專利名稱：一種防電扶梯非操縱逆轉的多功能數字型保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力電子裝置，尤其是涉及一種防電扶梯非操縱逆轉的多功能數字型保護器。
背景技術：
電扶梯包含自動扶梯和自動人行道,它是一種動力驅動,通過沿傳動鏈水平或有一定傾斜度方向傳送的梯級來實現載人和載物的功能。電扶梯作為一種交通運輸工具廣泛應用于商場、碼頭、酒店等公共場所，實現著交通運輸的功能，給人們的生產和生活帶來了便利。由于電扶梯是一種公共交通工具，一旦發生故障，就會給人身和財產帶來不可估 量的傷害。近年來，關于電扶梯的事故頻繁發生，事故發生的原因多是源于現有的電扶梯控制系統的安全回路中沒有設置防非操縱逆轉、超速等安全部件保護裝置。同時由于現行電扶梯標準《自動扶梯和自動人行道的制造與安裝安全規范》中沒有把防非操縱逆轉作為強制指標來執行，導致電扶梯的生產商對電扶梯防非操縱逆轉、超速保護裝置的重視不夠，造成了電扶梯的安全隱患。針對頻繁發生的電扶梯事故，本領域亟待一種技術可有效防止電扶梯非操縱逆轉和對電扶梯提供超速保護，杜絕電扶梯倒轉事故的發生，避免釀成人身財產損失的嚴重后果。
實用新型內容本實用新型目的是提供一種防電扶梯非操縱逆轉的多功能數字型保護器，利用傳感器技術及獨有的FPGA即現場可編程門陣列技術，通過高效的、高度集成化的數字電路進行控制，采用互相監控運行的雙通道工作方式，有效防止電扶梯的非操縱逆轉運行，并實現了超速監控及保護、制動距離監控保護等功能。本實用新型提供了一種防電扶梯非操縱逆轉的多功能數字型保護器，采用FPGA技術的大規模數字集成模塊化設計，包括A、B雙通道控制電路；所述A、B雙通道控制電路各電路分別包括依次連接的輸入端口、控制信號處理器、安全繼電器及輸出驅動。進一步，所述輸入端口包括第一傳感器信號輸入端、第二傳感器信號輸入端、運行方向信號輸入端、高速運行信號輸入端、抱閘信號輸入端、扶手帶速度檢測傳感器信號輸入端、梯級缺失檢測信號輸入端和抱閘釋放檢測信號輸入端。進一步，所述輸入端口為高性能光電耦合器件。進一步，所述控制信號處理器包括微處理器及與其相連的非操縱逆轉檢測模塊、超速檢測模塊、制動距離檢測模塊、扶手帶速度檢測模塊、梯級缺失檢測模塊、抱閘釋放檢測模塊、傳感器檢測模塊、執行輸出檢測模塊和相連處理器運行檢測模塊；所述微處理器與所述安全繼電器連接。進一步，所述A、B雙通道控制電路的兩個非操縱逆轉檢測模塊、超速檢測模塊、制動距離檢測模塊、扶手帶速度檢測模塊、梯級缺失檢測模塊、抱閘釋放檢測模塊、傳感器檢測模塊、執行輸出檢測模塊和相連處理器運行檢測模塊分別互聯。進一步，還包括與所述微處理器相連的參數設置開關。進一步，所述A、B雙通道控制電路的安全繼電器互聯；所述A、B雙通道控制電路的兩個安全繼電器之間設有三對常開觸點，分別為扶梯安全回路觸點、制動器回路觸點和輸出驅動檢測觸點。進一步，所述扶梯安全回路觸點串聯。進一步，所述制動器回路觸點并聯。進一步，所述控制信號處理器還包括與所述微處理器相連的輸入信號檢測輸出模塊，用于檢測扶梯上行和高速信號同時輸入狀態。與現有技術相比，采用本實用新型的方案，實現了以下有益的技術效果I、突破了現行的一個功能用一個保護電路的設計模式，采用大規模的數字集成模塊化設計，同時具有超速保護、梯級與踏板的缺失保護、扶梯啟動后，制動系統未正常釋放保護、扶手帶偏離梯級、踏板的速度范圍和制動距離監控等功能；2、采用互相監控運行的雙通道工作模式，保護全面，可靠性高；3、采用數字型的FPGA硬件結構設計，代替傳統的開關門電路或軟件設計，體積小，模塊集成化程度高，制造成本低、節能環保。
圖I是本實用新型的信號連接示意圖；圖2是本實用新型的系統結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。如圖2所示，本實用新型一種防電扶梯非操縱逆轉的多功能數字型保護器包括A與B雙通道控制電路，A與B各通道控制電路分別包括依次連接的輸入端口、控制信號處理器、安全繼電器及輸出驅動。其中，每個通道的輸入端口均包括第一傳感器信號輸入端、第二傳感器信號輸入端、運行方向信號輸入端、高速運行信號輸入端、抱閘信號輸入端、扶手帶速度檢測傳感器信號輸入端、梯級缺失檢測信號輸入端和抱閘釋放檢測信號輸入端。優選的，該輸入端口為高性能光電耦合器件。每個通道的控制信號處理器均包括微處理器及與其相連的非操縱逆轉檢測模塊、超速檢測模塊、制動距離檢測模塊、扶手帶速度檢測模塊、梯級缺失檢測模塊、抱閘釋放檢測模塊、傳感器檢測模塊、執行輸出檢測模塊和相連的另一個處理器運行檢測模塊；其中，微處理器與安全繼電器連接，各通道功能相同的模塊互聯。A與B各通道控制電路的微處理器連接了參數設置開關，用于對各通道進行參數設置。參數設置開關包括(I)超速設置開關組；(2)低速設置開關組；(3)制動時距離比例設置開關組；(4)制動速度設置開關，當扶梯運行速度高于此設置速度制動(抱閘)時，檢測制動距離，否則不檢測制動距離(變頻調速扶梯，零速停梯時，則不檢測制動距離)；(5)緊急制動距離設置開關組I ;(6)緊急制動距離設置開關組2 ; (7)速度檢測時間設置開關組；(8)速度信號選擇設置開關等。A與B各通道控制電路的安全繼電器互聯，A、B雙通道控制電路的兩個安全繼電器之間設有三對常開觸點，分別為串聯于扶梯安全回路中的觸點、串于附加制動器回路中的觸點和串于驅動輸出電路中的觸點。兩繼電器的第一對常開觸點串聯用于接通或切斷扶梯安全回路，第二對常開觸點并聯用于接通或切斷扶梯的附加制動器回路，第三對常開觸點用于檢測安全繼電器工作是否正常。控制信號處理器還包括與微處理器相連的輸入信號檢測輸出模塊，用 于檢測扶梯上行和高速信號同時輸入狀態，當檢測到扶梯上行和高速信號同時輸入時，輸出信號“0N”，否則輸出信號“OFF”。本實用新型一種防電扶梯非操縱逆轉的多功能數字型保護器可作為安全部件，接于扶梯的安全回路中，如圖I所示是本實用新型的信號連接示意圖，本系統由A、B雙通道控制電路組成，每個通道可單獨采集扶梯的速度信號，經過信號處理和執行器件，接通或切斷扶梯的安全回路，對扶梯進行保護；同時兩通道電路還可相互檢測，當檢測到信號異常時，切斷扶梯安全回路。每個通道由輸入、信號處理、執行(輸出)三部分組成，其中輸入采用高性能光電耦合器件，信號處理由高性能FPGA邏輯電路完成，執行(輸出)器件由安全繼電器來完成。輸入部分負責提供扶梯的速度信號、運行方向信號、高速運行信號、抱閘信號、扶手帶速度檢測信號、梯級缺失檢測信號和抱閘釋放檢測信號。其中，速度信號由兩個傳感器(光電或接近開關)提供，高速運行信號HS為變頻調速扶梯時使用，非變頻調速扶梯，此信號(端子)可接GND端子或接抱閘(BK)端子。信號處理為系統的關鍵部分，將完成以下功能I扶梯運行方向判別，2扶梯超速判別，3扶梯制動距離檢測，是否超出標準要求判別，4執行(輸出)是否正常判別，5輸入傳感器(光電/接近開關)是否正常判別。6信號處理電路是否正常(兩信號處理器相互檢測)判別。7扶手帶速度偏離判別。8梯級缺失判別。9運行時抱閘釋放判別。當各功能正常時，扶梯安全回路接通，否剛切斷扶梯安全回路，停止扶梯運行。當扶梯上行逆轉或超速時，切斷扶梯的安全回路和附加制動器電路(有附加制動器的扶梯)，對扶梯進行保護；當扶梯緊急制動時會檢測扶梯的制動距離，當距離低于或高于設置的參數值時，將輸出制動距離超范圍信號，此信號輸出到扶梯控制系統，可阻止扶梯下一次啟動；本電路板同時對關鍵的輸入信號(扶梯上行和高速運行信號)進行檢測，并將檢測結果輸出，此輸出信號輸入扶梯控制系統，扶梯控制系統可根據此輸入信號的狀態作出相應處理。控制信號處理器還包含輸入信號檢測輸出，當檢測到扶梯上行和高速信號同時輸入(即對扶梯進行防非操縱逆轉保護)時，將該信號傳輸給微處理器，由微處理器輸出此狀態信號。此功能用于當扶梯控制系統向本系統輸出上行和高速信號，但控制板未收到相應信號時，扶梯控制器可作相應處理，比如停止扶梯運行等。本實用新型由A、B兩通道電路同時檢測扶梯運行 狀態，其中任何一通道失效，另一通道電路還可保護扶梯出現危險，兩通道均失效也能使扶梯不產生危險。以上所述是本實用新型的優選實施方式而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和變動，這些改進和變動也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種防電扶梯非操縱逆轉的多功能數字型保護器，其特征在于，采用FPGA技術的大規模數字集成模塊化設計，包括A、B雙通道控制電路； 所述A、B雙通道控制電路各電路分別包括依次連接的輸入端口、控制信號處理器、安全繼電器及輸出驅動。
2.根據權利要求I所述的多功能數字型保護器，其特征在于，所述輸入端口包括第一傳感器信號輸入端、第二傳感器信號輸入端、運行方向信號輸入端、高速運行信號輸入端、抱閘信號輸入端、扶手帶速度檢測傳感器信號輸入端、梯級缺失檢測信號輸入端和抱閘釋放檢測信號輸入端。
3.根據權利要求I或2所述的多功能數字型保護器，其特征在于，所述輸入端口為高性能光電稱合器件。
4.根據權利要求I所述的多功能數字型保護器，其特征在于，所述控制信號處理器包括微處理器及與其相連的非操縱逆轉檢測模塊、超速檢測模塊、制動距離檢測模塊、扶手帶速度檢測模塊、梯級缺失檢測模塊、抱閘釋放檢測模塊、傳感器檢測模塊、執行輸出檢測模塊和相連處理器運行檢測模塊； 所述微處理器與所述安全繼電器連接。
5.根據權利要求4所述的多功能數字型保護器，其特征在于，所述A、B雙通道控制電路的兩個非操縱逆轉檢測模塊、超速檢測模塊、制動距離檢測模塊、扶手帶速度檢測模塊、梯級缺失檢測模塊、抱閘釋放檢測模塊、傳感器檢測模塊、執行輸出檢測模塊和相連處理器運行檢測模塊分別互聯。
6.根據權利要求4所述的多功能數字型保護器，其特征在于，還包括與所述微處理器相連的參數設置開關。
7.根據權利要求I或4所述的多功能數字型保護器，其特征在于，所述A、B雙通道控制電路的安全繼電器互聯； 所述A、B雙通道控制電路的兩個安全繼電器之間設有三對常開觸點，分別為扶梯安全回路觸點、制動器回路觸點和輸出驅動檢測觸點。
8.根據權利要求7所述的多功能數字型保護器，其特征在于，所述扶梯安全回路觸點串聯。
9.根據權利要求7所述的多功能數字型保護器，其特征在于，所述制動器回路觸點并聯。
10.根據權利要求4所述的多功能數字型保護器，其特征在于，所述控制信號處理器還包括與所述微處理器相連的輸入信號檢測輸出模塊，用于檢測扶梯上行和高速信號同時輸入狀態。
專利摘要本實用新型公開了一種防電扶梯非操縱逆轉的多功能數字型保護器，采用FPGA技術的大規模數字集成模塊化設計，包括A、B雙通道控制電路；其中，A、B通道的控制電路分別包括依次連接的輸入端口、控制信號處理器、安全繼電器及輸出驅動。本實用新型實現了電扶梯防非操縱逆轉保護，同時具有超速保護、梯級與踏板的缺失保護、扶梯啟動后制動系統未正常釋放保護、扶手帶偏離梯級、踏板的速度范圍保護和制動距離監控等功能。
文檔編號B66B25/00GK202785221SQ20122017595
公開日2013年3月13日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者郭智于, 詹春華, 馬飛輝, 石再華, 楊山明, 崔黔松 申請人:廣州市寰宇電子科技有限公司