一种PLC与变频器的自动扶梯事故安全保护系统设计

朱集锦++杨大德

摘 要：本文通过采用PLC及变频器等控制技术，结合自动扶梯的特点，在自动扶梯的两头及中间部分采用软件编程控制及硬件上的安全挡板有效隔离装置，安全控制整体设计中采用多个保护装置，包括安全的控制程序及控制操作按钮等多个设置，形成多层次联动的安全保护，从而对自动扶梯引起的安全事故进行避免设备损伤及人身伤害。通过此设计在多种公共场合中，能很好的进行危险隔离。

关键词：自动扶梯 安全事故 保护系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）1（a）-0000-00

近年，自动扶梯发生的安全事故并不少见，而且在这样的事故中往往会伴随有设备的损伤及人身的伤害，具体相关的数据如下：2011年7月5日北京地铁4号植物园自动扶梯发生故障，1人死亡，2人受重伤，26人轻伤；2012年西单新一代商城5-6滚梯上，一名8岁儿童独自乘梯时，将头部伸出梯外，结果卡在滚梯和天花板之间，当场死亡；2014年江西赣州一年轻人脚卡在电梯底部拆下的空洞里，电梯底板下右脚已经断裂露出骨头；2014年上海静安寺换乘通道电梯在上中，突然逆行，造成10余人受伤；2015年7月26日湖北荆州一百货商场发生扶梯吃人事故；2015年7月27日，广西梧州太阳广场，手扶电梯发生电梯伤人。由以上数据，自动扶梯对人们的生活生产造成的伤害很大，并对社会造成很不良的影响，为避免这样的事故，通过PLC和变频器控制系统中设置安全控制系统，通过对加装嵌入的保护开关进行安全保护，以达到保护人身安全的目的。

1 自动手扶电梯控制系统安全存在的问题

1.1 运行中的机械故障

机械故障中分为速度分渐发型故障、突发型故障和复合型故障。所谓机械故障是指机械系统（零件、组件、部件或整台设备乃至一系列设备组合）已偏离其设备状态而丧失部分或全部功率的现象。设备故障原因很多，分为外部原因和内部原因，外部原因：使用环境原因，粉尘、气候等，设备负荷原因，负荷超过设计能力，安装调试等原因，设备使用初期未按要求维护等。从而产生比如断裂、过大残余变形、表面损伤失效、材质变化失效、破坏正常工作引起的失效，针对这些现象，采用机械监视检测技术，自动扶梯的结构及监视设备如图一下：

分别在传动电机和传送带上装上测振仪：100mV/g，IEPE型振动传感器，80cm一体电缆和BNC接头，精度：+/-5%，报警：内置ISO10816-3机器振动标准评价振动速度报警状态，内置轴承状态经验值标准评价轴承报警状态，-10～50℃，-20～120℃，激光点指示目标，同时显示环境温度。

一旦被检测目标出现异常，则对反馈回来的信号进行处理，先停滞主电机的电路，对于机械中发生的故障，通过监测到的传感信号回来，从而有效保护机械及人员。

1.2运行中的电气故障

对于电气故障的问题，采用如下电气设备接线图及安全保护装置接线图二。在电机的主电路中，加上限位开关、安全开关，一旦有突发状况，通过对电机的减速运行及事故发生及时断开，从而保护好人员和设备.

1.3 运行中人的因素造成的故障

在电梯的自动扶手两边均加装测振仪，同时调节好振动的系数，屏蔽掉一些干扰的因素，当电梯的两边受到比较严重的撞击时，加装SQ1、SQ2，能自动断开电源，从而保护人员和设备。除了人手可以接触到的急停按钮，采用自动扶梯传送带的下端加一个挡铁A、B作为保护装置，一旦有被卷入的物体碰到行程开关，则快速断开接触器，从而断电保护。同时，在行程开关SQ4连接在电梯人脚踏板处安装一个带动行程开关的挡铁C、D与行程开关SQ5连接，如图五、图六

一旦有人的衣物被卷入电梯，则碰到A、B挡铁，根据电路接线图，可以迅速斷开电机的电源或者一旦脚踏板塌陷，也可以及时断开电源，从而保护了机械的损伤及人身的安全。

2 结语

本文通过采用依次排除自动扶梯常见故障中的机械故障、电气故障、人为因素的出发，对自动扶梯中存在的安全隐患问题，通过在自动扶梯侧加装安全保护装置防止外力冲撞时及时断开电源，采用PLC加变频器结合控制电机在自动扶梯的挡板塌陷、扶手轮将衣物等卷入时能快速断开电机电源吗，减少了扶梯中造成的人身伤害和电梯的机械损伤问题，在以往的普通电梯的基础上采用加装挡板、挡铁从而及时避免事故发生，能很好的预防在以往事故中的伤害再现。

参考文献

[1] 黄忠堂.浅谈影响自动扶梯安全运行的主要原因分析.科技专论，2015-02.

[2] 陈育斌.自动扶梯节能运行控制系统设计.长江大学学报，2010-06.