電梯轎廂意外移動檢測電路分析與改進

王賀

摘要：電梯在日常生活中的使用日益廣泛同時在樓宇中的普及率也越來越高。電梯的平穩性和安全性受到了越來越多的人的關注。電梯在高層建筑中的作用也日益凸顯，其運行是否安全及怎樣運行更安全成為人們關注的重點問題。在電梯的運行過程中出現轎廂的意外移動會對進出電梯轎廂的乘客的人身安全帶來較大的安全隱患。因此，對電梯轎廂意外移動的檢測和控制便成了排除電梯安全隱患的一個重要的手段，對電梯轎廂意外移動的發現以及有效處理手段的相關研究工作就是我們努力的方向。UCMP檢測電路滿足含電子元件的安全電路相關要求，本文是在標準理解學習的基礎上對分析討論電梯轎廂意外移動保護系統的檢測電路。文中通過對一種UCMP檢測電路的分析，在此基礎上掌握電路的功能原理。由于電梯轎廂意外移動保護裝置的相關要求在我推行實施的時間較短，所以對標準的理解存在不同程度上的差異。這也導致一部現有產品出現缺陷與不足的原因。結合工作中的觀察，本文著重對于保護裝置的檢測電路相關部分進行探討。理清相關問題對于檢驗工作有著重要的意義。同時及時發現不足也是進一步增強安全性的重要途徑。

關鍵詞： 電梯? ?UCMP? 檢測電路? 電路分析

1緒論

近年來我國電梯安全形勢嚴峻，根據國家質檢總局統計發布的電梯安全事故可了解到一系列的剪切、擠壓等事故的發生大多源自電梯轎廂的意外移動。面對此類事故頻發的狀態，大多數的特種設備檢驗技術走在前列的發達國家已將轎廂意外移動保護裝置在為一項電梯的強制安全標準推廣執行。從安全角度分析，電梯存在意外移動但是又不可避免的情況發生，為了彌補這一缺陷，電梯轎廂意外移動信號檢測和防止轎廂意外移動的保護裝置就顯得尤為重要。

2電梯UCMP系統介紹

2.1 轎廂意外移動保護裝置的由來

引起電梯轎廂意外移動的原因主要有：（1）制動器方面的原因，由于制動器調整不當，部件老化或者制動輪上面有油污等等原因都會造成轎廂的意外移動;（2） 曳引機方面的原因，比如曳引輪的制造缺陷、曳引繩的選配錯誤、曳引輪軸的斷裂或是曳引機蝸輪斷齒和聯接蝸輪套筒法蘭破裂等等原因;（3）電氣控制系統的故障，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;（4）人為原因，比如維護保養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。電梯轎廂意外移動引起的擠壓、剪切等傷害應該得到整個電梯行業的足夠重視，而轎廂意外移動保護裝置的目的就是防止使用者在進出電梯轎廂時受到轎廂意外移動引起的傷害。

2.2 電梯UCMP系統組成

電梯轎廂意外移動裝置組成包含了檢測子系統、操縱裝置、制停子系統。檢測子系統是通過對轎廂意外移動進行檢測同時向制停子系統發出動作指令，其硬件組成一般由檢測元件和信號處理單元構成。制動子系統是有效執行機械制停的安全部件，使轎廂實現有效制停。本文在內容上著重介紹檢測電路部分，對其余安全部位不做詳細討論。

3電梯UCMP檢測電路

3.1電梯UCMP檢測電路

本文所介紹的國產某電梯公司的一款UCMP保護系統的檢測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平層電路轎廂意外移動保護裝置的檢測電路，該電路屬于電子元件的安全電路。電梯的帶有自監測功能的制動器作為工作制動器并且該制動器也作為轎廂意外移動保護裝的的制停子系統。圖2中KT1、KT2、KT3為安全繼電器，井道中光的電感應開關PML1、PML2，P為電梯運行控制器的信號輸出，T1、T2為電路輸出端。

光電感應開關固定在轎廂上其檢測點的輸出端為WDS、WDX、PML/PML1/PML2 ，上微動開關WFLS，下微動開關WDX，平層信號開關為PML，該信號開關信號同時也接入電梯控制系統，PML1、PML2是UCMP的意外移動檢測開關，該開關接入 UCMP 檢測電路和電梯控制系統。

井道中光電感應開關和遮光板對應的安裝示意簡圖如圖3所示。開關檢測信號同時接入電梯控制系統。PML/PML1/PML2是一個光電開關中的三個輸出點;WDS和WDX與PML/PML1/PML2的距離均為h1。遮光板安裝在導軌支架上，每一個層站安裝一個，長度為h2 。當遮光板同時對準 WDS、WDX及PML/PML1/PML2 時，轎廂位于正常平層位置（轎廂地坎與層門地坎滿足平層準確度即垂直距離小于10 mm）。

圖4是該種電路的應用示意圖，其中BT為抱閘接觸器，YT為電梯運行接觸器，CT為層門接觸器常開觸點，AT為安全回路接觸器常開觸點，MT為轎門接觸器常開觸點。此電路開門保護電路的工作原理是（以轎廂上行為例）：電梯上行，當遮光板插入PML/PML1/PML2感應開關時，PML導通，電梯控制系統收到到PML信號后，P輸出導通，如果此時PML1、PML2 導通，KT1、KT2 接通，KT3 斷開，T1、T2接通，從而短接YT和MT，電梯控制系統輸出開門信號，實現提前開門開門。

當該電路作為微動平層保護電路的工作原理是（以轎廂下移為例）：當電梯位于平層位置時，遮光板同時插入WDS、WSX、PML/PML1/PML2，四個感應開關共同輸出導通信號。如果出現鋼絲繩伸長等原因造成轎廂下沉超過系統預設距離時，WDS離開遮光板范圍，WDS斷開信號輸出，此時PML/PML1/PML2仍然處于導通狀態，T1、T2導通，YT和MT仍被短接，電梯控制系統發出向上微動信號，由此實現轎廂上行微動平層。當該電路作為轎廂意外移動檢測電路的工作原理是（以轎廂向下意外移動為例）：在層門開著的狀態情況下，由于控制系統故障、電機供電故障等原因導致轎廂意外向下移動，當轎廂移動距離超過 h2 /2時，此時PML1、PML2離開遮光板范圍，PML1、PML2輸出斷開信號，KT1、KT2斷開，T1、T2輸出斷開信號，這時電梯層門處于打開狀態，YT斷開，同時BT和 YT失電，電動機此時停止運行，制動器線圈失電，制動器制停轎廂。

3.2電路分析與缺陷改善

根據圖 2所示的電路工作原理分析可看出 ， PML1、PML2輸出導通信號，微動平層電路和提前開門輸出T1、T2導通，當不超過遮光板長度二分之一的平層區域時電梯提前開門和微動平層運行可以進行;同時作為UCMP檢測電路的位置檢測信號，如果轎廂運動離開此范圍時，檢測電路輸出端T1、T2斷開，切斷制動器和電機供電，實現轎廂制停。PML1、PML2在上述功能功能中所起的作用其實是一致的沒有根本性差別，此處用兩個開關的目的是采用冗余設計，如果在此處只使用一個檢測開關，假如此開關發生短路故障即輸出一直導通時，UCMP檢測電路功能將處于失效。根據圖2進行電路分析如果意外移動開關PML1出現故障無法實現通斷功能時即當轎廂因意外移動使開關運動離開遮光板時，開關也無法斷開，即而無法檢測到轎廂意外移動。

針對上述的問題，應該在檢測電路中進行改進以達到冗余設計的檢測開關在功能上既相互輔助又能相互制約。國標GB7588-2003中14.1.2.3.2.1：只要第一故障仍存在，電梯的所有進一步操作都應是不可能的。在第一故障發生后而在電梯按上述操作程序停止前，發生第二故障的可能性不予考慮。在此電路中PML1、PML2是轎廂意外移動的兩個檢測開關，功能一致。如果當PML1發生短路故障時，電路應能使即將由于故障導致的動作停止。在該電路中如圖5所示，當PML1發生短路故障由于運行接觸器KT3的常開觸點KT3-1導通既KT1上電，KT1 的常開點KT1-1接通，其常閉點KT1-3斷開KT3失電，KT3-1斷開，由于PML2處于斷開狀態既KT2-3處于斷開狀態既KT1失電，電路處于自身故障保護狀態此時電路的故障并不能使意外移動檢測電路輸出錯誤的動作信號，較之前文圖2所示的電路本電路的安全穩定性更高更加符合國標中的相關要求描述。

4結束語

電梯轎廂意外移動保護裝置的檢測電路為含電子元件的安全電路。文中對電路的組成形式以及工作原理進行了分析討論。轎廂意外移動檢測電路是轎廂意外移動保護裝置的重要組成部分。文中的電路結合標準所說的具有微動平層功能電梯應具備轎廂意外移動保護的要求。針對保護中提到的開門走車問題增加了門鎖檢測開關。對于電梯移動的位置情況分析設計了意外移動檢測開關。只有各檢測部位的合理設計才能為意外移動保護裝置的制停子系統提供正確的動作指令。通過對文中檢測電路的分析發現采用冗余設計的檢測開關原本是為了提高檢測電路功能的穩定性，但是經過分析發現當出現故障時其設計本身無法將錯誤信號規避。通過對兩個意外移動檢測開關電路的分析發現如果利用本身線路中的繼電器的一個互鎖設計，這樣可以提高檢測的安全性。對轎廂意外移動檢測電路而言其本身是安全電路，也就是說其電路本身應該具備的一個功能是自監測功能，對于可能發生的“可能導致電梯出現危險”安全電路本身的元器件應能進行自監測，有效制停電梯，電梯恢復安全狀態。同樣的對于其重要組成部件意外移動檢測開關的設計也應該提高標準。文中改進電路的思路就是真的兩個電路的相互聯系著實手的，本著在功能是既相互互補又能相互制約這既提高了檢測電路的穩定性有增加其安全性。

參考文獻

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