吕广斌
（广州奥的斯电梯有限公司 广东广州 510620）
摘要：高层建筑的增多，让电梯成为了运送人员和货物的主要设施，经过多年的技术创新，电梯的的控制模式已经从传统的继电器逻辑线路发展为PLC 控制系统或微机控制系统。本文简要分析电梯信号控制系统的组成、原理及特点，并在此基础上分析其对电梯运行安全性影响。
关键词：电梯信号；控制系统；安全性分析
一、电梯信号系统功能及组成
电梯信号控制系统主要功能是指对电梯曳引电动机的启动、停止、减速、层楼显示、选层、层站召唤、运行方向、轿厢内指令、停车、安全保护等信号进行处理和管理及对开关门电动机控制。信息技术不断发展带动了传感技术的创新，越来越多的电梯具有全方位的物联传感组网监控功能，这样使电梯更安全可靠，在给人们带来便捷的同时也保证了人们的安全，人们可以更放心使用。
1.1操纵箱
电梯操纵箱是电梯承载系统中的主要部件，内部包含了很多信号按钮和开关，通常包括：紧急通话按钮、开关门按钮、警铃按钮、直驶按钮、召唤楼层按钮、警示蜂鸣器、召唤方向指示灯、照明开关、检修运行开关和风扇开关等。在人员操作过程中这些开关会显示出相应的数字量信号，通过最底层电路网络传输至主控单元。主控单元系统会进行一定的数据分析和判断，发出相应的执行动作指令。
1.2电梯楼层指示器
电梯楼层指示器受主单元控制，该指示器信息包括楼层指示、超载指示、指令指示、召唤指示、召唤与超载蜂鸣、危险警示等。主控制单元的信号传送给楼层指示器后，楼层指示器会通过指示电路或者语言报站器将信息展示给乘客或者播报当前楼层信息。
电梯楼层指示器主要通过一下几种方法获得信息：
第一、通过机械选层器获得：动触点接通不同的层楼灯。
第二、通过装在井道中的传感器获得：当电梯运行时，安装在轿厢上的隔磁板会插入某层的感应器，感应器发出触点动作，发出一个开关信号，楼层指示器就会指示出相应楼层。
第三、通过微机选层器获得：通过脉冲计数，计算出电梯运行距离，分析距离得到楼层信号。
传统的电梯楼层指示器多采用数码管或者信号灯的形式，现代新型电梯多数通过采集楼层信号，采用先进的集成语音芯片，预报楼层信息和特殊语音内容。现代电梯楼层指引器的信息准确性主要取决于三方面，一是受传感装置的灵敏性影响；二是受指示器自身的可靠性影响，比如说指示器自身的抗强电磁干扰能力；三是受信号控制系统设计时需要的可靠接地措施是否在安装过程中严格落实等。
1.3检修开关信号
电梯使用中，为确保电梯安全运行，需要对电梯进行不定期的维护和检修，通常在电梯机房控制柜、轿厢内与轿厢顶，设有电梯检修开关盒，轿顶检修开关盒除了装有电源插座、照明灯及其开关外，通常还有检修开关、急停按钮、共通按钮以及慢上、满下按钮。这一部分的信号控制只有在专门的维护人员检修时才能够起到作用，目前，很多电梯制造厂商为了方便生产和安装，多推行电梯模块化组装，在封装时往往会将这一部分的硬件装成单独的系统，这进一步保证了电梯使用的安全可靠性。
1.4平层装置
目前对与平层装置的分类通常根据其结构和工作原理不同，主要分为如下两种：圆形永久磁铁与双稳态开关平层装置和隔磁板与干簧管感应器平层装置。
第一种、圆形永久磁铁与双稳态开关平层装置
其工作原理是：：在干簧管上设置两个极性相反、磁性较小的磁铁，它可以使干簧管中的触点维持现有状态，当只有受到外界同极性磁场作用时，触点吸合，当受到异极性磁场作用时，触点断开。
第二种、隔磁板与干簧管感应器平层装置
感应器由 U 型永磁钢、干簧管、盒体组成。
其工作原理是：工作时 U 型永磁钢产生磁场会对干簧管感应器产生作用，使干簧管内的触点动作，即动合（常开）触点闭合，动断（常闭）触点断开，当隔磁板插入 U 型永磁钢与干簧管中间空隙时，永磁钢磁路被隔磁板断路，这时干簧管失磁，其触点恢复原来的状态，即动合（常开）触点断开，动断（常闭）触点闭合。在隔磁板离开感应器后，平层装置内的磁场又重新形成，干簧管内的触点又动作，从而达到控制继电器发出指令的目的。
1.5选层信号控制
根据已经登记的内指令和外指令信号结合轿厢的相关位置来确定运行方向，这就是电梯选层器的主要功能，其次当电梯将要到达所停站的楼层时，向曳引电动机发出减速信号，使其减速到停止，当平层停车后，将已经应答的指令信号消除，并显示出轿厢的位置。原始的电梯选层器多采用机械式选层和继电器选层，随着技术的不断创新发展，如今的电梯选层器已经发展成为稳定性和可靠性更高的微处理器选层。微处理器选层器主要根据选层信号的不同进行分类，目前常见的有光电码盘选层器和格雷码编码选层器。光电码盘微机选层器主要通过脉冲计数，计算分析出电梯运行的距离和速度。格雷码编码选层器主要由格雷码二进制转换电路、扫描器、轿厢位置信息电路、并行装入逻辑电路、步进逻辑电路、选层器的输出电路等组成。电梯选层器的扫描器是一个步进式开关装置，扫描器在微机每执行一个程序循环中，都会对所有站层的轿厢内选层信号和上召唤以及下召唤各扫描一次，扫描在电梯运行中不断扫描，并发出扫描信号，传送扫描结果。
二、自动开关门电动机控制回路与安全回路
2.1运行控制回路
电梯运行时的主要动作均有运行控制回路控制，包括：①启动；②加速和额定速度运行；③停站减速；④平层停车。目前我国最常见的电梯控制方式是 PLC 控制，就是在传统的顺序控制器的基础上引入了计算机技术、微电子技术、通讯技术和自动控制技术组合形成的新一代控制技术。这种控制技术通用性强、使用十分方便，同时具有很高的可靠性和抗干扰能力。
如图为PLC技术的控制流程
如图所示，新技术的控制流程，去掉了选层器及大部分继电器，外部线路简化，控制系统结构简单。这样的控制系统实现各种复杂的控制程序，方便地增加或改变控制功能，大大提高了电梯动作的可靠性。另外，PLC控制系统带有自动检测故障和报警显示装置，提高了电梯运行的安全性，为电梯的检修和维护提供了便利。在群控管理和调配方面PLC控制系统下电梯运行效率更高，对于控制方案调整更加便捷，只需要调整程序指令，无需像传统控制器一样更改接线。
2.2自动开关门电动机回路
为了保证电梯门在开、关过程中达到既快又稳，必须调节自动门电动机的速度。一般情况下，开门有一级减速，关门有两级减速。执行关门动作时，门电动机正转，当电梯门关到一定程度时，限位开关动作，因为关门电阻的一部分被短接，降低电动机电枢电压，从而减慢关门速度，实现减速过程。
2.3安全回路
虽然目前的电梯控制系统较以往有了很大的改进，大大提高了电梯运行的安全性，但是为了全面加强电梯安全性能，进一步提高安全系数，需要在原有的控制系统基础之上，设置安全回路，目前的安全回路均是由完全开关串联组成，任何一个安全开关动作，都会导致主回路电压继电器失电，并且将控制电源线切断，同时将故障信号传送给主控单元，主控单元接到信号之后排除故障指令，保证电梯正常安全运行，从而最大限度地保障公众安全使用电梯设备的需求。
参考文献：
[1]黄玄辉. 关于电梯信号控制系统与其安全性分析[J]. 内燃机与配件，2018（04）：230-231.
[2]陶陶. 电梯安全性远程监控技术与故障诊断[J]. 工程建设与设计，2018（02）：271-272.
论文作者:吕广斌
论文发表刊物:《河南电力》2018年5期
论文发表时间:2018/9/6
标签：电梯论文; 信号论文; 触点论文; 楼层论文; 指示器论文; 控制系统论文; 回路论文; 《河南电力》2018年5期论文;