黃奶秋,宋萌萌,肖順根

（寧德師范學(xué)院信息與機(jī)電工程學(xué)院,福建 寧德 352100）

隨著城市高層建筑的日益增加，電梯已然成為人們出行不可或缺的交通工具.而作為乘客日常頻繁接觸的電梯重要部件——門(mén)系統(tǒng)，肩負(fù)著保障乘客生命財(cái)產(chǎn)安全的重要使命.電梯因門(mén)回路故障引起各類人身傷害事故時(shí)有發(fā)生，門(mén)回路安全已成為電梯業(yè)界提升乘坐安全的焦點(diǎn).因此，有必要對(duì)電梯門(mén)回路檢測(cè)功能進(jìn)行分析研究.

1 檢規(guī)要求

2017年6月12日國(guó)家質(zhì)檢總局發(fā)布2017年第44號(hào)文，批準(zhǔn)對(duì)《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》（TSG T7001—2009，含第1 號(hào)修改單）修改，該修改單自2017年10月1日起施行.《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》（TSG T7001—2009，含第1號(hào)修改單和第2號(hào)修改單）（以下簡(jiǎn)稱《檢規(guī)》）里有關(guān)于電梯門(mén)系統(tǒng)的內(nèi)容增加了電梯層門(mén)標(biāo)識(shí)、層門(mén)門(mén)鎖裝置銘牌、轎門(mén)開(kāi)門(mén)限制裝置及轎門(mén)的開(kāi)啟、轎門(mén)與層門(mén)的旁路裝置、門(mén)的回路檢測(cè)功能等的要求.轎門(mén)與層門(mén)的旁路短接裝置是為方便作業(yè)人員對(duì)層、轎門(mén)觸點(diǎn)故障的維修并避免使用短接線而設(shè)置的一種功能；門(mén)回路檢測(cè)功能則是防止作業(yè)人員維修層、轎門(mén)觸點(diǎn)故障違規(guī)使用短接線，滯留短接線或是層、轎門(mén)觸點(diǎn)因非人為因素粘連，電梯繼續(xù)運(yùn)行可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果而要求設(shè)置的預(yù)防措施.這兩項(xiàng)要求的增加提高電梯門(mén)系統(tǒng)電氣運(yùn)行的安全性，尤其是門(mén)回路檢測(cè)功能基本上杜絕了因電梯門(mén)回路故障而發(fā)生電梯“開(kāi)門(mén)走車(chē)”的現(xiàn)象.

《檢規(guī)》附件A 中規(guī)定電梯必須具備門(mén)回路檢測(cè)功能，轎廂處于開(kāi)鎖區(qū)域范圍內(nèi)、層門(mén)門(mén)鎖釋放且轎門(mén)開(kāi)啟時(shí)，如果驗(yàn)證轎門(mén)閉合、層門(mén)鎖緊的電氣安全裝置和轎門(mén)監(jiān)控信號(hào)出現(xiàn)故障，該功能立即監(jiān)測(cè)并停止電梯的正常進(jìn)行[1].這里強(qiáng)調(diào)電梯門(mén)的回路檢測(cè)發(fā)生的時(shí)刻、狀態(tài)、結(jié)果.自《檢規(guī)》執(zhí)行以來(lái)，對(duì)門(mén)回路檢測(cè)項(xiàng)目檢驗(yàn)過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題，筆者將對(duì)該項(xiàng)目檢驗(yàn)進(jìn)行分析探討.

2 工作原理

目前業(yè)界應(yīng)用的門(mén)回路檢測(cè)模式有3 種.1）安全電路作為檢測(cè)系統(tǒng).采用安全電路作為門(mén)回路檢測(cè)的基本電氣原理圖如圖1所示，該檢測(cè)系統(tǒng)程序簡(jiǎn)單、成本低廉，目前被普遍采用.2）專用模塊作為檢測(cè)系統(tǒng).電路引入測(cè)試電壓模塊，電氣原理如圖2所示，電梯到站平層開(kāi)門(mén)后，在層、轎門(mén)鎖回路上接通直流電壓，通過(guò)檢測(cè)模塊檢測(cè)點(diǎn)上檢測(cè)的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)層、轎門(mén)鎖回路的判斷.3）可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)（PESSRAL）檢測(cè)系統(tǒng).系統(tǒng)中不具備單獨(dú)的門(mén)回路檢測(cè)電路或裝置，通過(guò)檢查采集到的信號(hào)和正常運(yùn)行時(shí)值對(duì)比實(shí)現(xiàn)門(mén)的閉環(huán)回路檢測(cè)功能，日常實(shí)際檢驗(yàn)工作中，第2種、第3種檢測(cè)模式應(yīng)用較少，因此就目前廣泛應(yīng)用的第1種檢測(cè)模式展開(kāi)探討.

圖1 門(mén)回路檢測(cè)基本原理圖Fig.1 Schematic diagram of gate loop detection

圖2 采用專用模塊檢測(cè)的電氣原理圖Fig.2 Electrical schematic diagram using special module detection

由圖1電氣原理圖可知，電梯利用安全電路輸出短接門(mén)鎖功能，當(dāng)電梯?？吭趯诱?，層門(mén)和轎門(mén)完全打開(kāi)時(shí)，控制系統(tǒng)輸出短接SO1 和SO2 觸點(diǎn)指令，短接門(mén)鎖，然后通過(guò)層門(mén)和轎門(mén)門(mén)鎖觸點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)X3 有無(wú)電壓來(lái)判斷層門(mén)和轎門(mén)觸點(diǎn)是否存在故障.當(dāng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)X3監(jiān)測(cè)到電壓時(shí)，控制系統(tǒng)輸出指令電梯停止運(yùn)行.層門(mén)、轎門(mén)狀態(tài)與門(mén)鎖監(jiān)測(cè)點(diǎn)X3、門(mén)鎖回路監(jiān)測(cè)點(diǎn)X5狀態(tài)如表1所示.具備轎廂運(yùn)行的預(yù)備操作和門(mén)開(kāi)著情況下的平層和再平層控制功能的電梯[2]，門(mén)回路檢測(cè)時(shí)，電梯利用裝于層、轎門(mén)門(mén)鎖回路的橋接或旁接電路中的安全電路，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能.轎門(mén)監(jiān)控信號(hào)的監(jiān)測(cè)獨(dú)立于層、轎門(mén)電氣安全回路以及層、轎門(mén)鎖回路和安全回路，它能以電氣安全觸點(diǎn)的形式設(shè)置，也能以非電氣安全觸點(diǎn)的形式設(shè)置光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)、轎門(mén)到位驗(yàn)證開(kāi)關(guān)、電磁感應(yīng)開(kāi)關(guān)，甚至是門(mén)機(jī)編碼器信號(hào)開(kāi)關(guān).程序?qū)⒈O(jiān)測(cè)到信號(hào)X2與轎門(mén)狀態(tài)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)異常即停止電梯運(yùn)行.

表1 X3、X5監(jiān)測(cè)點(diǎn)狀態(tài)表Tab.1 X3,X5 monitoring point status table

為詳細(xì)分析電梯門(mén)回路檢測(cè)發(fā)生過(guò)程，將電梯運(yùn)行平層到站到關(guān)門(mén)到位過(guò)程分為6個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)：平層到站、開(kāi)門(mén)、開(kāi)門(mén)到位、開(kāi)始關(guān)門(mén)、關(guān)門(mén)、關(guān)門(mén)到位，其過(guò)程如圖3所示.《檢規(guī)》強(qiáng)調(diào)轎廂在電梯開(kāi)鎖區(qū)域范圍內(nèi)、轎門(mén)開(kāi)啟后且層門(mén)門(mén)鎖釋放的時(shí)候才開(kāi)始進(jìn)行門(mén)的回路檢測(cè).《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB7588—2003 含第1 號(hào)修改單）（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）中對(duì)電梯層轎門(mén)的開(kāi)鎖區(qū)域作了詳細(xì)規(guī)定，規(guī)定該區(qū)域應(yīng)限制在層站地面上下0.2 m范圍內(nèi)，除非用機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)層門(mén)和轎門(mén)同時(shí)動(dòng)作，該區(qū)域可以限制在層站地面上下0.35 m范圍內(nèi).在該區(qū)域內(nèi)，轎門(mén)開(kāi)啟包括轎廂預(yù)備操作和平層和再平層時(shí)轎門(mén)的開(kāi)啟.同時(shí)《規(guī)范》表示在轎廂動(dòng)作前層門(mén)必須被可靠地鎖緊在閉合位置，鎖緊應(yīng)當(dāng)由一個(gè)符合要求的電氣安全裝置驗(yàn)證.但層門(mén)有效鎖緊前，轎廂可進(jìn)行運(yùn)行的預(yù)備操作[3].除轎廂預(yù)備操作和平層和再平層外，層門(mén)門(mén)鎖釋放時(shí)轎廂必須停止運(yùn)行.因此，電梯從開(kāi)門(mén)開(kāi)始到關(guān)門(mén)到位期間的運(yùn)行過(guò)程中，甚至在轎廂預(yù)備操作和平層和再平層時(shí)，都處于轎門(mén)開(kāi)啟、層門(mén)門(mén)釋放狀態(tài).在這期間進(jìn)行門(mén)回路檢測(cè)都符合《檢規(guī)》要求，都能達(dá)到安全檢測(cè)的水平[4].但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，為避免電梯運(yùn)行過(guò)程中門(mén)回路檢測(cè)發(fā)現(xiàn)故障，停梯運(yùn)行給乘客帶來(lái)不良乘運(yùn)體驗(yàn)，不在轎廂預(yù)備操作和平層和再平層時(shí)進(jìn)行門(mén)回路檢測(cè).同時(shí)，為方便系統(tǒng)控制，常常將原有的開(kāi)門(mén)到位信號(hào)作為檢測(cè)開(kāi)始觸發(fā)信號(hào)，而將門(mén)回路檢測(cè)的時(shí)機(jī)設(shè)定在開(kāi)門(mén)到位到開(kāi)始關(guān)門(mén)這段時(shí)間內(nèi).結(jié)合《規(guī)范》對(duì)驗(yàn)證轎門(mén)和層門(mén)閉合的電氣安全裝置規(guī)定：1、每個(gè)轎門(mén)必須設(shè)置符合電氣安全要求的裝置來(lái)證實(shí)轎門(mén)處于閉合位置，從而滿足轎廂不能啟動(dòng)和停止運(yùn)行的要求.2、當(dāng)層門(mén)與轎門(mén)聯(lián)動(dòng)水平滑動(dòng)時(shí)，如果層門(mén)的鎖緊裝置必須建立在層門(mén)有效關(guān)閉的基礎(chǔ)上，則該裝置亦可作為層門(mén)的閉合驗(yàn)證裝置[3].由此可知，門(mén)回路檢測(cè)包括轎門(mén)上所有驗(yàn)證門(mén)扇閉合的電氣安全裝置和監(jiān)控信號(hào)，以及層門(mén)上所有驗(yàn)證閉合和鎖緊的電氣安全裝置[5].

圖3 電梯平層工作過(guò)程示意圖Fig.3 Schematic diagram of the working process of elevator leveling

3 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)

《檢規(guī)》中對(duì)門(mén)的回路檢測(cè)功能的具體檢驗(yàn)方式方法并未作明確規(guī)定，而僅是提出可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模擬操作來(lái)檢查門(mén)的回路檢測(cè)功能.對(duì)于本文前述的第1 種門(mén)回路檢測(cè)模式，實(shí)際檢驗(yàn)工作中，將電梯?？恐聊硞€(gè)層站，斷開(kāi)電梯電源，根據(jù)門(mén)回路檢測(cè)電氣原理圖在控制柜或轎頂查找層門(mén)回路、轎門(mén)回路等子回路的接線端子，短接相應(yīng)的子回路連接點(diǎn)，模擬相應(yīng)子回路故障.接通電梯電源，啟動(dòng)若干召喚信號(hào)，電梯最遲應(yīng)在人為設(shè)置故障的層站開(kāi)門(mén)后至關(guān)門(mén)到位前停止運(yùn)行[6].該檢測(cè)模式，以回路作為檢測(cè)單元，現(xiàn)場(chǎng)必須將“大封線”并聯(lián)到子回路中，否則無(wú)法驗(yàn)證該電梯是否具備門(mén)回路檢測(cè)功能.

4 分析探討

由如圖1基本電氣原理圖的原理可知：1）該電路采用基于“大封線”模式檢測(cè)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于轎門(mén)回路，轎門(mén)全部安全觸點(diǎn)被短接或轎門(mén)回路被“大封線”并聯(lián)旁接；對(duì)于層門(mén)回路的層門(mén)門(mén)鎖鎖緊安全觸點(diǎn)和閉合安全觸點(diǎn)同時(shí)被短接或?qū)娱T(mén)回路被“大封線”并聯(lián)旁接，檢測(cè)回路才能檢測(cè)出故障.當(dāng)轎門(mén)部分觸點(diǎn)被短接或某層門(mén)僅短接單個(gè)鎖緊閉合觸點(diǎn)，門(mén)回路檢測(cè)無(wú)法檢測(cè)出故障[7].由間接機(jī)械連接的滑動(dòng)門(mén)門(mén)扇極易因連接斷裂分離未被鎖緊和閉合，而發(fā)生人員墜落或剪切事故.2）該電路在某層站時(shí)，轎門(mén)和層門(mén)門(mén)鎖上的安全觸點(diǎn)全都被短接，門(mén)回路檢測(cè)電路無(wú)法檢測(cè)區(qū)分具體的回路故障，這給維修人員排除門(mén)回路故障帶來(lái)困難的同時(shí)還伴有操作風(fēng)險(xiǎn).3）為方便對(duì)門(mén)回路檢測(cè)功能進(jìn)行全面分析探討，對(duì)圖1的基本電氣原理圖進(jìn)行擴(kuò)展，以貫通門(mén)形式為例，其電氣原理圖如圖4所示.當(dāng)電梯采用部分樓層貫通同時(shí)開(kāi)關(guān)門(mén)，部分制造單位并未對(duì)該檢測(cè)模式電路進(jìn)行升級(jí)，層門(mén)、轎門(mén)門(mén)回路檢測(cè)仍采用1 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)門(mén)鎖回路，該電路不止含有圖1電路的風(fēng)險(xiǎn)，還隱藏著更大的安全隱患：當(dāng)貫通門(mén)某個(gè)層站（k層站）同時(shí)開(kāi)關(guān)門(mén).一側(cè)轎門(mén)安全觸點(diǎn)GS1、GS2，同側(cè)層門(mén)安全觸點(diǎn)kDS1、kDS2 同時(shí)被短接或粘連時(shí)，該側(cè)轎門(mén)GS（FGS 或BGS）和層門(mén)kDS（kDSf或kDSb）處于連接狀態(tài)，檢測(cè)回路無(wú)法檢測(cè)出故障，也就是說(shuō)一側(cè)層、轎門(mén)門(mén)鎖回路故障，經(jīng)過(guò)一次開(kāi)關(guān)門(mén)檢測(cè)后，電梯仍能正常運(yùn)行.門(mén)回路檢測(cè)功能對(duì)貫通門(mén)任一側(cè)層、轎門(mén)的監(jiān)測(cè)完全處于“盲區(qū)”狀態(tài)，極大降低了電梯的安全性能.

圖4 貫通門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的門(mén)回路檢測(cè)電氣原理圖Fig.4 Electrical schematic diagram of door loop detection with simultaneous opening of through doors

為完善該門(mén)回路檢測(cè)模式的檢測(cè)功能，可以考慮作如下改進(jìn)：1)在門(mén)鎖回路上相應(yīng)位置增加檢測(cè)點(diǎn)，對(duì)各個(gè)層轎門(mén)甚至各個(gè)安全觸點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)門(mén)鎖回路的故障節(jié)點(diǎn).2)電路中引入檢測(cè)模塊，該模塊在電梯開(kāi)門(mén)后工作，對(duì)該層站的層轎門(mén)門(mén)鎖回路實(shí)施檢測(cè)，通過(guò)反饋信號(hào)判定門(mén)鎖的故障狀態(tài).

5 總結(jié)

為減少門(mén)回路故障引起傷害事故，增加電梯門(mén)回路檢測(cè)功能和電梯旁路功能，雖然這些功能從設(shè)備本體及操作性上杜絕門(mén)回路的人為違規(guī)操作，也會(huì)降低檢修人員對(duì)電梯門(mén)回路安全的警惕，但部分電路設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致功能失效，可能帶來(lái)另外一種意外風(fēng)險(xiǎn).因此，無(wú)論是電梯制造單位、施工單位還是檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)都不容忽視電梯門(mén)回路安全檢測(cè)功能的缺陷，尤其設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)應(yīng)綜合考慮各種情況的門(mén)回路故障，確保電梯安全運(yùn)行.