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Compteur de survitesse et de protection anti-retour d'escalator

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Figure 2 : Modèle à volant ou à pignon

Un nouveau modèle d'utilité applicable à divers escalators est examiné.

Ning Li, Yihui Ruan, Yuandong Jiang, Xueming Chen, Rongfeng Lu, Bin Huang, Zhe Cheng et Mingtao Chen

Un nouveau système de test, qui peut utiliser des microcontrôleurs avancés afin de tester la survitesse de l'ascenseur et la protection anti-retour, est examiné dans cet article. Ce modèle d'utilité se caractérise par une structure simple, un petit volume, une vitesse de réponse élevée, une faible consommation d'énergie et une fiabilité élevée, qui améliorent tous la sécurité. Le modèle d'utilité est applicable à divers escalators qui utilisent des capteurs de vitesse.

Des accidents d'escaliers mécaniques se sont fréquemment produits au cours des dernières années. Un garçon de 13 ans a été tué et 30 autres blessés lorsqu'un escalier roulant ascendant bondé a soudainement changé de direction dans une station de métro à Pékin le 5 juillet 2011. Selon la presse, l'escalier roulant était plein de passagers lorsqu'il a apparemment perdu la conduite moment alors que le frein semblait ne pas fonctionner simultanément. En raison de la gravité, la pleine charge de passagers a fait reculer l'escalier roulant. Les passagers ont perdu l'équilibre et sont tombés les uns sur les autres. Cet incident a accru l'inquiétude du public pour la sécurité des escaliers mécaniques.

Les conceptions d'escaliers mécaniques doivent permettre à une unité de s'arrêter lorsqu'elle fait marche arrière par inadvertance ou que sa vitesse nominale est supérieure à 120 %. Le compteur discuté dans cet article peut inspecter la fonction de protection contre la survitesse et l'anti-retour des escaliers mécaniques. Ce nouveau type de compteur de surveillance de vitesse est un instrument numérique conçu pour la mesure de la survitesse des escaliers mécaniques et de la protection anti-retour. Cet équipement de mesure de vitesse adopte un capteur de vitesse. Certains escaliers mécaniques sont fixés près du volant d'inertie, tandis que la plupart sont fixés près du pignon de chaîne d'entraînement. Le système est composé de logiciels et de matériel compte tenu de son mode de fonctionnement. Le composant matériel du système comprend un microcontrôleur, une clé, un port de détection d'écran d'affichage, etc. Le microcontrôleur à huit bits utilise le langage de programmation «C».

Le principe de mesure

Dans cet article, l'unité d'entraînement de l'escalier mécanique est appelée « premier pignon ». L'unité d'entraînement est située dans l'extension supérieure de la poutrelle et peut être équipée du dispositif de protection contre la survitesse et l'anti-retour. L'arbre d'entraînement principal a deux pignons à chaque extrémité de l'essieu pour entraîner les chaînes à gradins. Le pignon à l'extrémité de l'essieu, directement connecté à la chaîne de transmission, est appelé « deuxième pignon ».

Le noyau d'un escalier mécanique est une paire de chaînes de marches enroulées autour de deux pignons (Figure 1). Un moteur fournit la force motrice, mais il n'agit pas directement sur le pignon. Une chaîne d'entraînement principale sert de lien de connexion entre le pignon et le moteur. La vitesse de rotation du moteur est t (rpm), soit t/60 (rps). La vitesse nominale de l'escalier mécanique est de v (mps). Le nombre de deuxièmes dents de pignon est r1, le nombre de premières dents de pignon est r2. Le rapport de réduction pour le réducteur est i. Le nombre d'impulsions dans une rotation du volant ou du pignon est n. Le rapport entre les premier et deuxième pignons est r1/r2. Le rapport de réduction total entre le deuxième pignon et le moteur est q, et q = i r1/r2.

La fréquence d'impulsion f est tn/60q (Hz), ce qui signifie le nombre d'impulsions par seconde. Les impulsions sont générées par le capteur de vitesse lorsque l'escalier mécanique fonctionne à la vitesse nominale. Si une impulsion est générée, la distance de déplacement de l'escalier roulant est v(tn/60q) ; à savoir, 1 = 60v/tn(m/impulsion). Si le capteur de vitesse est placé près du volant moteur, q vaut 1.

L'exemple suivant illustre le principe de mesure de la vitesse. Par exemple, Canny Elevator a fourni à la station de métro n°1 de Suzhou la ligne de 199 escaliers mécaniques. La figure 2 montre 12 trous dans le volant d'inertie des escaliers mécaniques.

Si la vitesse de rotation du moteur est de 970 tr/min, soit 12.2 rps, fréquence d'impulsion f = 16.2 X 12 = 194 Hz. Si une impulsion est générée et que la vitesse nominale de l'escalier mécanique est de 0.65 mps, la distance de déplacement de l'escalier mécanique est de 0.65/194 m, soit 3.35 mm par impulsion. Si la distance d'inversion de l'escalier mécanique est de 100 mm, le nombre d'impulsions générées par le capteur de vitesse est de 45.

Fixé au bas du frein, le capteur de vitesse est utilisé pour surveiller la vitesse du volant d'inertie, ainsi que pour éviter l'inversion et arrêtera l'escalier mécanique si la vitesse nominale est supérieure à 120 % ou inférieure à 80 %.

Dans cet exemple, 45 X 120 % = 54 ; 45 X 80% = 36. Si la distance d'inversion de l'escalier mécanique est de 100 mm et que le nombre d'impulsions générées par le capteur de vitesse atteint 54 ou 36, l'escalier mécanique doit être arrêté ; sinon, il ne répond pas à la demande. Si le premier pignon est équipé du capteur de vitesse, q est égal à i. Si le deuxième pignon est équipé du capteur de vitesse, q vaut 1 r1/r2i.

Composition matérielle

La figure 3 illustre la composition matérielle de ce compteur. Le cœur de la partie matérielle est le microcontrôleur (modèle 89E564RD2). Le microcontrôleur est intégré pour mettre en œuvre l'algorithme de contrôle intelligent. Le dispositif concerne un circuit de traitement d'entrée de clé pour traiter des données d'entrée de clé à partir d'un circuit de matrice de clé et pour transmettre les données traitées au micro-ordinateur, et le circuit de traitement de sortie de clé peut être transmis au contrôleur. Le signal de sortie, qui est généré par le micro-ordinateur, est envoyé au circuit imprimé principal de l'escalier roulant. Ce signal d'impulsion analogique est généré par le capteur de vitesse. L'affichage à cristaux liquides (LCD) affiche le caractère correspondant aux données reçues sur son port de données d'entrée du micro-ordinateur.

La figure 4 montre le panneau avant de l'instrument. Le système de microcontrôleur avancé et le grand écran LCD chromatique rendent non seulement l'opération plus pratique, mais ont également une interface homme/machine conviviale. Le modèle est doté d'une DEL rouge vif de 43 po de hauteur avec décimale flottante. L'instrument affiche « 1 ». pour « au-dessus de la plage ».

Lorsque le compteur est allumé, appuyer et relâcher le bouton "MODE" provoquera une commutation entre la vitesse nominale, la vitesse de rotation du moteur, la réduction et le nombre d'impulsions d'un circuit de volant ou de pignon, et l'écran affichera la valeur initiale. Appuyer sur le bouton « ± » augmentera ou diminuera la valeur initiale de 1. Appuyer et relâcher « ENTER » confirmera la valeur actuelle. Le bouton « EXIT » permet de quitter le mode en cours. Appuyez sur le bouton « ON/OFF » pour allumer ou éteindre le compteur.

Conception de logiciels

Le microcontrôleur dispose d'une fonction informatique. Les inspecteurs d'ascenseurs peuvent configurer des paramètres via la programmation du microcontrôleur, tels que la vitesse nominale de l'escalier mécanique, la vitesse de rotation du moteur, le rapport de réduction, etc. Le système peut simuler des signaux d'impulsion générés par le capteur de vitesse. Les signaux seront transmis à la carte de circuit de commande. Le logiciel de contrôle sera implémenté dans l'environnement de programmation de µ Vision4. Un organigramme logiciel est illustré à la figure 5.

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Ning Li, Yihui Ruan, Yuandong Jiang, Xueming Chen, Rongfeng Lu, Bin Huang, Zhe Cheng et Mingtao Chen

Ning Li, Yihui Ruan, Yuandong Jiang, Xueming Chen, Rongfeng Lu, Bin Huang, Zhe Cheng et Mingtao Chen

Ning Li est doyen adjoint de la succursale de Suzhou, en Chine, de l'Institut d'inspection de la supervision de la sécurité des équipements spéciaux de la province du Jiangsu. Il est ingénieur senior et a de l'expérience dans la recherche technique et les normes d'ascenseurs.
Yihui Ruan est ingénieur en étude de contrôle électrique d'ascenseur. Il est diplômé de l'Université de Soochow à Suzhou, en Chine, où il a étudié l'automatisation.
Yuandong Jiang, Xueming Chen, Rongfeng Lu, Bin Huang, Zhe Cheng et Mingtao Chen sont tous engagés dans des travaux d'inspection d'ascenseurs à la succursale de Suzhou, en Chine, de l'Institut d'inspection de surveillance de la sécurité des équipements spéciaux de la province du Jiangsu.

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