西门子PLC模块6ES7215-1HF40-0XB0型号规格

电梯安全检验技术案例

2.1 浅谈上行超速保护装置及其检验

gb新标准9.10项及9.10.1至9.10.11项对轿厢上行超速保护装置做出了明确的要求。其中9.10.4项规定“该装置应作用于a)轿厢；或b)对重；或c)钢丝绳系统(悬挂绳或补偿绳)；或d)曳引轮(例如直接作用在曳引轮，或作用于靠近曳引轮的曳引轮轴上)。根据该项规定，电梯制造企业采用了不同形式的轿厢上行超速保护装置，常见的有

(1) 双向安全钳；

(2) 对重安全钳；

(3) 夹绳器；

(4) 直接利用电梯制动器作为轿厢上行超速保护装置。

为描述方便，在本文中笔者把减速元件为执行机构，把使轿厢上行超速保护装置动作的速度监控部件称为触发机构。上述四种不同的轿厢上行超速保护装置，其实只是执行机构作用的部位及形式不同，其触发机构大都是相同的限速器。双向安全钳是作用在轿厢上的，其触发机构大都采用双向限速器；对重安全钳是作用在对重上的，其触发机构大都采用对重限速器；夹绳器是作用在钢丝绳上的，其触发机构一般是限速器；制动器是作用在靠近曳引轮的曳引轮轴上，其其触发机构就是是限速器。制动器作为上行超速保护装置初曾有争议，笔者认为是符合要求的。9.10.2项规定：该装置应能在没有那些在电梯正常运行时控制速度、减速或停车的部件参与下，达到9.10.1的要求，除非这些部件存在内部的冗余度。该装置在动作时，可以由与轿厢连接的机械装置协助完成，无论此机械装置是否有其他用途。又据12.4.2.1所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。所以说符合gb《电梯制造与安装安全规范》要求的制动器是存在内部冗余的，从而是符合9.10.2项的，故制动器是可以作为上行超速保护装置的执行机构(减速元件)的。

不论何种形式的轿厢上行超速保护装置，其动作原理都是相同的。当速度监控元件检测到轿厢速度失控(9.10.1规定：速度下限是电梯额定速度的115%，上限是9.9.3(对重(或平衡重)安全钳的限速器的动作速度应大于9.9.1规定的轿厢安全钳的限速器动作速度，但不得超过10%)规定的速度)时，执行机构(即减速元件)动作，使轿厢制停或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围。

根据动作原理，可采用如下检验方法：人为使电梯轿厢上行超速(切断主电源，把空载轿厢停在合适的位置，松开抱闸，使电梯轿厢向上溜车至超速)，检查触发装置能否动作，检查执行机构能可靠动作。但对提升高度较低的电梯来讲，溜车可能并不能超速，这种情况笔者建议分两步来进行检验，一检验触发机构(速度监控元件)能否有效动作，检验方法参见《电梯监督检验规程》限速器的检验。二是检验执行机构能否可靠动作。这又分两种情况，双向安全钳、对重安全钳、夹绳器的检验可参考《电梯监督检验规程》轿厢安全钳的检验方法；制动器的检验可采用如下方法：轿厢空载上行至合适位置切断主电源，检查轿厢是否可靠置停。这里补充说明一下，目前市场上采用永磁同步主机的电梯，部分厂家通过简单的线路设计使电梯在溜车时发电制动，从而实现上行超速保护功能。检验时首先切断主电源，把空载轿厢停在合适的位置，松开抱闸，使电梯轿厢向上溜车，检查轿厢是否以低速向上移动。

2.2 杂物电梯时间控制器及其检验

《杂物电梯监督检验规程》3.6项规定：对于曳引驱动的杂物电梯，应设置一个在杂物电梯运行时间大于正常运行时间10s以前，使电梯驱动主机停止运转，并使其保持停止状态的装置。

大部分的杂物电梯是通过控制器内部的时间继电器(如plc内部时间继电器)来计时，达到设定值时，控制器输出指令，使抱闸接触器动作，抱闸线圈失电制停驱动主机并使其保持停止状态。也有外加时间继电器来实现上述功能的，但其原理都是相同的。笔者在本文把实现上述功能的装置通称为时间控制器。

《杂物电梯监督检验规程》对3.6项给出的检验方法是：短接下极限开关，轿厢下行并完全压缩缓冲器，在限定时间前，查验主机电源是否被切断。笔者具体操作分3个步骤。1：先检测电梯全程运行t1；2：再短下接极限开关，检测电梯全程下行至停止的时间t2；3：比较：若t2-t1＜10s，则该项合格。笔者认为短接上极限上行与短接下极限下行效果相同。

在实际工作中，笔者曾用另外两种方法与上述方法比对，结果相同。第1步与第2步同上，区别在第2步。其一是：轿厢停在顶层，切断主电源，拆掉电机三相电源线或拆掉与电机相连的运行接触器的线圈电源，然后给底楼指令，从给指令开始计时，至抱闸接触器失电止测得时间t2；其二是拆去轿顶平层感应器接线，轿厢停在一层， 给顶楼指令，从给指令开始至抱闸动作失电止测得时间t2，欢迎业内读者进行方法比对。

3 开门走梯事故分析

3.1 事故描述

某年某月某日某电缆厂。当搬运工乘电梯到达目的层站后，在从轿厢里面走出电梯门口轿厅门间层的瞬间，轿门和厅门突然关闭电梯启动，搬运工情急之下想飞身跨出电梯却被卡在门下。

3.2 事故分析

开门走梯的原因，首先值得怀疑的是电梯门锁回路人为短接。经现场认真检查，人为短接门锁回路的的可能性被排除。经调查，该工厂生产的产品是非常细的漆包线。进一步的检查发现，电梯井道内、轿顶、门头缠绕了很多头发丝一样的铜线，还发现时不时有铜丝飘落.终认定，罪魁祸首是该公司的半成品：裸铜丝。

图1  双门锁安全闭锁信号电路

如图1所示，假如c点与f点均有铜丝搭接到门头上而接地，此时只要其他层门(图中c点之前)是闭合的，那电流将从c点沿虚线流向f点，c点与f点之间所有的厅门锁与轿门锁将不再起作用。也就是说，只要有内指令或呼梯信号，在c点之后的任一层均可造成开门走梯情况出现。当然还有另外一种可能：铜丝搭接在了ms3这对触点上，同时jms触点也被铜丝搭接，也就是图1中c、d两点与e、f两点分别被飘落的铜丝短接，则轿厢在三楼时很容易发生开门走梯的情况。

3.3 纠正预防

为避免类似事故的发生，该工厂采取措施尽量防止铜丝飘入电梯井道；同时维保单位也把检查清理铜丝作为专项维保内容，作重点检查。另外，从图1可看出，门锁回路图有改进的空间，改进的电控设计如图2所示。图2与图1不同之处有两点：一是轿门锁与厅门锁不再串在同一回路，而是分别用两个接触器检测闭合情况；二是门锁回路电源负端p110接地，参见图2所示。若c点因铜丝搭接到门头而接地，则c点与g点等电位，msj将不吸合；f点因铜丝搭接到门头而接地，则f点与g点等电位，jmsj将不吸合。因此门锁回路由图1改为图2，可大大降低类似事故发生的机率。

图2  单门锁全全闭锁信号电路

4  结束语

随着经济社会的发展，电梯在生产、生活中得到了广泛应用。近年来电梯事故与故障时有发生。电梯是属于国家法规强制监控的特种设备。电梯检验质量与安全管理的每个环节都要严格遵循国家法规和标准的要求。本文来自作者电梯检验工程的点滴经验，期待与广大电梯安全工程师共同分享。

1  引言

圆网印花机是多分部协调运动的电气传动系统，由于具有速度快、成本低的优点，目前广泛应用于印染工业中。圆网印花的工艺要求各个印花圆网之间以及圆网与送布皮带之间保持严格的同步运动，同步控制的好坏直接影响印花质量。因此，设计研制高性能的圆网印花机控制器成为研制圆网印花机的关键。印花传送带经主动电机拖动，以稳定的线速度运行。各印花筛网分别由步进电机拖动跟踪送布带，迅速达到同速运转，再经过快速调整，使各个筛网的零位标志会合。此时，织物进入印花机，进入生产过程。在稳态运行过程中，要求各个筛网不仅能够自动调整由皮带速度变化、自身干扰等造成的误差，而且能够根据前级误差确定自身的佳会合点。传统印花机存在着：系统的可靠性低、(例如：采用分布式设计、cpu计算能力的限制)成本高等缺点已不能适应灵活多变的市场需要。因此，设计研制高性能圆网印花机控制器成为研制新型圆网印花机的关键。

2  工作过程及控制结构

图1  圆网印花机工作原理图

圆网印花机由四个单元组成：进布单元、印花单元、烘房单元和落布单元。其工作原理如图1所示，织物在进布电机的传送下进入机台，送至印花导带上，并被粘贴在印花导带上。织物经过印花圆网时，由印花导带和印花圆网的同步运动，使各种印花染料经印花圆网转移到织物上，从而完成印花过程。印花后的织物在松弛状态下，被送至烘房进行烘躁处理。烘干后的织物后由落布单元送出机台，这样就完成了整个印花过程。

圆网印花机是多轴运动机械，所以稳定的印花导带运行速度、高性能的圆网位置控制系统是保证圆网印花机印花精度的关键所在。

3  控制系统的设计

以往都采用分布式圆网印花机控制器的设计方案，这种方案具有便于分解和处理复杂问题，局部故障不易导致系统整体崩溃的优势。但是分布式控制有安装复杂，成本高，抗干扰性差，可靠性低等缺点。然而采用fpga和单片机的集中式圆网印花机的控制器可以提高系统的可靠性和控制精度。这种控制方案有安装方便，适应广，控制算法极易实现，抗干扰好，可靠性高，互换性好，板子体积小等优点。整个系统设计框图如图2所示。

图2  圆网控制系统组成原理图

在实际印花过程中，造成错花的原因是多方面的。从整体分析，错花是由两个方面的原因引起的：一是由于机械部分的非线性特性造成的错花；二是由于控制系统中圆网与导带之间、圆网与圆网之间，不同传动链的传动特性不同而导致位置不同步造成的错花。机械部分的非线性特性造成的错花现象由机械加工特性决定，在加工成形后是固定不变的。用电子齿轮技术代替传统的机械传动跟随控制技术，通过改变电子齿轮算法实现动态跟踪。电子齿轮能实现电子齿轮比的实时调整，提高了工作的可靠性和柔性，减少了累积误差。

4  电子齿轮的设计

伺服系统的精度由编码器的线数决定，而通过电子齿轮设定可以使指令脉冲设为任意值。电子齿轮的作用就是用电子电路的方式实现机械式齿轮的功能。机械齿轮的功能就是实现传动速度的变化(增速或减速)，电子齿轮同理，是对指令脉冲的频率进行调节(见图3)。

图3

指令装置发脉冲，经过4倍频处理进入电子齿轮环节，再输出给脉冲接收装置。通过电子齿轮环节中不同的电子齿轮比，保证输出脉冲和输入脉冲的频率关系比称线性关系(其比值即等于电子齿轮比)。当电子齿轮比固定时，输出脉冲频率随输入脉冲频率的变化而变化。通过以上的理论原理，可以利用设计电子齿轮如图4所示。altera的 ii可编程逻辑软件属于第四代pld开发平台，提供可编程逻辑的设计环境。

图4  基于 ii设计的电子齿轮

5  结束语

为了保证印花过程中不错花，控制系统必须保证在误差范围内圆网之间的同步，同时必须保证圆网速度与导带速度恒定。本文提出的采用fpga和单片机的集中式控制系统，它能减少系统的干扰，从而提高印花精度。本次设计调试已经成功。实际运行和测试结果表明，系统功能基本实现，精度到达设计要求