引言

《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則一曳引與強制驅(qū)動電梯》(TsGT7001一2009)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,當電梯停靠在某層時,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)只在不常用的一1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。TsGT7001一2009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》(GB7588一2003)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。"可見,如果此時電梯內(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。

GB7588一2003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。"

筆者認為,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。"

這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[1]。

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,例如廣泛使用的開關門到位信號,即使門鎖被跨接,主板只需要比較信號的異同即可,如表1所示。

(4)不使用開門限制裝置,而以轎門機械鎖代之。

(5)將開門限制裝置的間隙調(diào)整到10mm以內(nèi)。

4結(jié)語

綜上所述,筆者認為,只有采用了相對有效的方法才能最大化保證電梯的安全,也許以上方法并不盡善盡美,希望有相關業(yè)內(nèi)專家指出不足或提出更好的解決方案。