自動扶梯控制柜檢測臺的設(shè)計與實現(xiàn)

2014-06-15 06:06陳潔

常熟理工學(xué)院學(xué)報 2014年2期

陳潔

（申龍電梯股份有限公司，江蘇蘇州 215213）

自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范的新標(biāo)準(zhǔn)（GB 16899-2011）對自動扶梯和人行道的安全性有了進一步的提高，任一臺自動扶梯或人行道必須具有檢測裝置或電氣安全裝置進行超速保護和非操縱逆轉(zhuǎn)保護、梯級缺失保護等.自動扶梯和人行道應(yīng)在速度超過名義速度的1.2倍之前自動停止運行.自動扶梯和α≥6°的傾斜式自動人行道應(yīng)設(shè)置一個裝置，使其在梯級、踏板或膠帶改變規(guī)定運行方向時自動停止運行.自動扶梯和自動人行道應(yīng)能通過裝設(shè)在驅(qū)動站和轉(zhuǎn)向站的裝置檢測梯級或踏板的缺失，并應(yīng)在由梯級或踏板缺失而導(dǎo)致的缺口從梳齒板位置出現(xiàn)之前停止運行.當(dāng)扶手帶速度偏離梯級、踏板實際速度大于-15%且持續(xù)時間大于15 s時，應(yīng)使自動扶梯停止運行[1].因此在扶梯控制柜的調(diào)試和檢測中必須對柜內(nèi)的監(jiān)測裝置和電氣安全裝置的功能進行調(diào)試和檢測.

本檢測臺可以檢測Y-Δ起動和變頻驅(qū)動的普通、大高度、智能等多種控制柜，除了檢測扶梯的基本控制功能外，著重用來檢測安全回路故障、超速保護、非操縱逆轉(zhuǎn)保護、扶手帶欠速和梯級缺失保護功能.

1 自動扶梯控制系統(tǒng)簡介

自動扶梯或自動人行道的控制系統(tǒng)，按主控制器分為PLC控制和單片機控制兩種.按拖動方式分為直接供電的Y-Δ降壓起動和由靜態(tài)元件供電的變頻器驅(qū)動兩種.根據(jù)使用場所不同，自動扶梯或自動人行道可分為普通型、智能型、大高度型等多種.各種型號的控制電路略有差異，但通常由電源控制、運行方向控制、速度控制、安全電路、電氣安全監(jiān)測裝置、照明控制等部分組成.其系統(tǒng)框圖如圖1所示.

扶梯控制系統(tǒng)中除了就地安裝的檢測傳感器和安全開關(guān)外，其他電器分別安裝在兩個控制箱中，其中一個安裝在上機房內(nèi)，為主控制箱；另一個安裝在下機房內(nèi).扶梯上半部的信號通過電纜直接引入主控制箱，下半部分的信號則引入下控制箱，上下控制箱由控制電纜通過接插件連接起來.其連接示意圖如圖2所示[2].

圖1 扶梯控制系統(tǒng)方框圖

2 調(diào)試臺電路原理

圖2 控制箱與信號連接示意圖

自動扶梯調(diào)試臺的電路由電源電路、安全電路、速度脈沖產(chǎn)生電路、傳感器和指示電路組成.電源電路如圖3所示.圖中“QF”是調(diào)試臺總電源開關(guān)；“HLP1”是電源指示燈；“HLP2”是調(diào)試臺電源輸出和斷相指示燈；接觸器“KM1”和“KM2”用于給控制柜電源的相序切換，接觸器“KM3”用于給控制柜電源斷相序控制；“QS”是隔離開關(guān)，以防止調(diào)試操縱人員帶電接拆線；“FU1-FU4”是熔斷器；“SBDY”是輸出電源控制開關(guān)，用于調(diào)試過程中切斷輸出電源；“TC”是照明指示用控制變壓器；“SADD”為供給控制柜的照明電源開關(guān) ，“XS1”、“XS2”、“XS2”為220V市電插座.

圖3 調(diào)試臺電源電路

圖4 安全電路

安全電路的原理如圖4所示.圖中檢測用開關(guān)：“STP-UE”是上端停止按鈕，“SACR-DL”為下左曳引鏈安全開關(guān)，“SACR-DR”為下右曳引鏈安全開關(guān)，“SAHR-DL”為下左扶手帶出入口安全開關(guān)，“SACP-DL”為下左梳齒板異常安全開關(guān)，“SASP-DL”為下左圍裙板安全開關(guān)，“SADD-D”為下梯級下陷安全開關(guān)，“SASP-DR”為下右圍裙板安全開關(guān)，“SACP-DR”為下右梳齒板異常安全開關(guān)，“SAHR-DR”為下右扶手帶出入口安全開關(guān)，“SADD-U”為上梯級下陷安全開關(guān)，“SASP-UL”為上左圍裙板安全開關(guān)，“SACP-UL”為上左梳齒板異常安全開關(guān)，“SAHR-UL”為上左扶手帶出入口安全開關(guān)，“SADR”為驅(qū)動鏈安全開關(guān)，“SAHR-UR”為上右扶手帶出入口安全開關(guān)，“SACP-UR”為上右梳齒異常安全開關(guān)，“SASP-UR”為上右圍裙板安全開關(guān)，“SAGB1”和“SAGB2”分別為上下中檢修蓋板安全開關(guān)，“Dn”、“Un”、“UDn”和“DUn”為接插件[3].

速度脈沖產(chǎn)生電路如圖5所示.“SANZ”是非操縱逆轉(zhuǎn)試驗按鈕；“SADS”是扶手帶欠速試驗按鈕；“SBCS1”是1.2倍超速試驗按鈕，“SBCS2”是1.4倍超速試驗按鈕；“SBQS”是梯級踏板缺失試驗按鈕；“SACX”是錯相試驗按鈕，“SADX”是斷相試驗按鈕；“GZFK”是工作制動器行程反饋開關(guān)；“FZFK”是附加制動器行程反饋開關(guān)；“SASX”是名義速度選擇開關(guān)；“SAST-U”和“SAST-D”分別為上下端起動/停止鑰匙開關(guān)；“APXH”是脈沖電平變換電路.“HLNZ”是梯級踏板逆轉(zhuǎn)指示；“HLDS”是扶手帶速度欠速指示；“HLCS1”是扶梯超速1.2倍指示；“HLCS2”是扶梯超速1.4倍指示；“HLQS”是梯級踏板缺失指示；“HLGB”是檢修蓋板開啟指示；“HLCDX”是電源錯斷相指示.PLC輸入輸出點的分配如表1所示.

圖5 速度脈沖產(chǎn)生電路

傳感器和指示電路如圖6所示，圖中“HLUL”是上梯級照明指示，“HLDL”是下梯級照明指示，“HLEL1”是上機房照明指示，“HLEL2”是下機房照明指示，“HLSLU”是上梳齒照明指示，“HLSLD”是下梳齒照明指示，“HLPU”是加油器指示，“HLWF”是扶手帶照明指示；“BK”為模擬工作制動器的繼電器；“YB2”是輔助制動器；“SQ1”和“SQ2”是乘客檢測傳感器；“HLPU”上部方向指示，“HLPD”下部方向指示；“SAYW”為加油器油位開關(guān).

3 速度信號產(chǎn)生

圖6 傳感器和指示電路

自動扶梯電氣安全監(jiān)測裝置用到的扶梯速度信號有3對，即梯級踏板速度信號、梯級踏板缺失信號、扶手帶速度信號.在扶梯現(xiàn)場，這3對速度信號都利用接近式感應(yīng)開關(guān)分別對轉(zhuǎn)動的曳引主機、梯級踏板、扶手帶形成方波脈沖信號進行測量.本檢測臺不是在曳引主機上安裝感應(yīng)式接近開關(guān)，然后進行分頻來得到速度信號，而是采用PLC來產(chǎn)生6路3對方波脈沖模擬扶梯相應(yīng)的速度信號[2].脈沖的周期T與檢測的對象有關(guān)，不同的檢測對象，脈沖周期不同.用于檢測運行速度只需要單列脈沖信號，而檢測運動方向就需要有兩列脈沖信號，且兩列脈沖間有固定的時間差td.即是有固定時序的一對脈沖.對兩個脈沖間的相位，即時間差有要求，不能是脈沖周期的一半.由于需要檢測扶梯控制柜對欠速和超速的保護功能，故需要所產(chǎn)生的脈沖周期可以進行調(diào)節(jié).用PLC產(chǎn)出脈沖信號的梯形圖如圖7所示，圖中輔助繼電器“M101”和“M104”所形成的脈沖信號波形如圖8所示.通過給數(shù)據(jù)寄存器“D100”賦予不同的值便可得到相應(yīng)周期的脈沖信號，圖中可以產(chǎn)生一對周期 T 分別為 1000 ms、800 ms、660 ms、570 ms的方波脈沖作為扶手帶速度信號.

其余兩種速度脈沖信號的產(chǎn)生可參照本梯形圖.當(dāng)需要檢測非操縱逆轉(zhuǎn)保護時，只要將原兩路脈沖互換輸出即可.當(dāng)需要檢測超速時，只要將相應(yīng)速度的脈沖時間值送入定時器即可[4]；欠速也類似.對于梯級缺失檢測，只要在按鈕按下時屏蔽掉輸出脈沖串中的一個即可.因篇幅這里不再詳細說明.