二合一光幕的基础和应用.ppt

1、06.07.2020,A,1,中国电梯协会 2004年度 标准与技术研讨会,贺,06.07.2020,A,2,二合一光幕的基础和应用,ABM 香港恩博微控电气有限公司 张若军,06.07.2020,A,3,问题的提出,自动门 门保护装置 ：,机械式安全触板,单点光眼（二合一）,1978,1989,1993,1998,阵列式光电保护装置,红外线微扫描装置（普通光幕）,红外线微扫描装置（二合一光幕）,06.07.2020,A,4,问题的提出,门保护装置的近程保护特性 光幕出现故障后的接继保护 触板接继保护的切换与监控 光幕的防护及其抗干扰能力,06.07.2020,A,5,问题的提出,二合一光幕：

2、 1.良好的近程探测特性 2.完善的状态分析和显示、鸣示功能 3.灵活的切换模式和接线方式 4.较好的防水和防尘能力 5.较高的抗光干扰和抗电磁波干扰能力,06.07.2020,A,6,问题的提出 特点比较：,06.07.2020,A,7,二合一光幕一、功能及性能,功能要求 ： 1.基本探测功能 微扫描探测装置的基本光扫描探测功能和机械式安全触板的触动保护效用两者或其一应始终有效存在。 2.运行状态分析 实时的运行状态分析是二合一光幕的实现转换的基础。 3.状态显示和鸣示： 完善的工作状态显示和不同的故障状态鸣示，以了解运行状态。 4.切换模式设定和接线方式选择 应提供自动或非自动的转换到触板

3、保护的切换模式选择。并针对触板动合开门或触板动分开门提供不同的接线方式。 5.远程监测信号 应为集中监控系统提供门保护装置的工作状态情况。 6.辅助的强迫关门信号 应能发送辅助的强迫关门信号。同时，应有门闭合位置信号的输入端口。,06.07.2020,A,8,二合一光幕一、功能及性能,基本性能要求 ： 1.无论电梯门运行到任何位置，二合一光幕都应能对在其所界定探测范围内的不小于10毫米的遮光物实行有效探测，并在不大于0.1秒的时间内对外发出开门信号。这是光幕保证电梯安全运行的基本要求。 2.应具有较好的抗光干扰能力。 3.应具有较强的抗电磁波干扰能力。 4.应具有较小的运动噪声。 5.应具有良

4、好的防水防尘能力。,06.07.2020,A,9,二合一光幕一、功能及性能,光束的基本结构参数 ： 1有效光束数 有效光束数是指在最小探测 距离时仍能有效探测的光束总 数。 二合一光幕的有效光束数应 是指触板间距离小于50毫米后 仍能有效探测的光束总数。一 般要求其大于60束。,06.07.2020,A,10,二合一光幕一、功能及性能,光束的基本结构参数 ： 2最低光束 最低光束指最低光束线的 运动轨迹与触板最低点之间 的距离。 二合一光幕的最低光束应 不大于40毫米。,06.07.2020,A,11,二合一光幕一、功能及性能,光束的基本结构参数 ： 3最高光束 最高光束是指最高光束线的 运动

5、轨迹与触板最低点之间的 距离。 二合一光幕的最高光束应不 小于1200毫米。一般为1600毫 米左右， 最好大于1700毫米。,06.07.2020,A,12,二合一光幕一、功能及性能,探测距离 ： 1、最小探测距离 最小探测距离是指所标称的所有光束均能保持有效探测的情况下，二合一光幕的发射装置与接收装置透镜表面之间的最小距离。 二合一光幕的最小探测距离应小于10毫米。 2、最大工作距离 最大工作距离是指所标称的所有光束均保持有效探测，并能长期稳定工作的情况下，二合一光幕的发射装置与接收装置透镜表面之间的最大距离。 二合一光幕的最大工作距离应不小于2米。 从最小探测距离到最大探测距离之间的距离

6、差值，即为有效探测距离。在有效探测距离内，从最高光束到最低光束，形成了一个有效的探测范围，称为二合一光幕的界定探测范围。,06.07.2020,A,13,二合一光幕一、功能及性能,探测性能的两个基本参数 ： 1.二合一光幕应能探测到 位于界定探测范围内的、 直径不小于10毫米的、以 约0。2米/秒做垂直运动状 态的不透光物体。,06.07.2020,A,14,二合一光幕一、功能及性能,探测性能的两个基本参数 ： 2.无论二合一光幕是处于静 止状态还是处于运动状态， 在其界定探测范围内的任何 位置上，对宽度比其光点间 距大3毫米的60克纸片，不应 存在探测盲区。,06.07.2020,A,15,

7、二合一光幕一、功能及性能,错位工作稳定性 ： 有些型号的电梯，在电梯门闭合位置，其左右两个触板间有一定的量的上下错位，故要求二合一光幕在最小工作距离时应具有较好的错位工作稳定性。 但是，随着错位量X的增大，为求得最小工作距离时有较好的错位工作稳定性，在最小探测距离时会出现一定的探测盲区。实际使用中应对最小工作距离时的错位工作稳定性和最小探测距离时的探测性能给予综合考虑。 由于各种型号电梯的触板结构尺寸不定相同，工作方式也不同，其上下错位的偏移量不尽相同，无法统一用一个值，对二合一光幕的最大错位量予以限定。一般情况下，应对某一特定型号的二合一光幕之错位工作稳定性提出如下要求：,06.07.202

8、0,A,16,二合一光幕一、功能及性能,错位工作稳定性 ： 1.高低位置允差 若触板最小工作位置时的错位量为X，在这个错位方向上的高低偏差不大于d ( = X+5)毫米时，二合一光幕应能长期稳定工作。,06.07.2020,A,17,二合一光幕一、功能及性能,错位工作稳定性 ： 2.前后位置允差 前后偏差d不大于5毫米时，二合一光幕应能长期稳定工作。,06.07.2020,A,18,二合一光幕一、功能及性能,错位工作稳定性 ： 3.纵向角度允差 纵向角度偏移量（d或r）不大于10时，二合一光幕应能长期稳定工作。,06.07.2020,A,19,二合一光幕一、功能及性能,错位工作稳定性 ： 4.

9、横向角度允差 横向角度偏移量（d或r）不大于7时，二合一光幕应能长期稳定工作。,06.07.2020,A,20,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,轴 重 合 对 序 光束,06.07.2020,A,21,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,第一周期 轴 重 合 对 序 光束,06.07.2020,A,22,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,轴 重 合 减 序 光束,06.07.2020,A,23,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,第二周期 轴 重 合 减 序 光束,06.07.2020,A,24,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成

10、：,轴 重 合 增 序 光束,06.07.2020,A,25,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,第三周期 轴 重 合 增 序 光束,06.07.2020,A,26,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,合成三周期 的E形组合 光束,06.07.2020,A,27,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,聚光 光 电 器 件,特性角=20C,06.07.2020,A,28,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,广 角 光 电 器 件,特性角=120C,06.07.2020,A,29,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,聚光光电器件近程时无法构

11、成视角可变化的运动 光束，仅能在远程时构成视角可变化的运动光束。,06.07.2020,A,30,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,广角光电器件近程时仍可构成视角可变化的运动光束。,06.07.2020,A,31,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,使用聚光光电器件，近程时变视角的运动光束消失， 位于装置盲区中的遮光物有可能无法被探测到。,06.07.2020,A,32,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,使用广角光电器件，近程时变视角的运动光束仍存在， 位于装置盲区中的遮光物才有可能被探测到。,06.07.2020,A,33,二合一光幕二、基本工作原理,

12、1.光束的形成 ：,形成变视角的运动扫描光束，仅是光幕实现有效探测的必要条件，但这还不够充分。因为，近程时较强的衍射光线，将影响到光幕的近程探测效果。,06.07.2020,A,34,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ：,应用模糊逻辑信号处理方法来提高近程探测能力。并消除门距变化时的信号断点，有效防止关门过程中由信号断点导致重新开门的现象发生。,06.07.2020,A,35,二合一光幕二、基本工作原理,1.光束的形成 ： 实现光幕有效探测的基本条件是：所使用的光电器件的特性角必须大于在近程时仍能形成变视角运动扫描光束的最大可视角。 近程时仍能有效形成的变视角运动扫描光束是消除装置盲

13、区的必要条件。 应用模糊逻辑技术，分析和处理不同门距时的光束信号，正是保证近程探测能力的有效方法。 光幕的光束数，应是指最小探测距离时仍能有效探测的光束总数。,06.07.2020,A,36,二合一光幕二、基本工作原理,2.二合一光幕的基本结构 ： 发射装置（触板） 接收装置（触板） 电源及信号处理装置 连接电缆,06.07.2020,A,37,二合一光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工作原理 ： 接收装置接收到 所有的光束时， 将输出一个完整 的计数方波脉冲。 继电器得电吸合： 常开触点闭合、 常闭触点断开。,06.07.2020,A,38,二合一光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工

14、作原理 ： 接收装置未收到 所有的光束时， 将输出一个不完 整的计数方波脉 冲。 继电器失电释放： 常开触点断开、 常闭触点闭合。,06.07.2020,A,39,二合一光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工作原理 ： 当发射装置、或接收 装置、或电源及信号 处理装置、或电缆线 发生故障时，光幕应 能识别，并输出响应 的信号，使二合一光 幕工作在由触板单独 承担保护作用的状态。 并发出相应的LED显 示和不同的蜂鸣器声 响鸣示。,06.07.2020,A,40,二合一光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工作原理 ： 电源及信号处理装置的接线端子示意图,06.07.2020,A,41,二合一

15、光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工作原理 ： 电源及信号处理装置的工作时序,06.07.2020,A,42,二合一光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工作原理 ： 接线方式和切换模式 门机动合开门触点 门机动分开门触点 触板的触动开关 普通光幕的接线方式,06.07.2020,A,43,二合一光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工作原理 ： 接线方式和切换模式 门机动合开门触点 门机动分开门触点 触板的触动开关 在非自动切换模式下 二合一光幕的接线方式,06.07.2020,A,44,二合一光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工作原理 ： 接线方式和切换模式 门机动合开门触点 门机

16、动分开门触点 触板的触动开关 在自动切换模式下 二合一光幕的接线方式,06.07.2020,A,45,二合一光幕二、基本工作原理,3.二合一光幕的工作原理 ： 接线方式和切换模式 门机动合开门触点 门机动分开门触点 触板的触动开关 在自动切换模式下 ABM 的二合一光 幕具有复合的接线 端子，使现场接线 简单而可靠。,06.07.2020,A,46,二合一光幕二、基本工作原理,4.二合一光幕的防护 ： 通常的装配结构,铝合金外壳（触板）,电路板,透镜片,06.07.2020,A,47,二合一光幕二、基本工作原理,4.二合一光幕的防护 ： 局部密封的装配结构,铝合金外壳（触板）,电路板局部密封,

17、透镜片,06.07.2020,A,48,二合一光幕二、基本工作原理,4.二合一光幕的防护 ： ABM的整体密封装配结构,铝合金外壳（触板）,电路板,透镜管,06.07.2020,A,49,二合一光幕二、基本工作原理,4.二合一光幕的防护 ： ABM的整体密封装配结构,透镜管,电路板,06.07.2020,A,50,二合一光幕二、基本工作原理,4.二合一光幕的防护 ： ABM的整体密封装配结构,将透镜管端头密封,06.07.2020,A,51,二合一光幕二、基本工作原理,4.二合一光幕的防护 ： ABM的整体密封装配结构,塑料端帽,铝合金外壳,06.07.2020,A,52,二合一光幕二、基本工

18、作原理,5.二合一光幕的抗干扰 ： 二合一光幕的抗光干扰问题 电梯运行环境中的日光照度大约为600 lux 3000 lux。 而参照有关设计标准，电梯运行环境中的灯光照度 大约为20 lux 500 lux（在0.75米水平面计测）。 一般，二合一光幕的最大工作距离约为1米，而在大约0.8米时光幕最易遭受光干扰。为保证电梯的正常运行，二合一光幕的抗光干扰能力，应满足在0.8米的无遮光物情况下工作、常见环境光线照射在接收装置透镜表面的照度小于下列值时，不致使二合一光幕的逻辑状态发生改变。 a）太阳光：不大于3000 lux 时； b）白炽灯光：不大于300 lux 时；二合一光幕的抗干扰 c）

19、电子荧光灯光：不大于350 lux 时。,06.07.2020,A,53,二合一光幕二、基本工作原理,5.二合一光幕的抗干扰 ： 二合一光幕的抗电磁波干扰问题 由于光幕对各种干扰信号在不同频率下的抗扰限值并不相同，不可能用一个值就完全反映出光幕对电磁干扰的抵抗能力。但常见的电磁干扰在下列情况下，不应影响光幕的探测性能和工作稳定性： （1）频率在0.15 MHz 30 MHz 的骚扰电压，通过电源 线或接地外壳，以传导方式叠加在光幕的电源线和信号输入端上的电压限制在80 dB(V) 50 dB(V)范围内时； 例如变频装置或电子整流器等产生的高次谐波。 （2）频率在0.50 MHz 1GHz 的

20、电磁波，以辐射方式驻入光幕的电源线和信号传输线上的骚扰电压限制在30 dB(V) 10 dB(V)范围内时。,06.07.2020,A,54,二合一光幕三、安装与校验,1.二合一光幕的安装 ： 按常规的方法安装触板，也就是安装二合一光幕的发射装置和接收装置。然后对触板进行调整。 按常规的方法安装电源及信号处理装置，然后排布电缆线 应注意的两个问题 电缆线的排布： 活动关节部位 一定要留出余 量。,06.07.2020,A,55,二合一光幕三、安装与校验,1.二合一光幕的安装 ： 应注意的两个问题 接地连接： 门板、触板（发射 和接收）、电源及 信号装置三者都应 与轿顶上的接地点 可靠连接。,0

21、6.07.2020,A,56,二合一光幕三、安装与校验,2.二合一光幕的校验 ： 二合一光幕在默认时序下工作时，对其功能进行校对： a.基本功能的校对 在轿门作关门运动的过程中遮挡光线，轿门应立即作开门运动；不遮挡光线的情况下推动触板使其缩进，轿门应立即作开门运动。 b.遮光状态的校对及其显示和鸣示,06.07.2020,A,57,二合一光幕三、安装与校验,2.二合一光幕的校验 ： 二合一光幕在默认时序下工作时，对其功能进行校对： c.故障状态的校对及其显示和鸣示,06.07.2020,A,58,二合一光幕三、安装与校验,2.二合一光幕的校验 ： 二合一光幕在默认时序下工作时，对其功能进行校对

22、： d.冗错状态的校对及其显示和鸣示 e.失效状态时保护功能的校对 例如：切断二合一光幕的输入工作电源，应即刻进入触板保护状态。,06.07.2020,A,59,二合一光幕三、安装与校验,2.二合一光幕的校验 ： 二合一光幕在默认时序下工作时，对其探测性能进行校验： 校验远程时的工作稳定性及其探测性能 在轿门开至最大时，二合一光幕应 能在无遮光物的情况下，长时间保 持其输出逻辑（是）状态不变。 用宽度为10毫米的遮光条，从最高 光束开始，由上至下以0.3 米/秒的 速度移动着遮挡光束，光幕的输出 逻辑（非）状态应不发生跳动；,06.07.2020,A,60,二合一光幕三、安装与校验,2.二合一

23、光幕的校验 ： 二合一光幕在默认时序下工作时，对其探测性能进行校验： 校验近程时的工作稳定性及其探测性能 将轿门关闭到机械触板即将缩进的 位置，光幕应能在无遮光物的情况 下稳定工作，长时间保持其输出逻 辑（是）状态不变。用宽度大于光 点间距3毫米的遮光板（或遮光校 验卡）插入其中，从最高光束开始， 由上至下以0.3米/秒的速度移动着 遮挡光束，光幕的输出逻辑（非） 状态应不发生跳动；,06.07.2020,A,61,二合一光幕三、安装与校验,2.二合一光幕的校验 ： 二合一光幕在默认时序下工作时，对其探测性能进行校验： 校验光幕的运动探测性能 用手移动轿门由最大位置向关闭 位置做关门运动时： (a) 将遮光板以平行于地面的方 式入进入界定探测范围内的任一 位置做围小范围的上下移动，在 测距大于遮光板宽度前，光幕的 输出逻辑（是）应状态改变为逻 辑（非）状态，即能重指令门机 新作开门运动；,06.07.2020,A,62,二合一光幕三、安装与校验,2.二合一光幕的校验 ： 二合一光幕在默认时序下工作时，对其探测性能进行校验： 校验光幕的运动探测性能 用手移动轿门由最大位置向关闭 位置做关门运动时： (b) 将遮光板紧贴着发射装置或 接收装置的透镜