陳 潔 申龍電梯股份有限公司

自動扶梯控制柜檢測臺及其報(bào)告管理系統(tǒng)

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文章簡要介紹了自動扶梯控制系統(tǒng)，提出了該控制系統(tǒng)中控制柜檢測系統(tǒng)的構(gòu)成。對檢測臺組成、功能檢測電路和速度脈沖產(chǎn)生作了說明，給出了電路原理和部分梯形圖。還對檢測控制程序和檢測管理界面作了簡單介紹。

自動扶梯 控制柜 功能檢測 檢測報(bào)告 報(bào)告管理

GB 16899-2011《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范》規(guī)定，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(jìn)行超速保護(hù)和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)、梯級缺失保護(hù)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(yùn)行。自動扶梯和α≥6°的傾斜式自動人行道應(yīng)設(shè)置一個(gè)裝置，使其在梯級、踏板或膠帶改變規(guī)定運(yùn)行方向時(shí)自動停止運(yùn)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(yùn)行。當(dāng)扶手帶速度偏離梯級、踏板實(shí)際速度大于-15%且持續(xù)時(shí)間大于15s時(shí)，應(yīng)使自動扶梯停止運(yùn)行。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(jìn)行調(diào)試和檢測。

在調(diào)試和檢測過程中，檢測臺作為模擬扶梯現(xiàn)場各種運(yùn)行信號裝置，包括安全回路、梯級和踏板速度信號、扶手帶速度信號等，來完成扶梯控制柜的線路連接正確性和控制功能正確性的檢驗(yàn)。

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(jī)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，但通常都需要有電源控制、運(yùn)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。

扶梯控制系統(tǒng)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(gè)控制箱中，其中一個(gè)安裝在上機(jī)房內(nèi)，為主控制箱；另一個(gè)安裝在下機(jī)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1所示。

圖1 控制箱與信號連接示意圖

2 檢測系統(tǒng)的構(gòu)成

扶梯控制柜檢測系統(tǒng)主要有三部分組成：扶梯檢測臺、控制柜、曳引主機(jī)、連接電纜和上位機(jī)監(jiān)測軟件。

根據(jù)GB 16899-2011的要求，檢測系統(tǒng)除了調(diào)試和檢測扶梯控制柜的基本控制功能外，還必須檢測安全回路故障、超速保護(hù)、非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)、扶手帶欠速和梯級缺失保護(hù)功能。包括Y-Δ起動和變頻驅(qū)動的普通、大高度、智能等多種控制柜。

上位機(jī)監(jiān)測軟件采用紫金橋組態(tài)軟件開發(fā)而成。依據(jù)檢測過程中有關(guān)信息的采集要求，組成幾個(gè)不同的界面。通過操作者信息的錄入、項(xiàng)目檢測的操作，最終將錄入信息和檢測結(jié)果形成一份檢測報(bào)告。這些信息可以保存在數(shù)據(jù)庫中，以便日后查詢；也可以直接打印出檢測報(bào)告，送交客戶；還可以導(dǎo)出文件進(jìn)行備份。

3 控制柜檢測臺組成

控制柜檢測臺的硬件電路由一臺西門子CPU224及兩臺I/O擴(kuò)展、若干個(gè)繼電器、船型開關(guān)、按鈕和一臺微機(jī)等組成，其組成框圖如圖2所示。

圖2 檢測臺組成框圖

3.1 功能檢測電路

檢測臺功能檢測電路如圖3所示。圖中“SANZ”是非操縱逆轉(zhuǎn)試驗(yàn)按鈕,“SADS”是扶手帶欠速試驗(yàn)按鈕,“SBCS1”是1.2倍超速試驗(yàn)按鈕,“SBCS2”是1.4倍超速試驗(yàn)按鈕,“SBQSs”是上梯級踏板缺失試驗(yàn)按鈕,“SBQSx”是下梯級踏板缺失試驗(yàn)按鈕,“SACX”是錯相試驗(yàn)按鈕,“SADX”是斷相試驗(yàn)按鈕,“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；“HLYS”是延時(shí)動作指示,“Q0.0”和“Q0.1”分別是梯級輪速度脈沖信號,“Q0.2”和“Q0.3”分別是梯級速度脈沖信號,“Q0.4”和“Q0.5”分別是扶手帶輪速度脈沖信號。

圖3 功能檢測電路

3.2 速度信號產(chǎn)生

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(jī)、梯級踏板、扶手帶形成方波脈沖信號進(jìn)行測量。本檢測臺不是在曳引主機(jī)上安裝感應(yīng)式接近開關(guān)，然后進(jìn)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。使用西門子CPU224 PLC產(chǎn)出扶手帶速度脈沖信號，通過給數(shù)據(jù)寄存器“VW144”賦予不同的值便可得到相應(yīng)不同周期的脈沖信號。實(shí)際測量到名義速度為0.5m/s的扶手帶速度脈沖信號波形如圖4所示。

圖4 脈沖波形

4 檢測控制程序

控制柜監(jiān)測裝置或電氣安全裝置保護(hù)功能的檢測，由檢測人員操作對應(yīng)功能檢測按鈕或開關(guān)觸發(fā)PLC內(nèi)預(yù)先編制好的程序來完成。這些功能主要有1.2倍超速、1.4倍超速、非操作逆轉(zhuǎn)、梯級下陷、扶手帶欠速、梯級缺失等。其中超速檢測是將對應(yīng)超速的定時(shí)器定時(shí)值送入扶梯速度脈沖信號產(chǎn)生的定時(shí)器；扶手帶欠速則將85%名義速度的定時(shí)值送入扶手帶速度脈沖信號產(chǎn)生的定時(shí)器；當(dāng)需要檢測非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)時(shí)，只要將兩路扶梯速度脈沖信號互換輸出即可；梯級缺失是將連續(xù)的梯級脈沖信號封失掉一個(gè)。

5 監(jiān)測管理界面

監(jiān)測管理界面由安裝在上位機(jī)上的紫金橋組態(tài)軟件開發(fā)而成。它包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫、I/O驅(qū)動和若干個(gè)窗口界面。人機(jī)界面分別有方式選擇、基本信息錄入、調(diào)試檢測、報(bào)告生成、報(bào)告瀏覽、報(bào)告查看等。

調(diào)試檢測界面如圖5所示。圖中左側(cè)是“基本信息錄入”界面錄入的控制柜基本信息；中間扶梯結(jié)構(gòu)示意圖上的紅色指示燈與對應(yīng)安全回路中的安全開關(guān)相關(guān)聯(lián)，通過腳本程序進(jìn)行控制。當(dāng)調(diào)試檢測人員操作過某安全開關(guān)后，該安全開關(guān)的顏色由紅變綠；右上側(cè)是功能檢測指示具有同樣功能，未檢測前按鈕上的字呈灰色，當(dāng)完成該功能檢測后，字體顏色變黑色。在所有功能得到檢測后，“檢測報(bào)告”按鈕的字體顏色才變黑色，該按鈕才有效，點(diǎn)擊該按鈕便進(jìn)入下一個(gè)窗口，進(jìn)行檢測報(bào)告生成。

所生成的檢測報(bào)告可以進(jìn)行保存、打印和導(dǎo)出等操作。若某些項(xiàng)目不符時(shí)，可返回至前一窗口重新進(jìn)行檢測。保存在數(shù)據(jù)庫中的報(bào)告可以備以后查詢之用。報(bào)告保存或打印后可以按“繼續(xù)調(diào)試”按鈕繼續(xù)進(jìn)行檢測，或按“結(jié)束調(diào)試”按鈕退出系統(tǒng)。

報(bào)告查詢可以查看選定某日期后的所有報(bào)告的控制柜基本信息。若需要某編號報(bào)告的詳細(xì)信息，可雙擊該行的報(bào)告編號進(jìn)一步查看，根據(jù)需要可進(jìn)行打印。

圖5 調(diào)試檢測界面圖

6 結(jié)束語

本文針對新的自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范，研制了一套控制柜的檢測和報(bào)告管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對PLC或單片機(jī)控制、以及Y-Δ或變頻器拖動的控制柜進(jìn)行功能檢測，完成檢測后直接生成檢測報(bào)告，避免了一些人為的不利因素。該系統(tǒng)同樣適用于自動人行道，具有通用、可靠、簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)，有較大的實(shí)用價(jià)值。

1 GB16899-2011 自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規(guī)范

2 陳潔.PLC入門與應(yīng)用案例.北京：中國電力出版社,2011,8

3 陳潔.一種繼電器接觸器控制電路轉(zhuǎn)換成PLC梯形圖的方法.機(jī)床電器,2012,5

4 陳潔.PLC控制技術(shù)快速入門—西門子S7-200系列.北京：中國電力出版社,2013,4

After the escalator control system was introduced briefly, the composition of the detection system for cabinet in the control system was put forward in this paper. The composition of the test bench, detection circuit and the velocity pulse is described, the circuit principle and partial ladder diagram is given. The program of PLC in this detecting system and test report management interface was also introduced.

Escalators Control cabinet Function detection Test report Report management

2013－06－17）