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摘要:进入21世纪随着科技的快速发展,电梯行业也进入了快速发展的行列,人们对电梯的要求也越来越高。电梯逐步进入了高速化、智能化、绿色节能的关键发展阶段。随之对电梯的控制系统要求越来越高。文章对电梯电气控制系统的发展、结构、常见故障、安全性进行了剖析。论述了电梯电气控制系统的重要性,希望电梯制造企业在设计、制造、安装、改造和调试过程中加以重视,以进一步完善我国电梯运行的舒适性、安全性,为人们的生活出行提供更加便利舒适的乘载工具。
关键词:电梯电气;电气控制发展;电气结构;常见故障;安全性能
前言:电梯由诸多个控制系统组成,大致可分为电气控制系统、导向系统、曳引系统、门系统、轿厢、重量平衡系统、电力拖动系统、安全保护系统等八大系统组成。当电梯出现故障停止运行时,每个系统都有可能出现故障问题,但据统计电气系统部分占了全部故障的80%~90%,故本文对电梯电气系统进行了详细的论述和常见故障问题进行分析。希望能够对电梯电气控制安全方面起到一定的帮助作用。
一、电梯电气控制系统的发展历程
1.以继电器和接触器为主要元器件作为电气控制系统。其优点是:工作原理直观容易理解,初学者容易接受,可作为教学讲解用。缺点是:使用故障点多、逻辑电路相当复杂、可靠性较差、元器件数量多且体积大、维修难度较大。
2.以交流调压调速技术作为电气控制系统。其优点是:容易理解。缺点是:电路相当复杂、调试较烦琐、存在较大的平层误差、日常维修工作量大和易受环境变化的影响。
3.以PLC作为电气控制系统,加上通用变频器或电梯专用变频器。其优点是:系统整体性能不错、有较高的可靠性。缺点是:占用空间较大、可能存在的故障点相对较多,资源利用不够充分,维修不便。
4.以微机板控制作为电气控制系统。其特点是稳定性高,可兼容智能系统。其以显著的性价比引领市场和技术走向,给电梯从业人员在调试、维修和保养上节省了大量时间,成本大幅降低。
目前在用电梯中使用继电器控制和交流调压调速控制已几乎没有了,PLC控制在客梯中也已很少见,货梯、扶梯、杂物梯中还有部分PLC控制。以微机板控制作为电气控制系统具有便捷、简单、稳定性好、节省能源等优点,其已成为当今电梯电气控制系统的主流趋势。
二、电梯电气控制系统结构及常见故障
电梯的控制主要是指对电梯曳引电动机的启动、减速、停止、运行方向、选层停车、楼层显示、层站召唤、轿厢内召指令、安全保护等信号进行处理和管理及对开关门电动机控制。控制系统为实现以上的一系列动作,主要是由以下的部件装置实现调节控制:电气控制柜、操纵箱、指层器、召唤盒、平层装置、检修开关、层楼检测器、安全保护器件、曳引电动机、电磁制动器、开关门电器等部件组成。以上的控制装置中根据位置和原理可分为以下的几个控制模块回路结构:
1.电梯电气控制柜模块。该部分也是电梯的控制中枢系统。该中枢系统可称为电梯的“大脑”中心。电梯控制系统的绝大部分的电器、电子元器件集中装在电气控制柜中。其主要作用是完成对电梯拖动系统的控制,从而实现对电梯功能的控制。电梯控制柜通常安装在电梯的机房里,控制柜的数量因电梯型号而定。有的电梯用一个电气控制柜,有的用两个或三个电气控制柜。电梯控制柜的主要部件有:控制电路板或控制器、变压器、桥堆和电容、空气开关或保险丝、继电器、接触器、变频器、电源线、信号线、端子或连接器等元件。电梯控制柜安装在曳引机旁边,是电梯的电气装置和信号控制中心。现代电梯档次高低主要取决于控制柜的先进性。它反映电梯功能的大小,可靠性高低及智能化水平的先进程度。
控制柜常见故障问题是由于继电器或接触器的线圈受到较大电流的冲击或者电弧烧蚀时,非常容易造成线圈烧坏,这时通常导致继电器、接触器所控制的整个电气回路不能动作。另外一种情况是,继电器或接触器的线圈没有烧坏,只烧坏其中的某个电气触点,从而导致触点粘连在一起,造成该回路短路;或者触点被尘埃阻断或触点的弹簧片失去弹性,就形成了断路。这种电气触点的烧坏,通常造成继电器或接触器该触点所控制的电气回路长期处于断开或接通状态。这种状态是很危险的,很容易造成电梯的误动作,即该断开时却接通。很多电梯事故就是出于该情况。
2.电气安全回路模块。所谓电气安全回路,就是在电梯各安全部件都装有一个电气安全开关,把所有的电气安全开关串联组成一个回路,控制一只安全继电器。只有所有电气安全开关都在接通的情况下,安全继电器吸合,电梯才能得电运行。 安全回路贯穿于电梯的每个安全部件,串联了每个安全部件的开关。常见的安全回路开关有:
(1).机房:控制屏急停开关、相序继电器、热继电器、限速器开关。
(2).井道:井道急停开关、上极限开关、下极限开关。
(3).地坑:断绳保护开关、地坑检修箱急停开关、缓冲器开关;
(4).轿内:操纵箱急停开关。
(5).轿顶:安全窗开关、安全钳开关、轿顶检修箱急停开关。
当电梯处于停止状态,所有信号不能登记,快车慢车均无法运行,首先怀疑是安全回路故障。应该到机房控制屏观察安全继电器的状态。如果安全继电器处于释放状态,则应判断为安全回路故障。 当安全回路其中的一个电气安全开关断开或者损坏都导致电梯停止运行。这时要逐步排查每段电气安全回路,直到找出电气安全回路的断开点。安全回路也是保障电梯维修人员的安全,如维修人员上轿顶维修作业时,首先要按下轿顶急停开关,以确保人身安全。
3.电气门系统联锁回路模块。电梯门系统回路的安全关系到乘客的乘梯生命安全,必须保证电梯在全部层门和轿门全部关闭后才能运行,在每扇层门及轿门上都装有门电气联锁开关。只有全部门电气联锁开关都全部接通的情况下,控制屏的门锁继电器方能吸合,电梯才能运行。检修时,在全部门关闭的状态下,到控制柜观察门锁继电器的状态,如果门锁继电器处于释放状态,则应判断为门锁回路断开。排查这种故障的方法是确保在检修状态下,在控制柜分开短接轿门锁和层门锁,辨别出是轿门部分还是层门部分故障。如果是轿门部分故障,则重新调整关闭好轿门;如果是层门部分故障,则在确保检修状态下,短接层门锁回路,以检修速度运行电梯,逐层检查每层层门系统是否关闭良好,并确认门系统电气联锁开关接触良好。在修复门锁回路故障后,一定要先取掉门锁短接线,方能将电梯恢复到快车状态。电梯轿门或层门处于打开状态时,如果电梯运行,乘客有被电梯轿厢剪切、挤压的风险,所以要进行定时对电梯门回路检测。其作用是确保只有电梯轿门、层门处于关闭状态时电梯才能启动运行。轿门锁或层门锁触点是电气安全装置,断开或闭合应动作可靠。即门打开时,门锁触点能够可靠断开。电梯门回路检测功能是有效检测电梯门是否被人为短接的有效手段,确保电梯的運行安全。 三、電梯电气控制系统安全性能
一个完善可靠的电梯电气控制系统是保护乘客的一道重要的防线,其安全性必须得到可靠的保证。然而在现实生活中,由于电气控制系统故障导致电梯困人、伤人事件仍有发生。例如如果门锁回路故障被短接,将会出现开门走梯的现象,很有可能会导致乘客重伤或死亡。其很大可能是维保人员在维修电梯时,短接了门锁回路,维修完成后,没有及时的取掉短接线,或者是维修电梯时没有做好电梯围蔽,乘客误进入电梯,这种错误的大意会造成严重的后果。这要求每个电梯从业人员都要高度重视。首先应当从电梯的设计生产质量出发,并完善其安全检测技术,在日常运行中,应加强电梯维护,做到定期检验。此外提高电梯从业人员的技术素质,加强电梯使用单位管理人员和乘客的安全意识,加强对电梯管理制度的完善。只要以上各方面齐进努力不断改善,并且提高电梯管理水平,才能正真提高电梯运行的安全性能。
结束语:
随着房地产行业的快速发展,电梯行业也随之快速增长。电梯已经成为我们日常生活的不可缺少的垂直运输工具。保证电梯的安全可靠运行,就是保障我们的生命安全。要求电梯制造企业在设计电气控制系统时,应充分考虑并且增加电梯的各个控制环节的安全系数,应达到不低于电梯标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的相关请求。电梯检验人员在检验过程中,亦应增强对电气控制系统的试验,严格按照GB50310-2002《电梯工程施工质量验收规范》相关要求把握好电梯投入使用前的质量关。日常电梯保养维修人员也应严格按照GB18775-2002《电梯维修规范》要求进行维护,并努力在实践中不断总结经验,提高改进电梯的安全性能,做到能够熟练判断电梯电气控制系统常见故障,找到电梯电气控制系统常见故障有效的排查方法和确实可行的维修方法。使电梯成为我们日常生活出行的安全乘载工具。
参考文献
[1].中华人民共和国国家标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》
[2].中华人民共和国国家标准GB50310-2002《电梯工程施工质量验收规范》
[3].中华人民共和国国家标准GB18775-2002《电梯维修规范》
[4].中华人民共和国国家标准TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则--曳引与强制驱动电梯》含1号修改单
关键词:电梯电气;电气控制发展;电气结构;常见故障;安全性能
前言:电梯由诸多个控制系统组成,大致可分为电气控制系统、导向系统、曳引系统、门系统、轿厢、重量平衡系统、电力拖动系统、安全保护系统等八大系统组成。当电梯出现故障停止运行时,每个系统都有可能出现故障问题,但据统计电气系统部分占了全部故障的80%~90%,故本文对电梯电气系统进行了详细的论述和常见故障问题进行分析。希望能够对电梯电气控制安全方面起到一定的帮助作用。
一、电梯电气控制系统的发展历程
1.以继电器和接触器为主要元器件作为电气控制系统。其优点是:工作原理直观容易理解,初学者容易接受,可作为教学讲解用。缺点是:使用故障点多、逻辑电路相当复杂、可靠性较差、元器件数量多且体积大、维修难度较大。
2.以交流调压调速技术作为电气控制系统。其优点是:容易理解。缺点是:电路相当复杂、调试较烦琐、存在较大的平层误差、日常维修工作量大和易受环境变化的影响。
3.以PLC作为电气控制系统,加上通用变频器或电梯专用变频器。其优点是:系统整体性能不错、有较高的可靠性。缺点是:占用空间较大、可能存在的故障点相对较多,资源利用不够充分,维修不便。
4.以微机板控制作为电气控制系统。其特点是稳定性高,可兼容智能系统。其以显著的性价比引领市场和技术走向,给电梯从业人员在调试、维修和保养上节省了大量时间,成本大幅降低。
目前在用电梯中使用继电器控制和交流调压调速控制已几乎没有了,PLC控制在客梯中也已很少见,货梯、扶梯、杂物梯中还有部分PLC控制。以微机板控制作为电气控制系统具有便捷、简单、稳定性好、节省能源等优点,其已成为当今电梯电气控制系统的主流趋势。
二、电梯电气控制系统结构及常见故障
电梯的控制主要是指对电梯曳引电动机的启动、减速、停止、运行方向、选层停车、楼层显示、层站召唤、轿厢内召指令、安全保护等信号进行处理和管理及对开关门电动机控制。控制系统为实现以上的一系列动作,主要是由以下的部件装置实现调节控制:电气控制柜、操纵箱、指层器、召唤盒、平层装置、检修开关、层楼检测器、安全保护器件、曳引电动机、电磁制动器、开关门电器等部件组成。以上的控制装置中根据位置和原理可分为以下的几个控制模块回路结构:
1.电梯电气控制柜模块。该部分也是电梯的控制中枢系统。该中枢系统可称为电梯的“大脑”中心。电梯控制系统的绝大部分的电器、电子元器件集中装在电气控制柜中。其主要作用是完成对电梯拖动系统的控制,从而实现对电梯功能的控制。电梯控制柜通常安装在电梯的机房里,控制柜的数量因电梯型号而定。有的电梯用一个电气控制柜,有的用两个或三个电气控制柜。电梯控制柜的主要部件有:控制电路板或控制器、变压器、桥堆和电容、空气开关或保险丝、继电器、接触器、变频器、电源线、信号线、端子或连接器等元件。电梯控制柜安装在曳引机旁边,是电梯的电气装置和信号控制中心。现代电梯档次高低主要取决于控制柜的先进性。它反映电梯功能的大小,可靠性高低及智能化水平的先进程度。
控制柜常见故障问题是由于继电器或接触器的线圈受到较大电流的冲击或者电弧烧蚀时,非常容易造成线圈烧坏,这时通常导致继电器、接触器所控制的整个电气回路不能动作。另外一种情况是,继电器或接触器的线圈没有烧坏,只烧坏其中的某个电气触点,从而导致触点粘连在一起,造成该回路短路;或者触点被尘埃阻断或触点的弹簧片失去弹性,就形成了断路。这种电气触点的烧坏,通常造成继电器或接触器该触点所控制的电气回路长期处于断开或接通状态。这种状态是很危险的,很容易造成电梯的误动作,即该断开时却接通。很多电梯事故就是出于该情况。
2.电气安全回路模块。所谓电气安全回路,就是在电梯各安全部件都装有一个电气安全开关,把所有的电气安全开关串联组成一个回路,控制一只安全继电器。只有所有电气安全开关都在接通的情况下,安全继电器吸合,电梯才能得电运行。 安全回路贯穿于电梯的每个安全部件,串联了每个安全部件的开关。常见的安全回路开关有:
(1).机房:控制屏急停开关、相序继电器、热继电器、限速器开关。
(2).井道:井道急停开关、上极限开关、下极限开关。
(3).地坑:断绳保护开关、地坑检修箱急停开关、缓冲器开关;
(4).轿内:操纵箱急停开关。
(5).轿顶:安全窗开关、安全钳开关、轿顶检修箱急停开关。
当电梯处于停止状态,所有信号不能登记,快车慢车均无法运行,首先怀疑是安全回路故障。应该到机房控制屏观察安全继电器的状态。如果安全继电器处于释放状态,则应判断为安全回路故障。 当安全回路其中的一个电气安全开关断开或者损坏都导致电梯停止运行。这时要逐步排查每段电气安全回路,直到找出电气安全回路的断开点。安全回路也是保障电梯维修人员的安全,如维修人员上轿顶维修作业时,首先要按下轿顶急停开关,以确保人身安全。
3.电气门系统联锁回路模块。电梯门系统回路的安全关系到乘客的乘梯生命安全,必须保证电梯在全部层门和轿门全部关闭后才能运行,在每扇层门及轿门上都装有门电气联锁开关。只有全部门电气联锁开关都全部接通的情况下,控制屏的门锁继电器方能吸合,电梯才能运行。检修时,在全部门关闭的状态下,到控制柜观察门锁继电器的状态,如果门锁继电器处于释放状态,则应判断为门锁回路断开。排查这种故障的方法是确保在检修状态下,在控制柜分开短接轿门锁和层门锁,辨别出是轿门部分还是层门部分故障。如果是轿门部分故障,则重新调整关闭好轿门;如果是层门部分故障,则在确保检修状态下,短接层门锁回路,以检修速度运行电梯,逐层检查每层层门系统是否关闭良好,并确认门系统电气联锁开关接触良好。在修复门锁回路故障后,一定要先取掉门锁短接线,方能将电梯恢复到快车状态。电梯轿门或层门处于打开状态时,如果电梯运行,乘客有被电梯轿厢剪切、挤压的风险,所以要进行定时对电梯门回路检测。其作用是确保只有电梯轿门、层门处于关闭状态时电梯才能启动运行。轿门锁或层门锁触点是电气安全装置,断开或闭合应动作可靠。即门打开时,门锁触点能够可靠断开。电梯门回路检测功能是有效检测电梯门是否被人为短接的有效手段,确保电梯的運行安全。 三、電梯电气控制系统安全性能
一个完善可靠的电梯电气控制系统是保护乘客的一道重要的防线,其安全性必须得到可靠的保证。然而在现实生活中,由于电气控制系统故障导致电梯困人、伤人事件仍有发生。例如如果门锁回路故障被短接,将会出现开门走梯的现象,很有可能会导致乘客重伤或死亡。其很大可能是维保人员在维修电梯时,短接了门锁回路,维修完成后,没有及时的取掉短接线,或者是维修电梯时没有做好电梯围蔽,乘客误进入电梯,这种错误的大意会造成严重的后果。这要求每个电梯从业人员都要高度重视。首先应当从电梯的设计生产质量出发,并完善其安全检测技术,在日常运行中,应加强电梯维护,做到定期检验。此外提高电梯从业人员的技术素质,加强电梯使用单位管理人员和乘客的安全意识,加强对电梯管理制度的完善。只要以上各方面齐进努力不断改善,并且提高电梯管理水平,才能正真提高电梯运行的安全性能。
结束语:
随着房地产行业的快速发展,电梯行业也随之快速增长。电梯已经成为我们日常生活的不可缺少的垂直运输工具。保证电梯的安全可靠运行,就是保障我们的生命安全。要求电梯制造企业在设计电气控制系统时,应充分考虑并且增加电梯的各个控制环节的安全系数,应达到不低于电梯标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的相关请求。电梯检验人员在检验过程中,亦应增强对电气控制系统的试验,严格按照GB50310-2002《电梯工程施工质量验收规范》相关要求把握好电梯投入使用前的质量关。日常电梯保养维修人员也应严格按照GB18775-2002《电梯维修规范》要求进行维护,并努力在实践中不断总结经验,提高改进电梯的安全性能,做到能够熟练判断电梯电气控制系统常见故障,找到电梯电气控制系统常见故障有效的排查方法和确实可行的维修方法。使电梯成为我们日常生活出行的安全乘载工具。
参考文献
[1].中华人民共和国国家标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》
[2].中华人民共和国国家标准GB50310-2002《电梯工程施工质量验收规范》
[3].中华人民共和国国家标准GB18775-2002《电梯维修规范》
[4].中华人民共和国国家标准TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则--曳引与强制驱动电梯》含1号修改单