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3.2.2 变频器的选型
图3-2 变频器简要原理图
本设计中所采用的西门子MICROMASTER 440变频器，是在简单的电动机控制系统中被广泛应用的理想变频器驱动装置。MICROMASTER 440具有全面而完善的控制功能，客户端设置相关参数以后，它还可用于更复杂的电动机控制系统。具体型号（订货号）为6SE6440-2AD27-5CA1，经销商报价约为2700元。 （1）变频器常用的参数有输入电压、输出电压、输入频率、输出频率、输出功率、工作温度、控制方式、串行接口、保护等级等。西门子MICROMASTER 440变频器主要技术指标如表3-1所示。
表3-1 西门子MM440变频器主要参数
变频器型号 输入电压 输入频率 输出电压 输出频率范围 输出功率 过载倍数 47～63Hz 0～380V 0～650Hz 7.5kW 2倍3s，1.5倍60s 西门子MICROMASTER 440 三相（380～480）×（1±10%）V 工作温度 保护等级 控制方式 串行接口 电磁兼容性 -10～50°C IP20 V/F，FCC，SVC，VC，TVC RS232，RS485 EN55011 A级 EN55011 B级 [7]
3.2.3 变频器参数设定
西门子MICROMASTER 440变频器外形图如图3-7所示。变频器在标准供货方式时厂商都会提供状态显示板（SDP），对于大多数用户来说，使用SDP和厂商出厂时的缺省设定值，就可以使变频器成功的投入运行。但如果工厂的缺省设定值不适合具体设备的情况，或者有扩展功能需求的，就必须使用基本操作板BOP或者高级操作板AOP来进行参数的设定。本设计中，为了使自动扶梯节能运行控制系统稳定的运行，就必须对MICROMASTER 440变频器的参数进行设定。参数设定
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可以通过上文介绍的基本操作板（BOP）进行设置。
3.3.2 PLC的选型
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随着PLC技术的发展，PLC产品类型越来越多，功能日趋完善，在实际生产生活中的应用也越来越广泛。不同系列、不同型号的PLC性能各有不同，功能上各有侧重，价格也有较大差异。选型时，应该注意以下几点：
（1）I/O点数
I/O点数是PLC的一项重要参数。I/O点数的合理选择，不仅可以满足控制系统的要求，还可以实现最低的总投资，提高控制系统的成本效益。PLC的输入输出点数和类型应当根据被控对象所需控制的模拟量、开关量和输入输出设备情况来合理选择，一般一个输入/输出元件要占用一个输入/输出点数。并且考虑到系统升级的因素，应在预估总点数的基础上增加约20～30%的备用点数。本设计中的自动扶梯节能运行控制系统约需要有20个输入，17个输出。
3.4 超声波传感器的选择
3.4.1 超声波传感器的简介
超声波传感器是利用超声波回声测距原理研制而成的传感器，使用精确的时差测量技术，可以检测传感器与目标物之间的距离，非接触测量，具有测量精度较高、防水、防腐蚀、低成本等优点，广泛应用于工业生产和民用设备中。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由压电晶片在电压的激励下振动产生，具有频率高、波长短、绕射现象小的优点，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播的特点。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，也可以将接收到的超声波转换为电能，所以它可以分成发送器或接收器，也有超声波传感器兼作发送器和接收器。本设计中以超声波作为检测手段，需要同时产生和接收超声波。超声波传感器就可以实现这种功能，实际应用中也被称为超声换能器或超声探头。
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3.4.2 超声波传感器的选型
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本设计中使用的超声波传感器是由深圳市金瓷科技有限公司生产的型号为NU40D22TR-2的超声波传感器，外形图如图3-12所示。该超声波传感器频率稳定，采用压电陶瓷材料，灵敏度较高，12m以内的检测精度很高。符合自动扶梯的检测需求，并且性价比较高。
图3-12 超声波传感器外形图
3.5 光电编码器的选择
3.5.1 光电编码器的简介
光电编码器是一种集光学、机械、电气技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物体的转角或直线位移量，并通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量输出，是目前应用最广泛的一种传感器。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是一种在固定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔的带孔圆盘。由于光栅盘与电动机轴相连，电动机旋转时，光栅盘在电动机轴的带动下同步旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测并输出两路存在固定相位差的脉冲信号，其原理如图3-13所示，只要计算光电编码器每秒输出的脉冲个数就能得到当前电动机的转速，根据码盘上相位相差90度的两路脉冲信号先后顺序，就可以得到电动机的旋转方向。
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图3-13 光电编码器输出
光电编码器的分类方法很多。按照编码器的刻度方法和信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。这里主要介绍根据信号输出形式进行分类。 3.5.2 光电编码器的选型
本设计中使用的光电编码器的目的是检测扶梯的运行方向，一旦检测到电梯方向运行异常时（如倒溜的情况），PLC立即报警，对变频器、电机断电，同时安装在与电动机同轴的抱闸装置对转轴进行紧急制动，确保扶梯出现危险时能立即停稳，避免发生更大的事故。
3.6 电机抱闸器的选择
3.6.1 电磁抱闸器的简介
三相异步电动机的机械制动是利用机械装置使电动机从电源切断后能迅速制动停转。常见的机械制动有电磁抱闸制动和电磁离合器制动[12]。
（1）电磁抱闸制动电路 3.6.2 电磁抱闸器的选型
本设计中使用电磁抱闸器的目的是为了出现紧急情况时，能让扶梯尽可能快的停下来，防止出现电梯事故。考虑到自动扶梯停止时扶梯上仍然可能有人，因此，使用的是断电电磁抱闸制动。
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本设计中使用的是石家庄五龙制动器股份有限公司生产的五龙牌MWZ系列电磁抱闸制动器。MWZ系列交转直流电磁块式制动器是一种外抱瓦块式短行程常闭制动器，工作方式为断电制动、通电松闸。主要用于运输、起重、冶金、矿山、化工、港口、建筑、建材机械的制动中。其驱动装置是ZDZ系列单相交流直推式制动电磁铁，该制动器技术指标居国际领先水平，具有高效、快速、节能、低噪声和易维护等特点。
3.7 鉴相器的选择
3.7.1 鉴相器的简介 3.7.2 鉴相电路的设计
本设计中选用的D触发器是74LS74。74LS74是带置位复位正触发的双D触发器。应用74LS74的上升沿触发,得到第5 管脚和第6 管脚信号，根据各自电平高低判断正反转。光电编码器鉴相电路图如图3-19所示。
3.8 本章小结
本章主要介绍了自动扶梯控制系统的元器件选择。自动扶梯控制系统元器件包括电动机、变频器、PLC、超声波传感器、光电编码器、鉴相器、电磁抱闸器等。
自动扶梯节能运行控制系统设计.
