探討電梯電氣控制系統故障和維修技術

莊明展

（福建省中僑富士電梯有限公司，福建 泉州 362005）

1 電氣控制系統

電梯的電氣控制系統主要由操控裝置、平層裝置、選層器及位置顯示器、控制柜等分管系統組成，能實現對電梯運行進行實時的操控和監管顯示電梯的運行狀態。電梯使用電氣控制系統，主要是為了解決安全問題。確保電梯安全是依靠電氣安全回路實現的。目前我國使用的電梯大部分都是設有安全控制點、安全觸點以及安全電路的電氣系統，其特點是電梯主要的驅動裝置都是直接使用硬件連接加以控制。這種電路結構既能防止軟件程序錯誤對電梯關鍵安全控制環節的威脅又能夠有效防止部分電磁干擾對電梯關鍵安全控制電氣環節的影響。目前電梯控制電氣設計結構中，存在著某些通過數字技術無法直接連接的管控方式。特別是在關乎使用者安全的電氣安全回路中最重要的門鎖觸點，目前為止還處于直接控制驅動裝置的回路之外。這些程序的設計者過分依賴集成電路的便捷性，卻忽視了電氣安全回路使用集成電路控制的不可靠性，沒有將門鎖觸點通過程序控制器連接到控制主驅動裝置的電器上，這種控制方法在實踐中已經對廣大使用者產生了嚴重的影響。所以，目前的電梯的電氣控制系統是不成熟但便捷的控制系統，在整個電梯組成中，擔任了“大腦”的工作角色，電梯電氣控制系統圖如圖1所示。

圖1 電梯電氣控制系統

2 系統故障

2.1 操控裝置故障

（1）操控裝置故障是最常見故障，由于操控裝置的異常而導致驅動裝置、制動器控制電器的失控將可能直接造成轎廂開門狀態運動，極易發生剪切事故。操控裝置故障最直觀的故障在于影響了電梯門聯鎖系統的正常運作。電梯門線路組成中控制轎門和廳門的系統多為串聯組成，正常工作的電梯門轎門是優先接受信號控制主動開關，而廳門系統是由轎門被動牽引而開關的，其二者多為聯動工作。例如在事故中，電梯就出現了電梯運行停止但是當受害者強行開啟轎門時，廳門也一起跟著打開導致。因此，電梯門的電氣操控裝置出現問題，通常只會影響到電梯雙門的正常運行。

（2）操控裝置會影響安全保護系統，安全保護系統是防止乘客人身安全受到危害的重要系統，其中受電氣操作裝置影響的部分有電梯限速器以及電梯超載限制裝置。主要的故障表現為，電梯速度過快或者過慢，超重未提示等問題。而這類問題屬于隱蔽的故障類型，其系統故障大部分沒有直接的表象會提前預知，因此這類故障也是在電梯日常保養中應該重點排查的安全隱患。

（3）操控裝置故障會影響曳引機的運行而導致曳引系統失靈，這是導致電梯失速的主要原因。在這次事故中，電梯停在了6~7樓的高空中，屬于停轉式失速。除此之外，由于電梯曳引機多使用三相異步電動機，因此還容易出現飛車式失速，導致電梯快速的上升或者下降，對乘客造成傷害。

2.2 平層裝置故障

平層裝置是電梯確定位置的電氣系統裝置，平層裝置故障會導致電梯無法正確停在電梯門口處，導致錯層夾層問題。例如在這次事故中，電梯的平層裝置就發生了故障，電梯并沒有準確停靠在樓層的廳門處，而是停在了6~7樓的夾層之間，直接導致受害者從電梯和廳門之間滑落。在其他電梯事故事件中由于平層裝置的失靈還導致轎廂體損壞、曳引鋼絲繩脫落以及導向輪反繩輪損壞。

2.3 選層器及位置顯示器故障

選層器系統故障會引起電梯轎廂停靠樓層錯誤亦或者無法選擇樓層，顯示器故障會導致屏幕顯示停靠樓層錯誤或者電梯運行狀態以及顯示載重錯誤。在事故中，電梯的選層器就先出現了無法工作，而顯示器本應顯示六或七樓，卻意外顯示了二樓，導致了受害者誤判了樓層高度[2]。

2.4 控制柜裝置故障

控制柜系統關系著承載人能否正常使用電梯功能，控制柜故障直接表現為電梯運行與選層器脫軌。例如在這次事故中便出現了這種情況，乘客選擇了二樓，但是電梯卻默認將電梯抬升到了六樓，而且位置顯示器卻沒有對其做出判斷。這也說明了控制柜裝置控制其他裝置大部分都是分離控制的，其他任意兩個裝置出現故障大部分不會相互影響，但是一旦身為電梯“心臟”的控制柜發生故障，就會引起別的裝置發生故障。

3 電氣控制系統的故障排查和維修

3.1 電梯運行前電氣系統故障處理

電梯在運行安裝及投入運作之前都要進行電氣系統的故障排查，主要是為了避免電梯在運行過程中產生的故障。在安裝之前，雖然目前電梯使用多為集成驅動裝置，有著良好的抗干擾能力，但是在電梯投入使用前首先要減少大功率變壓器及大規模集成電路對電氣控制系統的電磁干擾。電氣控制系統是依靠集成電路數模轉換的方法實現控制，因此，電磁干擾會嚴重影響電氣控制系統的穩定運作。在安裝時，工程師就應該原理高頻率的動力線，壓縮中線路的寬度并且盡可能縮短線路長度，以減少電氣控制系統受到的影響[1]。其次，為了保證電梯運行安全，要在電梯正式投入運行之前檢查安全部件，電梯所有安全部件都串聯在一個安全開關上，要在電梯投入運行之前，確保所有的安全部件安裝完成并且與安全開關完美吸合才能允許電梯投入使用。

3.2 電梯運行后電氣系統故障處理

若電梯投入使用之后出現了故障，我們首先應該冷靜分析，捋清維修思路，遵循先直觀后隱藏，有外至里，由易到難的問題處理順序進行。以事故的善后維修工作為例，首先由直觀法確認電梯目前處于停止的狀態，且主控中心無法直接受到電梯異常的信號，曳引機停止運行，電梯門緊閉不開，這時應該懷疑是控制裝置發生故障，那便要優先解決這類直觀問題。維修時遵循從外到里的原則，優先處理控制電梯門系統出現的問題，因為80%的電梯門開關異常都是由于控制系統異常而導致關門機故障而引起的庫門緊閉。這時，應該先對電梯門系統回路進行排查。確保人員的安全的情況下，首先維修電梯停止層的門鎖的故障。之后確保在檢修狀態下，在控制屏分別短接廳門鎖和廳門鎖，控制變量法即可分出是廳門部分出現故障還是轎門部分出現故障。如果是廳門部分發生故障，則在檢修狀態下，短接廳門鎖回路，以檢修速度運行電梯，逐層檢查每道廳門聯鎖接觸情況。排除電梯門系統的故障后，再去排查其他隱藏的故障。

3.3 電梯維護過程中電氣系統故障處理

在電梯日常維護排故中，電氣控制系統出現故障80%以上的原因是由于電梯所選的電器元件不能適應電梯運行的要求。其中繼電器、接觸器組成的有觸點控制的電梯，由于其接頭和觸頭敏眾多，常常是事故的多發地帶，因此所有電梯大多都配置了故障嗡測保護器。用來監測電梯的工作及外電源的當前狀況，有了這個保護器就能對當前的狀況進行快速分析，快速地給出確切結果，如果出現了未知錯誤的警報，就要進行人工排查，切斷電梯的拖動，使用保護器進行排故。多見的維護時的故障主要有幾個常見的問題和解決辦法：①最常見的故障是位置顯示器失靈，表現大部分都是樓層顯示錯誤。處理辦法是先確認是否是位置顯示的LED顯示器失靈導致的顯數錯誤，若LED顯示器工作正常則檢查內置的數字選擇器工作是否正常，若是數字集成電路損壞或接觸不良導致，也要先通知控制臺開啟維修模式后斷電進行更換或者維修工作；②排鍵按鈕失靈，其表現為，無法通過排鍵按鈕對電梯進行控制，導致這種問題的主要原因有兩種：a.控制柜程序錯誤，使電梯無法接受到正常的控制信號，但是這種情況往往伴隨電梯其他問題不會單獨出現；b.按鍵與控制板接觸不良或者按鍵損壞，這樣的情況下只要在維修模式下更換新的按鈕即可；③對電梯的超載輕載等信號不做反應，輕載時發出超載的情況很容易在日常維護中發現，而超載不警報的情況卻不易辨別，這便要求我們在日常檢修中不能停留在眼前的故障，要對潛在的故障一次進行排查與排故工作，方法與前文維修平層裝置的方法一致。

4 結語

人口不斷增長而土地數量有限的今天，樓房高層化已成為目前建筑業的主要形式，電梯逐漸成為人類不可缺少的助行工具，電梯安全也成為與人們出行安全息息相關的熱門話題，對此，將電梯系統的故障與維修方法系統化已成為我們的必要工作，以時刻確保電梯的安全運行。