雙開門電梯中門回路檢測系統(tǒng)的安全性探討

摘

要：《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅(qū)動電梯》（TSGT7001—2009）第2號修改單執(zhí)行至今已有4年多時間，第3號修改單也早已執(zhí)行，但內(nèi)容的主要增加與改動還是集中在第2號修改單之中?，F(xiàn)就第2號修改單中增加的一條檢驗項目，即門回路檢測進行分析和探討。關鍵詞：電梯；門回路檢測；雙開門；轎門監(jiān)控信號0引言

JIDIANXINXI

《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅(qū)動電梯》（TSGT7001—2009）第2號修改單中增加了第2.8（7）：“應當具有門回路檢測功能，當轎廂在開鎖區(qū)域內(nèi)，轎門開啟、并且層門門鎖釋放時，監(jiān)測檢查轎門關閉位置的電氣安全裝置、檢查層門門鎖鎖緊位置的電氣安全裝置和轎門監(jiān)控信號的正確動作；如果監(jiān)測到上述裝置的故障，能夠防止電梯的正常運行。”而對于此條項目給出的檢驗方法為：通過模擬操作檢查門回路檢測功能。由條文可以看出，模擬操作觸發(fā)故障點的前提是：（1）開鎖區(qū)域內(nèi)；（2）轎門開啟；（3）層門門鎖釋放。監(jiān)測的3個信號點為轎門關閉位置的電氣安全裝置、層門門鎖鎖緊位置的電氣安全裝置和轎門監(jiān)控信號。1功能實現(xiàn)的方案引用業(yè)內(nèi)大多電梯公司采用的實現(xiàn)方案如圖1所示。如圖1所示，當電梯?？吭谀硨訒r，系統(tǒng)判斷安全回路和門鎖短接檢測信號點是否接通，是否收到高低電平的變化，如高低電平有轉(zhuǎn)換的過程，則證明開關被正確動作；如未接收到，即代表轎門開關被跨接，系統(tǒng)生成故障防止電梯繼續(xù)正常運行。若電梯有前后轎門，則添加一個額外的轎門信號，如圖2所示。也有部分品牌電梯采用的是測量整個電路電阻的辦法，系統(tǒng)的正常運行依賴于整體門鎖回路的阻值符合設計要求。如果門鎖回路被人為短接，此時阻值為極小；如果某個門鎖斷開不通，此時的阻值為無窮大。此兩類情形下的回路狀態(tài)均視為故障狀態(tài)，電梯除旁路狀態(tài)外不能運行。2方案中未充分考慮的其他風險對于轎門監(jiān)控信號的正確動作的驗證，首先要與開/關門到位信號區(qū)分開，找出真正的監(jiān)控信號。大多數(shù)電梯監(jiān)控信號使用接近開關、雙穩(wěn)態(tài)開關等，還有少部分電梯則是使用編碼器信號。對于接近開關，測試時應注意其接線方式是常開式還是常閉式，進行測試時需注意：應在關門狀態(tài)下，再斷開電梯電源，改線模擬常開/常閉后，先恢復關門狀態(tài)，再接通電梯電源進行測試。2.1雙開門電梯在實際應用中可能的風險對于雙開門電梯，從圖2和相關原理可以看出，有兩扇轎門，位于轎門上的信號點就有4個，按照分別短接的方式進行驗證并且合格后，可能存在以下情況：假定某電梯東側(cè)轎門上的整體電氣安全裝置被人為短接，包括轎門關閉位置的電氣安全裝置和轎門鎖緊裝置的電氣安全裝置，而電梯正常運行至平層后，因內(nèi)選信號按鈕分東西兩側(cè)，按下哪側(cè)則在哪側(cè)開門，故電梯在西側(cè)開門、東側(cè)未開門，此時電梯因不滿足檢測條件“轎門開啟”而無法檢測出該信號點的不正確動作，所以電梯會繼續(xù)運行直至某一次停梯后東側(cè)開門。筆者認為這是一個可大可小的漏洞，如果該電梯的東側(cè)只在不常用的-1層開門，其他樓層均在西側(cè)開門，那么這個故障將可能很長時間都不會被發(fā)現(xiàn)，而電梯一直處于危險狀態(tài)。那是不是可以認為因為它沒有開門運行，所以就算短接了東側(cè)轎門的電氣安全裝置，也不會有風險呢？在此可以繼續(xù)假定以下情況：電梯繼續(xù)運行，直至某次故障或停電的發(fā)生，電梯停在了某兩層之間。TSGT7001—2009第2號修改單中增加了6.11項“轎門開門限制裝置及轎門的開啟”，其中（1）規(guī)定了“應當設置轎門開門限制裝置，當轎廂停在開鎖區(qū)域外時，能夠防止轎廂內(nèi)的人員打開轎門離開轎廂”。注意，此處僅要求該裝置能夠防止人員打開轎門離開轎廂，而并沒有要求能夠防止人員身體部位比如手伸出去，規(guī)則中雖然未規(guī)定轎門開門限制裝置應該限制轎門打開多少間隙，但在《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB7588—2003）第1號修改單中對此有相關要求：“8.11.2b）轎廂在7.7.1中定義的區(qū)域之外時，在開門限制裝置處施加1000N的力，轎門開啟不能超過50mm?！笨梢姡绻藭r電梯內(nèi)的人員非法自救，企圖扒門逃生，將可能扒出5cm的間隙從而伸出手臂在門頭上摸索自救，如果此時來電或者故障恢復，電梯將直接啟動進行平層運行，電梯門機因帶電而關門夾持力非常大，導致人手完全不可能抽回，即使是檢修速度，也會讓人在與上層門地坎或下層門頭的剪切中失去手臂。問題在于：短接了東側(cè)轎門的電氣安全裝置，在電梯啟動運行前是否會監(jiān)測出轎門監(jiān)控信號的異常？遺憾的是，筆者在多年的檢驗工作中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，驗證部分品牌的電梯轎門監(jiān)控信號時，采用的是增量編碼器而非絕對值編碼器，且轎門監(jiān)控信號并非由編碼器和開關門到位信號共同參與，斷電并送電后不會開關門一次來監(jiān)測信號點的異常，而是直接“記憶”并提取斷電之前的信號狀態(tài)，這就會造成信號正確而實際異常的狀況發(fā)生。所以，這一漏洞也是可能被忽略并伴生在上述假定電梯上的。GB7588—2003中0.3.7有以下規(guī)定：“在某些情況下，使用人員可能做出某種魯莽動作，本標準沒有考慮同時發(fā)生兩種魯莽動作的可能性和（或）違反電梯使用說明的情況?！惫P者認為，扒門和伸手自救屬于連續(xù)且自然的動作，應該只能算作一種魯莽動作，而維修人員所做出的短接動作不應該屬于0.3.7中“使用人員”的范疇，故這種風險是應該加以控制的。所以GB7588中有0.3.8要求：“如果在維修期間，一個使用人員通常不易接近的安全裝置被有意置為無效狀態(tài)，此時電梯的安全運行無保障，則應遵照維修規(guī)程采取補充措施去保證使用人員的安全?！边@說明本標準認可使用規(guī)章制度來保證電梯的安全運行，在本文假定的維修人員短接門鎖的情況下，導致電梯開門狀態(tài)下返平層運行，這個行為導致的狀態(tài)是使用人員（無論是司機、乘客還是貨物的陪伴者）都無法改變的，因此要有必要的規(guī)章制度來避免此類行為可能給電梯運行帶來的危險。但在實際情形下，機械自身的保護大于電氣的保護，規(guī)章制度的保護所帶來的風險降低無疑是最不可靠的。2.2具有再平層功能的電梯在實際應用中可能的風險所謂“再平層功能”，是指電梯運行到站開門后，程序忽略門鎖通斷狀態(tài)，自動慢速上下運行調(diào)整平層精度的功能。在不具有再平層功能的貨梯上使用人力叉車運載重物放至貨梯后，鋼絲繩在重物的影響下明顯伸長，轎廂下沉，轎廂地坎將與層站地坎形成“臺階”，這顯然會妨礙叉車的進出且無法再進行其他重物的繼續(xù)堆放，只能運送當前貨物至其他層站，再行移出，這極大地降低了貨梯的運行效率。同理，高層客梯尤其是高檔酒店、寫字樓等處使用的電梯，其特點是使用時間段集中，且人流密集，大量人員涌入電梯后，本就極長的鋼絲繩在人員重量和鋼絲繩自重的影響下也將顯著伸長，此時假如轎內(nèi)某人員因各種原因需要離開轎廂（例如電梯已超載），很有可能被“臺階”絆倒。所以這一功能在近幾年安裝的新電梯中非常常見，被廣泛用于載重量大的貨梯以及高速高樓層的高檔客梯上。同樣，一個功能的增加往往伴隨著一些風險的產(chǎn)生，因為再平層運行在開門狀態(tài)下完全無視了門鎖的通斷情況，僅依賴兩個條件：一是轎廂在平層感應區(qū)域內(nèi)，二是轎門監(jiān)控信號或者開關門到位信號正確動作。在此列舉一個極端的使用情況：很多工業(yè)園內(nèi)使用的雙開門貨梯，出于各種原因，往往會封閉其中一側(cè)層門，假設在電梯二層西出入口處用磚塊或柵欄門進行了封堵，電梯運行到二層時突發(fā)停電，轎內(nèi)人員出于自救，可能會嘗試扒開東側(cè)轎門，如果此時供電恢復，程序?qū)⒖刂莆鱾?cè)轎門開門并進行再平層運行，而東側(cè)的人員可能來不及將手抽回而發(fā)生擦傷或受到擠壓。3風險的控制為降低上述風險，以下提出一些改進意見：（1）針對采用編碼器信號作為轎門監(jiān)控信號的，應優(yōu)先選用絕對值編碼器。它完全能忽略干擾之類的問題，一旦編碼器停止轉(zhuǎn)動并固定在一個位置上，即使其在旋轉(zhuǎn)過程中受到部分因素的影響，最后還是能直接輸出停止時的位置，所以其用于電梯開關門行程長度信號有很大的優(yōu)勢，并不會因為斷電或者人為開門導致位置丟失或錯亂，在恢復供電后可以馬上判斷出門的開啟情況，有效避免意外發(fā)生。（2）但目前大多使用編碼器信號的電梯都采用增量編碼器，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命極長，抗干擾能力強，可靠性高，可廣泛應用于中長距離通信；缺點是無法輸出軸轉(zhuǎn)動的絕對位置信息。所以，針對增量編碼器，首先應加入計數(shù)器，然后在門機控制板的程序上設定位置檢測的高優(yōu)先級，使得電梯恢復供電后不論門鎖是否接通，優(yōu)先進行完整的慢速（以防夾人傷害）開關門過程一次，如果因阻擋而無法完成，則電梯不啟動運行。（3）若采用雙穩(wěn)開關等方式作為信號，應優(yōu)先保證監(jiān)控信號的通路是電梯的各種方式運行（包括檢修和再平層運行）的必要條件，同時采用其他信號作為比較，例