一种自动扶梯梯级缺失监测装置的设计

周 贇,曼苏乐,赵 鹏（.上海市交通大学,上海 0040; .迅达中国电梯有限公司,上海 0007）



一种自动扶梯梯级缺失监测装置的设计

周 贇1,曼苏乐1,赵 鹏2
（1.上海市交通大学,上海 200240; 2.迅达中国电梯有限公司,上海 200072）

摘 要:位于梯级踏板下的速度传感器被用来监测扶梯梯级运行速度与梯级缺失，根据电扶梯的国标要求，只要空梯级没有越过梳齿板之前扶梯能够自动停止那么梯级缺失监测功能就能满足要求。由于该标准没有具体规定梯级缺失功能的检测方法，一般的检测方式下扶梯都能满足此要求。本文提出一种梯级缺失的监测原理和算法，既能满足国标要求，又能在各种检测手段下达到梯级缺失保护功能。

关键词：自动扶梯；梯级缺失；传感器

1 引言

梯级与踏板缺失监测是自动扶梯及人行道非常重要的一项安全要求，最普遍的方式是把光电传感器安装在驱动站和转向站并把光电传感器的感应端朝向梯级位置，当梯级出现缺失光电传感器向控制机构发出故障信号，使设备实现制动。然而实际在逻辑控制上，不同的扶梯厂家控制程序是不同的，本文提出一种算法，能够满足国标对梯级缺失功能的要求，也能正真意义上防止缺失的梯级越过梳齿板达到乘客可触及的位置。

2 国家相关规定及要求

（1）依据国标GB16899-2011 《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规定》[1]

该标准于2011年7月正式颁布，相关要求如下：

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，并应在缺口(由梯级或踏板缺失而导致的)从梳齿板位置出现之前停止。

（2）《电梯监督检验和定期检验规则——自动扶梯与自动人行道》(TSG T7005-2012)[2]

该标准于2012年3月颁布，相关要求如同国标一样。然而在2014年第1号修改单中，该条款更改为“卸除1个梯级或踏板，将缺口运行至返回分支内与回转段下部相接的直线段位置, 正常启动设备上行和下行，分别检查缺口到达梳齿板位置之前，设备是否停止运行。”

3 梯级缺失监测功能的设计

3.1 测试要求

在TSG T7005-2012修改文件之前，对梯级缺失功能的测试并没有详细的条款，测试时，检验人员在拆掉一到两个梯级之后，将空梯级运行到也就是倾斜段位置，又或是如图1中位置3之前，的水平段位置。然后由钥匙开关控制让扶梯向上运行，只要扶梯报警并在梳齿板位置出现之前，也就是图1中位置4之前停止，就算是测试通过。

而TSG T7005-2012的修改稿明确了要将缺口运行至返回分支内与回转段下部相接的直线段位置。即图1中位置1与位置2之间,然后在开梯让扶梯上行并且要求在空梯级达到梳齿板也就是位置4之前停止。

3.2 梯级缺失功能的实现原理与方法

传统的方式是在马达飞轮上安装传感器，并在飞轮上挖孔使传感器能根据马达的转速读出脉冲信号，并读取梯级下方传感器发出的脉冲信号，求出梯级传感器与马达飞轮传感器的脉冲数量比值。假设在传感器反馈低电平时有y个马达飞轮脉冲信号，κ为设定的某一允许误差值，在扶梯上行时，δ=y+κ，主板通过读取的脉冲计算前一个梯级电平由高电平变为低电平时，在δ个马达飞轮脉冲数量后仍然没有检测到下一个高电平则判定缺失梯级。其有益效果是：通过计算梯级脉冲和马达飞轮脉冲的关系来检测扶梯的缺失，可做到响应迅速，高效安全。并且满足国标GB16899-2011[1]《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规定》。

但是此方法尚有不足之处，因为当扶梯静止时，如果空梯级位置正好在图1的位置1与位置2之间，上行时第一个梯级棱脉冲信号要在第一个非空梯级运行过传感器后才能被检测到，自此才能开始检测后面的梯级有没有缺失。因为空梯级在前面，所以无法被检出，这样空梯级就会运行到乘客可以接触到的位置，存在安全隐患。而且根据最新的TSG T7005-2012的1号修改稿中提到的试验方法也是无法通过检测院检验的。

在此基础上，加入一种计算方法，当扶梯停止运行时，记录完全停梯前经过传感器的最后一个梯级棱到扶梯停下时的传感器下方所在位置之间的距离，这个距离可以由n个马达飞轮脉冲表示。因此逻辑判断概括如下情况：

当扶梯停止时，梯级棱未运行到传感器下方情况下：

①自动扶梯停止前上行-再次启动后上行时，下部梯级传感器检测到下一个梯级高电平应该是第y-n个马达飞轮脉冲，否则就报梯级缺失。

②自动扶梯停止前下行-再次启动后下行时，上部梯级传感器检测到下一个梯级高电平应该是第n个马达飞轮脉冲，否则就报梯级缺失。

当扶梯停止时，梯级棱运行到传感器下方情况下：

③自动扶梯停止前上行-再次启动后上行时，上部梯级传感器检测到下一个梯级高电平应该是第y个马达飞轮脉冲，否则就报梯级缺失。(原有控制程序就包含此逻辑)。

④自动扶梯停止前上行-再次启动后下行时，上部梯级传感器检测到下一个梯级高电平应该是第y个马达飞轮脉冲，否则就报梯级缺失。(原有控制程序就包含此逻辑)。

4 结论

通过上述算法判定的梯级缺失功能符合2014年颁布的TSG T7005-2012的1号修改稿。并且顺利通过特检院的检验。

参考文献:

[1]GB16899-2011 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规[S].

[2]《电梯监督检验和定期检验规则——自动扶梯与自动人行道》(TSG T7005-2012)[S].

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.254