自动人行道安全保护系统设计与实现

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：安全保护系统要保证自动人行道出现意外状况时，安全装置可有效地动作，制停自动人行道。各安全保护装置的确定，一般需根据安全电路的设计与评估原理，保证在不同的故障出现时，自动人行道均能有效地制停，保证乘客的安全。该安全保护装置一般安装在主驱动轴或踏板链位置附近，使用速度传感器或编码器检测踏板链的运行速度，当链条实际运行速度超出设定值时，监控装置会给控制系统发出信号使其切断电源，使自动人行道制停。

安全保护系统由自动人行道中一系列的安全装置组成。它包括过载保护装置、超速保护装置、防逆转保护装置、制动器（和附加制动器）、踏板链断链保护装置、踏板缺失监测装置、扶手带入口保护装置及扶手带速度监控装置等。安全保护系统要保证自动人行道出现意外状况时，安全装置可有效地动作，制停自动人行道。常用安全装置布置如图12-5-1所示。

各安全保护装置的确定，一般需根据安全电路的设计与评估原理，保证在不同的故障出现时，自动人行道均能有效地制停，保证乘客的安全。

图12-5-1 安全保护装置示意图

1.超速保护装置

超速保护装置用于监控自动人行道实际运行速度与设定速度的差异。

该安全保护装置一般安装在主驱动轴或踏板链位置附近，使用速度传感器或编码器检测踏板链的运行速度，当链条实际运行速度超出设定值时，监控装置会给控制系统发出信号使其切断电源，使自动人行道制停。

为确保自动人行道在超速1.2倍前停止运行，各厂家通常会把超速的响应点放在1.2倍之前，通常会在超速1.15倍左右时就触发响应信号。

2.防逆转保护装置

防逆转保护装置的作用是监控自动人行道是否发生非正常运行方向的改变。

为防止倾斜度大于6°的自动人行道在运行中突然发生非操作转向运行，造成乘客往后摔倒的危险，需要安装一个保护装置，使梯级、踏板或胶带在改变规定运行方向时，能自动停止运行。

防逆转保护装置应直接检测承载乘客的部件在运行时方向是否发生变化，而不能通过检测其他非直接承载部件，以提高安全防护的等级。常见的方式是监控主驱动轴上链轮的运行方向或直接监控踏板链条的运动。具体的实现方法可有以下三种：

1）在主驱动上安装速度传感器或编码器，检测自动人行道的实际运行速度。当运行速度过低，或发生逆转时，发送信号给控制系统，切断主机电源，使自动扶梯或自动人行道停止运行。

2）直接在主驱动轴上安装上下行方向检测开关，如发现自动扶梯发生逆转，立刻切断主机的电源。

3）直接在梯级链或踏板链运行梯路上安装速度感应器，监测运行速度及变化趋势，当速度过低及产生逆转趋势时发出信号，切断主机的电源，制停运行中的自动扶梯或自动人行道。

无论采用哪一种方法，如果自动人行道安装有附加制动器，则在监测到有逆转时，需同时触发该附加制动器动作。

3.踏板链保护装置

踏板链保护装置用于监控踏板链的张紧状态及链条是否发生断裂。

该安全装置通常安装于下平层张紧架的左右两侧的后端上，用于监测左右两侧的链条的移动距离。当链条过度伸长或异常收缩或发生断裂时，会触动踏板链保护装置上的安全开关动作，制停运行中的自动人行道。

自动人行道的踏板链条应处于连续张紧状态，因此都安装有链条的张紧架如图12-5-2所示，当张紧装置的前后移动位移超出±20mm时，也会触动踏板链保护装置上的安全开关，使自动人行道停止运行。

图12-5-2 踏板链断链保护装置

4.扶手带入口保护装置

扶手带入口保护用于监测扶手带在转向处是否有手或手指卷入入口箱内。

该装置通常安装于上下平层各个扶手入口箱内，用支架固定在入口箱前缘橡胶或毛刷后，正对扶手带运行的方向，当有异物卡入扶手带与入口的间隙时，挤压前缘橡胶或毛刷，触动安装在前缘板后的安全开关，使自动人行道停止运行。其结构示意如图7-3-3所示。

5.梳齿板安全装置

梳齿板安全装置的功能是监测踏板进入梳齿时，是否有异物卡入，影响其安全性。

梳齿板安全装置安装于上下平层梳齿板的左右两侧，通用支架进行固定，并在梳齿板与安装支架间通过弹簧调节梳齿板的紧固力。当有异物卡入踏板与梳齿的啮合处时，其作用力令梳齿板抬起，压缩弹簧，触动安全开关动作，制停运行中的自动人行道。梳齿板的抬起量及开关的接触量，可通过调整弹簧长度进行调节。其结构与功能如图7-3-1和图7-3-2所示。

6.踏板下陷监控装置

踏板下陷监控装置的作用是监控踏板运行是否在正常的轨道上，以保证梯级、踏板在进入两端入口时与梳齿的正常啮合。

该安全开关一般安装在上下平层的过渡圆弧转弯处前，检测踏板、踏板链轴、踏板链轮或踏板的安装紧固系统等部件的高度位置如图12-5-3所示，以防止由于踏板的弯曲变形、破损断裂以及滚轮的破损等造成的踏板下陷、与梳齿不能正常啮合，使乘客从运动区段到固定平层时，由于踏板的下陷产生较大缝隙而造成伤害。当这些监控部件中的任何一个出现问题，均会触动安全开关动作，制停运行中的自动人行道。

考虑到自动扶梯和自动人行道停止时的制动距离，该装置需安装在每个过渡圆弧段之前，以确保下陷的踏板在进入梳齿前有足够的安全制动距离，具体的制动距离还需满足制动不同运行速度自动人行道的要求。

图12-5-3 踏板下陷监控装置

7.踏板缺失监测装置

踏板缺失监测装置的作用是监测自动人行道在运行时是否存在踏板缺失现象。

该监测装置一般安装在上下平层返回侧，靠近进入回环旋转的地方，如图12-5-4所示。一般是采用感应开关，通过感应器脉冲信号检测自动人行道是否存在缺少踏板的现象。如发现缺失踏板，使自动人行道停止运行。为保证由于缺少踏板所造成的空缺口不会出现在上下平层的梳齿处，造成乘客踏空掉进自动人行道内，需考虑安装检测感应器的恰当位置。通常从检测点到上下平层梳齿的距离需大于自动人行道的刹车距离，以保证缺口不会出现在乘客的进入部位。同时，考虑到有可能存在的检测盲区问题，该装置的安装位置应尽量靠近主驱动或张紧架。

此外，由于在维修中，拆装踏板的位置通常在下平层张紧架位置，已超出检测装置的监控范围，因此在维修中安装完踏板后均需要先试运转几圈，通过该装置的检验，确保已安装完成全部踏板，避免发生意外。

图12-5-4 踏板缺失监测装置

8.扶手带速度监控装置

扶手带速度监控装置的作用是检测扶手带的实际运行速度，并保证其运行与梯级、踏板保持同步。

在正常运行条件下，扶手带的运行速度与梯级、踏板或胶带的偏差需在0～2%以内。如速度偏差大于允许值，并且持续运行时间超过15s时，该监控装置应使自动扶梯或自动人行道停止运行。

为实现这一要求，通常会安装一个扶手带速度监控装置在每条扶手带上。一般的方法是安装一个速度检测轮在扶手带的回转段上，通过接近开关检测扶手带的运转速度并发送到控制系统进行比较。若检测到的扶手带运行速度与自动人行道踏板运行速度的偏差大于设定的允许值，并且持续的时间超过15s，控制系统会切断控制电路，使自动人行道停止运行。

扶手带速度监控装置的种类和结构如图7-4-2和图7-4-3所示。

9.制动器动作监控装置

制动器动作监控装置的作用是防止工作制动器未打开时主机被起动。

一般的解决方案是在工作制动器上安装一个传感器如图12-5-5所示，以监测制动器是否正常张开，并把信号反馈到控制系统中。如制动器未能正常动作，则电动机不能起动。

图12-5-5 制动器动作监控装置

10.楼层板安全装置

楼层板安全装置的作用是监控楼层板是否已被打开。当楼层板被打开时，自动人行道不能起动运行。

在正常的情况下，当楼层板被打开或移走时，自动人行道应处于检修维保状态。维修人员进入自动人行道内进行工作时，为保证他们的安全，应使自动人行道不能使用钥匙开关起动。只能由维修人员使用检修控制盒加以控制。因此，需要安装一个监控装置避免意外的误动作，保证维修人员的安全。常用的方法是在楼层板下方安装一个安全开关或传感器。当楼层板移开时，触发安全开关或传感器动作，控制系统关闭钥匙开关的功能。楼层板安全开关如图12-5-6所示。

图12-5-6 楼层板安全开关

11.主电路断路器或热继电器

主电路断路器或热继电器的作用是防止自动人行道在运行过程中发生主机过载现象。

主电路断路器或热继电器一般安装在控制柜内，当自动人行道上的客流发生变化时，在电路上通过的电流也会随之发生变化。如果发生客流实际载荷超过设计载荷时，将会有较大的电流通过断路器或热继电器。当这种大电流持续通过时间较长时，即意味着客流持续超载。这时，断路器或热继电器会动作，切断主机的供给电源，制停自动人行道。

该保护开关需要手动复位，使自动人行道恢复正常的使用状态。需要说明的是，在断路器或热继电器的容量选择上，应充分考虑设备的设计承载能力，使之充分发挥作用。

12.主机过热保护装置

主机过热保护装置的功能是防止主机发生长时间的超载运行，造成电动机的损坏。

一般情况下，所有的自动人行道主机均安装有过热保护装置，防止电动机由于长期超载而造成毁坏。该过热保护通常是在电动机线圈内安装有温度感应片（器），以监控电动机的工作温度。当主机发生超载运行时，电动机的绕组线圈温度将会持续升高，超出其允许的温度。这时，热电阻金属片发生形变而相互导通，控制系统收到导通信号后，切断主机供给电源，令主机停止运行，制停自动人行道。当然，不同防护等级的电动机其允许的工作温度设定会有所不同。例如，选用F级的电动机，其过热保护温度设定为155℃；如选用B级电动机，则温度设定为120℃。

此外，电动机特性中允许其短时间超载运行，只有超出允许的范围，才会触动过载保护开关动作。

13.接地保护装置

自动人行道均带有接地保护装置，通常接地保护是电气控制系统的一个组成，当含有电气安全装置的电路发生接地故障时，自动人行道就会停止并锁定。

14.制动距离监测装置

制动距离监测装置的作用是监控自动人行道的制动距离是否在允许的制动范围内。

各生产厂家通常在主机或主驱动轴上安装一个监测装置，检查在自动人行道收到停梯信号后到实际停止的时间，以计算出实际的刹车距离。一旦发现实际的制动距离超出规定的1.2倍时，对自动人行道实行锁定，令其不能重新起动。只有当检修人员排除了故障，并进行手动复位后，自动人行道才能重新起动。

15.附加制动器

对于提升高度大于6m的倾斜式自动人行道和用于公共交通场所的自动人行道，需要安装附加制动器。

自动人行道的附加制动器的技术要求和常用结构与自动扶梯中的相同，可参阅第七章中的相关内容。