一种测量自动扶梯或自动人行道超速和防倒转保护的新方法

一种使用先进的单片微控制器的测试系统，可以产生模拟超速和低速信号来测试自动扶梯或人行道保护

作者：Junhua Shen, Yihui Ruan, Rongfeng Lu and Jihnhua Ye

随着中国经济的发展和社会的进步，电梯、自动扶梯和自动人行道在日常生活中变得越来越重要。 近年来，世界各地发生了自动扶梯、自动人行道倒车或超速运行事故，引发了对乘客安全的高度重视。 现在，大多数自动扶梯和自动人行道制造商都使用速度传感器来实时监控运行速度。 控制器可以接收来自这些传感器的速度信号，并确定单元是否以比正常速度慢或快的速度运行。 对于许多控制器来说，低速保护被认为是无意的反向运行保护。

本文介绍了一种新的测试系统，它可以利用先进的单片机产生模拟超速和低速信号来测试自动扶梯或自动人行道的超速和防倒转保护。 该机型具有结构简单、体积小、响应速度快、可靠性高等特点。

自动扶梯或自动人行道的设计必须要求其在无意中倒退或额定速度超过120%时停止。 为检验设计的有效性，研究了该方法对自动扶梯或自动人行道的超速和防倒转保护进行检测。 这种速度测量设备包括一个 OEM 提供的固定速度传感器。 虽然一些传感器固定在驱动链链轮附近，但大多数固定在飞轮附近。 被测目标是孔洞或电磁体。 如果这些传感器与固定速度传感器面对面运行，则传感器的输出会高或低。 传感器的输出频率随着自动扶梯或自动人行道速度的变化而变化。

测量原理

如果向上运行的自动扶梯或自动人行道意外倒车，机组会减速，向上的速度低于80%，向下的速度高于120%。 此时，超速防倒转保护装置动作，电机关闭，制动器动作，使自动扶梯或自动人行道平稳停止。 速度传感器可以监测飞轮或链轮的速度，以及避免倒车。

速度传感器（接近开关）是一种汽车转速表，它输出的波形是方波，其频率与扶梯或自动人行道的速度成正比。当扶梯或自动人行道低速运行时，传感器输出的是低频信号，当速度增加时，传感器输出的是高频信号。当扶梯或自动人行道以正常速度运行时，传感器的输出频率为一个固定值。大多数OEM厂商都会通过参数设置来模拟超速或低速信号，以测试超速和防反转保护功能。但不同厂商的测试方法不同，设备检修人员无法对每种方法都了如指掌，同时检修人员也无法对速度传感器进行检修，很难判断传感器的好坏。

该仪器采用包括单片机在内的主电路板来接收来自速度传感器的脉冲信号。 这些信号被转换成自动扶梯或自动人行道的速度值并存储在微控制器的存储器中。 当自动扶梯或自动人行道以额定速度运行时，速度传感器的输出为固定脉冲信号。 如果自动扶梯或自动人行道反向运行，速度传感器的输出脉冲频率将与固定脉冲信号的脉冲频率不同。 如果机组的转速高于其额定转速，则转速传感器的输出频率高于其额定频率。

该微控制器可以产生其额定输出频率的 120% 以上和 80% 以下。 机组运行速度与速度传感器的输出频率成正比。 主电路板利用这些值来模拟超速和低速信号，将它们放入自动扶梯或自动人行道的主电路板上。 检查人员可以从机组的运行状态判断机组的超速和防倒车保护功能。

硬件组成

该系统由硬件和软件组成（图 2 和图 3）。 前者包括单片机、按键、显示屏和检测端口。 硬件的核心是微控制器（型号 89E564RD2）。 可以将微控制器视为具有处理器、存储器和外围设备的独立系统，并且可以用作嵌入式系统。 本装置涉及一种按键输入处理电路，用于对按键输入数据进行处理，并将处理后的数据传输至微机。 微控制器产生的输出信号被发送到自动扶梯或自动人行道的主电路板。 这些信号模拟单元产生的脉冲信号。

将仪器的数据端连接到速度传感器的输出口时，在显示屏上可以看到正常速度下测得的脉冲频率，脉冲频率的120%以上和80%以下。 检查人员可以按“+”或“-”获取不同的脉冲频率，并确定自动扶梯或自动人行道何时停止。

软件设计

单片机编程时使用C编程语言，处理数据时功能强大。 电梯检验员可以通过按“+”或“-”来设置参数。 该系统可以模拟超速和低速信号，它们与速度传感器产生的脉冲信号的频率成正比。 控制软件在 µVision4 的编程环境中实现。