電梯轎廂意外移動(dòng)檢測(cè)電路分析與改進(jìn)

王賀

摘要：電梯在日常生活中的使用日益廣泛同時(shí)在樓宇中的普及率也越來越高。電梯的平穩(wěn)性和安全性受到了越來越多的人的關(guān)注。電梯在高層建筑中的作用也日益凸顯，其運(yùn)行是否安全及怎樣運(yùn)行更安全成為人們關(guān)注的重點(diǎn)問題。在電梯的運(yùn)行過程中出現(xiàn)轎廂的意外移動(dòng)會(huì)對(duì)進(jìn)出電梯轎廂的乘客的人身安全帶來較大的安全隱患。因此，對(duì)電梯轎廂意外移動(dòng)的檢測(cè)和控制便成了排除電梯安全隱患的一個(gè)重要的手段，對(duì)電梯轎廂意外移動(dòng)的發(fā)現(xiàn)以及有效處理手段的相關(guān)研究工作就是我們努力的方向。UCMP檢測(cè)電路滿足含電子元件的安全電路相關(guān)要求，本文是在標(biāo)準(zhǔn)理解學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上對(duì)分析討論電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的檢測(cè)電路。文中通過對(duì)一種UCMP檢測(cè)電路的分析，在此基礎(chǔ)上掌握電路的功能原理。由于電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的相關(guān)要求在我推行實(shí)施的時(shí)間較短，所以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解存在不同程度上的差異。這也導(dǎo)致一部現(xiàn)有產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷與不足的原因。結(jié)合工作中的觀察，本文著重對(duì)于保護(hù)裝置的檢測(cè)電路相關(guān)部分進(jìn)行探討。理清相關(guān)問題對(duì)于檢驗(yàn)工作有著重要的意義。同時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)不足也是進(jìn)一步增強(qiáng)安全性的重要途徑。

關(guān)鍵詞： 電梯? ?UCMP? 檢測(cè)電路? 電路分析

1緒論

近年來我國電梯安全形勢(shì)嚴(yán)峻，根據(jù)國家質(zhì)檢總局統(tǒng)計(jì)發(fā)布的電梯安全事故可了解到一系列的剪切、擠壓等事故的發(fā)生大多源自電梯轎廂的意外移動(dòng)。面對(duì)此類事故頻發(fā)的狀態(tài)，大多數(shù)的特種設(shè)備檢驗(yàn)技術(shù)走在前列的發(fā)達(dá)國家已將轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置在為一項(xiàng)電梯的強(qiáng)制安全標(biāo)準(zhǔn)推廣執(zhí)行。從安全角度分析，電梯存在意外移動(dòng)但是又不可避免的情況發(fā)生，為了彌補(bǔ)這一缺陷，電梯轎廂意外移動(dòng)信號(hào)檢測(cè)和防止轎廂意外移動(dòng)的保護(hù)裝置就顯得尤為重要。

2電梯UCMP系統(tǒng)介紹

2.1 轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的由來

引起電梯轎廂意外移動(dòng)的原因主要有：（1）制動(dòng)器方面的原因，由于制動(dòng)器調(diào)整不當(dāng)，部件老化或者制動(dòng)輪上面有油污等等原因都會(huì)造成轎廂的意外移動(dòng);（2） 曳引機(jī)方面的原因，比如曳引輪的制造缺陷、曳引繩的選配錯(cuò)誤、曳引輪軸的斷裂或是曳引機(jī)蝸輪斷齒和聯(lián)接蝸輪套筒法蘭破裂等等原因;（3）電氣控制系統(tǒng)的故障，比如轎門和層門門鎖裝置失效、控制電路失效、電磁干擾等引起的意外移動(dòng);（4）人為原因，比如維護(hù)保養(yǎng)人員短接層門轎門門鎖裝置等都有可能引起轎廂的意外移動(dòng)。電梯轎廂意外移動(dòng)引起的擠壓、剪切等傷害應(yīng)該得到整個(gè)電梯行業(yè)的足夠重視，而轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的目的就是防止使用者在進(jìn)出電梯轎廂時(shí)受到轎廂意外移動(dòng)引起的傷害。

2.2 電梯UCMP系統(tǒng)組成

電梯轎廂意外移動(dòng)裝置組成包含了檢測(cè)子系統(tǒng)、操縱裝置、制停子系統(tǒng)。檢測(cè)子系統(tǒng)是通過對(duì)轎廂意外移動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)同時(shí)向制停子系統(tǒng)發(fā)出動(dòng)作指令，其硬件組成一般由檢測(cè)元件和信號(hào)處理單元構(gòu)成。制動(dòng)子系統(tǒng)是有效執(zhí)行機(jī)械制停的安全部件，使轎廂實(shí)現(xiàn)有效制停。本文在內(nèi)容上著重介紹檢測(cè)電路部分，對(duì)其余安全部位不做詳細(xì)討論。

3電梯UCMP檢測(cè)電路

3.1電梯UCMP檢測(cè)電路

本文所介紹的國產(chǎn)某電梯公司的一款UCMP保護(hù)系統(tǒng)的檢測(cè)電路是比較常見的一種。如圖2所示是包含了提前開門和微動(dòng)平層電路轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的檢測(cè)電路，該電路屬于電子元件的安全電路。電梯的帶有自監(jiān)測(cè)功能的制動(dòng)器作為工作制動(dòng)器并且該制動(dòng)器也作為轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝的的制停子系統(tǒng)。圖2中KT1、KT2、KT3為安全繼電器，井道中光的電感應(yīng)開關(guān)PML1、PML2，P為電梯運(yùn)行控制器的信號(hào)輸出，T1、T2為電路輸出端。

光電感應(yīng)開關(guān)固定在轎廂上其檢測(cè)點(diǎn)的輸出端為WDS、WDX、PML/PML1/PML2 ，上微動(dòng)開關(guān)WFLS，下微動(dòng)開關(guān)WDX，平層信號(hào)開關(guān)為PML，該信號(hào)開關(guān)信號(hào)同時(shí)也接入電梯控制系統(tǒng)，PML1、PML2是UCMP的意外移動(dòng)檢測(cè)開關(guān)，該開關(guān)接入 UCMP 檢測(cè)電路和電梯控制系統(tǒng)。

井道中光電感應(yīng)開關(guān)和遮光板對(duì)應(yīng)的安裝示意簡圖如圖3所示。開關(guān)檢測(cè)信號(hào)同時(shí)接入電梯控制系統(tǒng)。PML/PML1/PML2是一個(gè)光電開關(guān)中的三個(gè)輸出點(diǎn);WDS和WDX與PML/PML1/PML2的距離均為h1。遮光板安裝在導(dǎo)軌支架上，每一個(gè)層站安裝一個(gè)，長度為h2 。當(dāng)遮光板同時(shí)對(duì)準(zhǔn) WDS、WDX及PML/PML1/PML2 時(shí)，轎廂位于正常平層位置（轎廂地坎與層門地坎滿足平層準(zhǔn)確度即垂直距離小于10 mm）。

圖4是該種電路的應(yīng)用示意圖，其中BT為抱閘接觸器，YT為電梯運(yùn)行接觸器，CT為層門接觸器常開觸點(diǎn)，AT為安全回路接觸器常開觸點(diǎn)，MT為轎門接觸器常開觸點(diǎn)。此電路開門保護(hù)電路的工作原理是（以轎廂上行為例）：電梯上行，當(dāng)遮光板插入PML/PML1/PML2感應(yīng)開關(guān)時(shí)，PML導(dǎo)通，電梯控制系統(tǒng)收到到PML信號(hào)后，P輸出導(dǎo)通，如果此時(shí)PML1、PML2 導(dǎo)通，KT1、KT2 接通，KT3 斷開，T1、T2接通，從而短接YT和MT，電梯控制系統(tǒng)輸出開門信號(hào)，實(shí)現(xiàn)提前開門開門。

當(dāng)該電路作為微動(dòng)平層保護(hù)電路的工作原理是（以轎廂下移為例）：當(dāng)電梯位于平層位置時(shí)，遮光板同時(shí)插入WDS、WSX、PML/PML1/PML2，四個(gè)感應(yīng)開關(guān)共同輸出導(dǎo)通信號(hào)。如果出現(xiàn)鋼絲繩伸長等原因造成轎廂下沉超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)距離時(shí)，WDS離開遮光板范圍，WDS斷開信號(hào)輸出，此時(shí)PML/PML1/PML2仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)，T1、T2導(dǎo)通，YT和MT仍被短接，電梯控制系統(tǒng)發(fā)出向上微動(dòng)信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)轎廂上行微動(dòng)平層。當(dāng)該電路作為轎廂意外移動(dòng)檢測(cè)電路的工作原理是（以轎廂向下意外移動(dòng)為例）：在層門開著的狀態(tài)情況下，由于控制系統(tǒng)故障、電機(jī)供電故障等原因?qū)е罗I廂意外向下移動(dòng)，當(dāng)轎廂移動(dòng)距離超過 h2 /2時(shí)，此時(shí)PML1、PML2離開遮光板范圍，PML1、PML2輸出斷開信號(hào)，KT1、KT2斷開，T1、T2輸出斷開信號(hào)，這時(shí)電梯層門處于打開狀態(tài)，YT斷開，同時(shí)BT和 YT失電，電動(dòng)機(jī)此時(shí)停止運(yùn)行，制動(dòng)器線圈失電，制動(dòng)器制停轎廂。

3.2電路分析與缺陷改善

根據(jù)圖 2所示的電路工作原理分析可看出 ， PML1、PML2輸出導(dǎo)通信號(hào)，微動(dòng)平層電路和提前開門輸出T1、T2導(dǎo)通，當(dāng)不超過遮光板長度二分之一的平層區(qū)域時(shí)電梯提前開門和微動(dòng)平層運(yùn)行可以進(jìn)行;同時(shí)作為UCMP檢測(cè)電路的位置檢測(cè)信號(hào)，如果轎廂運(yùn)動(dòng)離開此范圍時(shí)，檢測(cè)電路輸出端T1、T2斷開，切斷制動(dòng)器和電機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)轎廂制停。PML1、PML2在上述功能功能中所起的作用其實(shí)是一致的沒有根本性差別，此處用兩個(gè)開關(guān)的目的是采用冗余設(shè)計(jì)，如果在此處只使用一個(gè)檢測(cè)開關(guān)，假如此開關(guān)發(fā)生短路故障即輸出一直導(dǎo)通時(shí)，UCMP檢測(cè)電路功能將處于失效。根據(jù)圖2進(jìn)行電路分析如果意外移動(dòng)開關(guān)PML1出現(xiàn)故障無法實(shí)現(xiàn)通斷功能時(shí)即當(dāng)轎廂因意外移動(dòng)使開關(guān)運(yùn)動(dòng)離開遮光板時(shí)，開關(guān)也無法斷開，即而無法檢測(cè)到轎廂意外移動(dòng)。

針對(duì)上述的問題，應(yīng)該在檢測(cè)電路中進(jìn)行改進(jìn)以達(dá)到冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)開關(guān)在功能上既相互輔助又能相互制約。國標(biāo)GB7588-2003中14.1.2.3.2.1：只要第一故障仍存在，電梯的所有進(jìn)一步操作都應(yīng)是不可能的。在第一故障發(fā)生后而在電梯按上述操作程序停止前，發(fā)生第二故障的可能性不予考慮。在此電路中PML1、PML2是轎廂意外移動(dòng)的兩個(gè)檢測(cè)開關(guān)，功能一致。如果當(dāng)PML1發(fā)生短路故障時(shí)，電路應(yīng)能使即將由于故障導(dǎo)致的動(dòng)作停止。在該電路中如圖5所示，當(dāng)PML1發(fā)生短路故障由于運(yùn)行接觸器KT3的常開觸點(diǎn)KT3-1導(dǎo)通既KT1上電，KT1 的常開點(diǎn)KT1-1接通，其常閉點(diǎn)KT1-3斷開KT3失電，KT3-1斷開，由于PML2處于斷開狀態(tài)既KT2-3處于斷開狀態(tài)既KT1失電，電路處于自身故障保護(hù)狀態(tài)此時(shí)電路的故障并不能使意外移動(dòng)檢測(cè)電路輸出錯(cuò)誤的動(dòng)作信號(hào)，較之前文圖2所示的電路本電路的安全穩(wěn)定性更高更加符合國標(biāo)中的相關(guān)要求描述。

4結(jié)束語

電梯轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的檢測(cè)電路為含電子元件的安全電路。文中對(duì)電路的組成形式以及工作原理進(jìn)行了分析討論。轎廂意外移動(dòng)檢測(cè)電路是轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置的重要組成部分。文中的電路結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)所說的具有微動(dòng)平層功能電梯應(yīng)具備轎廂意外移動(dòng)保護(hù)的要求。針對(duì)保護(hù)中提到的開門走車問題增加了門鎖檢測(cè)開關(guān)。對(duì)于電梯移動(dòng)的位置情況分析設(shè)計(jì)了意外移動(dòng)檢測(cè)開關(guān)。只有各檢測(cè)部位的合理設(shè)計(jì)才能為意外移動(dòng)保護(hù)裝置的制停子系統(tǒng)提供正確的動(dòng)作指令。通過對(duì)文中檢測(cè)電路的分析發(fā)現(xiàn)采用冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)開關(guān)原本是為了提高檢測(cè)電路功能的穩(wěn)定性，但是經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)其設(shè)計(jì)本身無法將錯(cuò)誤信號(hào)規(guī)避。通過對(duì)兩個(gè)意外移動(dòng)檢測(cè)開關(guān)電路的分析發(fā)現(xiàn)如果利用本身線路中的繼電器的一個(gè)互鎖設(shè)計(jì)，這樣可以提高檢測(cè)的安全性。對(duì)轎廂意外移動(dòng)檢測(cè)電路而言其本身是安全電路，也就是說其電路本身應(yīng)該具備的一個(gè)功能是自監(jiān)測(cè)功能，對(duì)于可能發(fā)生的“可能導(dǎo)致電梯出現(xiàn)危險(xiǎn)”安全電路本身的元器件應(yīng)能進(jìn)行自監(jiān)測(cè)，有效制停電梯，電梯恢復(fù)安全狀態(tài)。同樣的對(duì)于其重要組成部件意外移動(dòng)檢測(cè)開關(guān)的設(shè)計(jì)也應(yīng)該提高標(biāo)準(zhǔn)。文中改進(jìn)電路的思路就是真的兩個(gè)電路的相互聯(lián)系著實(shí)手的，本著在功能是既相互互補(bǔ)又能相互制約這既提高了檢測(cè)電路的穩(wěn)定性有增加其安全性。

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