述控制器的软启动信号输出端连接。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述软启动器为相控软启动器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括上行/下行控制开关，所述控制器还具有上行/下行信号输入端，所述上行/下行控制开关与所述上行/下行信号输入端连接。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述入口感应装置包括分别设置在扶梯下方入口和上方入口的上行入口感应装置和下行入口感应装置，所述电锁包括上行电锁和下行电锁；所述控制器的检测信号输入端包括上行检测信号输入端和下行检测信号输入端，启停信号输出端包括上行启停信号输出端和下行启停信号输出端；所述上行入口感应装置和下行入口感应装置分别与所述上行检测信号输入端和下行检测信号输入端连接，所述上行电锁和下行电锁分别与所述上行启停信号输出端和下行启停信号输出端连接。

6.如权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器为PLC。

7.如权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述入口感应装置为对射型红外感应开关或漫反射型红外感应开关。

8.如权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述入口感应装置、电锁、软启动器和电机都具有多组，分别用于控制不同的扶梯，所述控制器上的检测信号输入端、启停信号输出端和软启动信号输出端也都具有多组，且各组入口感应装置、电锁、软启动器与所述控制器上的各组检测信号输入端、启停信号输出端和软启动信号输出端对应连接。

9.一种实现自动控制的扶梯系统，包括至少一个扶梯，其特征在于，还包括权利要求如权利要求1至8中任一项所述的扶梯自动控制系统。

10.如权利要求9所述的扶梯系统，其特征在于，所述扶梯上设置标示装置，所述标示装置包括运行标签、指示灯、地毯箭头、运行标语、语音提示器中的至少一种。

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