一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器的制作方法
专利名称：一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种电カ电子装置，尤其是涉及ー种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器。
背景技术：
电扶梯包含自动扶梯和自动人行道,它是ー种动カ驱动,通过沿传动链水平或有一定傾斜度方向传送的梯级来实现载人和载物的功能。电扶梯作为ー种交通运输工具广泛应用于商场、码头、酒店等公共场所，实现 着交通运输的功能，给人们的生产和生活带来了便利。由于电扶梯是ー种公共交通工具，一旦发生故障，就会给人身和财产带来不可估量的伤害。近年来，关于电扶梯的事故频繁发生，事故发生的原因多是源于现有的电扶梯控制系统的安全回路中没有设置防非操纵逆转、超速等安全部件保护装置。同时由于现行电扶梯标准《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》中没有把防非操纵逆转作为强制指标来执行，导致电扶梯的生产商对电扶梯防非操纵逆转、超速保护装置的重视不够，造成了电扶梯的安全隐患。针对频繁发生的电扶梯事故，本领域亟待一种技术可有效防止电扶梯非操纵逆转和对电扶梯提供超速保护，杜绝电扶梯倒转事故的发生，避免酿成人身财产损失的严重后果。
发明内容
本发明目的是提供一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器，利用传感器技术及独有的FPGA即现场可编程门阵列技术，通过高效的、高度集成化的数字电路进行控制，采用互相监控运行的双通道工作方式，有效防止电扶梯的非操纵逆转运行，并实现了超速监控及保护、制动距离监控保护等功能。本发明提供了一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器，采用FPGA技术的大規模数字集成模块化设计，包括A、B双通道控制电路；所述A、B双通道控制电路各电路分别包括依次连接的输入端ロ、控制信号处理器、安全继电器及输出驱动。进ー步，所述输入端ロ包括第一传感器信号输入端、第二传感器信号输入端、运行方向信号输入端、高速运行信号输入端、抱闸信号输入端、扶手带速度检测传感器信号输入端、梯级缺失检测信号输入端和抱闸释放检测信号输入端。进ー步，所述输入端ロ为高性能光电耦合器件。进ー步，所述控制信号处理器包括微处理器及与其相连的非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连处理器运行检测模块；所述微处理器与所述安全继电器连接。进ー步，所述A、B双通道控制电路的两个非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连处理器运行检测模块分别互联。进一歩，还包括与所述微处理器相连的參数设置开关。进ー步，所述A、B双通道控制电路的安全继电器互联；所述A、B双通道控制电路的两个安全继电器之间设有三对常开触点，分别为扶梯安全回路触点、制动器回路触点和输出驱动检测触点。进ー步，所述扶梯安全回路触点串联。进ー步，所述制动器回路触点并联。进ー步，所述控制信号处理器还包括与所述微处理器相连的输入信号检测输出模 块，用于检测扶梯上行和高速信号同时输入状态。与现有技术相比，采用本发明的方案，实现了以下有益的技术效果I、突破了现行的一个功能用一个保护电路的设计模式，采用大規模的数字集成模块化设计，同时具有超速保护、梯级与踏板的缺失保护、扶梯启动后，制动系统未正常释放保护、扶手带偏离梯级、踏板的速度范围和制动距离监控等功能；2、采用互相监控运行的双通道工作模式，保护全面，可靠性高；3、采用数字型的FPGA硬件结构设计，代替传统的开关门电路或软件设计，体积小，模块集成化程度高，制造成本低、节能环保。
图I是本发明的信号连接示意图；图2是本发明的系统结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进ー步地详细描述。如图2所示，本发明ー种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器包括A与B双通道控制电路，A与B各通道控制电路分别包括依次连接的输入端ロ、控制信号处理器、安全继电器及输出驱动。其中，每个通道的输入端ロ均包括第一传感器信号输入端、第二传感器信号输入端、运行方向信号输入端、高速运行信号输入端、抱闸信号输入端、扶手带速度检测传感器信号输入端、梯级缺失检测信号输入端和抱闸释放检测信号输入端。优选的，该输入端ロ为高性能光电耦合器件。每个通道的控制信号处理器均包括微处理器及与其相连的非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连的另ー个处理器运行检测模块；其中，微处理器与安全继电器连接，各通道功能相同的模块互联。A与B各通道控制电路的微处理器连接了參数设置开关，用于对各通道进行參数设置。參数设置开关包括(I)超速设置开关组；(2)低速设置开关组；(3)制动时距离比例设置开关组；(4)制动速度设置开关，当扶梯运行速度高于此设置速度制动(抱闸)吋，检测制动距离，否则不检测制动距离(变频调速扶梯，零速停梯时，则不检测制动距离)；(5)紧急制动距离设置开关组I ;(6)紧急制动距离设置开关组2 ; (7)速度检测时间设置开关组；(8)速度信号选择设置开关等。A与B各通道控制电路的安全继电器互联，A、B双通道控制电路的两个安全继电器之间设有三对常开触点，分别为串联于扶梯安全回路中的触点、串于附加制动器回路中的触点和串于驱动输出电路中的触点。两继电器的第一对常开触点串联用于接通或切断扶梯安全回路，第二对常开触点并联用于接通或切断扶梯的附加制动器回路，第三对常开触点用于检测安全继电器工作是否正常。控制信号处理器还包括与微处理器相连的输入信号检测输出模块，用于检测扶梯上行和高速信号同时输入状态，当检测到扶梯上行和高速信号同时输入时，输出信号“ 0N”，否则输出信号“ OFF”。本发明ー种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器可作为安全部件，接于扶梯的安全回路中，如图I所示是本发明的信号连接示意图，本系统由A、B双通道控制电路组成，每个通道可单独采集扶梯的速度信号，经过信号处理和执行器件，接通或切断扶梯的安全回路，对扶梯进行保护；同时两通道电路还可相互检测，当检测到信号异常时，切断扶梯安全回路。每个通道由输入、信号处理、执行(输出)三部分组成，其中输入采用高性能光电耦合器件，信号处理由高性能FPGA逻辑电路完成，执行(输出)器件由安全继电器来完成。输入部分负责提供扶梯的速度信号、运行方向信号、高速运行信号、抱闸信号、扶手带速度检测信号、梯级缺失检测信号和抱闸释放检测信号。其中，速度信号由两个传感器(光电或接近开关)提供，高速运行信号HS为变频调速扶梯时使用，非变频调速扶梯，此信号(端子)可接GND端子或接抱闸(BK)端子。信号处理为系统的关键部分，将完成以下功能I扶梯运行方向判別，2扶梯超速判別，3扶梯制动距离检测，是否超出标准要求判別，4执行(输出)是否正常判別，5输入传感器(光电/接近开关)是否正常判別。6信号处理电路是否正常(两信号处理器相互检测)判別。7扶手带速度偏离判别。8梯级缺失判別。9运行时抱闸释放判别。当各功能正常吋，扶梯安全回路接通，否刚切断扶梯安全回路，停止扶梯运行。当扶梯上行逆转或超速吋，切断扶梯的安全回路和附加制动器电路(有附加制动器的扶梯)，对扶梯进行保护；当扶梯紧急制动时会检测扶梯的制动距离，当距离低于或高于设置的參数值时，将输出制动距离超范围信号，此信号输出到扶梯控制系统，可阻止扶梯下一次启动；本电路板同时对关键的输入信号(扶梯上行和高速运行信号)进行检測，并将检测结果输出，此输出信号输入扶梯控制系统，扶梯控制系统可根据此输入信号的状态作出相应处理。控制信号处理器还包含输入信号检测输出，当检测到扶梯上行和高速信号同时输入(即对扶梯进行防非操纵逆转保护)时，将该信号传输给微处理器，由微处理器输出此状态信号。此功能用于当扶梯控制系统向本系统输出上行和高速信号，但控制板未收到相应信号吋，扶梯控制器可作相应处理，比如停止扶梯运行等。本发明由A、B两通道电路同时检测扶梯运行状态，其中任何一通道失效，另一通道电路还可保护扶梯出现危险，两通道均失效也能使扶梯不产生危险。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器，其特征在于，采用FPGA技术的大规模数字集成模块化设计，包括A、B双通道控制电路； 所述A、B双通道控制电路各电路分别包括依次连接的输入端ロ、控制信号处理器、安全继电器及输出驱动。
2.根据权利要求I所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述输入端ロ包括第一传感器信号输入端、第二传感器信号输入端、运行方向信号输入端、高速运行信号输入端、抱闸信号输入端、扶手带速度检测传感器信号输入端、梯级缺失检测信号输入端和抱闸释放检测信号输入端。
3.根据权利要求I或2所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述输入端ロ为高性能光电稱合器件。
4.根据权利要求I所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述控制信号处理器包括微处理器及与其相连的非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连处理器运行检测模块； 所述微处理器与所述安全继电器连接。
5.根据权利要求I或4所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述A、B双通道控制电路的两个非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连处理器检测模块分别互联。
6.根据权利要求4所述的多功能数字型保护器，其特征在干，还包括与所述微处理器相连的參数设置开关。
7.根据权利要求I或4所述的多功能数字型保护器，其特征在干，所述A、B双通道控制电路的安全继电器互联； 所述A、B双通道控制电路的两个安全继电器之间设有三对常开触点，分别为扶梯安全回路触点、制动器回路触点和输出驱动检测触点。
8.根据权利要求7所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述扶梯安全回路触点串联。
9.根据权利要求7所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述制动器回路触点并联。
10.根据权利要求4所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述控制信号处理器还包括与所述微处理器相连的输入信号检测输出模块，用于检测扶梯上行和高速信号同时输入状态。
全文摘要
本发明公开了一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器，采用FPGA技术的大规模数字集成模块化设计，包括A、B双通道控制电路；其中，A、B通道的控制电路分别包括依次连接的输入端口、控制信号处理器、安全继电器及输出驱动。本发明实现了电扶梯防非操纵逆转保护，同时具有超速保护、梯级与踏板的缺失保护、扶梯启动后制动系统未正常释放保护、扶手带偏离梯级、踏板的速度范围保护和制动距离监控等功能。
文档编号B66B25/00GK102674128SQ201210121358
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者崔黔松, 杨山明, 石再华, 詹春华, 郭智于, 马飞辉 申请人:广州市寰宇电子科技有限公司
技术领域：
本发明涉及ー种电カ电子装置，尤其是涉及ー种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器。
背景技术：
电扶梯包含自动扶梯和自动人行道,它是ー种动カ驱动,通过沿传动链水平或有一定傾斜度方向传送的梯级来实现载人和载物的功能。电扶梯作为ー种交通运输工具广泛应用于商场、码头、酒店等公共场所，实现 着交通运输的功能，给人们的生产和生活带来了便利。由于电扶梯是ー种公共交通工具，一旦发生故障，就会给人身和财产带来不可估量的伤害。近年来，关于电扶梯的事故频繁发生，事故发生的原因多是源于现有的电扶梯控制系统的安全回路中没有设置防非操纵逆转、超速等安全部件保护装置。同时由于现行电扶梯标准《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》中没有把防非操纵逆转作为强制指标来执行，导致电扶梯的生产商对电扶梯防非操纵逆转、超速保护装置的重视不够，造成了电扶梯的安全隐患。针对频繁发生的电扶梯事故，本领域亟待一种技术可有效防止电扶梯非操纵逆转和对电扶梯提供超速保护，杜绝电扶梯倒转事故的发生，避免酿成人身财产损失的严重后果。
发明内容
本发明目的是提供一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器，利用传感器技术及独有的FPGA即现场可编程门阵列技术，通过高效的、高度集成化的数字电路进行控制，采用互相监控运行的双通道工作方式，有效防止电扶梯的非操纵逆转运行，并实现了超速监控及保护、制动距离监控保护等功能。本发明提供了一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器，采用FPGA技术的大規模数字集成模块化设计，包括A、B双通道控制电路；所述A、B双通道控制电路各电路分别包括依次连接的输入端ロ、控制信号处理器、安全继电器及输出驱动。进ー步，所述输入端ロ包括第一传感器信号输入端、第二传感器信号输入端、运行方向信号输入端、高速运行信号输入端、抱闸信号输入端、扶手带速度检测传感器信号输入端、梯级缺失检测信号输入端和抱闸释放检测信号输入端。进ー步，所述输入端ロ为高性能光电耦合器件。进ー步，所述控制信号处理器包括微处理器及与其相连的非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连处理器运行检测模块；所述微处理器与所述安全继电器连接。进ー步，所述A、B双通道控制电路的两个非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连处理器运行检测模块分别互联。进一歩，还包括与所述微处理器相连的參数设置开关。进ー步，所述A、B双通道控制电路的安全继电器互联；所述A、B双通道控制电路的两个安全继电器之间设有三对常开触点，分别为扶梯安全回路触点、制动器回路触点和输出驱动检测触点。进ー步，所述扶梯安全回路触点串联。进ー步，所述制动器回路触点并联。进ー步，所述控制信号处理器还包括与所述微处理器相连的输入信号检测输出模 块，用于检测扶梯上行和高速信号同时输入状态。与现有技术相比，采用本发明的方案，实现了以下有益的技术效果I、突破了现行的一个功能用一个保护电路的设计模式，采用大規模的数字集成模块化设计，同时具有超速保护、梯级与踏板的缺失保护、扶梯启动后，制动系统未正常释放保护、扶手带偏离梯级、踏板的速度范围和制动距离监控等功能；2、采用互相监控运行的双通道工作模式，保护全面，可靠性高；3、采用数字型的FPGA硬件结构设计，代替传统的开关门电路或软件设计，体积小，模块集成化程度高，制造成本低、节能环保。
图I是本发明的信号连接示意图；图2是本发明的系统结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进ー步地详细描述。如图2所示，本发明ー种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器包括A与B双通道控制电路，A与B各通道控制电路分别包括依次连接的输入端ロ、控制信号处理器、安全继电器及输出驱动。其中，每个通道的输入端ロ均包括第一传感器信号输入端、第二传感器信号输入端、运行方向信号输入端、高速运行信号输入端、抱闸信号输入端、扶手带速度检测传感器信号输入端、梯级缺失检测信号输入端和抱闸释放检测信号输入端。优选的，该输入端ロ为高性能光电耦合器件。每个通道的控制信号处理器均包括微处理器及与其相连的非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连的另ー个处理器运行检测模块；其中，微处理器与安全继电器连接，各通道功能相同的模块互联。A与B各通道控制电路的微处理器连接了參数设置开关，用于对各通道进行參数设置。參数设置开关包括(I)超速设置开关组；(2)低速设置开关组；(3)制动时距离比例设置开关组；(4)制动速度设置开关，当扶梯运行速度高于此设置速度制动(抱闸)吋，检测制动距离，否则不检测制动距离(变频调速扶梯，零速停梯时，则不检测制动距离)；(5)紧急制动距离设置开关组I ;(6)紧急制动距离设置开关组2 ; (7)速度检测时间设置开关组；(8)速度信号选择设置开关等。A与B各通道控制电路的安全继电器互联，A、B双通道控制电路的两个安全继电器之间设有三对常开触点，分别为串联于扶梯安全回路中的触点、串于附加制动器回路中的触点和串于驱动输出电路中的触点。两继电器的第一对常开触点串联用于接通或切断扶梯安全回路，第二对常开触点并联用于接通或切断扶梯的附加制动器回路，第三对常开触点用于检测安全继电器工作是否正常。控制信号处理器还包括与微处理器相连的输入信号检测输出模块，用于检测扶梯上行和高速信号同时输入状态，当检测到扶梯上行和高速信号同时输入时，输出信号“ 0N”，否则输出信号“ OFF”。本发明ー种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器可作为安全部件，接于扶梯的安全回路中，如图I所示是本发明的信号连接示意图，本系统由A、B双通道控制电路组成，每个通道可单独采集扶梯的速度信号，经过信号处理和执行器件，接通或切断扶梯的安全回路，对扶梯进行保护；同时两通道电路还可相互检测，当检测到信号异常时，切断扶梯安全回路。每个通道由输入、信号处理、执行(输出)三部分组成，其中输入采用高性能光电耦合器件，信号处理由高性能FPGA逻辑电路完成，执行(输出)器件由安全继电器来完成。输入部分负责提供扶梯的速度信号、运行方向信号、高速运行信号、抱闸信号、扶手带速度检测信号、梯级缺失检测信号和抱闸释放检测信号。其中，速度信号由两个传感器(光电或接近开关)提供，高速运行信号HS为变频调速扶梯时使用，非变频调速扶梯，此信号(端子)可接GND端子或接抱闸(BK)端子。信号处理为系统的关键部分，将完成以下功能I扶梯运行方向判別，2扶梯超速判別，3扶梯制动距离检测，是否超出标准要求判別，4执行(输出)是否正常判別，5输入传感器(光电/接近开关)是否正常判別。6信号处理电路是否正常(两信号处理器相互检测)判別。7扶手带速度偏离判别。8梯级缺失判別。9运行时抱闸释放判别。当各功能正常吋，扶梯安全回路接通，否刚切断扶梯安全回路，停止扶梯运行。当扶梯上行逆转或超速吋，切断扶梯的安全回路和附加制动器电路(有附加制动器的扶梯)，对扶梯进行保护；当扶梯紧急制动时会检测扶梯的制动距离，当距离低于或高于设置的參数值时，将输出制动距离超范围信号，此信号输出到扶梯控制系统，可阻止扶梯下一次启动；本电路板同时对关键的输入信号(扶梯上行和高速运行信号)进行检測，并将检测结果输出，此输出信号输入扶梯控制系统，扶梯控制系统可根据此输入信号的状态作出相应处理。控制信号处理器还包含输入信号检测输出，当检测到扶梯上行和高速信号同时输入(即对扶梯进行防非操纵逆转保护)时，将该信号传输给微处理器，由微处理器输出此状态信号。此功能用于当扶梯控制系统向本系统输出上行和高速信号，但控制板未收到相应信号吋，扶梯控制器可作相应处理，比如停止扶梯运行等。本发明由A、B两通道电路同时检测扶梯运行状态，其中任何一通道失效，另一通道电路还可保护扶梯出现危险，两通道均失效也能使扶梯不产生危险。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器，其特征在于，采用FPGA技术的大规模数字集成模块化设计，包括A、B双通道控制电路； 所述A、B双通道控制电路各电路分别包括依次连接的输入端ロ、控制信号处理器、安全继电器及输出驱动。
2.根据权利要求I所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述输入端ロ包括第一传感器信号输入端、第二传感器信号输入端、运行方向信号输入端、高速运行信号输入端、抱闸信号输入端、扶手带速度检测传感器信号输入端、梯级缺失检测信号输入端和抱闸释放检测信号输入端。
3.根据权利要求I或2所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述输入端ロ为高性能光电稱合器件。
4.根据权利要求I所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述控制信号处理器包括微处理器及与其相连的非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连处理器运行检测模块； 所述微处理器与所述安全继电器连接。
5.根据权利要求I或4所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述A、B双通道控制电路的两个非操纵逆转检测模块、超速检测模块、制动距离检测模块、扶手带速度检测模块、梯级缺失检测模块、抱闸释放检测模块、传感器检测模块、执行输出检测模块和相连处理器检测模块分别互联。
6.根据权利要求4所述的多功能数字型保护器，其特征在干，还包括与所述微处理器相连的參数设置开关。
7.根据权利要求I或4所述的多功能数字型保护器，其特征在干，所述A、B双通道控制电路的安全继电器互联； 所述A、B双通道控制电路的两个安全继电器之间设有三对常开触点，分别为扶梯安全回路触点、制动器回路触点和输出驱动检测触点。
8.根据权利要求7所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述扶梯安全回路触点串联。
9.根据权利要求7所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述制动器回路触点并联。
10.根据权利要求4所述的多功能数字型保护器，其特征在于，所述控制信号处理器还包括与所述微处理器相连的输入信号检测输出模块，用于检测扶梯上行和高速信号同时输入状态。
全文摘要
本发明公开了一种防电扶梯非操纵逆转的多功能数字型保护器，采用FPGA技术的大规模数字集成模块化设计，包括A、B双通道控制电路；其中，A、B通道的控制电路分别包括依次连接的输入端口、控制信号处理器、安全继电器及输出驱动。本发明实现了电扶梯防非操纵逆转保护，同时具有超速保护、梯级与踏板的缺失保护、扶梯启动后制动系统未正常释放保护、扶手带偏离梯级、踏板的速度范围保护和制动距离监控等功能。
文档编号B66B25/00GK102674128SQ201210121358
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者崔黔松, 杨山明, 石再华, 詹春华, 郭智于, 马飞辉 申请人:广州市寰宇电子科技有限公司
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