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自动扶梯旧梯改造的技术方案探讨

发表时间：2021/5/12 来源：《基层建设》2021年第1期作者：杨智刚

[导读] 摘要：近年来，我国的对电梯的需求不断增加，对自动扶梯的应用也越来越广泛。

        甘肃省特种设备检验检测研究院甘肃省兰州市 730050
        摘要：近年来，我国的对电梯的需求不断增加，对自动扶梯的应用也越来越广泛。从自动扶梯旧梯改造的实际情况出发，提出了旧梯改造的原则和需要注意的一些问题，提出了自动扶梯旧梯改造的技术方案。结合其电气原理，通过一些例子说明了器件选用应注意的问题。
        关键词：自动扶梯；旧梯改造；技术方案
        引言
        为节约能源、延长机械部件的寿命，主流制造商都陆续开发了变频自动扶梯，目前已得到广泛应用。但这类自动扶梯除了具有一定的节能效果外，并不具备智能交互功能，因此笔者将这类自动扶梯统称为“传统自动扶梯”。随着科技和社会的不断发展，越来越多的新技术、新模式应用到传统行业的产品中来。
        1旧梯改造的原则
        在扶梯的旧梯改造中，修旧如新应该是追求的一个非常重要的目标。所谓修旧如新，就是要求旧梯在经过改造后，其技术水平达到的标准或呈现出来的指标，除了受环境等不可避免的客观因素而被特别豁免外，其他的都应符合当前在用的最新标准和最新规范的要求，业主和乘客在扶梯改造后的用户体验，更应该有一个质的飞跃，维保人员在扶梯改造后的维修保养过程中，工作上也应该更高效和便捷。在旧梯改造的实施过程中，遇到有相当数量的旧扶梯的电气控制系统，仍然是采用带有大量触点控制的继电器式控制电路。在旧式的检测系统和人机界面中，仍然采用点对点的形式进行检测和信号传输的居多，这令整台扶梯在使用过程中，呈现出较高的电气故障率，电气布线方面显得臃肿和凌乱，在查找故障时感觉困难和低效，当然，这可能是由于受当年新扶梯制造时的技术发展状况限制所致，但如果现在对其进行改造时，仍为了减少改动或节省成本而沿用当时的这些技术进行小修小补，或甚至只是一对一地把一些不符合新标准的旧零部件换成符合新标准的新的零部件，而不去进行一些大刀阔斧的整体技术方案的重新设计和零部件的重新更替，则会令改造后的扶梯失去其应有的技术先进性、低故障率，以及日后在维保方面的便捷性和高效率。结合这种情况，下面着重探讨如何把一些带附加值的技术应用到扶梯的旧梯改造中去，在成本增加不多的情况下，令改造方案得到较高的性价比，从而令经过旧梯改造后的扶梯，无论在技术上还是质量上都有质的飞跃。
        2改造现状
        (1)现在仍然在用的旧自动扶梯，由于设计和安装的时间已较长，很多是采用以前的旧式设计：控制部分仍采用继电器，通过有触点进行控制。(2)驱动部分往往是恒速运行，且由于其使用场合的特殊性，例如一些较高档的商场，或是一些进出站台的出入口等，部分自动扶梯有些时候会处于空载状态，在旧梯改造的时候，如仍继续沿用恒速运行的方案，必将浪费大量的电能。(3)继电器和接触器同时也会散发出大量的热量，不环保。(4)同时在机械上也造成不必要的磨损，缩短自动扶梯的使用寿命。因此，对于在这些工况下运行的自动扶梯，在旧梯改造时，淘汰旧式的大量有触点控制，改为PLC或专用的电脑板控制，同时采取变频器驱动，令其达到节能的目的是非常合适也是非常必要的。
        3自动扶梯旧梯改造的技术方案
        3.1防爬装置的设置
        各单位按照国家质检总局的要求，大部分自动扶梯都加装了防爬装置，但是某些加装单位和自动扶梯使用管理单位对防爬装置固定的强度、防爬装置与扶手带的距离(至少80mm)等参数设计检查不够细致，有时由于距离不符合要求偶发夹人事件。按照产品设计风险评价准则，设备增加的安全防护装置不应该给设备带来新的风险或者带来的新风险处于可接受的水平，使用单位也应加强该装置的管理和维护。

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        3.2软件设计
        使用串行通信收集按钮信号，节约井道信号线，但是还会提高软件负担，所以就要设计良好串行通信软件。收集轿厢按钮信号及厅门按钮信号是根据循序实现。那么，使用有限时间等待解决此问题，也就是分配每个控制器时间有限，设置为4ms。在对某控制器扫描的过程中，假如等待应答时间超过4ms，主控制器串行通信程序就会自动放弃此控制器按钮信号收集，直接对下个控制器进行扫描，其他的控制器流程也是如此。
        3.3全程的坠落防护栏杆装置的设置
        由于目前有的自动扶梯扶手带高度只有0.9m，某些商场、机场从防止乘客乘坐自动扶梯可能产生坠落风险的角度出发沿自动扶梯的运行方向加装了坠落防护装置，这在一定程度上避免了乘客在乘运过程中尤其是下行时由于不稳发生坠落的风险。在商场、机场等自动扶梯使用管理单位加装自动扶梯全程防坠落装置的时候，由于没有注意遵守原来的安全规范或进行充足的安全评估，可能带来新的风险。比较常见的新风险如护栏装置与扶手带距离过小、护栏装置高度不足、固定不牢靠等风险。基于我国目前的使用环境，除了大力宣传以外，合理地提高开放型自动扶梯和自动人行道的防坠落措施十分必要。
        3.4软件设计
        使用串行通信收集按钮信号，节约井道信号线，但是还会提高软件负担，所以就要设计良好串行通信软件。图4为主控制器串行通信软件的流程，收集轿厢按钮信号及厅门按钮信号是根据循序实现。那么，使用有限时间等待解决此问题，也就是分配每个控制器时间有限，设置为4ms。在对某控制器扫描的过程中，假如等待应答时间超过4ms，主控制器串行通信程序就会自动放弃此控制器按钮信号收集，直接对下个控制器进行扫描，其他的控制器流程也是如此。
        4智能自动扶梯的发展思考
        新技术、新功能在自动扶梯上不断应用，使自动扶梯更加智能、更加安全，这必然是自动扶梯将来的发展方向。(1)随着国家将人工智能上升到国家战略地位，必将催生更多的新技术、新产品、新业态、新模式，作为传统行业的从业者，应该给予更多的关注，加大对语音识别、计算机视觉、深度学习领域的研究与投入，在充分挖掘、分析各相关方的需求基础上，将人工智能与传统的电梯行业产品快速融合，加快传统行业转型升级、提质增效。(2)人工智能本身是多学科的高度融合，不仅有传统技术与数据科学的融合，还有从数据采集到数据存储、分析、应用、自动控制等过程的融合，相对传统行业的技术跨度较大，需要不同技术领域的专业人才加入。在初期难以马上形成专业能力的情况下，采取与高校、专业公司合作的模式，可加快新技术与传统行业的快速转化与融合。(3)人工智能及物联网等新技术、新工艺在特种设备中的运用，应符合相关特种设备法规标准的要求；对超出现有法规标准的，需充分评估新技术应用可能带来的附加风险，同时结合行业内外的技术专家的分析讨论和建议，提请相关主管部门进行等效安全评价。
        结语
        综上所述，自动扶梯在使用、监控、维保过程中对于外界环境、设备本身以及乘客行为的变化进行智能感知、决策判断，并进行适应性调整；针对乘客的流量监控合理优化维保周期，实现按需维保；对自动扶梯关键性能指标进行持续监测，对发生劣化的部件发出更换预警，实现预测性维护；不局限于满足标准的最低要求，通过对自动扶梯实际使用中可能存在的风险进行分析，应用更多可靠的安全功能以确保自动扶梯的安全运行。
        参考文献
        [1]GB16899-2011，自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范[S].
        [2]何成,徐放,牟振英.智能自动扶梯在城市轨道交通运维管理中的研究与实践[J].隧道与轨道交通,2019(S2):247-251.
        [3]陈军,何成,沈宗.基于绝对位置传感器的自动扶梯超速和非操纵逆转监测与保护[J].中国电梯,2016(9):13-16.