電梯轎廂意外移動保護(hù)裝置的探析

昌鋒

（淮北工業(yè)與藝術(shù)學(xué)校,安徽 淮北235000）

1 電梯轎廂意外移動的原因分析

電梯的運(yùn)行主要靠驅(qū)動主機(jī)曳引系統(tǒng)、控制器系統(tǒng)和制動系統(tǒng)，其中軟件、電氣、機(jī)械、設(shè)計等任何方面出現(xiàn)問題都可能引起電梯轎廂的意外移動的發(fā)生。下面就電梯易于發(fā)生轎廂意外移動的幾種情況進(jìn)行分析。

驅(qū)動主機(jī)系統(tǒng)方面。永磁同步無齒輪曳引機(jī)是現(xiàn)在市場上常見的機(jī)型，電梯上下運(yùn)行的動力靠曳引輪繩槽和鋼絲繩之間的摩擦力提供。所以，出故障的情況主要是曳引輪繩槽可能出現(xiàn)較大變形、磨損嚴(yán)重或者有油污的污染，這些都有可能導(dǎo)致摩擦力提供不足，造成電梯轎廂的意外移動[1]?？刂破飨到y(tǒng)方面。防止電梯意外運(yùn)行的保護(hù)控制，主要依靠電氣控制來實現(xiàn)，其主要包括系統(tǒng)的軟件和一些電氣原器件，用來發(fā)出指令控制電梯上下運(yùn)行、進(jìn)出層站、開關(guān)層轎門、平層等。軟件的程序如果存在bug 或一體機(jī)受電磁干擾發(fā)出錯誤的指令，或者電氣原件出現(xiàn)故障，都有可能導(dǎo)致轎廂意外移動。設(shè)計方面，電梯在再平層或提前開門狀態(tài)時，門鎖回路短接，抱閘處于打開狀態(tài)，此時轎廂較易發(fā)生意外移動。制動系統(tǒng)方面。制動在電梯保護(hù)中起到至關(guān)重要的作用，常見的制動裝置有電磁制動器、漸進(jìn)式夾繩器等。制動器維保不及時、間隙過大、制動器故障都有可能引起轎廂意外移動[2]。人為原因方面。維護(hù)保養(yǎng)人員在維保后，短接層門轎門門鎖裝置忘記恢復(fù)，門鎖回路一直處于短路狀態(tài)也有可能引起轎廂的意外移動的發(fā)生。另外，電梯在平層位置，上下客或裝卸貨物時，電梯轎廂突然增重或減重，特別是超載的狀態(tài)下，制動裝置或曳引系統(tǒng)提供的力不足以平衡增加或減少的重力，此時轎廂也易于發(fā)生意外移動，如圖1。

2 轎廂意外移動保護(hù)裝置（UCMP）的介紹

為了防止轎廂意外移動帶來的損失和傷害，在電梯里增加轎廂意外保護(hù)裝置，簡稱為UCMP（Unintended car movement protection system），它能有效的防止轎廂意外移動事故的發(fā)生。

2.1 UCMP 的發(fā)展介紹

UCMP 可以有效防止因轎廂意外移動給乘客帶來的傷害。電梯要求具有轎廂意外移動保護(hù)功能，最早來源于歐盟電梯標(biāo)準(zhǔn)的修正案。我國的電梯制造安裝國家標(biāo)準(zhǔn)在2016 年增加了轎廂意外保護(hù)功能的要求，完善了電梯保護(hù)的缺陷，增加了電梯使用的安全性。

2.2 轎廂意外移動保護(hù)發(fā)生的條件

圖1 轎廂意外移動原因構(gòu)成

電梯轎廂意外移動保護(hù)條件：(1)在門區(qū)位置;(3)轎門和層門在開啟的狀態(tài);(3) 轎廂沒有指令離開層站。這三個條件同時具備，才能滿足轎廂意外移動保護(hù)的條件。在實際應(yīng)用中制動器失靈、曳引力減小或消失、控制系統(tǒng)失效、操作人員的失誤等情況下非常容易使以上的三個條件同時具備，從而造成電梯意外移動的發(fā)生。其中門區(qū)位置和層轎門開啟狀態(tài)是轎廂在層站正常運(yùn)行的狀態(tài)。只有避免轎廂無指令運(yùn)行，才是避免轎廂意外移動的關(guān)鍵所在。

2.3 UCMP 裝置的組成分析

UCMP 一般由檢測子系統(tǒng)、制停子系統(tǒng)、制動器制動力監(jiān)測子系統(tǒng)三部分構(gòu)成[3]。檢測子系統(tǒng)作用是檢測電梯有無意外移動，符合特定條件時不需要檢測子系統(tǒng)，其中平層和再平層開關(guān)只是檢測子系統(tǒng)中檢測轎廂意外移動的條件，是檢測子系統(tǒng)的一部分，它的功能是采集開鎖區(qū)域信號給控制系統(tǒng)；制停子系統(tǒng)采用附加制動器時,不需要自監(jiān)測子系統(tǒng)，只有同步主機(jī)需要；制停子系統(tǒng)作用是使電梯停止運(yùn)行，制停子系統(tǒng)可以采用同步主機(jī)的制動器、異步主機(jī)則采用漸進(jìn)式夾繩器、夾軌器等附加設(shè)備。制動器制動力監(jiān)測子系統(tǒng)，起到制動力自行檢測的作用，通常在凌晨，電梯在停運(yùn)的情況下，系統(tǒng)自行檢測制動力情況，避免安全事故發(fā)生。根據(jù)實際需求，保護(hù)裝置可以包含三個子系統(tǒng)，也可以是其中的兩個子系統(tǒng)的組合?，F(xiàn)如今市場常見不同電梯類型UCMP 裝置配置方案如下：方案一，制停子系統(tǒng)與制動力自監(jiān)測子系統(tǒng)子系統(tǒng)組合[4]。適用電梯類型：電梯本體制動器作保護(hù)裝置制停部件，無提前開門或再平層功能的電梯都不需要UCMP 檢測子系統(tǒng)，制停子系統(tǒng)由電梯本體制動器提供，只需要提供自監(jiān)測子系統(tǒng)[4]。方案二，檢測子系統(tǒng)、制停子系統(tǒng)、制動力自監(jiān)測子系統(tǒng)三個組合。適用電梯類型：電梯本體制動器作保護(hù)裝置制停部件，具有提前開門或在平層功能的電梯；需要配置檢測子系統(tǒng)、制停子系統(tǒng)由電梯本體制動器代替，還需配置制動力自監(jiān)測子系統(tǒng)。方案三，檢測子系統(tǒng)與制停子系統(tǒng)組合。適用電梯類型：電梯本體制動器不可作保護(hù)裝置制停部件的異步電機(jī)與同步電梯，應(yīng)另加制停部件達(dá)到雙重保護(hù)的電梯。

表1 配置的具體部件及安裝位置

3 一款轎廂意外移動保護(hù)裝置（UCMP）功能實現(xiàn)及測試介紹

以電梯本體制動器作保護(hù)裝置制停部件，同時追設(shè)額外制停部件雙重保護(hù)電梯，且具有提前開門及再平層功能的電梯為例介紹。

3.1 轎廂意外移動保護(hù)裝置系統(tǒng)組成

3.1.1 檢測子系統(tǒng)：檢測電路板和光電平層感應(yīng)器。

3.1.2 制停子系統(tǒng)：采用同步主機(jī)本體的電磁抱閘制動器與另加雙向漸進(jìn)式夾繩器雙重保護(hù)制動單元。

3.2 轎廂意外移動保護(hù)裝置工作流程及UCMP 功能實現(xiàn)

圖2 轎廂意外移動檢測子系統(tǒng)電路圖

3.2.1 轎廂意外移動保護(hù)裝置工作流程

根據(jù)圖2，當(dāng)轎廂不在門區(qū)位置的狀態(tài)，KM2、KM3、KM4 不工作，常閉觸點(diǎn)閉合，KM1 工作，KM1 常開觸點(diǎn)閉合，形成自鎖。當(dāng)轎廂到達(dá)門區(qū)位置，隔磁板插入平層感應(yīng)器，當(dāng)上、下再平層感應(yīng)器被隔磁板都擋住時，即轎廂運(yùn)行至門區(qū)位置：上、下再平層開關(guān)閉合，KM2、KM3 依次得電動作, 其常開觸點(diǎn)閉合形成自鎖；門區(qū)信號SX1 有效輸出送給一體機(jī)X1。此時一體機(jī)提前開門繼電器Y20 會發(fā)送封門信號SY 給檢測子系統(tǒng)，KM4 得電動作，其常閉觸點(diǎn)斷開，導(dǎo)致KM1 線圈失電，KM1 常閉觸點(diǎn)閉合，同時KM4 常開觸點(diǎn)閉合；封門反饋信號SX2 有效輸出給一體機(jī)。KM2、KM3、KM4 處于得電狀態(tài)，常開觸點(diǎn)閉合，門鎖安全回路被短接。實現(xiàn)提前開門功能，當(dāng)提前開門功能執(zhí)行完畢，提前開門繼電器Y20 斷開，封門信號SY 無效，KM4 失電不工作，其相應(yīng)觸點(diǎn)動作，封門反饋信號SX2 無效，門鎖短接回路斷開。在平層位置，轎廂若得到上下行指令，脫離門區(qū)，上、下再平層開關(guān)斷開，上下再平層信號FL1、FL2 失效，KM2、KM3 失電不工作，相應(yīng)觸電復(fù)位，門區(qū)信號SX1 失效，一體機(jī)X1 接收不到門區(qū)信號，同時KM1 工作，相應(yīng)觸電動作。

3.2.2 UCMP 功能實現(xiàn)

當(dāng)轎廂在平層位置且在門打開情況下，轎廂沒有得到上下行指令而意外移動，要對其進(jìn)行保護(hù)：第一種情況，當(dāng)轎廂處在門區(qū)位置，在門打開情況下、轎廂無指令發(fā)生意外移動，隔磁板脫離任意一個上下再平層傳感器，相應(yīng)再平層開關(guān)斷開，門區(qū)信號輸出SX1 消失，一體機(jī)得不到門區(qū)信號，且同時一體機(jī)檢測出脈沖變化[5]。檢測子系統(tǒng)電路板輸出觸發(fā)信號給制停子系統(tǒng)，制停子系統(tǒng)得到指令，制停轎廂；第二種情況，當(dāng)提前開門或再平層狀態(tài)下，門鎖回路被短接，制動器處于打開狀態(tài)，轎廂較易發(fā)生意外移動，若無指令發(fā)生意外移動，再平層感應(yīng)器動作，KM2 或KM3 失電，常開觸電斷開，斷開門鎖短接；同時檢測子系統(tǒng)發(fā)出觸發(fā)信號給一體機(jī)和外加雙向漸進(jìn)式夾繩器制停子系統(tǒng)，制停電梯。

3.3 轎廂意外移動保護(hù)裝置功能測試

3.3.1 試驗條件：開啟UCMP 功能；電梯設(shè)定為檢修狀態(tài)；轎廂停在門區(qū)位置；層轎門保持關(guān)門狀態(tài)，保證試驗安全。

3.3.2 UCMP 試驗方法:（1）電梯處于檢修狀態(tài)；（2）電梯門鎖在閉合的狀態(tài)，且在門區(qū)；（3）用操作器進(jìn)入功能碼，開啟UCMP 功能；（4）觸發(fā)方式，用操作器進(jìn)入功能，改成試驗制停觸發(fā)方式；（5）拔出UCMP 插件，斷開門鎖回路；（6）電動轎廂使其移動，脫離門區(qū)；（7）一體機(jī)輸出封門信號，轎廂運(yùn)行發(fā)生脈沖變化，電梯運(yùn)行脫離門區(qū)，X1 燈滅，系統(tǒng)檢測電梯發(fā)生了意外移動，檢測子系統(tǒng)將會取消門鎖短接，此時電梯報故障，制動器制停電梯；（8）故障為5 級最高級別，此故障只能由專業(yè)技術(shù)人員在現(xiàn)場檢查電梯運(yùn)行狀態(tài)并修復(fù)，檢修狀態(tài)下用操作器按“STOP/RES”鍵復(fù)位即可。

4 結(jié)論

轎廂意外移動產(chǎn)生的原因有很多種，轎廂意外移動保護(hù)就是起到發(fā)生在特定條件下的意外移動保護(hù)作用，避免傷害事件的發(fā)生。轎廂意外保護(hù)裝置一般可分為三個子系統(tǒng)，針對不同類型的電梯采用的組合方式也不同、保護(hù)方法不同，只有采用適合電梯類型的保護(hù)方案，不斷更新設(shè)計理念，才能起到可靠有效保護(hù)意外事故發(fā)生的目的。