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【摘 要】文章从自动扶梯防非操纵逆转保护装置设置的国家标准要求出发，分析该保护装置的设置方法及工作原理，提出其检验方法及要求。
【关键词】自动扶梯；防非操纵逆转；保护装置；检验
引言
随着经济的快速发展，大型购物中心、大型商场及地铁站逐年增多，自动扶梯的应用越来越广泛，与此同时自动扶梯的安全性问题也越来越引起社会的关注，特别是随着近期一些自动扶梯非操纵逆转事故的发生，自动扶梯防非操纵逆转保护成为了大家谈论的热点话题。
1.防非操纵逆转的概念
扶梯的防非操纵逆转保护装置，是自动扶梯安全保护装置中的重要组成部分。非操纵逆转指的是：自动扶梯发生的非操纵的改变运行方向的运动。比如，当自动扶梯在上行时，若梯级驱动机构与主机失去联系，梯级会在载荷和自重的作用下由向上运行变成向下运动，处于一种失控的状态。此时应有一种装置起到切断扶梯控制系统，并使其停止的作用，这种装置即为防非操纵逆转保护装置。
2.防非操纵逆转装置设置的国家要求
GB 16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》第5.4.2.3.2条规定“自动扶梯和α≥6°的倾斜式自动人行道应设置一个装置，使其在梯级、踏板或胶带改变规定运行方向时自动停止运行”。这里的停止运行应为强制性的，即：既有切断控制系统，使其抱闸停车的一方面，也应有机械装置强制停止梯级、踏板或胶带的运行。因此防非操纵逆转保护装置应为一个多重保护装置，且应机械—电气联动，相当于直梯的限速器—安全钳联动系统。
3.防非操纵逆转装置的设置方法及工作原理
3.1采用机械机构和电气开关实现防非操纵逆转保护
图1为其动作机构，连杆固定在开关架上，一端在两个微动开关之间，另一端在棘轮大链上，当扶梯上行时，棘轮逆时针旋转， 带动连杆以固定轴为中心，另一端压在微動开关1上，微动开关1闭合，微动开关2断开。当扶梯发生逆转后，连杆反向运动，使微动开关1断开。通过检测微动开关的工作状态，即可采取相应的保护措施，使扶梯失电、下闸、停车。反之亦然。
3.2采用速度监控元件及测速原理起到防非操纵逆转保护作用
采用速度监控元件的方式，其工作原理均为信号采集、比较的一个过程，原理如图2所示。
一般情况，当扶梯的运行速度超出额定速度的20%时，即大于120%额定速度或小于80%额定速度，系统都将通过输出元件使控制系统停止运行。
速度监控元件的使用及安装位置，不同的厂家有不同的设置方法，以下为常见的几种：1）采用接近开关和磁块安装于主机下。首先在主机飞轮下装有磁块，另将接近开关固定在底架上与开关相近。当飞轮随主机一起旋转时，磁块产生的脉冲通过接近开关输入到PC机上，即能对其运行速度实时监控。也有采用在主机下同轴安装光电开关和码盘的，从而对其速度进行监控。2）采用双稳态开关安装于主机驱动轮上。利用驱动链轮的齿状结构为双稳态开关提供了一个完整的脉冲序列，开关固定在支架上，从而使扶梯的运行速度和方向得到监控。3）采用光电开关装于梯级侧面。一般装于扶梯上半部，连续装有两个光电开关，将光电开关装于梯级侧面。相对位置装有反光元件，利用梯级间隙及光反射原理，检测梯级的运行速度，从而监控主机的运行速度。4）采用双稳态开关安装于扶手带传动系统上。采用双稳态开关作为测速元件，安装于两条扶手带下，通过检测扶手带运行速度，从而监控主机运行速度。
防非操纵逆转功能的实现：上述采用速度监控元件的自动扶梯，其监控元件一般有两个功能：a.对扶梯运行速度进行测量；b.对扶梯运行方向实时监控，即采集到的脉冲序列是有规律的，正常运转时为on，on-off，on-off，off-on，off-on，on。一旦发生逆转，这个时序将被打乱，变成on，on-on，off-off，off-off，on-on，on。控制系统检测到该信号后，会马上执行停机命令，而使扶梯停止运行。笔者认为，上述两种方法虽均能起到一定的防非操纵逆转保护作用，但均存在一定的缺陷。
自动扶梯的梯级驱动机组通过传动链条带动驱动主轴，主轴上装有两个牵引链轮，梯级链条连接一系列梯级均由主轴上的牵引链轮带动。因此：1）驱动系统发生传动链断链或从牵引链轮和传动链轮脱落，使梯级与驱动系统失去联系。若防非操纵逆转保护只由测速元件来完成，虽然系统检测到失速或逆转，并使驱动系统失电，工作制动器动作，但此时驱动系统和梯级失去联系，自动扶梯在梯级和负载重力的作用下仍应向下移动，这种情况非常的危险。2）驱动主轴断裂。此时未连接牵引链轮的这端会出现滞后或完全脱离的现象，对乘客或设备造成相当大的损害。3）控制系统失效且制动器处于打开状态。由于控制系统元件的控制失效，使得驱动系统失效，但制动器仍处于打开状态。此时在重力的作用下，梯级也会向下运动，出现逆转。4）运行过程中突然断电，但制动器未复位。此时在重力的作用下，梯级也会向下运动，出现逆转。同时在梯级链上还专门设置了防止链条断链弯曲的一种结构，即在与梯级主轮铰接的链片上各伸出一段相互对着的锁挡，其间隙为1 mm，并且在梯级主轮上方装有反轨，在链条上装有压链反板。当发生断链时，由于压链反板压着链条，使它不能向上弯折，又由于两链片的锁挡相互顶着，使链条不能向下弯折，于是在断链的瞬间，链条类似一个刚性的支撑物支撑在倾斜的梯路中，从而使一系列梯级基本上保持在原来的位置上，确保乘客的安全。
3.3采用机械—电气联动的防非操纵逆转装置
该装置应由两部分组成：即运行方向检测装置和机械制停装置。运行方向检测装置可检测梯级的运行方向，通过加装在梯级两侧的光电传感器，实时检测梯级的运行速度和方向。当发生梯级逆转时，可通过输出信号，一方面可使系统失电抱闸停车，另一方面控制机械制停装置使其动作，使梯级减速停止运行。机械制停装置可安装在驱动主轴上。它应由动作装置和停止装置组成。动作装置受方向检测装置的控制，当发生非操纵逆转时可使其动作；制停装置是使牵引链轮停止的装置，可采用盘式制动，制动盘平时和驱动主轴一起转动，当发生非操纵逆转，动作装置通过控制摩擦片，利用摩擦原理使驱动轮和驱动主轴制停，并保持静止状态。有关系统中电气控制的设计原理，则相对简单，由于扶梯现在大多采用PLC控制或微机控制，因此只需将速度监控原件的信号采集到控制系统，由控制系统进行分析比较，给出输出指令，驱动制停装置，同时切断控制系统驱动主机的供电，并保证制动器可靠释放将驱动主机制停。
4.防非操纵逆转保护装置的检验要求及方法
TSG T7005-2012《电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯和自动人行道》中规定：（1）自动扶梯和自动人行道应在速度超过名义速度的1.2倍之前自动停止运行。如果采用速度限制装置，该装置应能在速度超过名义速度的1.2倍之前切断自动扶梯或自动人行道的电源。如果自动扶梯或自动人行道的设计能防止超速，则可不考虑上述要求；（2）该装置动作后，只有手动复位故障锁定，并且操作开关或检修控制装置才能重新启动自动扶梯和自动人行道，即使电源发生故障或恢复供电，此故障锁定应该始终保持用效。由于各生产厂家的设计各异，对此项的检验方法按照厂家提供的方法进行试验。笔者在此探讨其中一种检验方法：根据非操纵逆转保护装置的工作原理，可在抱闸回路中接入另一路电源，梯级加入一定载荷，扶梯在上行时，突然断电，但此时抱闸仍处于打开状态，由于重力作用，梯级应向下滑动，此时方向检测装置应起作用，同时使制停装置动作。
5.结语
本文是根据国标中关于设置防非操纵逆转保护装置的解释，对非操纵防逆转保护装置的设置方法及工作原理做了一些探讨，目前由于各制造厂家对标准的理解不同，因此在设置该装置时采取了不同的方法，本文提出的机械—电气联动装置只是从原理的角度给出一定的阐述。
参考文献：
[1] GB 16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》
[2] TSG T7005-2012《电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯和自动人行道》
【关键词】自动扶梯；防非操纵逆转；保护装置；检验
引言
随着经济的快速发展，大型购物中心、大型商场及地铁站逐年增多，自动扶梯的应用越来越广泛，与此同时自动扶梯的安全性问题也越来越引起社会的关注，特别是随着近期一些自动扶梯非操纵逆转事故的发生，自动扶梯防非操纵逆转保护成为了大家谈论的热点话题。
1.防非操纵逆转的概念
扶梯的防非操纵逆转保护装置，是自动扶梯安全保护装置中的重要组成部分。非操纵逆转指的是：自动扶梯发生的非操纵的改变运行方向的运动。比如，当自动扶梯在上行时，若梯级驱动机构与主机失去联系，梯级会在载荷和自重的作用下由向上运行变成向下运动，处于一种失控的状态。此时应有一种装置起到切断扶梯控制系统，并使其停止的作用，这种装置即为防非操纵逆转保护装置。
2.防非操纵逆转装置设置的国家要求
GB 16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》第5.4.2.3.2条规定“自动扶梯和α≥6°的倾斜式自动人行道应设置一个装置，使其在梯级、踏板或胶带改变规定运行方向时自动停止运行”。这里的停止运行应为强制性的，即：既有切断控制系统，使其抱闸停车的一方面，也应有机械装置强制停止梯级、踏板或胶带的运行。因此防非操纵逆转保护装置应为一个多重保护装置，且应机械—电气联动，相当于直梯的限速器—安全钳联动系统。
3.防非操纵逆转装置的设置方法及工作原理
3.1采用机械机构和电气开关实现防非操纵逆转保护
图1为其动作机构，连杆固定在开关架上，一端在两个微动开关之间，另一端在棘轮大链上，当扶梯上行时，棘轮逆时针旋转， 带动连杆以固定轴为中心，另一端压在微動开关1上，微动开关1闭合，微动开关2断开。当扶梯发生逆转后，连杆反向运动，使微动开关1断开。通过检测微动开关的工作状态，即可采取相应的保护措施，使扶梯失电、下闸、停车。反之亦然。
3.2采用速度监控元件及测速原理起到防非操纵逆转保护作用
采用速度监控元件的方式，其工作原理均为信号采集、比较的一个过程，原理如图2所示。
一般情况，当扶梯的运行速度超出额定速度的20%时，即大于120%额定速度或小于80%额定速度，系统都将通过输出元件使控制系统停止运行。
速度监控元件的使用及安装位置，不同的厂家有不同的设置方法，以下为常见的几种：1）采用接近开关和磁块安装于主机下。首先在主机飞轮下装有磁块，另将接近开关固定在底架上与开关相近。当飞轮随主机一起旋转时，磁块产生的脉冲通过接近开关输入到PC机上，即能对其运行速度实时监控。也有采用在主机下同轴安装光电开关和码盘的，从而对其速度进行监控。2）采用双稳态开关安装于主机驱动轮上。利用驱动链轮的齿状结构为双稳态开关提供了一个完整的脉冲序列，开关固定在支架上，从而使扶梯的运行速度和方向得到监控。3）采用光电开关装于梯级侧面。一般装于扶梯上半部，连续装有两个光电开关，将光电开关装于梯级侧面。相对位置装有反光元件，利用梯级间隙及光反射原理，检测梯级的运行速度，从而监控主机的运行速度。4）采用双稳态开关安装于扶手带传动系统上。采用双稳态开关作为测速元件，安装于两条扶手带下，通过检测扶手带运行速度，从而监控主机运行速度。
防非操纵逆转功能的实现：上述采用速度监控元件的自动扶梯，其监控元件一般有两个功能：a.对扶梯运行速度进行测量；b.对扶梯运行方向实时监控，即采集到的脉冲序列是有规律的，正常运转时为on，on-off，on-off，off-on，off-on，on。一旦发生逆转，这个时序将被打乱，变成on，on-on，off-off，off-off，on-on，on。控制系统检测到该信号后，会马上执行停机命令，而使扶梯停止运行。笔者认为，上述两种方法虽均能起到一定的防非操纵逆转保护作用，但均存在一定的缺陷。
自动扶梯的梯级驱动机组通过传动链条带动驱动主轴，主轴上装有两个牵引链轮，梯级链条连接一系列梯级均由主轴上的牵引链轮带动。因此：1）驱动系统发生传动链断链或从牵引链轮和传动链轮脱落，使梯级与驱动系统失去联系。若防非操纵逆转保护只由测速元件来完成，虽然系统检测到失速或逆转，并使驱动系统失电，工作制动器动作，但此时驱动系统和梯级失去联系，自动扶梯在梯级和负载重力的作用下仍应向下移动，这种情况非常的危险。2）驱动主轴断裂。此时未连接牵引链轮的这端会出现滞后或完全脱离的现象，对乘客或设备造成相当大的损害。3）控制系统失效且制动器处于打开状态。由于控制系统元件的控制失效，使得驱动系统失效，但制动器仍处于打开状态。此时在重力的作用下，梯级也会向下运动，出现逆转。4）运行过程中突然断电，但制动器未复位。此时在重力的作用下，梯级也会向下运动，出现逆转。同时在梯级链上还专门设置了防止链条断链弯曲的一种结构，即在与梯级主轮铰接的链片上各伸出一段相互对着的锁挡，其间隙为1 mm，并且在梯级主轮上方装有反轨，在链条上装有压链反板。当发生断链时，由于压链反板压着链条，使它不能向上弯折，又由于两链片的锁挡相互顶着，使链条不能向下弯折，于是在断链的瞬间，链条类似一个刚性的支撑物支撑在倾斜的梯路中，从而使一系列梯级基本上保持在原来的位置上，确保乘客的安全。
3.3采用机械—电气联动的防非操纵逆转装置
该装置应由两部分组成：即运行方向检测装置和机械制停装置。运行方向检测装置可检测梯级的运行方向，通过加装在梯级两侧的光电传感器，实时检测梯级的运行速度和方向。当发生梯级逆转时，可通过输出信号，一方面可使系统失电抱闸停车，另一方面控制机械制停装置使其动作，使梯级减速停止运行。机械制停装置可安装在驱动主轴上。它应由动作装置和停止装置组成。动作装置受方向检测装置的控制，当发生非操纵逆转时可使其动作；制停装置是使牵引链轮停止的装置，可采用盘式制动，制动盘平时和驱动主轴一起转动，当发生非操纵逆转，动作装置通过控制摩擦片，利用摩擦原理使驱动轮和驱动主轴制停，并保持静止状态。有关系统中电气控制的设计原理，则相对简单，由于扶梯现在大多采用PLC控制或微机控制，因此只需将速度监控原件的信号采集到控制系统，由控制系统进行分析比较，给出输出指令，驱动制停装置，同时切断控制系统驱动主机的供电，并保证制动器可靠释放将驱动主机制停。
4.防非操纵逆转保护装置的检验要求及方法
TSG T7005-2012《电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯和自动人行道》中规定：（1）自动扶梯和自动人行道应在速度超过名义速度的1.2倍之前自动停止运行。如果采用速度限制装置，该装置应能在速度超过名义速度的1.2倍之前切断自动扶梯或自动人行道的电源。如果自动扶梯或自动人行道的设计能防止超速，则可不考虑上述要求；（2）该装置动作后，只有手动复位故障锁定，并且操作开关或检修控制装置才能重新启动自动扶梯和自动人行道，即使电源发生故障或恢复供电，此故障锁定应该始终保持用效。由于各生产厂家的设计各异，对此项的检验方法按照厂家提供的方法进行试验。笔者在此探讨其中一种检验方法：根据非操纵逆转保护装置的工作原理，可在抱闸回路中接入另一路电源，梯级加入一定载荷，扶梯在上行时，突然断电，但此时抱闸仍处于打开状态，由于重力作用，梯级应向下滑动，此时方向检测装置应起作用，同时使制停装置动作。
5.结语
本文是根据国标中关于设置防非操纵逆转保护装置的解释，对非操纵防逆转保护装置的设置方法及工作原理做了一些探讨，目前由于各制造厂家对标准的理解不同，因此在设置该装置时采取了不同的方法，本文提出的机械—电气联动装置只是从原理的角度给出一定的阐述。
参考文献：
[1] GB 16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》
[2] TSG T7005-2012《电梯监督检验和定期检验规则—自动扶梯和自动人行道》