CN113602945A

CN113602945A - 一种自动扶梯稳速防颤型控制系统

Info

Publication number: CN113602945A
Application number: CN202110842674.6A
Authority: CN
Inventors: 刘涛; 何斌; 郑达; 李远斌; 张建伟
Original assignee: Syney Electric Hangzhou Co ltd
Current assignee: Syney Electric Hangzhou Co ltd
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2041-07-26
Also published as: CN113602945B

Abstract

本申请涉及一种自动扶梯稳速防颤型控制系统，包括前置输入处理电路、均衡处理电路、集成控制输出电路。其中，前置输入处理电路能够过滤外界的干扰，降低干扰信号给系统造成的误动作；均衡处理电路是自动扶梯控制系统的核心部件，所有的外部输入信号都要经过它的处理给出反馈信息，根据各种反馈量信号的输入，可以精准的调节电梯速度达到防颤的目的，同时可以判断连接在安全回路中的安全开关是否正常，若安全开关不正常，安全回路断开，则自动扶梯将停止运行；集成控制输出电路能够实现主控制器的控制功能，将处理过的信号进行放大稳定输出，达到精准控制电梯速度的目的，最终实现防颤目标。

Description

一种自动扶梯稳速防颤型控制系统

技术领域

本申请涉及自动扶梯以及电子电路领域，具体涉及一种自动扶梯稳速防颤型控制系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展,人们的生活水平得到了很大的提高。在出行方面，人们对交通工具的要求越来越高，因此，作为人们代步工具的自动扶梯也在快速地进行着更新换代，在人们的出行过程中变得更为重要。自动扶梯是一种带有循环运动梯路向上或向下倾斜输送乘客的电力驱动设备,主要被用来在建筑物的不同层高间连续运送人员上下。由于自动扶梯是连续工作的,因此,多用于人流集中的公共场所,如商场、车站、码头、机场及地铁等处。它的出现给人们的生活带来了极大的方便,并已成为现代社会科技发展的标志。目前,自动扶梯正朝着技术含量高、可靠性好、成本低、使用更广泛的方向发展。因此,作为自动扶梯核心部分的控制系统,客户对它的要求也越来越高,所以,对自动扶梯的控制系统来说,控制技术的研究有着重要的经济意义和现实意义。目前国内外存在的电梯能保证基本的运输需求，但是为了提高安全性，在防颤性能方向上可参考的研究依然较为缺失，所以本系统设计的自动扶梯控制系统，使得自动扶梯在我们日常的生活中能够速度稳定且不颤抖的运行。

如图1所示，为现有技术的输入信号处理电路，从结构上，依次分为信号提取、信号调理以及信号放大三个部分，每个部分的核心都是放大器，其中调理电路以放大器OPA1632为核心，处理速度快，计算精度高，但电路整体结构复杂，功耗高。

如图2所示，为现有技术的输出控制电路，该电路可以通过无线模块进行数据传输，可以大规模的添加用户信息，同时，利用微处理器控制所有指令的输出，操作方便，灵活多用，有利于承接智能家居系统，但数据传输慢，稳定性差，成本高。

发明内容

(一)技术问题

1.在现有技术中，自动扶梯功耗高、报错率高。

2.在现有技术中，自动扶梯采样信号准确性低。

3.在现有技术中，自动扶梯稳定性差，速度控制性差。

(二)技术方案

针对上述技术问题，本申请提出一种自动扶梯稳速防颤型控制系统，包括前置输入处理电路、均衡处理电路、集成控制输出电路。

前置输入处理电路，信号流入控制输入电路通过放大器U1作为第一级放大器，提高输出功率，对信号进行放大后再由一对互补管三极管Q1和三极管Q2进一步进行放大，构成了推挽放大，使得信号处理效果更加完美，并且功耗也更低，信号通过电容C5耦合输出至放大器U1的同相输入端，电容C15滤除干扰信号，消除谐波电流，电阻R11和电阻R18提供偏置电压，电阻R15、电阻R13、电容C16构成反馈网络，电阻R2和电阻R19稳定输入信号，电容C7耦合输入信号，经过放大器U1和推挽放大器对信号进行放大，降低电路降低输入端的损耗，经过二极管D1和二极管D2以及电阻R14，电容C17降低干扰信号给系统造成的误动作，有效减小谐波电流对电路的干扰，信号通过电容C8保证向下一级输入稳定的信号。

均衡处理电路，信号流入均衡处理电路后，流经电阻R7和电阻R17的分压电路，通过电容C12和电阻R8构成的阻容耦合输出到三极管Q3的基极，输出后经过电容C10后通过电位器R16调节输入信号，三极管Q4构成了一个集电极极反馈偏置射极放大器，作为均衡器的输出可以起到一定的封闭作用，防止功率放大器输入阻抗不够导致的信号衰减，在均衡器前、后都有一个放大器能够把信号锁定，既实现了信号频率的均衡调节，又防止误差的发生。电容C14、电容C4、电容C9、电容C13和电位器R12、电位器R9，以及电阻R4构成主要的均衡器，根据各种反馈量信号的输入，可以精准的调节电梯速度达到防颤的目的，同时可以判断连接在安全回路中的安全开关是否正常，抑制电流谐波对控制过程的影响，经过电容C6起到减小谐波干扰及稳定网侧电压的作用，处理传感器实时监测自动扶梯的速度，保证速度稳定达到防颤效果。

集成控制输出电路，信号流入集成控制输出电路，经过电阻R24流入运放的同相输入端，通过电阻R34和电阻R35流入反相输入端，信号经过放大器U4输出后通过电阻R39反馈至反相端，流电阻R27、电阻R33、电位器R41,电阻R37，电容C20,电位器R38等达到功率因数矫正目的，经过放大器U2达到提高电路转换效率的目的，流过电阻R25，电位器R28以及电阻R29达到稳定电路电压的目的，流过放大器U3达到速度稳定的目的，减少了电路损耗提高了自动扶梯控制电路工作效率及稳定性，通过电阻R26反馈至放大器U3的反相输入端，最后由电阻R30和电容C19输出处理后的信号，实现集成控制输出，对电梯的颤抖信号进行反馈处理。

根据各种反馈量信号的输入，通过自动扶梯的均衡处理电路的处理，使输出信号更加稳定，提升了自动扶梯控制系统的技术水平和可靠性，实现了精准控制速度的功能，达到了防颤的效果，保证自动扶梯的安全运行。

(三)有益效果

本申请的一种自动扶梯稳速防颤型控制系统，首先，采用控制输入电路让传入的电流信号应力减半，可以降低输入端的损耗；其次，能够减少干扰信号使系统发生的误动作，同时，隔离输入和控制导引双方位配合，能减少输入干扰，提高了采样信号的准确性；最后，均衡处理电路能够使输出信号更加稳定，让整个系统控制的实现变得更加容易，能够更精准地提升整个电路的稳定性，实现控制自动扶梯的速度，极大的提高了自动扶梯的防颤效果。

附图说明

图1为现有技术的输入信号处理电路。

图2为现有技术的输出控制电路。

图3为本申请的前置输入处理电路原理图。

图4为本申请的均衡处理电路原理图。

图5为本申请的集成控制输出电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

如图3、图4、图5所示，本申请提出一种自动扶梯稳速防颤型控制系统，包括前置输入处理电路、均衡处理电路、集成控制输出电路。

具体而言，所述前置输入处理电路包括输入端口Vin，输出端口Va，放大器U1，2个三极管Q1、Q2，2个二极管D1、D2，8个电阻分别为R2、R3、R11、R13、R14、R15、R18、R19，8个电容分别为C2、C3、C5、C7、C8、C15、C16、C17，所述前置输入处理电路中电容C5的一端与输入端口Vin连接，另一端分别与电阻R11的一端、放大器U1的1号接口连接，电阻R11的另一端分别与电容C15的正极、电阻R18的一端、电阻R3的一端连接，电容C15的负极接地，电阻R18的另一端接地，电阻R3的另一端与高电平VCC连接，电阻R13的一端与放大器U1的2号接口连接，另一端与电容C16的正极连接，电容C16的负极接地，电阻R15的一端与放大器U1的2号接口连接，另一端与放大器U1的4号接口连接，电阻R2的一端与高电平VCC连接，另一端分别与放大器U1的5号接口、三极管Q1的基极、电容C7的一端连接，电容C7的另一端分别与放大器U1的3号接口、三极管Q2的基极、电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端接地，三极管Q1的发射极与高电平VCC连接，三极管Q1的集电极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的发射极接地，二极管D1的负极与三极管Q1的发射极连接，二极管D1的正极与二极管D2的负极连接，二极管D2的负极与三极管Q2的发射极连接，电阻R14的一端与二极管D1的正极连接，另一端与电容C17的一端连接，电容C17的另一端接地，电容C8的正极与二极管D1的正极连接，电容C8的负极与输出端口Va连接。

具体而言，所述均衡处理电路包括输入端口Va，输出端口Vb，2个三极管Q3、Q4，3个电位器分别为R9、R12、R16，9个电阻分别为R1、R4、R5、R6、R7、R8、R10、R17、R20，10个电容分别为C1、C4、C6、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C18，所述均衡处理电路中三极管Q3的基极分别与电容C12的正极、电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端分别与三极管Q3的集电极、电阻R6的一端、电容C10的正极连接，电阻R6的另一端与高电平VCC连接，电容C10的负极与电位器R16电阻的一端连接，电位器R16电阻的另一端接地，电容C12的负极分别与电阻R7的一端、电阻R17的一端连接，电阻R7的另一端与输入端口Va连接，电阻R17的另一端接地，电容C14的一端与电位器R16的滑片端连接，另一端与电位器R12电阻的一端连接，电位器R12电阻的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端分别与电阻R4的一端、电容C1的正极连接，电阻R4的另一端分别与电容C9的一端、电位器R9电阻的一端连接，电位器R9的另一端与电容C13的一端连接，电容C13的另一端分别与电位器R9的滑片端、电容C9的另一端、电容C18的负极、电位器R12的滑片端连接，电容C18的正极与三极管Q4的基极连接，电容C1的负极分别与电阻R1的一端、电阻R5的一端连接，电阻R1的另一端与高电平VCC连接，电阻R5的另一端分别与电阻R10的一端、电容C6的正极、三极管Q4的集电极连接，电阻R10的另一端与三极管Q4的基极连接，电容C6的负极与输出端口Vb连接，电阻R20的一端与三极管Q4的基极连接，另一端接地，三极管Q4的发射极接地，电容C11的正极与高电平VCC连接，负极接地。

具体而言，所述集成控制输出电路包括输入端口Vb，输出端口Vout，开关S1，3个放大器分别为U2、U3、U4，5个电位器分别为R28、R29、R38、R40、R41，3个电容分别为C19、C20、C21，18个电阻分别为R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R39、R42、R43，所述集成控制输出电路中放大器U4的2号接口分别与电阻R35的一端、电容R39的一端连接，电阻R39的另一端与放大器U4的4号接口连接，电阻R35的另一端与电阻R34的一端连接，电阻R34的另一端与输入端口Vb连接，电阻R24的一端与放大器U4的1号接口连接，另一端与输入端口Vb连接，电阻R27的一端与放大器U4的4号接口连接，另一端分别与电阻R33的一端、电阻R22的一端、电阻R31的一端连接，电阻R22的另一端分别与开关S1的一端、电阻R21的一端、电阻R23的一端连接，电阻R33的另一端分别与电容C21的一端、电位器R41电阻的一端连接，电位器R41电阻的另一端分别与电容C21的另一端、电阻R43的一端连接，电阻R31的另一端与电位器R38电阻的一端连接，电位器R38电阻的另一端与电阻R42的一端连接，电阻R42的另一端分别与电阻R43的另一端、电位器R40电阻的一端连接，开关S1的另一端分别与电阻R23的另一端、电容C20的一端、电阻R37的一端、放大器U2的2号接口连接，电阻R21的另一端与放大器U2的4号接口连接，电容C20的另一端与电位器R38的滑片端连接，电阻R37的另一端与电位器R41的滑片端连接，电阻R32的一端与放大器U2的1号接口连接，另一端接地，电容R25的一端与放大器U2的4号接口连接，另一端分别与电位器R40电阻的另一端、电位器R28的电阻的一端连接，电位器R28的电阻的一端接地，电位器R40的滑片端接地，电阻R29的一端与电位器R28的滑片端连接，另一端分别与放大器U3的2号接口、电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与放大器U3的4号接口连接，电阻R30的一端与放大器U3的4号接口连接，另一端与电容C19的一端连接，电容C19的另一端与输出端口Vout连接，电阻R36的一端与输出端口Vout连接，另一端接地，放大器U3的1号接口接地，放大器U3的3号接口分别与放大器U2的3号接口、放大器U4的3号接口、高电平VCC连接，放大器U3的5号接口分别与放大器U2的5号接口、放大器U4的5号接口、地线连接。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种自动扶梯稳速防颤型控制系统，包括依次连接的前置输入处理电路、均衡处理电路、集成控制输出电路，其特征在于：所述前置输入处理电路包括输入端口Vin，输出端口Va，放大器U1，5个电阻分别为R3、R11、R13、R15、R18，5个电容分别为C2、C3、C5、C15、C16，所述前置输入处理电路中电容C5的一端与输入端口Vin连接，另一端分别与电阻R11的一端、放大器U1的1号接口连接，电阻R11的另一端分别与电容C15的正极、电阻R18的一端、电阻R3的一端连接，电容C15的负极接地，电阻R18的另一端接地，电阻R3的另一端与高电平VCC连接，电阻R13的一端与放大器U1的2号接口连接，另一端与电容C16的正极连接，电容C16的负极接地，电阻R15的一端与放大器U1的2号接口连接，另一端与放大器U1的4号接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动扶梯稳速防颤型控制系统，其特征在于：所述的前置输入处理电路包括输出端口Va，3个电阻R2、R19、R14，3个电容C7、C8、C17，2个二极管D1、D2，2个三极管Q1、Q2，电阻R2的一端与高电平VCC连接，另一端分别与放大器U1的5号接口、三极管Q1的基极、电容C7的一端连接，电容C7的另一端分别与放大器U1的3号接口、三极管Q2的基极、电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端接地，三极管Q1的发射极与高电平VCC连接，三极管Q1的集电极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q2的发射极接地，二极管D1的负极与三极管Q1的发射极连接，二极管D1的正极与二极管D2的负极连接，二极管D2的正极与三极管Q2的发射极连接，电阻R14的一端与二极管D1的正极连接，另一端与电容C17的一端连接，电容C17的另一端接地，电容C8的正极与二极管D1的正极连接，电容C8的负极与输出端口Va连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动扶梯稳速防颤型控制系统，其特征在于：所述均衡处理电路包括输出端口Vb，2个三极管Q3、Q4，2个电位器分别为R9、R12，6个电阻分别为R1、R4、R5、R6、R8、R10，7个电容分别为C1、C4、C6、C9、C13、C14、C18，所述均衡处理电路中三极管Q3的基极分别与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端分别与三极管Q3的集电极、电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与高电平VCC连接，电容C14的一端与电位器R16的滑片端连接，另一端与电位器R12电阻的一端连接，电位器R12电阻的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端分别与电阻R4的一端、电容C1的正极连接，电阻R4的另一端分别与电容C9的一端、电位器R9电阻的一端连接，电位器R9的另一端与电容C13的一端连接，电容C13的另一端分别与电位器R9的滑片端、电容C9的另一端、电容C18的负极、电位器R12的滑片端连接，电容C18的正极与三极管Q4的基极连接，电容C1的负极分别与电阻R1的一端、电阻R5的一端连接，电阻R1的另一端与高电平VCC连接，电阻R5的另一端分别与电阻R10的一端、电容C6的正极、三极管Q4的集电极连接，电阻R10的另一端与三极管Q4的基极连接，电容C6的负极与输出端口Vb连接，另一端接地，三极管Q4的发射极接地。

4.根据权利要求3所述的一种自动扶梯稳速防颤型控制系统，其特征在于：所述集成控制输出电路包括开关S1，6个电阻R23、R37、R21、R25、R29、R26，电容C20，4个电位器R40、R41、R28、R38，2个放大器U3、U2，开关S1的另一端分别与电阻R23的另一端、电容C20的一端、电阻R37的一端、放大器U2的2号接口连接，电阻R21的另一端与放大器U2的4号接口连接，电容C20的另一端与电位器R38的滑片端连接，电阻R37的另一端与电位器R41的滑片端连接，电阻R25的一端与放大器U2的4号接口连接，另一端分别与电位器R40电阻的另一端、电位器R28的电阻的一端连接，电位器R28的电阻的一端接地，电位器R40的滑片端接地，电阻R29的一端与电位器R28的滑片端连接，另一端分别与放大器U3的2号接口、电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端与放大器U3的4号接口连接，放大器U3的1号接口接地，放大器U3的3号接口分别与放大器U2的3号接口、放大器U4的3号接口、高电平VCC连接，放大器U3的5号接口分别与放大器U2的5号接口、放大器U4的5号接口、地线连接。