一種自動扶梯梯級缺失監測裝置的設計

周 贇,曼蘇樂,趙 鵬（.上海市交通大學,上海 0040; .迅達中國電梯有限公司,上海 0007）

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一種自動扶梯梯級缺失監測裝置的設計

周 贇1,曼蘇樂1,趙 鵬2
（1.上海市交通大學,上海 200240; 2.迅達中國電梯有限公司,上海 200072）

摘 要:位于梯級踏板下的速度傳感器被用來監測扶梯梯級運行速度與梯級缺失，根據電扶梯的國標要求，只要空梯級沒有越過梳齒板之前扶梯能夠自動停止那么梯級缺失監測功能就能滿足要求。由于該標準沒有具體規定梯級缺失功能的檢測方法，一般的檢測方式下扶梯都能滿足此要求。本文提出一種梯級缺失的監測原理和算法，既能滿足國標要求，又能在各種檢測手段下達到梯級缺失保護功能。

關鍵詞：自動扶梯；梯級缺失；傳感器

1 引言

梯級與踏板缺失監測是自動扶梯及人行道非常重要的一項安全要求，最普遍的方式是把光電傳感器安裝在驅動站和轉向站并把光電傳感器的感應端朝向梯級位置，當梯級出現缺失光電傳感器向控制機構發出故障信號，使設備實現制動。然而實際在邏輯控制上，不同的扶梯廠家控制程序是不同的，本文提出一種算法，能夠滿足國標對梯級缺失功能的要求，也能正真意義上防止缺失的梯級越過梳齒板達到乘客可觸及的位置。

2 國家相關規定及要求

（1）依據國標GB16899-2011 《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規定》[1]

該標準于2011年7月正式頒布，相關要求如下：

自動扶梯和自動人行道應能通過裝設在驅動站和轉向站的裝置檢測梯級或踏板的缺失，并應在缺口(由梯級或踏板缺失而導致的)從梳齒板位置出現之前停止。

（2）《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——自動扶梯與自動人行道》(TSG T7005-2012)[2]

該標準于2012年3月頒布，相關要求如同國標一樣。然而在2014年第1號修改單中，該條款更改為“卸除1個梯級或踏板，將缺口運行至返回分支內與回轉段下部相接的直線段位置, 正常啟動設備上行和下行，分別檢查缺口到達梳齒板位置之前，設備是否停止運行。”

3 梯級缺失監測功能的設計

3.1 測試要求

在TSG T7005-2012修改文件之前，對梯級缺失功能的測試并沒有詳細的條款，測試時，檢驗人員在拆掉一到兩個梯級之后，將空梯級運行到也就是傾斜段位置，又或是如圖1中位置3之前，的水平段位置。然后由鑰匙開關控制讓扶梯向上運行，只要扶梯報警并在梳齒板位置出現之前，也就是圖1中位置4之前停止，就算是測試通過。

而TSG T7005-2012的修改稿明確了要將缺口運行至返回分支內與回轉段下部相接的直線段位置。即圖1中位置1與位置2之間,然后在開梯讓扶梯上行并且要求在空梯級達到梳齒板也就是位置4之前停止。

3.2 梯級缺失功能的實現原理與方法

傳統的方式是在馬達飛輪上安裝傳感器，并在飛輪上挖孔使傳感器能根據馬達的轉速讀出脈沖信號，并讀取梯級下方傳感器發出的脈沖信號，求出梯級傳感器與馬達飛輪傳感器的脈沖數量比值。假設在傳感器反饋低電平時有y個馬達飛輪脈沖信號，κ為設定的某一允許誤差值，在扶梯上行時，δ=y+κ，主板通過讀取的脈沖計算前一個梯級電平由高電平變為低電平時，在δ個馬達飛輪脈沖數量后仍然沒有檢測到下一個高電平則判定缺失梯級。其有益效果是：通過計算梯級脈沖和馬達飛輪脈沖的關系來檢測扶梯的缺失，可做到響應迅速，高效安全。并且滿足國標GB16899-2011[1]《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規定》。

但是此方法尚有不足之處，因為當扶梯靜止時，如果空梯級位置正好在圖1的位置1與位置2之間，上行時第一個梯級棱脈沖信號要在第一個非空梯級運行過傳感器后才能被檢測到，自此才能開始檢測后面的梯級有沒有缺失。因為空梯級在前面，所以無法被檢出，這樣空梯級就會運行到乘客可以接觸到的位置，存在安全隱患。而且根據最新的TSG T7005-2012的1號修改稿中提到的試驗方法也是無法通過檢測院檢驗的。

在此基礎上，加入一種計算方法，當扶梯停止運行時，記錄完全停梯前經過傳感器的最后一個梯級棱到扶梯停下時的傳感器下方所在位置之間的距離，這個距離可以由n個馬達飛輪脈沖表示。因此邏輯判斷概括如下情況：

當扶梯停止時，梯級棱未運行到傳感器下方情況下：

①自動扶梯停止前上行-再次啟動后上行時，下部梯級傳感器檢測到下一個梯級高電平應該是第y-n個馬達飛輪脈沖，否則就報梯級缺失。

②自動扶梯停止前下行-再次啟動后下行時，上部梯級傳感器檢測到下一個梯級高電平應該是第n個馬達飛輪脈沖，否則就報梯級缺失。

當扶梯停止時，梯級棱運行到傳感器下方情況下：

③自動扶梯停止前上行-再次啟動后上行時，上部梯級傳感器檢測到下一個梯級高電平應該是第y個馬達飛輪脈沖，否則就報梯級缺失。(原有控制程序就包含此邏輯)。

④自動扶梯停止前上行-再次啟動后下行時，上部梯級傳感器檢測到下一個梯級高電平應該是第y個馬達飛輪脈沖，否則就報梯級缺失。(原有控制程序就包含此邏輯)。

4 結論

通過上述算法判定的梯級缺失功能符合2014年頒布的TSG T7005-2012的1號修改稿。并且順利通過特檢院的檢驗。

參考文獻:

[1]GB16899-2011 自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規[S].

[2]《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——自動扶梯與自動人行道》(TSG T7005-2012)[S].

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