淺論電梯電氣控制發(fā)展

謝輝

(廣東省特鐘設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院,廣東珠海 528251)

淺論電梯電氣控制發(fā)展

謝輝

(廣東省特鐘設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院,廣東珠海 528251)

電梯電氣控制技術(shù)是協(xié)調(diào)電梯各個(gè)系統(tǒng)配合工作的指揮中心,其功能的差異直接影響著電梯運(yùn)行的安全性、可靠性。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,電梯控制系統(tǒng)的性能、結(jié)構(gòu)更多的多樣化,但是也有一些不利因素影響著電梯電氣控制技術(shù)的快速發(fā)展。本文將主要圍繞電梯電氣控制發(fā)展展開論述。

電梯 電氣控制技術(shù) 特點(diǎn) 故障分析

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步,電梯電氣控制技術(shù)越發(fā)受到人們的普遍關(guān)注。如何保證電梯安全穩(wěn)定運(yùn)行是電梯設(shè)計(jì)者關(guān)注的共同問題。下面,將對(duì)電梯安全電氣控制系統(tǒng)控制特點(diǎn)、電梯電氣控制系統(tǒng)常見故障分析和改進(jìn)措施進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 電梯安全電氣控制系統(tǒng)控制特點(diǎn)

1.1 電梯安全回路控制

隨著安全技術(shù)的不斷發(fā)展,電梯電氣控制技術(shù)也隨之提高。關(guān)鍵安全控制點(diǎn)設(shè)置的安全觸點(diǎn)以及安全電路是電氣安全回路的重要組成部分,電氣安全回路可以通過硬件連接的方式對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)裝置主控電器進(jìn)行直接控制,所以,電氣安全回路控制是電梯安全電氣控制的重點(diǎn)內(nèi)容。這種安全電路結(jié)構(gòu)能夠有效地避免其受到電磁的干擾,也能夠降低微電路軟件程序錯(cuò)誤對(duì)電梯的關(guān)鍵安全控制環(huán)節(jié)構(gòu)成的威脅,從而提高電梯關(guān)鍵安全控制體系的可靠性以及安全性。

1.2 電梯安全回路控制的控制重點(diǎn)

在控制連接電氣安全回路中的驅(qū)動(dòng)裝置主控電器時(shí),一般采用直接連接的方式。在設(shè)計(jì)電梯控制電氣結(jié)構(gòu)過程中,有時(shí)在設(shè)計(jì)一些程序軟件時(shí)采用間接連接的方式。如果在受到意外因影響時(shí)采用間接連接方式,則會(huì)帶來嚴(yán)重的損失。比如,在設(shè)計(jì)電氣安全回路中的門鎖觸點(diǎn)時(shí),過分地相信微程序工作的可靠性,沒有全面考慮到如果電氣安全回路控制點(diǎn)操作失誤帶來的損失,通過程序控制器使門鎖觸點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置主控電器進(jìn)行間接控制。對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置、限位器裝置以及制動(dòng)器控制電器等關(guān)鍵控制電器的故障進(jìn)行有效地防護(hù)也是電梯安全控制的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。為了保證電氣控制的安全性,需要對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)器控制電器以及限位器裝置的工作狀況進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理。

2 電梯電氣控制系統(tǒng)常見故障分析

2.1 電梯電氣控制系統(tǒng)常見故障

站在電梯發(fā)生故障的范圍的角度上分析,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是門動(dòng)系統(tǒng)故障。門動(dòng)系統(tǒng)故障產(chǎn)生的原因是由于各種門機(jī)系統(tǒng)故障以及電氣元件的觸點(diǎn)接觸不良。另外,元件質(zhì)量、維修保養(yǎng)質(zhì)量以及安裝調(diào)整質(zhì)量不合格都會(huì)導(dǎo)致門動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障;二是電器的各類安全開關(guān)以及觸點(diǎn)出現(xiàn)故障。安全回路的故障主要分為事實(shí)性故障和錯(cuò)誤動(dòng)作故障兩種類型;三是指令召喚按鈕和各種信號(hào)燈出現(xiàn)故障;四是機(jī)房?jī)?nèi)繼電器以及接觸器出現(xiàn)故障。站在電梯故障的性質(zhì)的角度上分析,其故障主要包括短路故障以及斷路故障兩方面:首先,出現(xiàn)斷路故障是應(yīng)該接通的電路不通造成的,出現(xiàn)斷路導(dǎo)致元件無法正常工作,電梯被迫停車,并且信號(hào)無法給出正確的指示。引發(fā)斷路故障的原因體現(xiàn)在五個(gè)方面:第一,由于電器元件或是組件的引入引出線的壓緊螺母不牢固;第二,安全回路中的連接點(diǎn)元件接觸不良或是虛焊引發(fā)故障;第三,繼電器或者是接觸器的接點(diǎn)已經(jīng)被燒毀,接點(diǎn)的表面出現(xiàn)氧化層,導(dǎo)致接點(diǎn)處接觸不良;第四,在接通或者是斷開接點(diǎn)的簧片時(shí),電弧加熱、冷卻之后失去了彈力,導(dǎo)致接點(diǎn)處的接觸壓力不夠,出現(xiàn)接觸不良的問題;第五,繼電器或者是接觸器吸合或斷開時(shí),出現(xiàn)抖動(dòng)導(dǎo)致接觸點(diǎn)接觸不良。其次,引發(fā)短路故障是由于受到各種因素的影響,導(dǎo)致不應(yīng)該被接通的電路被接通,或者是接通之后電路中的電阻非常小。出現(xiàn)短路故障時(shí),電氣控制系統(tǒng)的執(zhí)行程序會(huì)非?；靵y,可能由于失去控制導(dǎo)致無法執(zhí)行停車指令。引發(fā)短路故障的原因具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一是由于方向接觸器或者是繼電器的機(jī)械與電子聯(lián)鎖失去效用,導(dǎo)致方向接觸器或是繼電器的搶動(dòng)作出現(xiàn)短路;二是在接通或者是斷開接觸器主觸點(diǎn)的過程中產(chǎn)生了巨大的電弧,促使電器周圍的介質(zhì)電器元件的介質(zhì)被擊穿,從而出現(xiàn)短路故障;三是電器元件的絕緣材料已經(jīng)被損壞、老化、失效,或者是受到外界導(dǎo)電材料的入侵影響導(dǎo)致電器元件的絕緣材料被破壞,從而引發(fā)短路故障。

2.2 電梯電氣控制系統(tǒng)常見故障檢測(cè)和解決措施

在判斷電氣控制系統(tǒng)的故障時(shí),一般是根據(jù)電梯控制原理進(jìn)行判斷,因此,必須全面掌握電氣控制系統(tǒng)在電梯運(yùn)行過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的工作原理,才能迅速地排除各種系統(tǒng)故障,綜合分析各個(gè)電器組件之間的控制管理、各個(gè)電器組件、方向接觸器以及繼電器與觸點(diǎn)之間的作用,然后再根據(jù)電氣控制系統(tǒng)故障的具體情況準(zhǔn)確地判斷系統(tǒng)故障出現(xiàn)的原因,從而及時(shí)制定有效的措施進(jìn)行處理。當(dāng)電梯出現(xiàn)故障時(shí),可以采用以下兩種方法進(jìn)行檢測(cè):首先,短路的故障檢查方法。如果是電源間出現(xiàn)短路故障,則會(huì)產(chǎn)生非常大的電流,能夠?qū)⑷蹟嗥魅垠w燒毀,這種情況比較容易發(fā)現(xiàn),因此,在分析電路時(shí)就可以排除這個(gè)故障。如果是出現(xiàn)局部電路短路現(xiàn)象,即接觸點(diǎn)粘合時(shí),開關(guān)聯(lián)想無法釋放,這時(shí)不會(huì)產(chǎn)生很大的電流,并且熔斷器完好無損,此時(shí)出現(xiàn)故障可能是由于電梯失控或者是某個(gè)繼電器無法釋放,因此,需要根據(jù)有關(guān)的繼電器分段來斷開,依次排除故障。其次,斷路故障的檢查方法。斷路故障一般是由接點(diǎn)不牢固、開光和接觸點(diǎn)接觸不良、斷線或者是電器元件被損壞等造成的,可以利用萬(wàn)用表檢查斷路故障。在使用萬(wàn)用表檢查電器故障時(shí),可以利用電阻檔以及電壓檔進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)使用電阻檔檢測(cè)故障時(shí),需要將電源斷開,然后再根據(jù)通過電路原理圖進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)分析故障點(diǎn)。當(dāng)使用電壓檔檢測(cè)故障時(shí),需要接通電源,按照電路原理圖測(cè)量電壓,根據(jù)檢測(cè)出的電壓值找出故障點(diǎn)、分析故障產(chǎn)生的原因。采用短路的方法檢查故障時(shí),可以參照電梯的控制原理圖,對(duì)可能出現(xiàn)的故障觸點(diǎn)、開關(guān)等進(jìn)行短接,短接之后,如果故障消除了,則說明故障出現(xiàn)在這部分,這樣可以縮小檢查范圍,準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)。

3 電梯電氣控制的影響因素

3.1 安全電器

在電梯的關(guān)鍵安全控制部分一般都設(shè)置了電氣安全裝置,對(duì)其實(shí)施嚴(yán)格控制,電氣安全裝置是由電氣部件組成的,電氣部件需要符合規(guī)定的安全觸點(diǎn)或者安全電路標(biāo)準(zhǔn)和要求。目前,對(duì)于集中串聯(lián)電氣安全裝置的電氣安全回路方面,國(guó)內(nèi)普遍利用控制電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)供電的設(shè)備。其中一個(gè)較為突出的問題是在設(shè)計(jì)電梯電氣安全回路中的繼控制電器時(shí),經(jīng)常忽視了安全規(guī)范要求。安全規(guī)范明確規(guī)定,電氣安全裝置應(yīng)該對(duì)控制電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)供電的機(jī)械設(shè)備有著直接作用,需要堅(jiān)持避免出現(xiàn)非功率的中繼控制現(xiàn)象的原則,因?yàn)橛蟹枪β试虻碾姎獍踩芈分欣^控制與安全規(guī)范的原則是不相符的。同時(shí),為了充分地保證電氣安全回路的基本判斷能力不能低于安全觸點(diǎn)以及安全電路的判斷能力,如果電氣安全回路的分?jǐn)嗄芰εc最大控制與控制電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)供電的設(shè)備的具體控制要求不相符,則應(yīng)該采用中繼控制方式;此時(shí)中繼控制電器的分?jǐn)嗄芰Ω哂陔姎獍踩芈返淖畲蠓謹(jǐn)嗄芰ΑＴ谑褂弥欣^控制電器對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)進(jìn)行間接控制時(shí),應(yīng)該將其看作是對(duì)電梯的驅(qū)動(dòng)主機(jī)啟動(dòng)以及停止的設(shè)備實(shí)施直接控制。因此,需要保證中繼控制電器具有定時(shí)檢測(cè)故障、失效保護(hù)等功能。在進(jìn)行某些設(shè)計(jì)時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)故障定時(shí)檢測(cè)不定時(shí)、沒有對(duì)失效保護(hù)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效設(shè)置等問題。良好的機(jī)械設(shè)備和電氣常規(guī)設(shè)計(jì)是電梯遵守安全規(guī)范的重要前提,但是有的設(shè)計(jì)沒有考慮到電梯電氣安全回路的中繼控制電器控制對(duì)象的實(shí)際電氣參數(shù)。在選擇電氣安全回路的中繼控制電器元件時(shí),在采用普通中繼電器控制直流電路時(shí)存在選型不當(dāng)?shù)膯栴},比較常見的錯(cuò)誤是在將交直流兩用繼電器當(dāng)作是電氣安全回路的中繼控制電器時(shí),沒有充分考慮到電氣安全回路中的繼電器的直流負(fù)載控制的電路技術(shù)參數(shù)這個(gè)因素。另外,需要注意:在一般情況下,控制電阻性負(fù)載時(shí)的額定值等于控制電器元件的額定值對(duì)于電梯電氣安全回路中的中繼控制而言,其相應(yīng)的控制能力有所降低,因此,無法避免不出現(xiàn)電器觸點(diǎn)持續(xù)拉弧、燒熔或者粘連等問題。對(duì)于電氣安全回路中的中繼控制這類電路,容易引發(fā)電氣安全回路失效的危險(xiǎn)。近幾年,交流變頻技術(shù)在電梯發(fā)展領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和應(yīng)用,在電梯主拖動(dòng)等方面引進(jìn)了交流變頻技術(shù),但是在選擇控制電器方面出現(xiàn)了一些問題,其中比較常見的是選擇變頻器和電動(dòng)機(jī)之間的接觸器的類型?？紤]到電梯交流變頻控制的實(shí)際需求,大部分設(shè)計(jì)者習(xí)慣在變頻器與電動(dòng)機(jī)之間增設(shè)接觸器。這種設(shè)計(jì)在選擇接觸器的類型時(shí)嚴(yán)格按照交流工頻的具體條件確定,沒有認(rèn)識(shí)到變頻器輸出的電流是交流工頻至低頻直至直流的一種變流特性。由于工頻交流接觸器不具備準(zhǔn)確分?jǐn)嘀绷麟娏鞯姆謹(jǐn)嗄芰?因此,在設(shè)計(jì)變頻器輸出的電流是低頻交流以及直流時(shí),在接觸器的分?jǐn)嘟佑|點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的拉弧,從而帶來無法分?jǐn)嗌踔翢龤У膰?yán)重后果。根據(jù)有關(guān)的安全規(guī)范明的具體要求,如果在變頻器輸出在停車期間無法關(guān)斷電流時(shí),檢測(cè)監(jiān)控裝置則會(huì)發(fā)出接觸器分?jǐn)嚯娐返闹噶?這充分說明在設(shè)計(jì)變頻器低頻輸出時(shí),無法及時(shí)關(guān)斷電路。從而對(duì)變頻拖動(dòng)的電梯在減速以及再平層狀態(tài)的控制產(chǎn)生了很大的不利影響。

3.2 安全電路

根據(jù)安全規(guī)范的具體要求,安全電路主要是由常規(guī)元件和含有電子元件兩個(gè)部分組成,需要對(duì)安全回路的安全故障進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。在分析故障時(shí),需要分析涉及到哪些故障,可以參照GB7588-2003附錄H中所展示的故障資料進(jìn)行分析,將這些安全故障分別輸入到評(píng)價(jià)流程圖中,達(dá)到“可接受”標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)認(rèn)為是合格的。對(duì)于含有電氣元件的安全回路,需要進(jìn)一步進(jìn)行規(guī)定的型式試驗(yàn),只有合格才算通過。目前,國(guó)內(nèi)還無法對(duì)安全電路的故障評(píng)級(jí)分析環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制,將計(jì)算機(jī)軟件看作是安全電路中的重要組成部分是未來電梯控制技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì);根據(jù)GB7588標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)知識(shí)可知,軟件(程序)不是安全電路的組成部分。

3.3 安全壽命

電氣控制系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)作非常復(fù)雜、頻繁的系統(tǒng),在電梯運(yùn)行時(shí),主控電器、安全回路的中繼電器以及門控制電器等關(guān)鍵控制元器件都參與到每一個(gè)工作循環(huán)中,一部電梯每年工作循環(huán)次數(shù)高達(dá)幾萬(wàn)次甚至是上百萬(wàn)次,如此頻發(fā)的動(dòng)作對(duì)電氣控制元件的使用壽命產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。如果電梯的電氣控制元件已經(jīng)達(dá)到使用壽命卻仍舊是運(yùn)行,這樣則會(huì)對(duì)電梯的安全運(yùn)行產(chǎn)生威脅,因此,及時(shí)更換電氣控制元件能夠有效地保證電梯的安全運(yùn)行。目前,國(guó)內(nèi)的電器元件的使用壽命在幾十萬(wàn)到上百萬(wàn)次的范圍內(nèi),因此,電梯制造商需要在隨機(jī)的使用說明書中明確表示電梯的關(guān)鍵控制電器元件的實(shí)際使用壽命,從而保證電梯維護(hù)人員能夠根據(jù)說明書加強(qiáng)對(duì)電梯關(guān)鍵控制元件進(jìn)行保養(yǎng)、了解其使用壽命,及時(shí)更換一些已經(jīng)達(dá)到使用壽命的關(guān)鍵控制元件。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,電梯電氣控制技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的綜合性的系統(tǒng)技術(shù)。目前,電梯電氣控制技術(shù)處于高速發(fā)展階段,電梯運(yùn)行的安全性是人們關(guān)注的重點(diǎn)。因此,需要保證電梯行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)能夠有效地配合,安全技術(shù)部門、制造商以及安全檢測(cè)部門應(yīng)該加強(qiáng)交流與合作,實(shí)現(xiàn)電梯控制技術(shù)的快速、健康發(fā)展。

[1]王佳磊.針對(duì)電梯電氣控制進(jìn)行分析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2013.12(23):190-191.

[2]李楨,于洋.淺談PLC在電梯方面的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2012.12(31):110-111.

[3]劉同理.電梯電氣控制系統(tǒng)故障原因探析[J].華章,2014,6(1):20-21.