一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，包括多個檢測單元和控制單元，所述控制單元包括主控制器和從控制器，各檢測單元通過對應(yīng)的光耦隔離電路分別接入控制單元，所述光耦隔離電路包括兩個光耦，兩個光耦的原邊串聯(lián)連接至檢測單元的輸出端，其中一個光耦的副邊接入主控制器，另一個光耦的副邊接入從控制器。本實用新型的安全保護(hù)電路中在進(jìn)行冗余控制時，不會出現(xiàn)因兩路信號不同而出現(xiàn)誤判，提高了安全保護(hù)電路的可靠性。
【專利說明】一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動扶梯或自動人行道的控制以及防護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動扶梯和自動人行道的普及，由于設(shè)備故障導(dǎo)致的安全事故越來越多，安全問題也逐漸受到重視。在自動扶梯和自動人行道控制系統(tǒng)中，多數(shù)安全保護(hù)措施可以通過安全保護(hù)電路實現(xiàn)，安全保護(hù)電路主要包括若干檢測單元、控制單元和執(zhí)行單元。
[0003]各檢測單元用于檢測自動扶梯或自動人行道的運(yùn)行速度、是否出現(xiàn)非操縱逆轉(zhuǎn)、附加制動器的動作、檢查梯級或踏板是否缺失、制動器是否打開，以及扶手帶速度是否異常等運(yùn)行狀態(tài)信息，各檢測單元通常由傳感器或檢測開關(guān)電路實現(xiàn)。
[0004]檢測單元的輸出端與控制單元的輸入端連接，將檢測到的運(yùn)行狀態(tài)信息輸入到控制單元，控制單元根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)信息控制執(zhí)行單元完成相應(yīng)的安全保護(hù)措施，進(jìn)而實現(xiàn)自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)功能。
[0005]為避免檢測單元和控制單元之間的互擾，檢測單元和控制單元之間設(shè)置隔離單元(多采為光耦隔離電路)進(jìn)行電氣隔離，具體做法是將各個檢測單元檢測到的運(yùn)行狀態(tài)信息通過兩個并聯(lián)的光耦電路分為兩路，每一路獨(dú)立輸入到控制單元，控制單元一般包括主控制器和從控制器，兩個并聯(lián)的光耦電路中一路接主控制器，另一路接從控制器，主控制器和從控制器可獨(dú)立控制執(zhí)行單元，實現(xiàn)雙重安全防護(hù)。但是由于分出的兩路信號相互獨(dú)立，當(dāng)其中一路信號丟失，另外一路信號正常時，主控制器和從控制器接收到的信息不同，可能會出現(xiàn)誤判斷的情況，反而降低了安全保護(hù)電路的可靠性。
[0006]此外，實際應(yīng)用中為實現(xiàn)控制系統(tǒng)的一體化，安全保護(hù)電路多集成至自動扶梯和自動人行道的控制柜中。為保證安全保護(hù)電路正常供電，需要為安全保護(hù)電路配置專用電源(例如采用蓄電池，該專用電源只為控制柜中的安全保護(hù)電路供電)，一旦該專用電源出現(xiàn)故障，則會造成安全保護(hù)電路中檢測單元的檢測信號出錯，進(jìn)而導(dǎo)致安全保護(hù)電路的保護(hù)功能失效。
實用新型內(nèi)容
[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，可以避免控制單元中主控制器和從控制器之間發(fā)生信號矛盾。
[0008]一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，包括多個檢測單元和控制單元，所述控制單元包括主控制器和從控制器，各檢測單元通過對應(yīng)的光耦隔離電路分別接入控制單元，所述光耦隔離電路包括兩個光耦，兩個光耦的原邊串聯(lián)連接至檢測單元的輸出端，其中一個光耦的副邊接入主控制器，另一個光耦的副邊接入從控制器。
[0009]本實用新型中光耦隔離電路一方面用于實現(xiàn)檢測單元與控制單元的電氣隔離，另一方面，將每個檢測單元檢測到的信號分為兩路，一路進(jìn)主控制器，一路進(jìn)從控制器，且隔離電路中的兩個光耦的原邊(發(fā)光側(cè))為串聯(lián)連接，在進(jìn)行冗余控制時，不會出現(xiàn)因兩路信號不同而出現(xiàn)誤判的情況，有利于提高安全保護(hù)電路的可靠性。
[0010]進(jìn)行安全保護(hù)時，需要檢測的運(yùn)行狀態(tài)信息主要包括主機(jī)速度信號、梯級丟失信號、前沿板動作信號和制動器動作信號以及扶手帶速度信號等。檢測單元用于檢測自動扶梯或自動人行道的運(yùn)行狀態(tài)信息，檢測單元的個數(shù)取決于需要檢測的運(yùn)行狀態(tài)信息的種類。
[0011]每個檢測單元采用檢測開關(guān)或傳感器實現(xiàn)，通過檢測開關(guān)或傳感器完成狀態(tài)信息信號采集。對于某個運(yùn)行狀態(tài)信息而言，一般僅采用一個相應(yīng)的檢測開關(guān)或傳感器，例如針對主機(jī)速度而言，可采用一個速度傳感器獲取相應(yīng)的信號，無論信號正?；蚴钱惓＃捎诟綦x電路中兩個光耦的原邊為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此主控制器和從控制器兩者收到的信號始終是一致的。
[0012]在自動扶梯或自動人行道中，對于扶手帶速度這一運(yùn)行狀態(tài)信息，經(jīng)常會使用兩個傳感器，盡管對于每個扶手帶傳感器而言可以采用上述的光耦隔離電路，但作為另一種方案，可以將兩個扶手帶傳感器分別接入主控制器和從控制器，這樣一來，一方面可以通過兩個扶手帶傳感器實現(xiàn)冗余控制，另一方面，由于每個扶手帶傳感器僅連接至主控制器和從控制器中的一者，因此主控制器和從控制器兩者收到的信號也可以始終保持一致，不會發(fā)生矛盾。
[0013]基于此，本實用新型還提供了另一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，包括多個檢測單元和控制單元，所述控制單元包括主控制器和從控制器，至少兩個檢測單元為扶手帶傳感器，其中一個扶手帶傳感器通過第一光耦接入主控制器，另一個扶手帶傳感器通過第二光耦接入從控制器；
[0014]其余各檢測單元通過對應(yīng)的光耦隔離電路分別接入控制單元，各光耦隔離電路中包括兩個光耦，兩個光耦的原邊串聯(lián)連接至對應(yīng)檢測單元的輸出端，其中一個光耦的副邊接入主控制器，另一個光耦的副邊接入從控制器。
[0015]由于扶手帶傳感器僅連接有一個光耦，為保證各個檢測單元輸出電壓的一致性，作為優(yōu)選，所述第一光耦和第二光耦的原邊分別串聯(lián)一降壓元件，所述降壓元件的壓降與單個光耦的原邊壓降相同。
[0016]為便于實現(xiàn)，所述的降壓元件為二極管。二極管的種類與光耦中發(fā)光二極管的類型相同，多采用硅二極管。
[0017]在各檢測單元與對應(yīng)的光耦隔離電路中，檢測單元檢測到的運(yùn)行狀態(tài)信息通過光耦隔離電路后輸入控制單元，控制單元根據(jù)輸入的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行判決，確定需要采取的保護(hù)措施，并輸出相應(yīng)的控制信號控制執(zhí)行單元完成該保護(hù)措施。
[0018]所述的主控制器和從控制器通過全雙工通訊接口連接。
[0019]兩個控制器(包括主控制器和從控制器)各自都有獨(dú)立的晶振電路，復(fù)位電路，存儲電路，并且主控制器和從控制器通過全雙工通訊方式訪問對方的數(shù)據(jù)，彼此間進(jìn)行監(jiān)測。其中一個控制器失效，另外一個控制器都會接替工作，可有效提高安全保護(hù)電路的安全性，避免造成安全事故。為提高數(shù)據(jù)傳輸速率，兩個控制器之間可以采用SPI接口(SerialPeripheral Interface，串行外設(shè)接口)。
[0020]所述的安全保護(hù)電路還包括穩(wěn)壓單元，所述的穩(wěn)壓單元包括兩路相互隔離的輸出端，一路與檢測單元連接供電，另一路與控制單元連接供電。
[0021]本實用新型中穩(wěn)壓單元實際上起變壓和穩(wěn)壓作用，用于將電源(外加電源，市電或蓄電池)提供的電壓穩(wěn)定為需要的電壓。外加電源經(jīng)過穩(wěn)壓單元后輸出兩路相互隔離的電壓，該兩路電壓的“地”相互獨(dú)立，分別為檢測單元和控制單元供電，使光耦的原邊側(cè)和副邊側(cè)的各電路元件獨(dú)立供電，減少電源間的相互干擾，實現(xiàn)電氣隔離功能。兩路相互隔離的輸出電壓大小應(yīng)該分別與檢測單元和控制單元的工作電壓匹配。
[0022]作為優(yōu)選，所述的穩(wěn)壓單元包括相互串聯(lián)的第一開關(guān)電源和第二開關(guān)電源，其中第二開關(guān)電源帶有所述的兩路相互隔離的輸出端。
[0023]在實際應(yīng)用中，安全保護(hù)電路通常需要集成到自動扶梯或自動人行道的控制柜中。若直接使用獨(dú)立的電源專門為安全保護(hù)電路供電，不僅浪費(fèi)資源，且一旦該電源出現(xiàn)質(zhì)量問題(如輸出電壓不穩(wěn))，由于無備用電源，會造成整個安全保護(hù)電路失效。
[0024]若安全保護(hù)電路直接與其它模塊共用電源時也存在問題，當(dāng)其它模塊負(fù)荷變化時會導(dǎo)致電源的輸出不穩(wěn)，也會影響安全保護(hù)電路的可靠性。
[0025]本實用新型不單獨(dú)為安全保護(hù)電路配置專用電源，而采用雙開關(guān)電源設(shè)計的穩(wěn)壓單兀，通過第一開關(guān)電源的輸入端連接外加電源，第一開關(guān)電源具有若干路輸出，第一開關(guān)電源中有一路輸出與第二開關(guān)電源連接，通過第二開關(guān)電源直接為安全保護(hù)電路供電，剩余各路為控制柜中除安全保護(hù)電路外的其它模塊供電。在其它模塊的負(fù)荷突變時，即使第一開關(guān)電源的輸出電壓不穩(wěn)，第二開關(guān)電源也能夠為安全保護(hù)電路輸出穩(wěn)定的電壓。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果如下:
[0027](I)通過傳感器或控制器的冗余設(shè)置提高安全保護(hù)電路的可靠性，針對光耦隔離電路的改進(jìn)使主控制器和從控制器兩者收到的信號始終保持一致，不會發(fā)生矛盾。
[0028](2)采用雙開關(guān)電源設(shè)計，無需采用專用電源，且保證在第一開關(guān)電源的輸出電壓出現(xiàn)波動等情況，第二開關(guān)電源也可穩(wěn)定供電，進(jìn)一步提高全保護(hù)電路的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為實施例1的安全保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0030]圖2為實施例1的安全保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0031]圖3為實施例2的安全保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0033]實施例1
[0034]如圖1所示，本實施例中的安全保護(hù)電路包括穩(wěn)壓單元、多個檢測單元、光耦隔離電路、控制單元和執(zhí)行單元，各個檢測單元通過光耦隔離電路將檢測到的信號發(fā)送給控制單元，由控制單元控制執(zhí)行單元。
[0035]本實施例中的各檢測單元可以根據(jù)需要檢測的運(yùn)行狀態(tài)信息種類采用相應(yīng)的傳感器或檢測開關(guān)。本實施例中需要檢測的運(yùn)行狀態(tài)信息包括主機(jī)運(yùn)行速度、梯級丟失、前沿板動作和制動器動作以及扶手帶速度等。以主機(jī)運(yùn)行速度為例，本實施例中采用近距離速度傳感器檢測主機(jī)速度，該近距離速度傳感器安裝在主機(jī)驅(qū)動輪上，根據(jù)近距離速度傳感器的脈沖周期計算主機(jī)的運(yùn)行速度。
[0036]本實施例中控制單元包括主控制器和從控制器，主控制器和從控制器通過全雙工通訊方式訪問對方的數(shù)據(jù)實現(xiàn)相互監(jiān)測，當(dāng)其中一個控制器失效，另外一個控制器會接替工作，能夠提高安全保護(hù)電路的可靠性，避免事故的發(fā)生。為提高數(shù)據(jù)傳輸速率，兩個控制器之間可以采用SPI接口進(jìn)行全雙工通信。
[0037]為了提高安全保護(hù)電路的可靠性，每個檢測單元通過對應(yīng)的光耦隔離電路分別接入控制單元，如圖2所示，各光耦隔離電路包括兩個光耦，兩個光耦的原邊串聯(lián)連接至檢測單元的輸出端，其中一個光耦的副邊(受光側(cè))接入主控制器，另一個光耦的副邊接入從控制器。
[0038]在執(zhí)行單元中，通過安全繼電器控制自動扶梯或自動人行道的主機(jī)電源、抱閘電源和附加制動器等。在運(yùn)行狀態(tài)信息異常時，通過安全繼電器的動作改變自動扶梯或自動人行道的工作狀態(tài)，實現(xiàn)安全保護(hù)功能。
[0039]一個執(zhí)行單元包括兩個安全繼電器，各個安全繼電器的常開觸點串聯(lián)，常閉觸點作為反饋，對于同一個安全繼電器，主控制器控制常開觸點的通斷，從控制器檢測常閉觸點的反饋信號。安全繼電器帶有強(qiáng)制導(dǎo)向觸點，繼電器內(nèi)部觸點同時動作，與普通繼電器比較，不容易出現(xiàn)觸點功率過大導(dǎo)致的觸點短路的問題。
[0040]考慮到實際應(yīng)用時傳感器和檢測開關(guān)所檢測到的信號存在干擾，本實施例中將檢測單元的輸出信號依次經(jīng)過濾波電路(濾波器)和鑒幅電路后接入光耦隔離電路，這樣可以去除干擾。其中鑒幅電路的觸發(fā)電壓根據(jù)傳感器的工作電壓設(shè)置，適當(dāng)提高鑒幅電路的觸發(fā)電壓有利于提高檢測單元的抗干擾能力，防止誤判，提高安全電路的可靠性。本實施例中傳感器采集到的信號一般為幅值為24V的脈沖信號或開關(guān)信號，鑒幅電路的觸發(fā)電壓可設(shè)置為9V，當(dāng)脈沖信號幅值大于9V時才會觸發(fā)鑒幅電路并輸出高電平，否則輸出低電平。
[0041]穩(wěn)壓單元包括相互串聯(lián)的第一開關(guān)電源和第二開關(guān)電源。第一開關(guān)電源輸入端用于與外加電源連接，第一開關(guān)電源包括多路輸出，其中一路與第二開關(guān)電源的輸入端連接，其余各路作為備用或為自動扶梯控制系統(tǒng)的其它電路元件供電。
[0042]第二開關(guān)電源至少包括兩路相互隔離的輸出端，兩路的輸出電壓分別為3.3V和20V，20V輸出電壓為檢測單元(傳感器)供電，3.3V輸出電壓為控制單元供電。
[0043]本實施例的安全保護(hù)電路可單獨(dú)使用也可以集成至控制柜中使用，當(dāng)集成至控制柜中時，第一開關(guān)電源各路輸出端中除連接第二開關(guān)電源之外，剩余各路輸出端與控制柜中其它模塊連接以供電。此時，即使其它模塊的負(fù)載突變導(dǎo)致第一開關(guān)電源的輸出電壓不穩(wěn)，第二開關(guān)電源也能夠為安全保護(hù)電路輸出穩(wěn)定的電壓。另外，由于控制柜中模塊眾多，不同模塊之間通常需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此本實施例的安全保護(hù)電路還設(shè)有用于與其它模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通信模塊(本實施例中為RS485通訊電路)。相應(yīng)的，第二開關(guān)電源還應(yīng)該具有用于輸出5V電壓的輸出端，用于為該通信模塊供電。
[0044]本實施例中安全保護(hù)電路的工作原理如下:
[0045]當(dāng)檢測單兀無信號輸出(即輸出信號為低電平)時，對應(yīng)的光I禹輸出低電平，主控制器和從控制器根據(jù)光耦輸入的信號進(jìn)行決策確定保護(hù)措施，并輸出相應(yīng)的控制信號，執(zhí)行單元中的各個安全繼電器在該輸出信號的作用下完成相應(yīng)的安全保護(hù)動作，實現(xiàn)自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)功能。該安全保護(hù)電路中利用光耦隔離電路將每個檢測單元檢測到的信號分為兩路，一路進(jìn)主控制器，一路進(jìn)從控制器，由于隔離電路中的兩個光耦原邊為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此主控制器和從控制器兩者收到的信號始終是一致的，不會出現(xiàn)因兩路信號不同而導(dǎo)致安全保護(hù)電路的可靠性降低的情況。
[0046]實施例2
[0047]本實施例的安全保護(hù)電路與實施例1的不同之處在于其中兩個檢測單元(即扶手帶傳感器)所連接的隔離電路不同，每個扶手帶傳感器連接的光耦隔離電路中僅包括一個光耦，具體如圖3所示，其中一個扶手帶傳感器依次與對應(yīng)的濾波器、鑒幅電路以及光耦的原邊串接后接地，光耦的副邊的集電極與從控制器中相應(yīng)的輸入端連接，發(fā)射極接地；另一個扶手帶傳感器依次與對應(yīng)的濾波器、鑒幅電路以及光耦的原邊串接后接地，該光耦的副邊的集電極與主控制器中相應(yīng)的輸入端連接，發(fā)射極接地。
[0048]為保證各個檢測單元的輸出電壓的一致性，各個光耦原邊的陰極均串聯(lián)一降壓元件后接地，該降壓元件的壓降與單個光耦原邊的壓降相同(也可以相近)。降壓元件可以為二極管，為避免反接，該降壓元件也可以為雙向二極管。本實施例中降壓元件為BAV99雙向二極管。
[0049]本實施例的安全保護(hù)電路中采用兩個扶手帶傳感器檢測扶手帶速度，并分別接入主控制器和從控制器，一方面可以通過兩個扶手帶傳感器實現(xiàn)冗余控制，另一方面，由于每個扶手帶傳感器僅連接至主控制器和從控制器中的一者，因此主控制器和從控制器兩者收到的信號也可以始終保持一致，不會發(fā)生矛盾。
[0050]以上所述的【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本實用新型的最優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，包括多個檢測單元和控制單元，所述控制單元包括主控制器和從控制器，各檢測單元通過對應(yīng)的光耦隔離電路分別接入控制單元，其特征在于，所述光耦隔離電路包括兩個光耦，兩個光耦的原邊串聯(lián)連接至檢測單元的輸出端，其中一個光耦的副邊接入主控制器，另一個光耦的副邊接入從控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，其特征在于，所述的主控制器和從控制器通過全雙工通訊接口連接。
3.如權(quán)利要求1所述的自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，其特征在于，所述的安全保護(hù)電路還包括穩(wěn)壓單元，所述的穩(wěn)壓單元包括兩路相互隔離的輸出端，一路與檢測單元連接供電，另一路與控制單元連接供電。
4.如權(quán)利要求3所述的自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，其特征在于，所述的穩(wěn)壓單元包括相互串聯(lián)的第一開關(guān)電源和第二開關(guān)電源，其中第二開關(guān)電源帶有所述的兩路相互隔離的輸出端。
5.一種自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，包括多個檢測單元和控制單元，所述控制單元包括主控制器和從控制器，其特征在于，至少兩個檢測單元為扶手帶傳感器，其中一個扶手帶傳感器通過第一光耦接入主控制器，另一個扶手帶傳感器通過第二光耦接入從控制器； 其余各檢測單元通過對應(yīng)的光耦隔離電路分別接入控制單元，各光耦隔離電路包括兩個光耦，兩個光耦的原邊串聯(lián)連接至對應(yīng)檢測單元的輸出端，其中一個光耦的副邊接入主控制器，另一個光耦的副邊接入從控制器。
6.如權(quán)利要求5所述的自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，其特征在于，所述第一光耦和第二光耦的原邊分別串聯(lián)一降壓元件后與對應(yīng)扶手帶傳感器的輸出端連接。
7.如權(quán)利要求6所述的自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，其特征在于，所述的降壓元件為二極管。
8.如權(quán)利要求5所述的自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，其特征在于，所述的主控制器和從控制器通過全雙工通訊接口連接。
9.如權(quán)利要求5所述的自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，其特征在于，所述的安全保護(hù)電路還包括穩(wěn)壓單元，所述的安全保護(hù)電路還包括穩(wěn)壓單元，所述的穩(wěn)壓單元包括兩路相互隔離的輸出端，一路與檢測單元連接供電，另一路與控制單元連接供電。
10.如權(quán)利要求9所述的自動扶梯或自動人行道的安全保護(hù)電路，其特征在于，所述的穩(wěn)壓單元包括相互串聯(lián)的第一開關(guān)電源和第二開關(guān)電源，其中第二開關(guān)電源帶有所述的兩路相互隔離的輸出端。
【文檔編號】B66B29/00GK204138119SQ201420518846
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】奚永新, 周偉陽, 朱飛, 李榮華, 楊天勇 申請人:杭州優(yōu)邁科技有限公司