一種感應(yīng)式超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置分析

鐘思寧

摘 要：文章主要介紹了一種感應(yīng)式的超速及非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置，從霍爾傳感器的工作原理著手，分析其超速保護(hù)和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)的工作原理，并根據(jù)工作原理給出相應(yīng)的檢驗方法。

關(guān)鍵詞：超速保護(hù)；非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)；霍爾傳感器

中圖分類號：TH236 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）23-0093-02

1 背景概述及相關(guān)規(guī)定

超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)是自動扶梯和自動人行道中非常重要的的安全保護(hù)功能，在TSG_T7005-2012《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則-自動扶梯與自動人行道》中將它們定為B類項目，可見它們的重要性。因此正確理解標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)了解實物，對我們的準(zhǔn)確判定非常重要。標(biāo)準(zhǔn)GB 16899-2011《自動扶梯和自動人行道制造與安裝安全規(guī)范》5.4.2.3條對超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置有如下規(guī)定：

自動扶梯和自動人行道應(yīng)在速度超過名義速的1.2倍之前自動停止運行。如果采用速度限制裝置，該裝置能在速度超過名義速的1.2倍之前切斷自動扶梯或自動人行道的電源。如果自動扶梯或自動人行道的設(shè)計能防止超速，則可不考慮上述要求。

自動扶梯或傾斜角不少于6 ？觷的傾斜式自動人行道應(yīng)設(shè)置一個裝置，使其在梯級，踏板或膠帶改變規(guī)定運行方向時，自動停止運行。

非操縱逆轉(zhuǎn)通常發(fā)生在有載上行時，由于驅(qū)動力不足或傳動機構(gòu)失效等原因，造成上行動力不足或失去動力，在乘客載荷的作用下，改為向下溜車，乘客在下部出入口快速堆積，造成互相之間的擠壓和踩踏，一旦保護(hù)裝置失效，將發(fā)生事故。

常見的超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置有機械開關(guān)式、感應(yīng)式。其中感應(yīng)式的超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置因為具有安裝方便，無機械接觸，無噪聲，運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，被越來越多的應(yīng)用到自動扶梯和自動人行道中。感應(yīng)式的超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置通?；诨魻杺鞲衅骷夹g(shù)，通過霍爾傳感器檢測出其中一路在單位時間產(chǎn)生的脈沖數(shù)量即可實現(xiàn)超速保護(hù)；檢測出兩路具有一定相位差的轉(zhuǎn)速信號，對比兩路信號的相位差，即可判定自動扶梯或自動人行道是否發(fā)生非操縱逆轉(zhuǎn)。

2 實例分析

筆者從事電梯檢驗多年，發(fā)現(xiàn)在實踐中，有檢驗人員因為對霍爾傳感技術(shù)不甚了解，并不能完全理解感應(yīng)式的超速及非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的工作原理，導(dǎo)致檢驗時機械地照搬檢規(guī)，對檢驗中出現(xiàn)的問題也就不能很好的判定和解決。下面通過一實例，詳細(xì)分析感應(yīng)式非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的工作原理與檢驗方法。

2.1 裝置設(shè)置

此裝置有兩個霍爾傳感器A和B，如圖1所示。兩個傳感器安裝在靠近鏈輪的地方，鏈輪上有若干個缺口，形成凸起和凹陷。自動扶梯運行時，鏈輪轉(zhuǎn)動，便于傳感器產(chǎn)生脈沖信號。它們的獲得的信號分別接入PLC的輸入端。顯然，這是一個典型的霍爾傳感器在測速和正反轉(zhuǎn)測定中的應(yīng)用。

2.2 工作原理

2.2.1 霍爾傳感器

霍爾傳感器的測量原理，如圖2所示。當(dāng)齒（凸起）對準(zhǔn)霍爾元件時，磁力線集中穿過霍爾元件，可產(chǎn)生較大的霍爾電動勢，放大、整形后輸出高電平；反之，當(dāng)齒輪的空檔（凹陷）對準(zhǔn)霍爾元件時，輸出為低電平。

2.2.2 測速原理

超速運轉(zhuǎn)時，霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖間隔時間變短，在單位時間內(nèi)檢測到的脈沖數(shù)量變大，PLC在檢測到的脈沖數(shù)量達(dá)到正常脈沖數(shù)量的120%以前切斷輸出，自動扶梯停止運行。

該裝置還能方便的實現(xiàn)欠速保護(hù)。欠速運轉(zhuǎn)時，霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖間隔時間變長，在單位時間內(nèi)檢測到的脈沖數(shù)量變小，PLC在檢測到的脈沖數(shù)量減少到到正常脈沖數(shù)量的80%（或更低）以前切斷輸出，自動扶梯停止運行。

2.2.3 非操縱逆轉(zhuǎn)測定原理

當(dāng)自動扶梯運行時，兩個傳感器產(chǎn)生的脈沖波形，分別如圖3、圖4所示。

當(dāng)運行方向是上行時，霍爾傳感器輸出到的是增計數(shù)脈沖波形，此時A相波形超前B相波形；當(dāng)運行方向是下行時，霍爾傳感器輸出到的是減計數(shù)脈沖波形，此時A相波形滯后B相波形。

根據(jù)這一特征，對A相波形和B相波形進(jìn)行相位鑒別，即可判定設(shè)備是否發(fā)生非操縱逆轉(zhuǎn)。

當(dāng)自動扶梯正常向上運行時，霍爾傳感器輸出到的是增記數(shù)波形，當(dāng)由于某種原因自動扶梯運行方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，此時霍爾傳感器輸出的波形由增記數(shù)波形變?yōu)闇p計數(shù)脈沖波形，控制系統(tǒng)檢測到A相波形和B相波形之間的相位發(fā)生改變，PLC切斷輸出，自動扶梯停止運行，非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)功能起作用。

2.3 檢驗方法

2.3.1 超速保護(hù)檢驗

通常有兩種方法，一種是在自動扶梯正常運行后，用鐵片遮擋其中一個霍爾傳感器，使其產(chǎn)生比正常運行時更多的脈沖信號，PLC將以超速保護(hù)狀態(tài)切斷輸出停梯。

另一種是調(diào)整控制系統(tǒng)中超速保護(hù)的閾值到正常運行速度之下，啟動電梯，觀察超速保護(hù)功能是否起作用。檢驗時應(yīng)根據(jù)設(shè)備的實際情況選擇方便操作的檢驗方法。

2.3.2 非操縱防逆轉(zhuǎn)保護(hù)檢驗

比較直觀的檢驗方法是斷開扶梯或者人行道的主電源開關(guān)，拆掉電動機進(jìn)線端的三相電源線，用絕緣膠布將線頭包好，然后合上主開關(guān)通電。將鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到上行方向，此時工作制動器處于得電吸合狀態(tài)，梯級（踏板或膠帶）處于停止?fàn)顟B(tài)，然后手動向下行方向盤車（對于不便手動盤車的可在梯級、踏板或膠帶上加載荷），此時防逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置應(yīng)該動作，切斷工作制動器電源，制動器制動。這種檢驗方法很直觀，但不方便操作，通常耗時較長，降低檢驗效率。

根據(jù)這種裝置的工作原理，也可采用更方便操作的檢驗方法：在停梯狀態(tài)下，人為將兩個霍爾傳感器在PLC的輸入端子調(diào)換，扶梯啟動后運行幾秒便會自動停梯保護(hù)。

3 結(jié) 語

TSGT 7005-2012《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—自動扶梯與自動人行道》中，對超速保護(hù)裝置和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的檢驗沒有給出具體的檢驗方法，而是做如下要求，由施工單位或維護(hù)保養(yǎng)單位按制造廠提供的方法進(jìn)行試驗，檢驗人員現(xiàn)場觀察、確認(rèn)。這實際上對檢驗人員提出了更高的要求。因為檢驗人員必須了解保護(hù)裝置的形式，理解其工作原理，才能判定現(xiàn)場采用的試驗方法是否合理，是否與裝置的實際情況相適應(yīng)。而感應(yīng)式超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的工作原理并不那么直觀，需要一定的專業(yè)知識才能理解透徹，而且感應(yīng)式超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置在自動扶梯和自動人行道中應(yīng)用廣泛。因此，透徹理解其工作原理和檢驗方法就顯得非常重要，希望本文能對相關(guān)的檢驗人員有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 16899-2011，自動扶梯和自動人行道制造與安裝安全規(guī)范[S].

[2] TSG_T 7005-2012，電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則—自動扶梯與自動人行道[S].