張志高

東芝電梯（中國(guó)）有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110168

目前自動(dòng)扶梯在公共場(chǎng)合中已經(jīng)廣泛使用，自動(dòng)扶梯給我們的生活帶來(lái)了極大的便利，但與此同時(shí)自動(dòng)扶梯的安全性也受到了極大的關(guān)注，扶梯安全事故時(shí)有發(fā)生，造成自動(dòng)扶梯事故的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，其中自動(dòng)扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致的事故尤為嚴(yán)重。本文將對(duì)自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)的原因進(jìn)行分析，并提出一種全新的逆轉(zhuǎn)檢測(cè)方法，行之有效的檢測(cè)自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)的故障，當(dāng)自動(dòng)扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)有效的檢測(cè)出故障，停止自動(dòng)扶梯保證乘梯人的人身安全。

1 自動(dòng)扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)的原因

1.1 電氣系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)

客戶端電源錯(cuò)相、斷相等造成了電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致上行運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)扶梯出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)；客戶端電源電壓下降或突然失壓且自動(dòng)扶梯載荷較大致使驅(qū)動(dòng)力不足，導(dǎo)致上行運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)扶梯出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)；低壓元件發(fā)生粘連、短路、斷路等故障，或安全電路（PESSRAE）、制動(dòng)器回路等發(fā)生故障，使之失效，失去該有的保護(hù)、控制、制停等作用，導(dǎo)致自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)[1]。

1.2 機(jī)械系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)

驅(qū)動(dòng)裝置與梯級(jí)鏈輪之間的驅(qū)動(dòng)鏈斷鏈造成了自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)梯級(jí)的鏈條發(fā)生斷鏈造成自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)；自動(dòng)扶梯發(fā)生嚴(yán)重超載，造成電動(dòng)機(jī)力矩不足而導(dǎo)致自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)裝置與梯級(jí)鏈輪之間的驅(qū)動(dòng)使用的皮帶發(fā)生打滑而造成自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)；自動(dòng)扶梯在運(yùn)行中突然發(fā)生故障導(dǎo)致急停，而工作制動(dòng)器不能提供足夠的制動(dòng)力矩而導(dǎo)致自動(dòng)扶梯逆轉(zhuǎn)。

2 自動(dòng)扶梯非操縱逆轉(zhuǎn)檢出裝置的設(shè)計(jì)

為了避免自動(dòng)扶梯非操縱逆轉(zhuǎn)造成的事故，在GB16899-2011《自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造與安裝安全規(guī)范》和TSG T7007-2016《電梯型式試驗(yàn)規(guī)則》中將非操縱逆轉(zhuǎn)的故障列入了重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目。本文將提出一種新穎的非操縱逆轉(zhuǎn)的檢出方法，使自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)行之有效的檢測(cè)出逆轉(zhuǎn)故障。本文提出了一種以傳感器檢測(cè)梯級(jí)軸為手段的自動(dòng)扶梯非操縱逆轉(zhuǎn)檢出方法，該方法能直接有效的檢測(cè)出自動(dòng)扶梯的非操縱逆轉(zhuǎn)，在自動(dòng)扶梯發(fā)生逆轉(zhuǎn)前有效的停止扶梯防止事故的發(fā)生。本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)扶梯非操縱逆轉(zhuǎn)裝置主要包括運(yùn)轉(zhuǎn)中的逆轉(zhuǎn)檢出和運(yùn)轉(zhuǎn)停止后的逆轉(zhuǎn)檢出[2]。

2.1 自動(dòng)扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)中的非操縱逆轉(zhuǎn)檢出

如圖1所示，在梯級(jí)回路上設(shè)置了兩個(gè)傳感器，傳感器將對(duì)梯級(jí)后輪軸進(jìn)行檢測(cè)。首先，根據(jù)兩個(gè)傳感器檢測(cè)梯級(jí)后軸信號(hào)的時(shí)間差，判斷扶梯的運(yùn)轉(zhuǎn)方向；然后，與自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)中獲得的運(yùn)轉(zhuǎn)方向輸入信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)比較方向不同時(shí)判斷為逆轉(zhuǎn)，自動(dòng)扶梯停止運(yùn)行。

在圖1中，傳感器1與傳感器2并排設(shè)置，傳感器1、2之間需要隔開一定距離，便于傳感器檢測(cè)梯級(jí)后軸的信號(hào)形成時(shí)間差，主控制CPU將通過信號(hào)的時(shí)間差做出判斷。為了防止誤檢出需要在啟動(dòng)扶梯后設(shè)置相應(yīng)的補(bǔ)償時(shí)間（補(bǔ)償時(shí)間根據(jù)扶梯的額定運(yùn)行速度而定），在扶梯啟動(dòng)后的補(bǔ)償時(shí)間內(nèi)不檢測(cè)自動(dòng)扶梯的逆轉(zhuǎn)，補(bǔ)償時(shí)間后開始開啟自動(dòng)扶梯的非操縱逆轉(zhuǎn)檢測(cè)功能。主控制CPU根據(jù)傳感器1、傳感器2檢測(cè)的信號(hào)判斷扶梯的運(yùn)行方向，當(dāng)傳感器1與傳感器2檢測(cè)信號(hào)持續(xù)空白狀態(tài)若干時(shí)間之后（視自動(dòng)扶梯額定速度而定），當(dāng)主控制CPU先獲得傳感器1檢測(cè)信號(hào)時(shí)判斷梯級(jí)向上側(cè)旋轉(zhuǎn)，相反主控制CPU獲得傳感器2檢測(cè)信號(hào)時(shí)判斷為梯級(jí)向下側(cè)旋轉(zhuǎn)。主控制CPU根據(jù)傳感器判斷梯級(jí)的旋轉(zhuǎn)方向后將與控制系統(tǒng)獲得的運(yùn)行信號(hào)（扶梯啟動(dòng)時(shí)的輸入方向信號(hào)）比較，比較結(jié)果為同方向時(shí)判定為自動(dòng)扶梯正常運(yùn)行，比較結(jié)果為反方向時(shí)判定為自動(dòng)扶梯發(fā)生非操縱逆轉(zhuǎn)故障，主控制CPU發(fā)出指令切斷主控制回路接觸器，扶梯停止運(yùn)行。

圖1 非操縱逆轉(zhuǎn)檢出原理圖

2.2 自動(dòng)扶梯上行運(yùn)轉(zhuǎn)正常停止時(shí)的非操縱逆轉(zhuǎn)檢出

本文對(duì)自動(dòng)扶梯非操縱逆轉(zhuǎn)發(fā)生的場(chǎng)合進(jìn)行了全面的考慮，因此增加了自動(dòng)扶梯上行運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)的非操縱逆轉(zhuǎn)檢出。經(jīng)分析認(rèn)為自動(dòng)扶梯上行運(yùn)轉(zhuǎn)正常停止后的若干時(shí)間內(nèi)有發(fā)生非操縱逆轉(zhuǎn)的可能，本文給出了針對(duì)該問題的解決方法。

自動(dòng)扶梯停止后有效檢出時(shí)間設(shè)置說(shuō)明：運(yùn)轉(zhuǎn)方向不改變時(shí)的扶梯安全加速度為0.1m/s2。當(dāng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)速度為0.167m/s，在該速度狀態(tài)下運(yùn)行0.85m(梯級(jí)間距400mm×2＋傳感器1、傳感器2偏差值為50mm) 的距離所要時(shí)間為5.1秒。自動(dòng)扶梯加速至0.167m/s所要時(shí)間為16.7秒，因此合計(jì)時(shí)間為21.8秒，考慮余量可以將該段時(shí)間設(shè)置為25秒[3]。

在上述有效檢出時(shí)間內(nèi)，我們通過傳感器1、傳感器2的檢測(cè)信號(hào)判斷扶梯是否發(fā)生非操縱逆轉(zhuǎn)。當(dāng)扶梯停止后若主控制CPU得到傳感器2的檢測(cè)信號(hào)并在若干時(shí)間（視自動(dòng)扶梯額定速度而定）以內(nèi)主控制CPU連續(xù)得到傳感器兩次檢測(cè)出信號(hào)，將判斷為扶梯發(fā)生非操縱逆轉(zhuǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

我們已經(jīng)對(duì)本文提及的自動(dòng)扶梯非操縱逆轉(zhuǎn)檢出的方法進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，此次的設(shè)計(jì)無(wú)論是從理論上還是實(shí)際操作上都已經(jīng)通過了測(cè)試，可以高效、及時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)出自動(dòng)扶梯的非操縱逆轉(zhuǎn)故障。并實(shí)現(xiàn)了多角度監(jiān)測(cè)了自動(dòng)扶梯的非操縱逆轉(zhuǎn)故障。與現(xiàn)階段各電梯廠對(duì)自動(dòng)扶梯非操縱逆轉(zhuǎn)的檢測(cè)方法相比存在著更穩(wěn)定、更高效、更方便檢查維修等優(yōu)點(diǎn)，在使用效果上有極大的進(jìn)步，它的安全性和可靠性也得到了大大的提高。