Un nuovo metodo per misurare la velocità eccessiva di scale mobili o marciapiedi mobili e protezione anti-inversione

Un sistema di test che utilizza un microcontrollore avanzato a chip singolo in grado di produrre segnali simulati di velocità eccessiva e bassa per testare la protezione delle scale mobili o dei marciapiedi mobili

di Junhua Shen, Yihui Ruan, Rongfeng Lu e Jihnhua Ye

Con lo sviluppo economico e il progresso sociale in Cina, ascensori, scale mobili e tappeti mobili hanno acquisito sempre maggiore importanza nella vita quotidiana. Negli ultimi anni, in tutto il mondo si sono verificati incidenti in cui scale mobili e tappeti mobili hanno funzionato a velocità inversa o a velocità molto elevata, richiamando una maggiore attenzione alla sicurezza dei passeggeri. Ora, la maggior parte dei produttori di scale mobili e tappeti mobili utilizza sensori di velocità per monitorare la velocità di corsa in tempo reale. Un controller può ricevere i segnali di velocità da questi sensori e determinare se le unità stanno funzionando a una velocità inferiore o superiore al normale. Per molti controller, la protezione a bassa velocità è considerata una protezione contro la marcia inversa involontaria.

Questo articolo presenta un nuovo sistema di test che può utilizzare un microcontrollore avanzato a chip singolo in grado di generare segnali simulati di sovravelocità e bassa velocità per testare la protezione anti-inversione e la velocità eccessiva di scale mobili o tappeti mobili. Il modello è caratterizzato da una struttura semplice, un volume ridotto, un'elevata velocità di risposta e un'elevata affidabilità.

Il progetto della scala mobile o del tappeto mobile deve prevedere che si arresti in caso di inversione di marcia accidentale o se la velocità nominale supera il 120%. Per verificare la validità del progetto, questo metodo è stato studiato per verificare la protezione contro la sovravelocità e l'anti-inversione della scala mobile o del tappeto mobile. Questa apparecchiatura di misurazione della velocità include un sensore di velocità fisso fornito dal produttore. Sebbene alcuni sensori siano fissati vicino alla ruota dentata della catena di trasmissione, la maggior parte è fissata vicino al volano. I bersagli misurati sono fori o elettromagneti. Se questi si trovano faccia a faccia con i sensori di velocità fissi, l'uscita dei sensori sarà alta o bassa. La frequenza di uscita del sensore varia al variare della velocità della scala mobile o del tappeto mobile.

Il Principio di Misura

In caso di inversione accidentale di una scala mobile o di un tappeto mobile in salita, l'unità rallenterà e la sua velocità sarà inferiore all'80% in salita, quindi superiore al 120% in discesa. In questo caso, il dispositivo di protezione da sovravelocità e anti-inversione si attiverà, il motore si spegnerà e il freno si attiverà, arrestando dolcemente la scala mobile o il tappeto mobile. Il sensore di velocità può monitorare la velocità del volano o della ruota dentata, nonché impedire l'inversione.

Il sensore di velocità (interruttore di prossimità) è un tachimetro per autoveicoli che genera un'onda quadra con una frequenza proporzionale alla velocità della scala mobile o del tappeto mobile. Quando l'unità si muove lentamente, il sensore produce un segnale a bassa frequenza. All'aumentare della velocità, il sensore produce un segnale ad alta frequenza. Quando l'unità funziona a velocità normale, la frequenza di uscita del sensore è un valore fisso. La maggior parte degli OEM simula un segnale di sovravelocità o di bassa velocità per testare la protezione da sovravelocità e anti-inversione tramite la configurazione dei parametri. Tuttavia, i diversi produttori utilizzano metodi di prova diversi. Gli ispettori delle apparecchiature non possono avere familiarità con ciascuno di essi. Allo stesso tempo, gli ispettori non possono ispezionare i sensori di velocità; è difficile giudicare se i sensori sono in buone condizioni o meno.

Questo strumento adatta la scheda madre, incluso un microcontrollore a chip singolo, per ricevere segnali a impulsi da un sensore di velocità. Questi segnali vengono convertiti in un valore di velocità della scala mobile o del tappeto mobile e memorizzati nella memoria del microcontrollore. Quando una scala mobile o un tappeto mobile funziona a una velocità nominale, le uscite del sensore di velocità sono segnali a impulsi fissi. Se una scala mobile o un tappeto mobile funziona in senso inverso, la frequenza degli impulsi in uscita del sensore di velocità sarà diversa da quella dei segnali a impulsi fissi. Se la velocità di un'unità è superiore alla sua velocità nominale, la frequenza di uscita del sensore di velocità è superiore alla sua frequenza nominale.

Questo microcontrollore può generare più del 120% e meno dell'80% della sua frequenza di uscita nominale. La velocità di funzionamento dell'unità è proporzionale alla frequenza di uscita del sensore di velocità. La scheda madre utilizza questi valori per simulare segnali di sovravelocità e bassa velocità, inserendoli nella scheda madre di una scala mobile o di un tappeto mobile. Gli ispettori possono valutare la funzione di protezione da sovravelocità e anti-inversione dell'unità in base al suo stato operativo.

Composizione hardware

Il sistema è composto sia da hardware che da software (Figure 2 e 3). Il primo componente include un microcontrollore a chip singolo, un tasto, uno schermo di visualizzazione e una porta di rilevamento. Il cuore dell'hardware è il microcontrollore (modello 89E564RD2). Il microcontrollore può essere considerato un sistema autonomo dotato di processore, memoria e periferiche, e può essere utilizzato come sistema embedded. Il dispositivo è correlato a un circuito di elaborazione degli input dei tasti per l'elaborazione dei dati di input dei tasti e la trasmissione dei dati elaborati al microcomputer. I segnali di uscita, generati dal microcontrollore, vengono inviati alla scheda madre di una scala mobile o di un tappeto mobile. Questi segnali simulano i segnali impulsivi generati dall'unità.

Collegando il terminale dati dello strumento alla porta di uscita del sensore di velocità, sul display è possibile visualizzare la frequenza degli impulsi misurata a velocità normale, superiore al 120% e inferiore all'80%. Gli ispettori possono premere "+" o "-" per acquisire diverse frequenze degli impulsi e determinare quando la scala mobile o il tappeto mobile si fermeranno.

Progettazione software

Il linguaggio di programmazione C viene utilizzato per programmare il microcontrollore a chip singolo, che offre elevate prestazioni nell'elaborazione dei dati. Gli ispettori degli ascensori possono impostare i parametri premendo "+" o "-". Il sistema può simulare segnali di sovravelocità e bassa velocità, proporzionali alla frequenza dei segnali a impulsi generati dal sensore di velocità. Il software di controllo è implementato nell'ambiente di programmazione di µVision4.