探討電梯電氣控制系統(tǒng)故障和維修技術(shù)

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(tǒng)

電梯的電氣控制系統(tǒng)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(tǒng)組成，能實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的操控和監(jiān)管顯示電梯的運(yùn)行狀態(tài)。電梯使用電氣控制系統(tǒng)，主要是為了解決安全問(wèn)題。確保電梯安全是依靠電氣安全回路實(shí)現(xiàn)的。目前我國(guó)使用的電梯大部分都是設(shè)有安全控制點(diǎn)、安全觸點(diǎn)以及安全電路的電氣系統(tǒng)，其特點(diǎn)是電梯主要的驅(qū)動(dòng)裝置都是直接使用硬件連接加以控制。這種電路結(jié)構(gòu)既能防止軟件程序錯(cuò)誤對(duì)電梯關(guān)鍵安全控制環(huán)節(jié)的威脅又能夠有效防止部分電磁干擾對(duì)電梯關(guān)鍵安全控制電氣環(huán)節(jié)的影響。目前電梯控制電氣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，存在著某些通過(guò)數(shù)字技術(shù)無(wú)法直接連接的管控方式。特別是在關(guān)乎使用者安全的電氣安全回路中最重要的門(mén)鎖觸點(diǎn)，目前為止還處于直接控制驅(qū)動(dòng)裝置的回路之外。這些程序的設(shè)計(jì)者過(guò)分依賴(lài)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(méi)有將門(mén)鎖觸點(diǎn)通過(guò)程序控制器連接到控制主驅(qū)動(dòng)裝置的電器上，這種控制方法在實(shí)踐中已經(jīng)對(duì)廣大使用者產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。所以，目前的電梯的電氣控制系統(tǒng)是不成熟但便捷的控制系統(tǒng)，在整個(gè)電梯組成中，擔(dān)任了“大腦”的工作角色，電梯電氣控制系統(tǒng)圖如圖1所示。

圖1 電梯電氣控制系統(tǒng)

2 系統(tǒng)故障

2.1 操控裝置故障

（1）操控裝置故障是最常見(jiàn)故障，由于操控裝置的異常而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)裝置、制動(dòng)器控制電器的失控將可能直接造成轎廂開(kāi)門(mén)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，極易發(fā)生剪切事故。操控裝置故障最直觀(guān)的故障在于影響了電梯門(mén)聯(lián)鎖系統(tǒng)的正常運(yùn)作。電梯門(mén)線(xiàn)路組成中控制轎門(mén)和廳門(mén)的系統(tǒng)多為串聯(lián)組成，正常工作的電梯門(mén)轎門(mén)是優(yōu)先接受信號(hào)控制主動(dòng)開(kāi)關(guān)，而廳門(mén)系統(tǒng)是由轎門(mén)被動(dòng)牽引而開(kāi)關(guān)的，其二者多為聯(lián)動(dòng)工作。例如在事故中，電梯就出現(xiàn)了電梯運(yùn)行停止但是當(dāng)受害者強(qiáng)行開(kāi)啟轎門(mén)時(shí)，廳門(mén)也一起跟著打開(kāi)導(dǎo)致。因此，電梯門(mén)的電氣操控裝置出現(xiàn)問(wèn)題，通常只會(huì)影響到電梯雙門(mén)的正常運(yùn)行。

（2）操控裝置會(huì)影響安全保護(hù)系統(tǒng)，安全保護(hù)系統(tǒng)是防止乘客人身安全受到危害的重要系統(tǒng)，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(xiàn)為，電梯速度過(guò)快或者過(guò)慢，超重未提示等問(wèn)題。而這類(lèi)問(wèn)題屬于隱蔽的故障類(lèi)型，其系統(tǒng)故障大部分沒(méi)有直接的表象會(huì)提前預(yù)知，因此這類(lèi)故障也是在電梯日常保養(yǎng)中應(yīng)該重點(diǎn)排查的安全隱患。

（3）操控裝置故障會(huì)影響曳引機(jī)的運(yùn)行而導(dǎo)致曳引系統(tǒng)失靈，這是導(dǎo)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(zhuǎn)式失速。除此之外，由于電梯曳引機(jī)多使用三相異步電動(dòng)機(jī)，因此還容易出現(xiàn)飛車(chē)式失速，導(dǎo)致電梯快速的上升或者下降，對(duì)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(tǒng)裝置，平層裝置故障會(huì)導(dǎo)致電梯無(wú)法正確停在電梯門(mén)口處，導(dǎo)致錯(cuò)層夾層問(wèn)題。例如在這次事故中，電梯的平層裝置就發(fā)生了故障，電梯并沒(méi)有準(zhǔn)確停靠在樓層的廳門(mén)處，而是停在了6~7樓的夾層之間，直接導(dǎo)致受害者從電梯和廳門(mén)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(dǎo)致轎廂體損壞、曳引鋼絲繩脫落以及導(dǎo)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(tǒng)故障會(huì)引起電梯轎廂?？繕菍渝e(cuò)誤亦或者無(wú)法選擇樓層，顯示器故障會(huì)導(dǎo)致屏幕顯示停靠樓層錯(cuò)誤或者電梯運(yùn)行狀態(tài)以及顯示載重錯(cuò)誤。在事故中，電梯的選層器就先出現(xiàn)了無(wú)法工作，而顯示器本應(yīng)顯示六或七樓，卻意外顯示了二樓，導(dǎo)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(tǒng)關(guān)系著承載人能否正常使用電梯功能，控制柜故障直接表現(xiàn)為電梯運(yùn)行與選層器脫軌。例如在這次事故中便出現(xiàn)了這種情況，乘客選擇了二樓，但是電梯卻默認(rèn)將電梯抬升到了六樓，而且位置顯示器卻沒(méi)有對(duì)其做出判斷。這也說(shuō)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(gè)裝置出現(xiàn)故障大部分不會(huì)相互影響，但是一旦身為電梯“心臟”的控制柜發(fā)生故障，就會(huì)引起別的裝置發(fā)生故障。

3 電氣控制系統(tǒng)的故障排查和維修

3.1 電梯運(yùn)行前電氣系統(tǒng)故障處理

電梯在運(yùn)行安裝及投入運(yùn)作之前都要進(jìn)行電氣系統(tǒng)的故障排查，主要是為了避免電梯在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的故障。在安裝之前，雖然目前電梯使用多為集成驅(qū)動(dòng)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(guī)模集成電路對(duì)電氣控制系統(tǒng)的電磁干擾。電氣控制系統(tǒng)是依靠集成電路數(shù)模轉(zhuǎn)換的方法實(shí)現(xiàn)控制，因此，電磁干擾會(huì)嚴(yán)重影響電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作。在安裝時(shí)，工程師就應(yīng)該原理高頻率的動(dòng)力線(xiàn)，壓縮中線(xiàn)路的寬度并且盡可能縮短線(xiàn)路長(zhǎng)度，以減少電氣控制系統(tǒng)受到的影響[1]。其次，為了保證電梯運(yùn)行安全，要在電梯正式投入運(yùn)行之前檢查安全部件，電梯所有安全部件都串聯(lián)在一個(gè)安全開(kāi)關(guān)上，要在電梯投入運(yùn)行之前，確保所有的安全部件安裝完成并且與安全開(kāi)關(guān)完美吸合才能允許電梯投入使用。

3.2 電梯運(yùn)行后電氣系統(tǒng)故障處理

若電梯投入使用之后出現(xiàn)了故障，我們首先應(yīng)該冷靜分析，捋清維修思路，遵循先直觀(guān)后隱藏，有外至里，由易到難的問(wèn)題處理順序進(jìn)行。以事故的善后維修工作為例，首先由直觀(guān)法確認(rèn)電梯目前處于停止的狀態(tài)，且主控中心無(wú)法直接受到電梯異常的信號(hào)，曳引機(jī)停止運(yùn)行，電梯門(mén)緊閉不開(kāi)，這時(shí)應(yīng)該懷疑是控制裝置發(fā)生故障，那便要優(yōu)先解決這類(lèi)直觀(guān)問(wèn)題。維修時(shí)遵循從外到里的原則，優(yōu)先處理控制電梯門(mén)系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，因?yàn)?0%的電梯門(mén)開(kāi)關(guān)異常都是由于控制系統(tǒng)異常而導(dǎo)致關(guān)門(mén)機(jī)故障而引起的庫(kù)門(mén)緊閉。這時(shí)，應(yīng)該先對(duì)電梯門(mén)系統(tǒng)回路進(jìn)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(mén)鎖的故障。之后確保在檢修狀態(tài)下，在控制屏分別短接廳門(mén)鎖和廳門(mén)鎖，控制變量法即可分出是廳門(mén)部分出現(xiàn)故障還是轎門(mén)部分出現(xiàn)故障。如果是廳門(mén)部分發(fā)生故障，則在檢修狀態(tài)下，短接廳門(mén)鎖回路，以檢修速度運(yùn)行電梯，逐層檢查每道廳門(mén)聯(lián)鎖接觸情況。排除電梯門(mén)系統(tǒng)的故障后，再去排查其他隱藏的故障。

3.3 電梯維護(hù)過(guò)程中電氣系統(tǒng)故障處理

在電梯日常維護(hù)排故中，電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障80%以上的原因是由于電梯所選的電器元件不能適應(yīng)電梯運(yùn)行的要求。其中繼電器、接觸器組成的有觸點(diǎn)控制的電梯，由于其接頭和觸頭敏眾多，常常是事故的多發(fā)地帶，因此所有電梯大多都配置了故障嗡測(cè)保護(hù)器。用來(lái)監(jiān)測(cè)電梯的工作及外電源的當(dāng)前狀況，有了這個(gè)保護(hù)器就能對(duì)當(dāng)前的狀況進(jìn)行快速分析，快速地給出確切結(jié)果，如果出現(xiàn)了未知錯(cuò)誤的警報(bào)，就要進(jìn)行人工排查，切斷電梯的拖動(dòng)，使用保護(hù)器進(jìn)行排故。多見(jiàn)的維護(hù)時(shí)的故障主要有幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題和解決辦法：①最常見(jiàn)的故障是位置顯示器失靈，表現(xiàn)大部分都是樓層顯示錯(cuò)誤。處理辦法是先確認(rèn)是否是位置顯示的LED顯示器失靈導(dǎo)致的顯數(shù)錯(cuò)誤，若LED顯示器工作正常則檢查內(nèi)置的數(shù)字選擇器工作是否正常，若是數(shù)字集成電路損壞或接觸不良導(dǎo)致，也要先通知控制臺(tái)開(kāi)啟維修模式后斷電進(jìn)行更換或者維修工作；②排鍵按鈕失靈，其表現(xiàn)為，無(wú)法通過(guò)排鍵按鈕對(duì)電梯進(jìn)行控制，導(dǎo)致這種問(wèn)題的主要原因有兩種：a.控制柜程序錯(cuò)誤，使電梯無(wú)法接受到正常的控制信號(hào)，但是這種情況往往伴隨電梯其他問(wèn)題不會(huì)單獨(dú)出現(xiàn)；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(duì)電梯的超載輕載等信號(hào)不做反應(yīng)，輕載時(shí)發(fā)出超載的情況很容易在日常維護(hù)中發(fā)現(xiàn)，而超載不警報(bào)的情況卻不易辨別，這便要求我們?cè)谌粘z修中不能停留在眼前的故障，要對(duì)潛在的故障一次進(jìn)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(jié)語(yǔ)

人口不斷增長(zhǎng)而土地?cái)?shù)量有限的今天，樓房高層化已成為目前建筑業(yè)的主要形式，電梯逐漸成為人類(lèi)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(guān)的熱門(mén)話(huà)題，對(duì)此，將電梯系統(tǒng)的故障與維修方法系統(tǒng)化已成為我們的必要工作，以時(shí)刻確保電梯的安全運(yùn)行。