自动扶梯安全监测系统

继续教育学院毕业设计（论文）题目：自动扶梯安全检测系统设计院、系(站)：机电工程系学科专业：机电一体化学生：学号：指导教师：2013年6月自动扶梯安全检测系统摘要随着社会的进步，世界经济的快速发展，自动扶梯已经广泛应用于我们的日常生活中。它们在为我们带来方便的同时，也带来了安全问题。深深的伤害着我们，扶梯伤人事件新闻上时有报道，尽管各大厂家对自己产品都做了相应的技术改进。但是伤害依然存在，因其工作特性是以机械运输为主，其工作环境主要是在商场等人流密集的公共场所，一旦出现意外肢体被夹，如果扶梯不能得到及时有效的控制，被夹着可能会面临残疾的危险，特别是在公共场所人们在极度恐惧和危险下可能会做出不理智的判断，更加会引起次生危险的发生。给个人和家庭带来永远的伤害，更为国家和单位造成了许多不必要经济损失。另外，由于事故的频繁发生更加影响了社会发展和稳定也引起我们深深的反思。因此，设计改造一种结构美观，电路新颖，安全节能，安装方便的自动扶梯安全检测系统显得相当有必要。来减少对家庭和个人的伤害，推动社会繁荣与稳定。使我们能真正的在科技的发展中快乐的生活。能够实现远程控制，乘客无需触碰控制开关，危险时只需大声呼救，扶梯就会停止工作。安全检测系统分为三大部分；监测部分，处理部分，控制部分。监测部分有；红外线检测模块，声音检测模块，人体姿势识别系统三个模块。处理部分；主要是PLC和单片机。控制部分；继电器和接触器。本文主要介绍检测部分的工作原理。检测部分中红外检测模块负责检测扶梯上有无乘客，有责运行，无责停止。声音检测模块和人体姿势识别模块负责扶梯运行全时间段内对乘客的时时检测。处理模块处理检测的信息。控制模块将负责控制电机的运行。几大部分相互配合共同完成对扶梯的监测工作。更加的安全可靠和节能环保，体现了以人为本和谐发展道德思想，是我们现代公共生活不可或缺安全设施。关键词：隔音型钢化玻璃罩；红外线感应开关；声控开关；人体姿势识别系统；目录1绪论.....................................................11.1综述.............................................................11.2自动扶梯的发展方向概括...........................................21.3自动扶梯安全控制的必要性.........................................22设计流程.................................................42.1自动扶梯安全检测系统电路原理框图及监测部分原理图.................52.2人体红外线开关模块工作原理及电路图...............................52.3声控开关模块电路原理框图及原理图.................................72.4人体姿势识别系统.................................................83检测系统的信号收集......................................103.1热释电红外传感器的原理及应用....................................103.2声音信号收集电路.................................错误!未定义书签。4人体红外线集成控制电路详解................................134.1运算放大器.......................................错误!未定义书签。4.2振荡器...........................................错误!未定义书签。4.3电压比较器.......................................错误!未定义书签。4.4集成电路芯片.....................................错误!未定义书签。4.5可控硅..........................................................205声控开关控制电路详解......................................245.1电源模块的设计..................................................245.2芯片TC4081BP的介绍.............................................245.3延时模块........................................................265.4被控制模块的电路设计及相关参数..................................286控制系统结构设计..........................................326.1现场级控制网络..................................................326.2远程控制网络....................................................326.3控制系统功能设计................................................326.4控制系统可靠性设计..............................................337结构改进.....................................错误!未定义书签。7.1隔音型钢化玻璃罩................................................347.2隔音型钢化玻璃罩加装的意义......................................34结论.....................................................34致谢.....................................................36参考文献..................................................37西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文11绪论1.1综述自动扶梯的出现给人类的生活带来了极大的便利，它同时也成为现代文明的一个重要标志。从第一台自动扶梯诞生以来，自动扶梯的发展迄今为止大约经历了100多年。我们回首历史不难发现，虽然自动扶梯给我们带来了很大的便利，但是因其工作特性和特殊的工作环境，自动扶梯在发明之处就伴随着事故的频繁发生，特别是近几年来自动扶梯伤人事件频频发生，给我们带来巨大的心理压力，也影响着社会的稳定和发展。虽然在扶梯的出入口处都有控制开关，厂家还特别加装了安全毛刷，在一定程度上减少了事故的发生，但是还是因为控制系统的滞后性，扶梯在发生危险的第一时间得不到有效的控制，不能及时关闭电梯，导致事故依然发生。所以设计和改进自动扶梯显得尤为重要，自动扶梯安全检测系统就是其中的一种。自动扶梯的结构改进是在扶梯上加装隔音型钢化玻璃罩将自动扶梯密封成只有上下两个出口的密闭空间，这样既可以防止扶梯在运行时人的攀爬和翻越，防止在楼层之间扶梯安装时形成的转换死角夹伤我们，防止高空坠物，更重要的是隔绝扶梯外的噪音，给扶梯内创造一个安静的环境，利于声音检测系统更好的工作。自动扶梯安全检测系统是利用红外线检测系统来检测扶梯上是否有乘客，如果有乘客，扶梯正常运行，如果没有乘客，扶梯将自动关闭或减速行进。这样既节能又环保。利用声音检测系统检测求救信号，因为声音检测系统的检测模块的接收能力是可以调节的，我们正常的言语表达是不会被接收的，只有当我们肢体被夹发出高分贝的求救信号时，声音检测系统才会检测的到，系统处理会由继电器输出高电平给PLC主机等待处理；同时人体姿势识别系统扫描乘客情况，系统将变化后的信息处理后输出给PLC主机，但此时声音检测系统有高电平输出，两者信号同时存在，PLC主机将触发交流接触器动作，从而使电动机的立即停止运转。实现在人体发生危险是能够快速及时准确的自我救护，尽可能的减轻或减少对我们的伤害。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文2自动扶梯安全检测系统是集合了，光学，声学，智能识别系统，实现对自动扶梯全部工作时间的时时安全监测。更加的安全可靠和节能环保，体现了以人为本和谐发展道德思想，是我们现代公共生活不可或缺安全设施。1．2自动扶梯的发展方向概括自动扶梯是由一台特种结构型式的链式运输机和两台特殊结构型式的胶带运输机所组成的，用以在建筑物的不同层高间运载人员上下的一种连续运输机器。它的出现给人类日常生活带来极大的便利，已经成为现代物质文明的一个重要标志。1899年查尔斯·希伯格与奥的斯公司携手制造出第一台阶梯式自动扶梯。1991年，三菱电机公司开发了带有中间水平的大提升高度自动扶梯。这种多坡度型自动扶梯，在大提升高度时可以降低乘客对高度的恐惧感，并能与大楼楼梯结构协调配置。20世纪90年代末，富士达公司开发了变速式自动人行道，即自动人行道以分段速度运行，乘客从低速段进入，然后进入高速平稳运行段，再后进入低速段离开。这样提高了乘客上下自动扶梯的安全性，缩短了长行程时的乘梯时间。2002年4月17日到20日，三菱电机公司在第5届中国国际电梯展览会上展出了倾斜段高速运行的自动扶梯模型。可铰接伸缩的驱动齿调结构在运行时可使梯级的间隔发生变化，从而使电梯的速度发生变化。其倾斜段速度是出入口速度的1·5倍，这样既缩短了乘客的乘梯时间，也提高了乘客上下扶梯的安全性和平稳性。自动扶梯经过100多年的研究发展，已经成为一种比较成熟的产品，但是目前世界上大型的电梯公司，如；奥的斯，日立，迅达，三菱等依然投入大量的人力物力对对自动扶梯和自动人行道进行研究开发，其研究重点主要集中于环保节能和安全。节能；采用自动调节电压法的原理，根据电机负载量的大小，利用新型的节能器自动及时的调节电动机工作电压，使之能耗降到最小。电机在Y型接法和三角型接法之间相互转换。采用变频驱动法，使用高性能变频器在‘交-直-交，之间转换，实现节能的目的。环保；采用无润滑型自动扶梯，避免润滑油的污染。无重金属污染扶梯。安全；强调安全性的扶梯以移动式裙板扶梯为代表。在扶梯上加装安全毛刷，在出入口设置紧急开关。今后各大电梯厂家除了在节能，环保和安全上研究外，还会向高速方面发展。总之，自动扶梯作为现代文明的一个重要标志之一，其发展水平也体现了当代社会科技进步的方向。西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文31．3自动扶梯安全控制的必要性2012年1月29日，一名9岁男孩在北京西单新一代商城独自乘坐自动扶梯时把头探出了扶梯，被夹在扶手和楼板的夹角处身死。2011年7月5日，北京地铁4号线动物园东南出口一台自动扶梯发生倒转，造成30人受伤1人死亡的惨剧。2010年12月14日，深圳市地铁一号线国贸站上行5号自动扶梯突发事故，导致10名乘客受伤。我国近年来频繁发生的自动扶梯事故虽然不是扶梯本身的质量问题，但是也暴露出扶梯存在着安全隐患。扶梯运行过程中，乘客面对的不仅有静止部件，也有运动部件，两者之间的相对运动是产生危险的重要原因。虽然自动扶梯也有很多安全保护开关，但是，这些开关更多的是对设备自身的保护，如扶手带入口开关，梳齿板保护开关，梯级下陷保护开关等，都要人受伤或物损伤坏到一定程度时才能动作，从而使自动扶梯停止。如果能设计一种保护系统，在事故即将发生或已经发生时，将扶梯关闭，尽可能避免或减少伤害。将事故的危害降到最低，也就不会出现将人夹死或夹残或集体受伤