分析電梯的安全回路及其改進(jìn)設(shè)想

謝文奎，龔萍

（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測研究院衡陽分院，湖南 衡陽 421001）

隨著我國城市高層建筑數(shù)量不斷增加，電梯的應(yīng)用數(shù)量也急速增長，已經(jīng)成為了高層建筑中不可或缺的運(yùn)輸設(shè)備。由于電梯的使用頻率增加，每年因電梯故障出現(xiàn)的安全事故總量也有所增加，電梯安全性也成為了關(guān)注的問題。無論是載人電梯還是載貨電梯，都要保證運(yùn)行的安全性，而安全回路作為電梯內(nèi)部的重要電力系統(tǒng)之一，與電梯運(yùn)行安全性有著直接關(guān)聯(lián)，只有保證電梯安全回路的可靠性，才可以降低電梯運(yùn)行的安全隱患。此外，在日常檢驗(yàn)當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，很多電梯安全回路設(shè)計(jì)不夠科學(xué)，為了可以提高電梯運(yùn)行可靠性需要對其進(jìn)行改進(jìn)，因此需要重點(diǎn)關(guān)注電梯安全回路的改進(jìn)工作。

1 電梯運(yùn)行條件

（1）轎廂和樓層各個(gè)層門必須要關(guān)閉緊實(shí)，這也是電梯安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。如果電梯的轎廂門或某層層門沒有完全關(guān)閉，在電梯運(yùn)行中很可能造成剪切、掉落風(fēng)險(xiǎn)。（2）可靠的安全保護(hù)系統(tǒng)，確保電梯安全回路緊密閉合。電梯安全保護(hù)系統(tǒng)是保障電梯運(yùn)行安全的基礎(chǔ)保障，其主要是由各種安全保護(hù)裝置和電氣開關(guān)串聯(lián)而成，如果電器開關(guān)故障，會(huì)造成安全回路失電，極大的影響電梯安全運(yùn)行。（3）正確的運(yùn)行方向。滿足了以上兩個(gè)條件，再確定電梯正確的運(yùn)行方向，才可以保證電梯運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)降低到最低。

由此可見，電梯安全運(yùn)行需要滿足以上三個(gè)條件，而安全回路（見圖1）則是必不可少的環(huán)節(jié)，同時(shí)也是控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容，這就必要保證安全回路的合理性、可靠性。

2 電梯安全回路的檢查與調(diào)試

2.1 測量電阻

圖1 電梯安全回路結(jié)構(gòu)圖

在安全回路檢查過程中，最常用的方法就是電阻法，采用萬用表的電阻檔，在安全回路各個(gè)觸點(diǎn)當(dāng)中測量電阻數(shù)值，這樣即可逐個(gè)排除非故障觸點(diǎn)，最終查找出出現(xiàn)故障的觸點(diǎn)，并第一時(shí)間解決故障問題。需要注意一點(diǎn)，采用該方法必須要提前斷電進(jìn)行。此外，使用訊響器也可以進(jìn)行檢查，原理與萬用表相同，也需要在斷電的情況下進(jìn)行。

2.2 測量電壓

通常情況下，安全回路上不會(huì)產(chǎn)生較為明顯的電壓驟降情況。因此在測量電壓過程中，如果在電壓檢測中出現(xiàn)了電壓驟降情況，即可判定此部位就是主要的故障位置?？梢圆捎秒娮璺ㄟM(jìn)行故障排查，在該環(huán)節(jié)檢查過程中不必切斷電源，這也是此方法的一大優(yōu)勢。如果斷電進(jìn)行會(huì)導(dǎo)致故障信息丟失，會(huì)提高故障檢測的難度。

2.3 短接檢測

短接檢測法就是采用導(dǎo)線把電梯安全回路中可能出現(xiàn)故障的部位連接起來，并按照此方式可以將檢測范圍縮小，從而找出電梯安全回路當(dāng)中出現(xiàn)的斷點(diǎn)部位。在接通安全回路時(shí)需要注意，由于是接通狀態(tài)，可能出現(xiàn)電梯突然啟動(dòng)情況，并且在故障處理完畢之后，要將短路接線拆除掉，不能使用短路線取代故障線路，否則會(huì)大大提高安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 其他

在電梯安全回路檢查、調(diào)試當(dāng)中，由于安全回路內(nèi)部構(gòu)造相對復(fù)雜，這就需要檢驗(yàn)人員具備強(qiáng)烈的責(zé)任心，并且在電梯安全回路檢查中，即使采用了以上三種方法，但依然有可能存在隱性問題。例如某個(gè)接觸點(diǎn)、開關(guān)由于誤接造成短路、漏接造成斷路等現(xiàn)象，如果這些隱性故障沒有處理同樣可能造成電梯運(yùn)行安全事故。因此，在進(jìn)行電梯安全檢查過程中，需要對每個(gè)安全元件進(jìn)行性能檢驗(yàn)，除了電梯各個(gè)元器件完成性、漏接、錯(cuò)接等問題，還要根據(jù)電梯故障情況進(jìn)行判斷和檢查，確保電梯回路能夠正常的發(fā)揮作用。

3 電梯安全回路改進(jìn)設(shè)想

3.1 雙計(jì)算機(jī)技術(shù)改進(jìn)方法

通過分析電梯安全回路特點(diǎn)可知，電梯安全回路當(dāng)中包含著很多保護(hù)裝置的開關(guān)、觸電，但所串入的開關(guān)、觸電數(shù)量越多，其出現(xiàn)故障的幾率就越高。所以在進(jìn)行安全回路改造時(shí)，盡可能以簡潔結(jié)構(gòu)為主，不僅可以提高檢驗(yàn)工作的便捷性，還能夠?qū)崿F(xiàn)安全保護(hù)功能。

計(jì)算機(jī)作為當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)中應(yīng)用最為常見的技術(shù)之一，利用微處理技術(shù)可以有效避免人為因素問題。采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制相比傳統(tǒng)控制方法更具優(yōu)勢，同時(shí)也是當(dāng)今電梯控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。特別是在智能化技術(shù)時(shí)代下，可以利用智能化技術(shù)提高電梯運(yùn)行安全性、舒適性、平滑性，讓電梯運(yùn)行更加人性化。結(jié)合當(dāng)代技術(shù)，可以考慮采用雙計(jì)算機(jī)控制方法，也就是拖動(dòng)與控制相分離結(jié)構(gòu)，采用全閉環(huán)方式，各配置一個(gè)CPU，采用繼電器以及中間繼電器，可以大大提高安全回路運(yùn)行的精準(zhǔn)度，減少電梯誤動(dòng)的幾率，并且還可以拓展其功能，大大降低了故障幾率。通過設(shè)置專門的傳感器采集安全回路運(yùn)行數(shù)據(jù)，并傳輸給CPU，自動(dòng)判斷安全回路是否出現(xiàn)了故障問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。而該方法主要是通過優(yōu)化PLC 實(shí)現(xiàn)的，PLC 也是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的大腦。采用此方法可以極大的降低硬件層面存在的問題，電梯運(yùn)行可以更加可靠。

此外，根據(jù)以上改進(jìn)思路，有條件可以采用多計(jì)算機(jī)方法，也就是針對電梯不同的安全要求，采用多個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行配置，如轎廂操作系統(tǒng)、機(jī)房轎廂通訊、轎廂驅(qū)動(dòng)分別采用一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制，雖然需要增加計(jì)算機(jī)數(shù)量，但是控制精度更高，也可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立管理。通常情況下只采用雙計(jì)算機(jī)模式即可滿足要求。

雙計(jì)算機(jī)方法可以最大程度上簡化電梯回路的復(fù)雜度。眾所周知，計(jì)算機(jī)CPU 的運(yùn)算能力有限，如果同時(shí)控制多個(gè)系統(tǒng)，會(huì)造成性能負(fù)載，縮短計(jì)算機(jī)的使用壽命、降低運(yùn)行效率。而采用單獨(dú)的計(jì)算機(jī)控制電梯安全回路可以提高檢測性能和效率，避免出現(xiàn)不必要的延遲，并且控制系統(tǒng)也更加簡潔，實(shí)現(xiàn)一對一的功能控制。缺點(diǎn)是計(jì)算機(jī)數(shù)量增加會(huì)提高造價(jià)。

3.2 計(jì)算機(jī)功能集成法

由于信息化是電梯領(lǐng)域重點(diǎn)的發(fā)展方向，并且安全回路結(jié)構(gòu)越簡單越好。除了上述雙計(jì)算機(jī)方法可以實(shí)現(xiàn)安全回路簡化的思路，還可以采用系統(tǒng)簡化方法，也就是實(shí)現(xiàn)整個(gè)電梯系統(tǒng)的功能集成。從電梯安全回路現(xiàn)狀來看，雖然很多電梯安全回路都采用了更加簡單的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，但這種方法并不完美，并且故障連帶性非常高，在現(xiàn)代化電梯使用當(dāng)中存在著不適應(yīng)性。而通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能集成，進(jìn)一步對電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和整合，將安全回路自動(dòng)化檢測融入到宏觀系統(tǒng)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。其主要的改進(jìn)思路如下。

在電梯安全回路當(dāng)中安裝保護(hù)裝置和信息傳感器，并與總控制系統(tǒng)連接，將安全回路的運(yùn)行信息全部都傳遞到控制系統(tǒng)的處理終端中。實(shí)現(xiàn)集成控制模式需要有相對應(yīng)的軟件作為平臺(tái)，由軟件控制電梯運(yùn)行，針對電梯安全回路的實(shí)際表現(xiàn)情況自動(dòng)判定出不同的動(dòng)作，還可以排查安全回路當(dāng)中出現(xiàn)的問題。針對此類的改進(jìn)設(shè)想，不需要額外的增加硬件設(shè)備，可以節(jié)省成本投入，并且當(dāng)今很多電梯控制系統(tǒng)都采用了此方法，也起到了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。

將安全回路傳感器、控制器與控制終端的通訊系統(tǒng)連接、安全保護(hù)元件和安全回路連接，并為所有的保護(hù)元器件都創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的地址編碼，電梯各個(gè)安全元件的信息都會(huì)呈現(xiàn)在指定地址編碼上，從而實(shí)現(xiàn)全過程性能監(jiān)測，信息呈現(xiàn)也十分快速，可以減少電梯運(yùn)行事故的發(fā)生幾率。該項(xiàng)技術(shù)所呈現(xiàn)出的故障信息不僅是電梯運(yùn)行信息，同時(shí)也可以檢測到保護(hù)裝置的安全信息，如線路短路與斷路、設(shè)備與元器件損壞等。

通過對上述兩種改進(jìn)思路進(jìn)行歸納和總結(jié)，可以突出以下幾種優(yōu)勢：（1）由于可以實(shí)時(shí)呈現(xiàn)電梯安全回路的運(yùn)行狀態(tài)（參數(shù)和數(shù)據(jù)），因此電梯管理人員能夠第一時(shí)間了解電梯安全保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)。（2）在電梯回路檢查、調(diào)試中更加方便，故障維修效率更快。（3）可以在電梯安全回路上增加安全保護(hù)元件，這樣可以極大的提高電梯運(yùn)行的安全性，多一層（或多層）保障。

4 結(jié)語

總而言之，當(dāng)今電梯的使用頻率越來越高，為了能夠保障電梯運(yùn)行安全，必須要做好安全回路的調(diào)試和檢查工作，并針對安全回路現(xiàn)有的不足之處進(jìn)行改進(jìn)。本文提出了雙（多）計(jì)算機(jī)控制方法和計(jì)算機(jī)功能集成法，并且在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中取得了不錯(cuò)的成效。