自动扶梯控制柜检测台及其报告管理系统

陈 洁 申龙电梯股份有限公司

自动扶梯控制柜检测台及其报告管理系统

陈 洁 申龙电梯股份有限公司

文章简要介绍了自动扶梯控制系统，提出了该控制系统中控制柜检测系统的构成。对检测台组成、功能检测电路和速度脉冲产生作了说明，给出了电路原理和部分梯形图。还对检测控制程序和检测管理界面作了简单介绍。

自动扶梯 控制柜 功能检测 检测报告 报告管理

GB 16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》规定，任一台自动扶梯或人行道必须具有检测装置或电气安全装置进行超速保护和非操纵逆转保护、梯级缺失保护等。自动扶梯和人行道应在速度超过名义速度的1.2倍之前自动停止运行。自动扶梯和α≥6°的倾斜式自动人行道应设置一个装置，使其在梯级、踏板或胶带改变规定运行方向时自动停止运行。自动扶梯和自动人行道应能通过装设在驱动站和转向站的装置检测梯级或踏板的缺失，并应在由梯级或踏板缺失而导致的缺口从梳齿板位置出现之前停止运行。当扶手带速度偏离梯级、踏板实际速度大于-15%且持续时间大于15s时，应使自动扶梯停止运行。因此在扶梯控制柜的调试和检测中必须对柜内的监测装置和电气安全装置的功能进行调试和检测。

在调试和检测过程中，检测台作为模拟扶梯现场各种运行信号装置，包括安全回路、梯级和踏板速度信号、扶手带速度信号等，来完成扶梯控制柜的线路连接正确性和控制功能正确性的检验。

1 自动扶梯控制系统简介

自动扶梯或自动人行道的控制系统，按主控制器分为PLC控制和单片机控制两种。按拖动方式分为直接供电的Y-Δ降压起动和由静态元件供电的变频器驱动两种。根据使用场所不同，自动扶梯或自动人行道可分为普通型、智能型、大高度型等多种。各种型号的控制电路略有差异，但通常都需要有电源控制、运行方向控制、速度控制、安全电路、电气安全监测装置、照明控制等部分组成。

扶梯控制系统除了就地安装的检测传感器和安全开关外，其他电器分别安装在两个控制箱中，其中一个安装在上机房内，为主控制箱；另一个安装在下机房内。扶梯上半部的信号通过电缆直接引入主控制箱，下半部分的信号则引入下控制箱，上下控制箱由控制电缆通过接插件连接起来。其连接示意图如图1所示。

图1 控制箱与信号连接示意图

2 检测系统的构成

扶梯控制柜检测系统主要有三部分组成：扶梯检测台、控制柜、曳引主机、连接电缆和上位机监测软件。

根据GB 16899-2011的要求，检测系统除了调试和检测扶梯控制柜的基本控制功能外，还必须检测安全回路故障、超速保护、非操纵逆转保护、扶手带欠速和梯级缺失保护功能。包括Y-Δ起动和变频驱动的普通、大高度、智能等多种控制柜。

上位机监测软件采用紫金桥组态软件开发而成。依据检测过程中有关信息的采集要求，组成几个不同的界面。通过操作者信息的录入、项目检测的操作，最终将录入信息和检测结果形成一份检测报告。这些信息可以保存在数据库中，以便日后查询；也可以直接打印出检测报告，送交客户；还可以导出文件进行备份。

3 控制柜检测台组成

控制柜检测台的硬件电路由一台西门子CPU224及两台I/O扩展、若干个继电器、船型开关、按钮和一台微机等组成，其组成框图如图2所示。

图2 检测台组成框图

3.1 功能检测电路

检测台功能检测电路如图3所示。图中“SANZ”是非操纵逆转试验按钮,“SADS”是扶手带欠速试验按钮,“SBCS1”是1.2倍超速试验按钮,“SBCS2”是1.4倍超速试验按钮,“SBQSs”是上梯级踏板缺失试验按钮,“SBQSx”是下梯级踏板缺失试验按钮,“SACX”是错相试验按钮,“SADX”是断相试验按钮,“SAST-U”和“SAST-D”分别为上下端起动/停止钥匙开关；“APXH”是脉冲电平变换电路；“HLYS”是延时动作指示,“Q0.0”和“Q0.1”分别是梯级轮速度脉冲信号,“Q0.2”和“Q0.3”分别是梯级速度脉冲信号,“Q0.4”和“Q0.5”分别是扶手带轮速度脉冲信号。

图3 功能检测电路

3.2 速度信号产生

自动扶梯电气安全监测装置用到的扶梯速度信号有3对，即梯级踏板速度信号、梯级踏板缺失信号、扶手带速度信号。在扶梯现场，这3对速度信号都利用接近式感应开关分别对转动的曳引主机、梯级踏板、扶手带形成方波脉冲信号进行测量。本检测台不是在曳引主机上安装感应式接近开关，然后进行分频来得到速度信号，而是采用PLC来产生6路3对方波脉冲模拟扶梯相应的速度信号。使用西门子CPU224 PLC产出扶手带速度脉冲信号，通过给数据寄存器“VW144”赋予不同的值便可得到相应不同周期的脉冲信号。实际测量到名义速度为0.5m/s的扶手带速度脉冲信号波形如图4所示。

图4 脉冲波形

4 检测控制程序

控制柜监测装置或电气安全装置保护功能的检测，由检测人员操作对应功能检测按钮或开关触发PLC内预先编制好的程序来完成。这些功能主要有1.2倍超速、1.4倍超速、非操作逆转、梯级下陷、扶手带欠速、梯级缺失等。其中超速检测是将对应超速的定时器定时值送入扶梯速度脉冲信号产生的定时器；扶手带欠速则将85%名义速度的定时值送入扶手带速度脉冲信号产生的定时器；当需要检测非操纵逆转保护时，只要将两路扶梯速度脉冲信号互换输出即可；梯级缺失是将连续的梯级脉冲信号封失掉一个。

5 监测管理界面

监测管理界面由安装在上位机上的紫金桥组态软件开发而成。它包括关系数据库、I/O驱动和若干个窗口界面。人机界面分别有方式选择、基本信息录入、调试检测、报告生成、报告浏览、报告查看等。

调试检测界面如图5所示。图中左侧是“基本信息录入”界面录入的控制柜基本信息；中间扶梯结构示意图上的红色指示灯与对应安全回路中的安全开关相关联，通过脚本程序进行控制。当调试检测人员操作过某安全开关后，该安全开关的颜色由红变绿；右上侧是功能检测指示具有同样功能，未检测前按钮上的字呈灰色，当完成该功能检测后，字体颜色变黑色。在所有功能得到检测后，“检测报告”按钮的字体颜色才变黑色，该按钮才有效，点击该按钮便进入下一个窗口，进行检测报告生成。

所生成的检测报告可以进行保存、打印和导出等操作。若某些项目不符时，可返回至前一窗口重新进行检测。保存在数据库中的报告可以备以后查询之用。报告保存或打印后可以按“继续调试”按钮继续进行检测，或按“结束调试”按钮退出系统。

报告查询可以查看选定某日期后的所有报告的控制柜基本信息。若需要某编号报告的详细信息，可双击该行的报告编号进一步查看，根据需要可进行打印。

图5 调试检测界面图

6 结束语

本文针对新的自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范，研制了一套控制柜的检测和报告管理系统。该系统可以对PLC或单片机控制、以及Y-Δ或变频器拖动的控制柜进行功能检测，完成检测后直接生成检测报告，避免了一些人为的不利因素。该系统同样适用于自动人行道，具有通用、可靠、简单、方便等优点，有较大的实用价值。

1 GB16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范

2 陈洁.PLC入门与应用案例.北京：中国电力出版社,2011,8

3 陈洁.一种继电器接触器控制电路转换成PLC梯形图的方法.机床电器,2012,5

4 陈洁.PLC控制技术快速入门—西门子S7-200系列.北京：中国电力出版社,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）