淺議電梯的電氣控制系統(tǒng)故障

楊步忠

摘 要：隨著城市高層建筑建設(shè)速度的加快，電梯也得到了廣泛的應(yīng)用。我國電梯的使用量越來越大，電梯設(shè)備的安全運(yùn)行與否直接關(guān)系著居民生命安全。電梯能夠?yàn)槌丝吞峁O大的便利，但同時(shí)也存在一定的危險(xiǎn)和安全隱患。電梯事故，嚴(yán)重危害到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，近年來，我國各地頻繁出現(xiàn)電梯安全事故，故增強(qiáng)電梯的安全性能和故障排除的能力，確保電梯的安全使用是電梯行業(yè)工作人員的首要任務(wù)。因此，國家需要加強(qiáng)對(duì)于電梯的電氣控制系統(tǒng)故障排除和維護(hù)保養(yǎng)。只有保證電梯安全穩(wěn)定的運(yùn)行，才能為人民的出行提供便利和安全保障。文章將針對(duì)電梯電氣控制系統(tǒng)故障原因和對(duì)應(yīng)的預(yù)防性措施做以下分析和探究，以提高電梯運(yùn)行的可靠性和安全性。

關(guān)鍵詞：電梯；電氣控制系統(tǒng)；故障分析；排查原則

引言

電梯是由電氣部分與機(jī)械部分緊密結(jié)合的復(fù)雜產(chǎn)品，分別由電氣控制系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、門系統(tǒng)、轎廂、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)等八大系統(tǒng)組成。當(dāng)電梯出現(xiàn)故障停止運(yùn)行時(shí)，每個(gè)系統(tǒng)都有可能出現(xiàn)故障問題，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前所有電梯故障中，因電氣系統(tǒng)問題造成故障就占了將近百分之九十?？梢姡陔娞蓦姎饪刂齐娐返娜粘９ぷ髦?，電路容易發(fā)生故障，如何及時(shí)檢修、查找電路故障以及怎樣解決，保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，這對(duì)工作人員的安全和工作效率、電梯電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展以及乘客的生命安全是有效的保障。文章通過對(duì)電梯電氣系統(tǒng)常見故障問題進(jìn)行分析，闡述了電梯電氣系統(tǒng)中存在的故障問題及排查方法。

1 電梯電氣控制概述

現(xiàn)階段我國電梯電氣控制的首要工作是對(duì)電氣控制系統(tǒng)中安全回路的控制工作。主要表現(xiàn)在，系統(tǒng)中電氣安全回路對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)裝置主控電器直接以硬件連接的控制。電梯電氣控制電路的形式很多，復(fù)雜程度不一，其故障又常常和機(jī)械、液壓、氣壓、PLC等系統(tǒng)的故障交錯(cuò)在一起，難以分辨。每一個(gè)電氣控制電路往往由若干電氣基本控制環(huán)節(jié)組成，每個(gè)基本控制環(huán)節(jié)是由若干電氣元件組成的，而每個(gè)電氣元件又由若干零件組成。但故障常常只是由于某個(gè)或某幾個(gè)電氣元件、部件或接線有問題而造成的。尤其是電氣安全回路中的門鎖觸點(diǎn)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)槠渌颍沟瞄T鎖觸點(diǎn)并沒有處在直接控制驅(qū)動(dòng)裝置主控電器的電氣回路中。所以，我們需要實(shí)時(shí)監(jiān)控這種電器的工作有效性。由此可見，關(guān)鍵電器的故障檢測(cè)與雙套獨(dú)立控制是保證電梯電氣控制系統(tǒng)安全的必要手段。

2 電梯電氣系統(tǒng)故障的常見類型及其原因

2.1 電氣安全回路的故障

所謂電氣安全回路，就是在電梯各安全部件都裝有一個(gè)電氣安全開關(guān)，把所有的電氣安全開關(guān)串聯(lián)，控制一只安全繼電器。當(dāng)安全回路其中的一個(gè)電氣安全開關(guān)斷開或者損壞都會(huì)導(dǎo)致電梯停止運(yùn)行。這時(shí)要逐步排查每段電氣安全回路，直到找出電氣安全回路的斷開點(diǎn)。安全回路是保障電梯維修人員的安全的必要措施，如維修人員上轎頂維修作業(yè)時(shí)，首先要按下轎頂急停開關(guān)，以確保人身安全。

2.2 門系統(tǒng)聯(lián)鎖回路的故障

為保證電梯必須在全部門關(guān)閉后才能運(yùn)行，在每扇廳門及轎門上都裝有門電氣聯(lián)鎖開關(guān)。只有全部門電氣聯(lián)鎖開關(guān)都接通的情況下，控制屏的門鎖繼電器方能吸合，電梯才能運(yùn)行。在全部門關(guān)閉的狀態(tài)下，到控制屏觀察門鎖繼電器的狀態(tài)，如果門鎖繼電器處于釋放狀態(tài)，則應(yīng)判斷為門鎖回路斷開。排查這種故障的方法是確保在檢修狀態(tài)下，在控制屏分開短接轎門鎖和廳門鎖，辨別出是轎門部分還是廳門部分故障。如果是轎門部分故障，則重新調(diào)整關(guān)閉好轎門；如果是廳門部分故障，則在確保檢修狀態(tài)下，短接廳門鎖回路，以檢修速度運(yùn)行電梯，逐層檢查每層廳門系統(tǒng)是否關(guān)閉良好，并確認(rèn)門系統(tǒng)電氣聯(lián)鎖開關(guān)接觸良好。在修復(fù)門鎖回路故障后，一定要先取掉門鎖短接線，方能將電梯恢復(fù)到快車狀態(tài)。

2.3 控制柜中繼電器、接觸器等元件損壞引起的故障

由于繼電器或接觸器的線圈受到較大電流的沖擊或者電弧燒蝕時(shí)，非常容易造成線圈燒壞，這時(shí)通常導(dǎo)致繼電器、接觸器所控制的整個(gè)電氣回路不能動(dòng)作。另外一種情況是，繼電器或接觸器的線圈沒有燒壞，只燒壞其中的某個(gè)電器觸點(diǎn)，從而導(dǎo)致觸點(diǎn)粘連在一起，造成該回路短路；或觸點(diǎn)被塵埃阻斷或觸點(diǎn)的彈簧片失去彈性，就形成了斷路。這種電氣觸點(diǎn)的燒壞，通常造成繼電器或接觸器該觸點(diǎn)所控制的電氣回路長期處以斷開或接通狀態(tài)。出現(xiàn)這種狀態(tài)時(shí)是非常危險(xiǎn)的，很容易造成電梯的誤動(dòng)作，即該斷開時(shí)卻接通。很多電梯事故就是出于該情況。

2.4 電磁干擾引起的故障

通常設(shè)備系統(tǒng)受電磁波的影響會(huì)導(dǎo)致其傳輸性能下降。電梯控制系統(tǒng)中常見的電磁干擾主要有：（1）故障頻繁，故障率高且無規(guī)律。較嚴(yán)重的情況下，電梯控制柜微機(jī)電子板、轎廂等通訊電子板受電磁干擾會(huì)造成微機(jī)瞬間死機(jī)導(dǎo)致電梯急停。對(duì)付這種電磁干擾主要是控制柜內(nèi)部的電源和通訊線的走線的距離要盡可能短，而且不能與高壓高頻回路動(dòng)力線一起敷設(shè)；（2）旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)線受到干擾，使平層精度不穩(wěn)定，出現(xiàn)垂直振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)滑梯。針對(duì)這種情況，僅憑旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)線屏蔽網(wǎng)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不行，我們還應(yīng)該講信號(hào)線敷設(shè)在金屬軟線管里，并且保證這些金屬管很好地接地，才能保證抗電磁干擾的有效性。

3 電梯電氣系統(tǒng)故障排查的三個(gè)原則

（1）根據(jù)“先主電路，后輔助控制回路”的排查原則。當(dāng)電梯出現(xiàn)故障停止運(yùn)行時(shí)，首先檢查三相電源主電路入控制柜，最后入電機(jī)是否正常，如果主電路沒有異常，再檢查各個(gè)輔助控制回路。每個(gè)輔助控制回路環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都影響到電梯的正常運(yùn)行，故排查時(shí)要根據(jù)故障情況詳細(xì)排查。

（2）根據(jù)“先排查電氣安全回路環(huán)節(jié)，再排查其它控制回路環(huán)節(jié)”的原則。因?yàn)殡姎獍踩芈方油ㄊ切熊嚨幕緱l件，也是確保安全的基本準(zhǔn)則。

（3）檢修時(shí)堅(jiān)持“先行慢車，再行快車”的原則。電梯是一種特種設(shè)備，為了確保安全，電梯檢修時(shí)，如要試運(yùn)行，必須先試行慢車。如慢車正常，在確認(rèn)安全的情況下，才可以運(yùn)行快車。這是電梯維修時(shí)確保安全的基本原則。

4 電梯電氣系統(tǒng)故障的排查方法

4.1 故障碼排查法

目前的電梯大多數(shù)都是采用微機(jī)控制方式。故查找電梯電氣故障也方便直觀很多，因?yàn)橹灰谖C(jī)面板鍵盤上按鍵操作，就能夠得出電梯的故障代碼，知道故障代碼便可知是哪個(gè)控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，這樣便一目了然，這時(shí)只要按照故障碼排除該故障即可。

4.2 計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行排查法

該方法適用于采用單片機(jī)或PLC程序控制的電梯。該方法是通過計(jì)算機(jī)與電梯上的微機(jī)接口連接，然后運(yùn)行計(jì)算機(jī)上的程序。由于在每次電梯運(yùn)行過程中都需要循環(huán)地經(jīng)歷選層、定向、關(guān)門、啟動(dòng)、運(yùn)行、換速、平層、開門等階段，這里邊的每一步操作都可稱為一個(gè)工作環(huán)節(jié)，我們對(duì)每個(gè)工作環(huán)節(jié)的控制，都會(huì)有一個(gè)相應(yīng)的程序。此類方法主要目的是確定故障的具體出現(xiàn)環(huán)節(jié)，從而為后續(xù)的故障排除指明方向。

4.3 借助萬用表排查法

通?？梢圆捎萌f用表來測(cè)量電氣電路上的電阻值或電壓值，從而排查出電氣電路的故障點(diǎn)。

（1）在斷電情況下，用萬用表的電阻檔（R×1檔），調(diào)零，檢查主電路的導(dǎo)通情況。方法：用萬用表兩個(gè)表筆分別探在安裝板上的三相電源側(cè)的其中一相（頭）和三相電機(jī)側(cè)的對(duì)應(yīng)相端（尾），用手動(dòng)方式把該線路上常開的觸頭全部造閉合。然后觀察萬用表的電阻R值：如果R值很小接近零，說明該相電路導(dǎo)通情況良好；如果R值接近∞時(shí)，說明該相電路不通；如果R值很大，說明該相電路中間有接觸不良的地方。對(duì)有問題的那相電路，要查找出問題點(diǎn)在哪。方法是：固定電源側(cè)的表筆不動(dòng)，然后順著電路方向依次移動(dòng)另一表筆，觀察R值，逐點(diǎn)查找，直到查到有問題的地方。

（2）在通電情況下，用萬用表電壓檔測(cè)量電路的電壓值是否正常。如果所測(cè)量電壓值不符合要求，便可判斷出該電氣回路存在故障問題，然后再判斷是什么原因引起電氣電路電壓值變化的，是電源不正確，還是電路有斷路或短路，還是元件損壞造成的。

4.4 短路法

通常，在電梯電氣控制系統(tǒng)中，因?yàn)槎搪穼?dǎo)致的故障主要包含兩種情形，如果短路情況發(fā)生在電源間，那很可以能導(dǎo)致電源產(chǎn)生很強(qiáng)的短路電流，從而可能燒毀熔斷器熔體。針對(duì)此種情況，我們可以在不接電源的情況下，在安裝的線路與原理圖一致的情況下，還要用萬用表電阻檔對(duì)控制線路中每條線路的通斷情況做檢測(cè)，短路法主要是檢查控制電路是否有短路現(xiàn)象，如果控制線路的回路不復(fù)雜就只用此法檢查即可。在不接電源的情況下，把萬用表旋至合適的的電阻檔（R×100檔），調(diào)零。在檢測(cè)時(shí)，先把萬用表的兩根表筆分別接在控制電路的起點(diǎn)即L1、L2兩點(diǎn)（或是FU2的出線點(diǎn)0、1兩點(diǎn)處），然后合上控制線路上常開的觸點(diǎn)如QS、SB1、SB2、KM1、KM2、KT1、KT2、KA等元件來模擬控制電路的工作，這樣從萬用表所指示的阻值變化來判斷安裝的線路是否正確。由于故障現(xiàn)象明顯，對(duì)電路進(jìn)行分析，即可查出并排除故障。當(dāng)確定電路中觸點(diǎn)是“邏輯與關(guān)系”時(shí)，如懷疑某些觸點(diǎn)有故障，可以用導(dǎo)線把該觸點(diǎn)短接，此時(shí)通電若故障消失，則證明判斷正確，說明該電器元件損壞。例如，懷疑電梯的安全回路中某一個(gè)開關(guān)損壞，可用導(dǎo)線暫時(shí)短接該開關(guān)，再慢車試運(yùn)行電梯。

4.5 斷路法

控制電路還可能出現(xiàn)一些特殊故障，當(dāng)沒有指令時(shí)，卻能夠動(dòng)作，這時(shí)就要采用斷路法來排查故障。如電梯在沒有內(nèi)召或外呼指令時(shí)就停層等，這說明電路中某些觸點(diǎn)被短接了，查找該故障的最好辦法是斷路法，就是把懷疑產(chǎn)生故障的觸點(diǎn)斷開，如果故障消失了，說明判斷正確。斷路法主要用于電路中“邏輯或關(guān)系”的故障點(diǎn)。

4.6 替代法

根據(jù)上述方法，發(fā)現(xiàn)故障出于某電器元件或某塊電路板，此時(shí)可把認(rèn)為有問題的元件或電路板取下，用所備用確認(rèn)無故障的元件或電路板代替，如果故障消失則認(rèn)為判斷正確，反之則需要繼續(xù)排查。例如，當(dāng)電梯出現(xiàn)故障，外圍線路都確認(rèn)無誤時(shí)，有可能是控制柜電路板有問題，這時(shí)可以用同型號(hào)的電路板更換替代，如故障消失，則判斷正確。這種方法通常要與經(jīng)驗(yàn)互相結(jié)合，當(dāng)維修人員自身有豐富的維修經(jīng)驗(yàn)時(shí)，采用替代法是最方便快捷的。

5 結(jié)束語

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，電梯的運(yùn)用也隨之快速增長。電梯已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚拇怪边\(yùn)輸工具。保證電梯的安全可靠運(yùn)行，就是保障我們的生命安全。要求電梯制造企業(yè)在設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮并且增加電梯的各個(gè)控制環(huán)節(jié)的安全系數(shù)，應(yīng)達(dá)到不低于電梯標(biāo)準(zhǔn)GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的相關(guān)請(qǐng)求。電梯檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過程中，亦應(yīng)增強(qiáng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的試驗(yàn)，嚴(yán)格按照GB50310-2002《電梯工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》相關(guān)要求把握好電梯投入使用前的質(zhì)量關(guān)。日常電梯保養(yǎng)維修人員也應(yīng)嚴(yán)格按照GB18775-2002《電梯維修規(guī)范》要求進(jìn)行維護(hù)，并努力在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做到能夠熟練判斷電梯電氣控制系統(tǒng)常見故障，找到電梯電氣控制系統(tǒng)常見故障有效的排查方法和確實(shí)可行的維修方法。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規(guī)范[S].

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB50310-2002.電梯工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB18775-2002.電梯維修規(guī)范[S].