CN105236251A - 一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置及方法 - Google Patents

一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置及方法，该装置包括分别与控制器连接的电压测量器、报警装置、操作面板，电压测量器具有端子A、B、C，端子A连接至电源与安全电路之间的节点上，端子B连接至安全电路与门联锁电路之间的节点上，端子C连接至门联锁电路与门锁电路接触器之间的节点上。本发明通过判断电梯门联锁电路/安全电路电压值的大小判断其是否工作在安全范围内，并通过对电压值的变化趋势对电梯门联锁电路/安全电路潜在的、渐变性的问题进行预警，在故障发生之前进行提醒，起到防微杜渐的作用，当门联锁电路/安全电路的电压值接近或者超过事先设定的安全值时，则进行报警、提醒维修人员检修。

Description

一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置及方法
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，更为具体来说，涉及到电梯门联锁电路/安全电路的安全和稳定性，是一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置及方法。
背景技术
全国每年的“带病电梯”是问题不断，电梯困人，等待救援的事情使本就数量有限的维修保养人员疲于应付。有数据显示，在所有的在运行的电梯故障中，最多的是门联锁故障，占总故障数的72％，安全电路的故障占比6％，两项加到一起接近78％。
随着电梯的迅猛增长，全国电梯的保有量已接近400万台，每天有几亿人次要乘用电梯，关于电梯的各种恶性伤人事件每年也层出不穷，对于电梯伤人的事件频发，经过大量的观察研究发现：安全电路、门联锁电路故障是电梯伤人事件的主要原因之一。
这样的高故障率为何降不下来呢？
首先任何的垂直运输的电梯，不论其电梯控制线路多高端，其电气线路里一定含有安全电路和门联锁电路。安全电路包含有：电梯的各种安全开关，处于电气串联状态，包括有电梯安全钳开关，限速器开关，上下极限开关，急停开关，缓冲器开关，断绳开关等。而门联锁开关回路包含：有大楼从上到下所有的厅门电气开关，轿厢门电气开关和联接这些开关的导线。
对于产生门联锁电路/安全电路故障的原因，主要体现为以下两种：
一、检修人员检修完电梯后忘记拆除门锁短接线，电梯在门联锁电气回路被短接的情况下运行
当电梯发生故障时，尤其是门锁发生故障时，检修人员为了使电梯能够上下运行、方便查找故障，往往会采用到电梯机房，使电梯进入检修模式，短接门锁电路的方式使电梯人操作检修慢速运行，将所有厅门在机房的汇合的两点短接，等于电梯所有的厅门暂时被短接，永远处在导通状态，即便厅门被打开，电梯控制系统也很可能会认为电梯厅门是关好的。由于这时电梯处于检修状态，运行与否由检修人员控制，所以没有危险。然后检修人员进入到井道内的轿厢顶部，开动电梯检修上、下运行进行故障排查。门锁故障排除后，检修人员从井道轿顶出来到厅门地面上，转身将电梯轿顶的开关从检修模式转换至正常模式，电梯可自动快车运行。但是，往往这时，许多检修人员忘记了回到电梯机房拆除门联锁短接线，导致电梯在门联锁电路被短接的情况下运行。这种情况下，电梯控制系统始终认为门锁回路是连通的，厅门是关闭好的，可以快车运行。比如电梯快车运行到某层电梯开门进出人，但由于门联锁电气回路在机房是被短接的，即使开门也被认为门已关好，很可能发生厅门打开的情况下电梯上下运行，导致电梯“剪切”伤人的极悲惨事故的发生。
目前对于“检修人员检修电梯后忘记拆除门锁短接线”的问题，行业往往采用对维修人员说教、批评、处罚等方式。但是，全国有近400万台电梯，千千万万的检修维保人员，个人的素养，维保单位的素质等等千差万别，不可能靠人做到万无一失。有些检修人员还是会因为自身或者外界的原因而忘记拆除门联锁短接线，导致电梯伤人的事故发生。
二、长时间不断运行的电梯门联锁电路/安全电路阻值增大
随着电梯长期的运行，电梯门电气触点拉弧、氧化、门联锁电路/安全电路中的接线柱氧化、门联锁电路/安全电路导线氧化等原因，最终导致门联锁电路/安全电路阻值增大，特别对工作在潮热环境、低温环境、海边多盐份空气环境的电梯，门联锁电路/安全电路的阻值更容易增大。
下面以某20层的办公大楼电梯为例：
电梯年限 厅门阻值 轿门阻值
3个月 7欧姆 6欧姆
1年 9.4欧姆 6欧姆
2年 11.7欧姆 6.7欧姆
3年 13欧姆 7欧姆
4年 14欧姆 7.2欧姆
5年 18欧姆 7.5欧姆
8年 34欧姆 10欧姆
从以上数据可以看出，电梯厅、轿门锁的阻值随电梯使用年限都在增大，特别是厅门阻值，在5年内阻值翻了一倍多，8年后，阻值居然达到原来的5倍。当然不是每台电梯都会有这样显著的变化，但变化的规律是一样的，或早或晚。一旦这种现象出现，从最初几个月，几十天出一次，慢慢的几天出一次，现象隐蔽，不容易查出。
但是对于检修人员来说，电梯表现为故障警报、无法正常运行、甚至电梯困人。上述的电梯故障表现会让到现场的检修人员认为仅仅接触器本身发生了问题，但是更换了接触器后，可能会临时解决问题，但是不久后电梯还会经常发生警报问题；有时检修人员将人从电梯解救出后，电梯断电、上电后，电梯警报临时消除了，但是过不了多久又会产生警报问题，有时刚报了故障，检修人员正在赶往现场的路上，电梯又好了，反复这样的“软”故障，导致了检修人员经常检修却又无法从根本上解决问题。
因此，针对电梯领域，特别对于正在工作中的老旧电梯，如何能从根本上解决电梯门联锁电路/安全电路由于长期的使用拉弧、氧化而导致的电梯问题、并能在故障发生前进行预测和预警，成为了本领域技术人员始终研究的重点和追求的目标。
发明内容
为解决现有电梯门联锁电路/安全电路故障的问题，本发明提供了一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置，通过门联锁电路/安全电路电压值的角度判断检修人员是否忘记取下门联锁电路/安全电路短接线，并通过门联锁电路/安全电路的电压值判断出门联锁电路/安全电路能否满足电梯正常运行的要求，起到防患于未然的目的。
本发明提供了一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置，该装置包括分别与控制器连接的电压测量器、报警装置、操作面板，电压测量器具有端子A、B、C，端子A连接至电源与安全电路之间的节点上，端子B连接至安全电路与门联锁电路之间的节点上，端子C连接至门联锁电路与门锁电路接触器之间的节点上。
进一步地，门联锁回路包括串联的厅门锁电路和轿门锁电路，电压测量器具有端子D，端子D连接至厅门锁电路与轿门锁电路之间的节点上。
进一步地，控制器还连接有光敏传感器，光敏传感器设于厅门的电气触点旁/电梯平层时正对厅门电气触点的轿门上；控制器内设有计数器。
进一步地，控制器还分别连接存储器和网络设备。
进一步地，报警装置为蜂鸣器，操作面板为触摸屏/按键式面板。
本发明的另一个发明目的在于提供一种利用上述检测装置的电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法，包括如下步骤，
S1：控制器接收到检测信号后，控制电压检测器分别检测端子A、B之间的电压值UAB，端子A、D之间的电压值UAD，端子A、C之间的电压值UAC；
S2：控制器获取电压值UAB、UAD、UAC；
S3：控制器通过如下方式判断门联锁电路/安全电路是否被短接：
若UAB＝UAD＜UAC，报警装置发出厅门锁电路被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＝UAD＝UAC≠0V，报警装置发出厅门锁电路、轿门锁电路均被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＝UAD＝UAC＝0V，报警装置发出安全电路、厅门锁电路、轿门锁电路均被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＜UAD＜UAC，门联锁电路、安全电路均未被短接，控制器输出电梯自动运行信号，电梯进入自动运行状态。
本发明通过判断门联锁电路/安全电路电压值的方式判断出门联锁电路/安全电路是否被短接，如被短接，检测装置报警、控制电梯停止运行，强制性提醒维修工人将短接线拆掉，避免由于维修工人忘记取下短接线而造成的电梯事故。
进一步地，步骤S1中，检测信号为门锁接触器接通状态反馈信号，一般情况下，没有外加电源，只有在门锁接触器接通的情况下才能对门联锁电路、安全电路的电压进行检测。
进一步地，控制器将每次测量的电压值UAC上传存储至云数据库；将电压值UAC与设定的阈值Ut进行对比，若UAC大于Ut，则提示维修人员对门联锁电路/安全电路电气触点进行检修；阈值Ut为满足门锁电路接触器正常吸合的条件下门联锁电路与安全电路的电压之和。
本发明在电梯门联锁电路/安全电路出现问题之前，对门联锁电路/安全电路是否存在潜在性的问题进行判断，在事故发生之前进行报警，避免了门锁电路引起的电梯事故的发生。另外，本发明减轻了维保人员的工作量，不需要每次例行电梯维保时查看门联锁触点，而是由本发明的电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置检测。
进一步地，检测装置通过光敏传感器监测门联锁电路电气触点拉弧的次数/强度判断电梯是否发生故障。
本发明创新地采用了对电气触点拉弧进行监测的技术手段，通过具体电气触点拉弧的次数、强度、发生的概率等信息有效地做到故障发生前检修电梯，防患于未然。
进一步地，电压值UAB、UAD、UAC、电气触点拉弧的次数/强度信息显示于操纵厢/轿顶/轿壁/轿底/厅门/厅门旁的墙壁上，并通过物联网将上述信息发送至维修工人手持客户端、各个电梯厂家终端、监管部门终端的方式实时监测和预测电梯门联锁电路/安全电路发生故障的可能性。
本发明的有益效果为：本发明通过判断电梯门联锁电路/安全电路电压值的大小判断门联锁电路/安全电路是否工作在安全范围内，并通过对门联锁电路/安全电路电压值的变化趋势对电梯门联锁电路/安全电路潜在的、渐变性的问题进行预警，在门联锁电路/安全电路导致的电梯故障之前进行提醒，起到防微杜渐的作用，当门联锁电路/安全电路的电压值接近或者超过事先设定的安全值时，则进行报警、提醒维修人员检修。
本发明可应用、加装于正在使用的所有电梯上，特别是对于正在使用的老旧电梯，本发明不需对现有工作的电梯进行大的改动，即可起到对电梯门联锁电路/安全电路故障检测的作用，可以说为广大使用电梯的业主撑起了一把“保护伞”。
另外，本发明采用物联网技术，将门联锁电路/安全电路的电压值实时传送至监控中心或者维修工人，便于及时解决问题。
附图说明
图1为将电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置接入电梯回路的状态示意图。
图2为将电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置接入电梯回路的使用状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法和检测装置进行详细的解释和说明。
如图1、2所示，一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法，在检修人员对电梯进行维修或者年检后，会将电梯运行模式从检修模式更换至正常运行的模式，本发明的检测装置检测到电梯从检修模式恢复至运行模式的检测信号后，包括如下步骤，
S1：控制器接收到检测信号后，控制电压检测器分别检测端子A、B之间的电压值UAB，端子A、D之间的电压值UAD，端子A、C之间的电压值UAC；
S2：控制器获取电压值UAB、UAD、UAC；
S3：控制器通过如下方式判断门联锁电路/安全电路是否被短接：
若UAB＝UAD＜UAC，报警装置发出厅门锁电路被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＝UAD＝UAC≠0V，报警装置发出厅门锁电路、轿门锁电路均被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＝UAD＝UAC＝0V，报警装置发出安全电路、厅门锁电路、轿门锁电路均被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＜UAD＜UAC，门联锁电路、安全电路均未被短接，控制器输出电梯自动运行信号，电梯进入自动运行状态。
需要说明的是，本发明的检测信号包括但不限于门锁接触器接通状态反馈信号，一般情况下，需要门锁接触器接通才能进行门联锁电路、安全电路的电压检测的。但是，只要满足门联锁电路、安全电路形成通电回路、导通后，便可以使用本发明的检测装置和检测方法，具体什么时间检测或者检测频率的设置，本领域技术人员可在本发明的启示下进行合理而明智的选择。为专门解决维修人员忘记拔下短接线的问题，该检测信号可包括电梯从检修模式进入运行模式的信号，也就是说，在设定频率/时间检测的前提下，当电梯从检修模式进入运行模式，本发明即进行一次检测，以彻底解决维修人员忘记拔掉短接线而产生的安全问题。
判断门联锁电路/安全电路被短接后，本发明的报警装置发出报警，电梯停止工作，通知检修人员拔掉短接线。
控制器将每次测量的电压值UAC上传存储至云数据库；将电压值UAC与设定的阈值Ut进行对比，若UAC大于Ut，则提示维修人员对门联锁电路/安全电路电气触点进行检修，具体检测包括对门联锁电路/安全电路内接触器、线路等的检测，然后通过打磨、更换触点等方式解决门联锁电路/安全电路故障的问题；阈值Ut为满足门锁电路接触器正常吸合的条件下门联锁电路与安全电路的电压之和。
当然，在本发明的技术启示下，也可将门锁电气触点的电压值考虑进来，这种情况下阈值Ut包括门锁电气触点电压、门联锁电路、安全电路的压降和，导线的电压相对恒定，阈值Ut应该是厂家根据不同楼层和门锁电气触点的老化程度，在不影响电梯正常运行的条件下的一个不综合定的值，或由国家技监部门给出的权威值。
如果UAC小于Ut,则电梯正常工作。
本发明不断记录门联锁电路/安全电路的压降值，防患于未然，在门联锁电路/安全电路导致的电梯故障出现之前解决门联锁电路/安全电路问题。针对不同层数的电梯，本发明的设定的检测阈值是不同的，具体的阈值Ut的值根据门联锁电路或者安全电路，分为两种情况，对于门联锁电路，阈值Rv为为满足门锁电路接触器正常吸合的条件下门联锁电路与安全电路的电压之和，或者说，为满足门锁接触器或者安全电路接触器正常吸合的电压为门锁接触器或者安全电路接触器的最低可靠工作电压。
本发明通过电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置实现对电梯门联锁电路/安全电路故障的功能，该装置包括分别与控制器连接的电压测量器、报警装置、操作面板，电压测量器具有端子A、B、C，端子A连接至电源与安全电路之间的节点上，端子B连接至安全电路与门联锁电路之间的节点上，端子C连接至门联锁电路与门锁电路接触器之间的节点上。门联锁回路包括串联的厅门锁电路和轿门锁电路，电压测量器具有端子D，端子D连接至厅门锁电路与轿门锁电路之间的节点上。控制器还连接有光敏传感器，光敏传感器设于厅门的电气触点旁/电梯平层时正对厅门电气触点的轿门上；控制器内设有计数器。控制器还分别连接存储器和网络设备。报警装置为蜂鸣器，操作面板为触摸屏/按键式面板。
本发明通过存储器储存电梯门联锁电路/安全电路电压值及其对应时间，存储器与控制器连接，借助于物联网，本发明还包括网络设备，与控制器连接，将门联锁电路/安全电路电阻值信息、时间信息、电梯地址信息、报警信息、电梯维修信息显示于操纵厢/轿顶/轿壁/轿底/厅门/厅门旁的墙壁等容易观察到的地方，同时通过物联网将上述信息发送至维修工人手持客户端或者各个电梯厂家、政府监管部门的终端等。更为具体的，本发明的报警装置为蜂鸣器，各个电气触点、控制器连接有操作面板，操作面板为触摸屏面板，通过操作面板可对电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置进行设定和控制。本发明的控制器可采用单片机、PLC甚至普通的计算机。
另外，本发明的电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置还包括与控制器连接的光敏传感器，光敏传感器设于各个电气触点旁或者电梯平层时正对着厅门电气触点的轿门上；控制器7内设有计数器。
对于上面门锁电气触点氧化的过程，多半是拉弧造成的，而拉弧会产生一定的强光，触点也会有一定的温升。因此，本发明从即时检测电梯门锁触点拉弧的角度，通过拉弧的次数或者强度作为判定电梯是否发生故障的依据。
本发明在电梯的厅门电气触点旁加检测拉弧现象发生的光敏传感器，可为光敏电阻、光敏二极管、三极管等，用于探测触点闭合、断开时是否有拉弧，本发明控制器可对拉弧次数进行检测，当超过设定的次数时，说明拉弧现象已经可能导致门联锁电路/安全电路发生故障，此时发出报警，对于拉弧次数，本领域技术人员根据电梯的实际情况和经验进行合理设置。也可以在轿门上相对应的位置加装光敏、温敏元件，本发明可将传感器端子对着厅门的电气触点的开关位置，这样只需加装一套光敏、温敏元件，就可在电梯运行平层开、关门的瞬间，检测到门锁电气触点的拉弧或者温升情况，作为判断依据。当然，为了提高电气触点拉弧判断的准确性，最好是强光和拉弧产生的触头温升综合判断来最准。但考虑到成本因素，也可以只靠光敏元件的判断来定，可以是拉弧的光的强度指标来报警。
本发明采用的是利用获取门联锁电路/安全电路电压值的方式判断电梯门联锁电路/安全电路是否发生故障，门联锁电路包括大楼中厅门、轿门的电气触点和连接这些门触点的导线，判断门联锁电路/安全电路是否可能会发生故障，并将当前的门联锁电路/安全电路的显示在各个楼层的显示器上，公众也可以获悉，如果电梯可能存在异常，提醒公众注意，提示电梯有问题，不要乘坐电梯。另外，本发明利用电梯物联网技术，把相关的门联锁电路/安全电路的压降信息传递出电梯维保单位远程的监控中心、远在异地的电梯厂家的监控中心、当地政府部门的监控平台，作为分析问题，发现问题的依据和云数据，并由专业人员判断是否可以对门锁回路进行检查处理。
在本发明的技术启示下，获取门联锁电路/安全电路工作状态下的电压值也可以判断出门联锁电路/安全电路是否发生故障，如门联锁电路/安全电路的电压值增大到了某个值，则与门联锁电路/安全电路串联的门锁接触器的实际电压达不到门锁接触器正常工作的电压，导致电梯门关不上，检测门联锁电路/安全电路电压值的方法无需将门联锁电路/安全电路隔离出来，属于“在线”方式。
另外，在本发明的技术启示下，本领域技术人员也可以检测电梯电路中其他部分电压来判断电梯其他的故障问题，同时可以检测门联锁电路/安全电路中的一部分电路。在本发明的技术启示下，可将本发明的电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法应用于整个电梯控制方法中、将本发明的电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置和功能融合进整个电梯的控制装置和功能中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯门联锁电路/安全电路故障检测装置，其特征在于：该装置包括分别与控制器连接的电压测量器、报警装置、操作面板，电压测量器具有端子A、B、C，端子A连接至电源与安全电路之间的节点上，端子B连接至安全电路与门联锁电路之间的节点上，端子C连接至门联锁电路与门锁电路接触器之间的节点上。
2.根据权利要求1所述的电梯门联锁电路/安全电路检测装置，其特征在于：门联锁回路包括串联的厅门锁电路和轿门锁电路，电压测量器具有端子D，端子D连接至厅门锁电路与轿门锁电路之间的节点上。
3.根据权利要求2所述的电梯门联锁电路/安全电路检测装置，其特征在于：控制器还连接有光敏传感器，光敏传感器设于厅门的电气触点旁/电梯平层时正对厅门电气触点的轿门上；控制器内设有计数器。
4.根据权利要求2或3所述的电梯门联锁电路/安全电路检测装置，其特征在于：控制器还分别连接存储器和网络设备。
5.根据权利要求1所述的电梯门联锁电路/安全电路检测装置，其特征在于：报警装置为蜂鸣器，操作面板为触摸屏/按键式面板。
6.一种利用权利要求1-5中任一权利要求所述的检测装置的电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1：控制器接收到检测信号后，控制电压检测器分别检测端子A、B之间的电压值UAB，端子A、D之间的电压值UAD，端子A、C之间的电压值UAC；
S2：控制器获取电压值UAB、UAD、UAC；
S3：控制器通过如下方式判断门联锁电路/安全电路是否被短接：
若UAB＝UAD＜UAC，报警装置发出厅门锁电路被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＝UAD＝UAC≠0V，报警装置发出厅门锁电路、轿门锁电路均被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＝UAD＝UAC＝0V，报警装置发出安全电路、厅门锁电路、轿门锁电路均被短接提醒，控制器输出电梯无法自动运行、只能检修运行的信号；
若UAB＜UAD＜UAC，门联锁电路、安全电路均未被短接，控制器输出电梯自动运行信号，电梯进入自动运行状态。
7.根据权利要求6所述的电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法，其特征在于：步骤S1中，检测信号为门锁接触器接通状态反馈信号。
8.根据权利要求6或7所述的电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法，其特征在于：控制器将每次测量的电压值UAC上传存储至云数据库；将电压值UAC与设定的阈值Ut进行对比，若UAC大于Ut，则提示维修人员对门联锁电路/安全电路电气触点进行检修；阈值Ut为满足门锁电路接触器正常吸合的条件下门联锁电路与安全电路的电压之和。
9.根据权利要求8所述的电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法，其特征在于：检测装置通过光敏传感器监测门联锁电路电气触点拉弧的次数/强度判断电梯是否发生故障。
10.根据权利要求9所述的电梯门联锁电路/安全电路故障检测方法，其特征在于：电压值UAB、UAD、UAC、电气触点拉弧的次数/强度信息显示于操纵厢/轿顶/轿壁/轿底/厅门/厅门旁的墙壁上，并通过物联网将上述信息发送至维修工人手持客户端、各个电梯厂家终端、监管部门终端的方式实时监测和预测电梯门联锁电路/安全电路发生故障的可能性。
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