Misuratore di velocità eccessiva e anti-inversione di scala mobile

Viene esaminato un nuovo modello di utilità applicabile a diverse scale mobili.

Ning Li, Yihui Ruan, Yuandong Jiang, Xueming Chen, Rongfeng Lu, Bin Huang, Zhe Cheng e Mingtao Chen

In questo articolo viene esaminato un nuovo sistema di test, che può utilizzare microcontrollori avanzati per testare la sovravelocità dell'ascensore e la protezione anti-inversione. Questo modello di utilità è caratterizzato da una struttura semplice, un volume ridotto, un'elevata velocità di risposta, un basso consumo energetico e un'elevata affidabilità, che migliorano la sicurezza. Il modello di utilità è applicabile a varie scale mobili che utilizzano sensori di velocità.

Negli ultimi anni si sono verificati spesso incidenti con scale mobili. Un ragazzo di 13 anni è stato ucciso e altri 30 sono rimasti feriti quando una scala mobile in salita affollata ha improvvisamente invertito la direzione in una stazione della metropolitana di Pechino il 5 luglio 2011. Secondo la stampa, la scala mobile era completamente carica di passeggeri quando apparentemente ha perso la guida momento mentre il freno sembrava non funzionare contemporaneamente. A causa della gravità, il carico completo dei passeggeri ha causato il rollio della scala mobile. I passeggeri hanno perso l'equilibrio e sono caduti l'uno sull'altro. Questo incidente ha aumentato la preoccupazione del pubblico per la sicurezza delle scale mobili.

I progetti di scale mobili devono consentire a un'unità di arrestarsi quando si inverte involontariamente o la sua velocità nominale è superiore al 120%. Il misuratore discusso in questo articolo può ispezionare la velocità eccessiva e la funzione di protezione anti-inversione delle scale mobili. Questo nuovo tipo di misuratore di velocità è uno strumento digitale progettato per la misurazione della velocità eccessiva delle scale mobili e della protezione antiritorno. Questa apparecchiatura di misurazione della velocità adotta un sensore di velocità. Alcune scale mobili sono fissate vicino al volano, mentre la maggior parte è fissata vicino alla ruota dentata della catena di trasmissione. Il sistema è composto da software e hardware alla luce della sua modalità di funzionamento. Il componente hardware del sistema include un microcontrollore, una chiave, una porta di rilevamento dello schermo del display, ecc. Il microcontrollore a otto bit utilizza il linguaggio di programmazione "C".

Il Principio di Misura

In questo articolo, l'unità motrice della scala mobile è chiamata "primo pignone". L'unità motrice si trova nella prolunga superiore del traliccio e può essere dotata del dispositivo di protezione da fuorigiri e antiritorno. L'albero di trasmissione principale ha due ruote dentate a ciascuna estremità dell'asse per azionare le catene a gradini. La ruota dentata all'estremità dell'asse, collegata direttamente alla catena di trasmissione è denominata "seconda ruota dentata".

Il nucleo di una scala mobile è una coppia di catene a gradini avvolte attorno a due ruote dentate (Figura 1). Un motore fornisce la forza motrice, ma non agisce direttamente sul pignone. Una catena di trasmissione principale funge da collegamento tra la ruota dentata e il motore. La velocità di rotazione del motore è t (rpm), ovvero t/60 (rps). La velocità nominale della scala mobile è v (mps). Il numero di denti del secondo pignone è r1, il numero dei denti del primo pignone è r2. Il rapporto di riduzione per il riduttore è i. Il numero di impulsi in una rotazione del volano o della ruota dentata è n. Il rapporto tra il primo e il secondo pignone è r1/r2. Il rapporto di riduzione totale tra la seconda ruota dentata e il motore è q, e q = i r1/r2.

La frequenza degli impulsi f è tn/60q (Hz), ovvero il numero di impulsi al secondo. Gli impulsi sono generati dal sensore di velocità quando la scala mobile funziona alla velocità nominale. Se viene generato un impulso, la distanza di spostamento della scala mobile è v(tn/60q); vale a dire, 1 = 60v/tn(m/impulso). Se il sensore di velocità è posizionato vicino al volano, q è 1.

L'esempio seguente illustra il principio di misurazione della velocità. Ad esempio, Canny Elevator ha fornito alla stazione della metropolitana di Suzhou n. 1 della linea 199 scale mobili. La Figura 2 mostra 12 fori nel volano delle scale mobili.

Se la velocità di rotazione del motore è 970 giri/min, cioè 12.2 giri/s, frequenza impulsi f = 16.2 X 12 = 194 Hz. Se viene generato un impulso e la velocità nominale della scala mobile è 0.65 mps, la distanza di movimento della scala mobile è 0.65/194 m, o 3.35 mm per impulso. Se la distanza di inversione della scala mobile è 100 mm, il numero di impulsi generati dal sensore di velocità è 45.

Fissato nella parte inferiore del freno, il sensore di velocità viene utilizzato per monitorare la velocità del volano, nonché per evitare l'inversione e arresta la scala mobile nel caso in cui la velocità nominale sia superiore al 120% o inferiore all'80%.

In questo esempio, 45 X 120% = 54; 45 X 80% = 36. Se la distanza di inversione della scala mobile è 100 mm e il numero di impulsi generati dal sensore di velocità raggiunge 54 o 36, la scala mobile deve essere fermata; in caso contrario, non soddisfa la domanda. Se il primo pignone è dotato di sensore di velocità, q è i. Se il secondo pignone è dotato di sensore di velocità, q è 1 r1/r2i.

Composizione hardware

La Figura 3 illustra la composizione hardware di questo strumento. Il cuore della parte hardware è il microcontrollore (modello 89E564RD2). Il microcontrollore è integrato per implementare l'algoritmo di controllo intelligente. Il dispositivo si riferisce a un circuito di elaborazione di input di chiave per elaborare dati di input di chiave da un circuito a matrice di chiavi e per trasmettere i dati elaborati al microcomputer, e il circuito di elaborazione di output di chiave può essere trasmesso al controllore. Il segnale di uscita, generato dal microcomputer, viene inviato alla scheda principale della scala mobile. Questo segnale di impulso analogico è generato dal sensore di velocità. Il display a cristalli liquidi (LCD) visualizza il carattere corrispondente ai dati ricevuti sulla sua porta dati di ingresso dal microcomputer.

La Figura 4 mostra il pannello frontale dello strumento. L'avanzato sistema a microcontrollore e l'ampio LCD cromatico non solo rendono l'operazione più comoda, ma hanno anche un'interfaccia uomo/macchina amichevole. Il modello è dotato di un LED rosso brillante alto 43 pollici con decimale flottante. Lo strumento visualizza "1". per "over range".

Quando lo strumento è acceso, premendo e rilasciando il pulsante "MODE" si attiverà la commutazione tra velocità nominale, velocità di rotazione del motore, riduzione e numero di impulsi di un volano o circuito pignone e lo schermo visualizzerà il valore iniziale. Premendo il pulsante “±” si aumenterà o diminuirà il valore iniziale di 1. Premendo e rilasciando “ENTER” si confermerà il valore corrente. Il pulsante “EXIT” viene utilizzato per uscire dalla modalità corrente. Premendo il pulsante “ON/OFF” si accende o si spegne lo strumento.

Progettazione software

Il microcontrollore dispone di una funzione di elaborazione dati. Gli ispettori degli ascensori possono impostare i parametri tramite la programmazione del microcontrollore, come la velocità nominale della scala mobile, la velocità di rotazione del motore, il rapporto di riduzione e così via. Il sistema può simulare segnali a impulsi generati dal sensore di velocità. I segnali verranno trasmessi alla scheda di controllo. Il software di controllo sarà implementato nell'ambiente di programmazione di µ Vision4. Un diagramma di flusso del software è mostrato nella Figura 5.