蔡景新

（广东省特种设备检测研究院惠州检测院，广东惠州 516001）

1 目前的电梯轿厢意外移动保护装置

现有防止轿厢意外移动的产品和技术不具有监测和数据分析功能，不利于电梯（门区）安全运行的实时监控、事后监督和事故分析。

更重要的是，任何单一的安全保护措施，都可能存在失效风险。现有技术的电梯制动器是电梯停车后制停轿厢的唯一保障设施。大量案例说明，因制动力不足导致电梯轿厢冲顶或蹲底的事故时有发生轿厢意外移动保护装置也是如此，因长期不动作、临时启用失效或制停距离超过规定的距离而可能发生事故。

现有解决轿厢意外移动问题的技术措施是增设轿厢意外移动保护装置。主要技术特征是：（1）设有专门的制停部件以制停意外移动的轿厢；（2）需要通过专门的检测装置（如含有电子元件的安全电路、限速器、钢丝绳或导轨位置检测元件等）监测轿厢移动发生并发出制停指令使制动器动作。其工作流程是：轿厢意外移动→检测子系统动作→制停子系统动作→制停轿厢。可见，现有技术措施是“使移动停止”的系统，具有“后处理”的特征。而这种状态下，轿厢已经开始移动，给乘员带来一定的安全威胁和心理阴影；同时，也会对电梯相关机构和零部件带来一定的冲击损害，不利于电梯的安全使用。

2 电梯轿厢意外移动保护装置的冗余系统技术介绍

电梯停站驻车系统包括作用在电梯悬挂系统（如作用在曳引钢丝绳的夹绳器）上的驻车制动器和触发装置和控制系统。电梯正常运行时驻车制动系统处于待机状态。此时，控制系统维持制动器的供电和保持对制动器间隙的监测，制动器的摩擦元件与电梯被制动部件（如曳引钢丝绳）之间保持一定的运动间隙；电梯停站并开门时，控制系统监测到开门信号后系统执行“打断”指令，触发装置动作（失电释放），制动器的摩擦元件夹紧在电梯被制动部件上并保持一定的制动力，监测系统持续监测制动装置的位置信号。

电梯关门、电梯系统发出运行指令时，控制系统发出“复位信号”，触发装置得电复位，制动器的摩擦元件释放，电梯运行。

电梯停站驻车系统的控制与监测方法：该方法采用PES系统，软件和硬件均为嵌入式系统，方便功能裁剪和拓展。系统共分为监测模块、数据存储和管理模块。电梯正常运行中，电梯轿门锁的电气触点为闭合状态，这时，系统维持“接通”状态，制动器的触发装置通电，摩擦元件保持在“复位”状态，检测系统持续监测制动器动作部件的位置变化，保证电梯安全运行；当检测模块监测到来自电梯轿门锁电气触点的断开信号时，系统进入“打断”状态，制动器触发装置失电动作，制动器的摩擦元件夹紧在电梯的被制动部件上，电梯保持驻车状态；当检测模块监测到电梯轿门锁的电气触点接通且电梯控制系统发出运行信号时，系统进入“接通”状态，制动器触发装置得电、摩擦元件复位，电梯进入正常运行。

时间原则电梯门区故障判断的方法：利用来自门区的开关门信号，所述可编程系统在软件设计时，增加了以时间原则进行电梯门区故障的判断方法。

电梯门开、关门的数据存储和统计功能：所述可编程系统设有存储芯片，能够对开关门的数据进行存储和统计。

电梯驻车装置失效的保护措施：可编程系统设有监测（检测模块），与设置在驻车装置上的接近开关连接，通过监测到的电量变化检测其制动间隙（位移）变化，如监测到制动间隙超过的设定值，则向管理模块发出指令。

因此，该技术意在分析一种类似于汽车驻车制停装置的电梯驻停系统，是独立于电梯制动系统的冗余制动系统，其作用是当电梯轿厢在整个停层开关门期间起到驻停作用。系统的控制采用可编程电子信息技术，具有软件控制、数据存储、读取和处理功能，为电梯运行（开关门阶段）的实时监控、数据处理、固定证据起到重要作用。

图1 驻车装置布置示意图

3 冗余系统与现有技术相比的优势

（1）与电梯现有的单一的制动系统相比，该系统是一种冗余电梯保护措施，对于单一的电梯制动系统的失效能够起到补救作用；

（2）预防性电梯意外移动保护措施：停车（驱动电动机零转）制动，制动过程无摩擦，不产生制动材料的磨损，故不产生摩擦导致的环境影响；

（3）具有制动力的检测功能：采用监测制动元件与被制动部件之间间隙的方法，检测制动力，并具有超标时接通安全回路、停车制动或报警的功能；

（4）控制系统采用可编程电子安全相关系统（PES），大大简化了控制系统所需要的硬件布置，系统的制造成本、故障率大大降低；

（5）适应范围广：制停响应和信号采集来自电梯本身的开门机系统，与电梯的控制系统无关（如信号采集来自于电梯控制系统，则需要通讯协议，因涉及到梯型梯种或制造厂家的不同，故协议诸多、共享不易）。因此，该技术适用于在用电梯加装附加制动器或意外移动保护装置，符合现行产品法规的要求；

（6）控制系统增加了数据存储，是现有技术所不具备的。能够实现：开关门频次、时长的统计，是大数据技术应用的数据采集终端之一。通过建立大数据技术平台，能够及时发现和判断相关零部件的磨损和失效趋势，便于管理者及时更换或报废相关零部件；

（7）控制系统采用基于时间原则判断电梯故障的一种方法，通过设定电梯的全程运行时间，来监测其间电梯是否发生开、关门的动作，并以此判断电梯是否发生故障。此方法是判断电梯故障并报警的一种新方法。

结合事例图对本技术做进一步地说明。其中图1（a）为驻车装置装设在电梯驱动轮与平衡重之间的悬挂绳上，不限定该布置是垂直或者保持一定倾斜角度；图1（b）为驻车装置装设在电梯驱动轮与导向轮之间的悬挂绳上，不限定该布置的倾斜角度；图1（c）为驻车装置装设在无导向轮时的电梯驱动轮与平衡重之间的悬挂绳上，不限定该布置是垂直或是保持一定的倾斜角度；图1（d）为驻车装置装设在无导向轮时的电梯驱动轮与轿厢之间的悬挂绳上，不限定该布置是垂直或是保持一定的倾斜角度；图2为驻车装置与驱动悬挂绳的相互关系举例示意图。

图2 驻车装置与驱动悬挂绳的相互关系举例示意

4 冗余系统的创新点

（1）电梯开/关门动作监测、停车制动监测技术领域采用可编程电子安全相关系统（PES）的案例，与其他方法相比，采用软件控制可大大简化控制系统的硬件布置，减少系统的制造成本、故障率大大降低。

（2）与电梯现有的单一的制动系统相比，该系统是一种冗余电梯保护措施，对于单一的电梯制动系统的失效能够起到补救作用。

（3）预防性电梯意外移动保护措施：停车（驱动电动机零转）制动，制动过程无摩擦，不产生制动材料的磨损，故不产生摩擦导致的环境影响。

（4）具有制动力的检测功能：采用监测制动元件与被制动部件之间间隙的方法，检测制动力，并具有超标时接通安全回路、停车制动或报警的功能。

（5）适应范围广：制停响应和信号采集来自电梯本身的开门机系统，与电梯的控制系统无关（如信号采集来自于电梯控制系统，则需要通讯协议，因涉及到梯型梯种或制造厂家的不同，故协议诸多、共享不易）。因此，该技术适用于在用电梯加装附加制动器或意外移动保护装置，符合现行产品法规的要求。

（6）该技术的控制系统增加了数据存储，是现有技术所不具备的。能够实现开关门频次、时长的统计，是大数据技术应用的数据采集终端之一。通过建立大数据技术平台，能够及时发现和判断相关零部件的磨损和失效趋势，便于管理者及时更换或报废相关零部件。

（7）该技术的控制系统采用基于时间原则判断电梯故障的一种方法，通过设定电梯的全程运行时间，来监测其间电梯是否发生开、关门的动作，并以此判断电梯是否发生故障。此方法是判断电梯故障并报警的一种新方法。

5 小结

本文作者分析了电梯停车驻车装置及其控制方法的现有技术、现有技术方法的局限以及应对措施。主要解决办法和技术特点是：（1）在电梯悬挂绳上增加停车驻车装置，是电梯的另外一套、独立的冗余制动系统；（2）控制和监测系统采用了可编程安全相关系统PES，采用嵌入式软件模块实现系统控制和监测；（3）具有数据存储模块，是大数据技术意义的数据采集和分析终端；（4）一种新的电梯（门区）故障检测方法：采用时间原则进行电梯故障判断和报警。