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電梯門鎖安全回路改進設計

文檔作者：張書殷勤文檔來源：中山職業(yè)技術學院電子信息工程系		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月09日
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2014.14 設計與研發(fā)
電梯門鎖安全回路改進設計
張 書,殷 勤
（中山職業(yè)技術學院電子信息工程系，中山,528404）
摘要：電梯門鎖安全回路對保障電梯運行的安全性非常重要。分析一起電梯門鎖故障的原因，對原來門鎖電路進行改進，用
PLC 控制方式控制門鎖電路，通過程序判斷門鎖安全電路是否正常，當出現(xiàn)故障時，電梯只能檢修運行，防止因門鎖電路故障、
操作人員疏忽大意而引起的事故，提高電梯運行的安全性。
關鍵詞：電梯；門鎖安全回路；PLC ；人為短接
The improved design of elevator door lock loop
Zhang Shu,Yin Qin
（Electronic Information Engineering Department of Zhongshan Polytechnic,Zhongshan,528404）
Abstract ：The elevator door safety loop is very important to ensure the safety operation of the elevator.
Cause analysis of elevator door fault,the original door lock circuit is improved,with the PLC control door
lock circuit,through the procedure judgment door lock circuit is normal,when fault occurs,the elevator
can only prevent maintenance operation,caused by the door lock circuit fault,operation personnel careless
accidents,improve the safety of elevator running.
Keywords ：Elevator;door lock loop;PLC;artificial short joint
0 前言
近幾年，我國電梯每年以近10 萬臺，20% 左右的速度在遞
增。隨著電梯數(shù)量的日益增長，它的安全可靠性顯得尤為突出。雖
然我國電梯行業(yè)技術和管理水平在不斷提高和成熟，電梯事故呈
下降趨勢，但依然是連年不斷。從全國近幾年電梯事故案例通報
情況得知，由于電梯門鎖裝置故障引發(fā)的墜落、剪切、被困和擠壓
等事故造成人員傷亡數(shù)量不少，危害很大。電梯門鎖作為一種防
墜落和剪切的保護裝置，在電梯的安全運行中有著十分重要的作
用。
1 電梯門鎖電氣工作原理
電梯的電氣門鎖電路屬于安全電路的一部分，串接在各種安
全開關的后面，當其他安全開關正常動作可靠后，進行門聯(lián)鎖回
路檢測，第一檢測元件為接觸器，再經(jīng)過其接觸器上的常開觸點
與控制器上的輸入點進行電平轉移。控制器在程序邏輯運算上對
輸入點信號有、無進行電梯運行前的條件判定。
電梯電氣門鎖不允許短接和發(fā)生誤動作。但在使用過程中由
于各種原因，如維修工進行人為短接、門鎖接觸器發(fā)生故障粘連
使接觸器上的觸點不能分離、控制器的輸入點一直接通有信號，
則控制器的檢測結果為正常，此時不論門關好與否，控制器上檢
測結果都一樣，電梯隨時都可以起動運行。有可能造成電梯開門
走車，導致乘客墜入井道或被剪切等危險，造成人身傷害事故。
2 門鎖故障分析
2.1 故障現(xiàn)象
某日，在使用實訓室一臺無機房曳引式電梯進行教學的過程
中，轎廂停在2 層，轎門處于打開狀態(tài)，教師正在給學生講解轎廂
開關門機構和門鎖的聯(lián)動關系時，轎廂突然啟動向下運行，所幸
對人員沒有造成傷害。
2.2 故障分析
電梯在轎門、層門未關閉的情況下運行，首先考慮到是門鎖
回路問題。因為當時有學生在一樓按動了廳外操縱箱上的呼梯按
鈕，電梯響應呼梯信號運行。經(jīng)檢查，該電梯是由于門鎖繼電器誤
動作而造成的故障。造成門鎖繼電器誤動作的原因是電梯長時間
運行，操作頻率過高，導致繼電器觸頭粘連。
2.3 故障排除
更換了新的繼電器，并對各層的門鎖電氣觸點進行檢查，確
認無誤后，電梯恢復正常運行。
3 門鎖故障的啟示
這起門鎖故障是由于門鎖繼電器的誤動作。在實際使用中，
產(chǎn)生門鎖繼電器誤動作的可能情況有許多，如繼電器機械卡阻、
繼電器觸頭粘連，甚至由于天氣過于潮濕，在斷開繼電器線路時，
線圈仍然帶有一定電壓而沒有釋放等。這樣的電路不滿足國家標
準GB 7588 － 2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中“在14.1.1.1
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設計與研發(fā) 2014.14
中所列出的任何單一電梯電氣設備故障，如在14.1.1.2 和（或）
附錄H 所述條件下，其本身不應成為導致電梯危險故障的原
因?！绷硗?，這種門鎖電路也無法防止人為短接造成的故障。因此，
從電梯安全系統(tǒng)設計的角度出發(fā)，需要將原門鎖電路進行改進。
4 電梯門鎖電路的改進
4.1 門鎖電路改進
電梯門鎖回路短路，會出現(xiàn)電梯開門高速走梯情況，從而造
成轎廂剪切事故。如果當電梯門鎖安全回路一旦短路，電梯就由
正常運行狀態(tài)轉入檢修運行狀態(tài)，而只有排除短路故障，電梯才
能夠進入正常運行狀態(tài)。這樣就可以防止門鎖繼電器粘連或者由
于電梯維修人員的疏忽大意、忘記去除短接線所造成的電梯剪切
事故。
圖1 改進后的門鎖安全電路
圖1 是改進后的電路設計。在電氣門鎖線路上，先把各層廳
門電氣門鎖回路（JMS1）串聯(lián)在安全電路（JY）后面，同時并聯(lián)轎門
電氣門鎖回路（JMS2）， JY 是安全電路接觸器，JMS1 是廳門聯(lián)鎖
接觸器，JMS2 是轎門聯(lián)鎖接觸器。利用JMS1、JMS2 的常開觸點
進行門鎖的關閉條件的判別；利用JMS1、JMS2 的常閉觸點進行
門正常運行的檢測。將這些觸點狀態(tài)輸入PLC 或微機控制板，通
過軟件判斷門鎖電路是正常還是處于短接門鎖或門鎖繼電器故
障等。當門鎖電路處于短接狀態(tài)時，讓電梯中止正常運行狀態(tài)，轉
入檢修運行狀態(tài)。
現(xiàn)以三菱PLC 并行控制為例加以說明開關門程序運行與保
護，人為短接、元件失效、觸點粘連等保護功能。圖2 為門系統(tǒng)的
I/O 分配，JMS1 為廳門聯(lián)鎖接觸器上的一個常開觸點，在PLC 的
輸入端是X1，廳門聯(lián)鎖閉合時X1 有信號輸入，JMS1 接觸器上的
一個常閉觸點在PLC 的輸入端是X3，廳門聯(lián)鎖閉合時X3 無信號
輸入。JMS2 為轎門聯(lián)鎖接觸器上的一個常開觸點，在PLC 的輸
入端是X2，轎門聯(lián)鎖閉合時X2 有信號輸入，JMS2 接觸器上的一
個常閉觸點在PLC 的輸入端是X4，轎門聯(lián)鎖閉合時X4 無信號輸
入。PLC 的輸出包括轎門電機開門信號輸出Y1 和轎門電機關門
信號輸出Y2。開門輸出時Y1 的線圈KM 得電吸合，關門輸出時Y2
的線圈GM 得電吸合。開門、關門互鎖。
4.2 PLC 控制梯形圖設計
圖3 為對應的PLC 控制電梯門鎖電路保護程序。電梯在自
動狀態(tài)時，控制器（PLC）內(nèi)部增加軟元件M10 作為電梯正常運行
條件。在這種情況下，只有X1 和X2 有信號輸入電梯是不會運行
的，只有M10 動作之后電梯才具備正常運行條件。C1 是用來判
斷是否關過門的計數(shù)器。PLC 程序控制采用記錄開、關門一次反
饋信號是否正確的方法進行判斷。M1 是表示門關好的輔助繼電
器，M2 是表示門開好的輔助繼電器。M3 是表示廳門門鎖被短接
的輔助繼電器，M4 是表示轎門被短接的輔助繼電器，M5 是表示
廳門和轎門同時被短接的繼電器。M6 用于當出現(xiàn)人為短接情況
時實施保護將所有登記信號自動消號的繼電器，M7 用于門鎖短
接保護之后自動轉為檢修狀態(tài)的輔助繼電器，M8 用于門處于中
間位置時實施保護的輔助繼電器。
當電梯開門時，Y1 有輸出，關門計數(shù)器C1 清零。門開好后，
X1 和X2 斷開，X3 和X4 閉合，則M1 斷開，M2 吸合。當電梯關門時，
Y2 有輸出，Y2 動作的上升沿將關門計數(shù)器C1 置1，此時記下電
梯已關門。門關好以后，X1 和X2 閉合，X3 和X4 斷開，則M1 吸合，
同時M2 斷開，且關門計數(shù)器為1，同時各個保護繼電器M6、M7、
M8 斷開時，M10 接通，表示電梯具備了正常運行條件，表明電梯
處于正常狀態(tài)。
當電梯在運行中廳門被短接，輸入端X1 閉合，X2 斷開，X3
斷開，X4 閉合，則M3 吸合。電梯運行到平層位置后自動開門，
Y1 有輸出，關門計數(shù)器C1 清零，則M10 斷開，此時M3 仍然吸合。
由于在輸出Y2 的關門程序中串聯(lián)了觸點X1 的常閉點，此時X1
處于閉合狀態(tài)，即使按下關門按鈕，也無法關門，電梯進入保護狀
態(tài)。當電梯在運行中轎門被短接，輸入端X1 斷開，X2 閉合，X3
閉合，X4 斷開，則M4 吸合。電梯運行到平層位置后自動開門，
Y1 有輸出，關門計數(shù)器C1 清零，則M10 斷開，此時M4 仍然吸合。
由于在輸出Y2 的關門程序中串聯(lián)了觸點X2 的常閉點，此時X2
處于閉合狀態(tài)，即使按下關門按鈕，也無法關門，電梯進入保護狀
態(tài)。同樣的道理，當電梯在運行中廳門和轎門同時被短接，輸入端
X1 閉合，X2 閉合，X3 斷開，X4 斷開，則M5 吸合。電梯也將進入
保護狀態(tài)。當M3、M4、M5 中任意一個吸合，則M6 吸合，用于將所
有登記信號自動消號。當M5 吸合，M6 吸合，M1 吸合，關門計數(shù)
器為0，則M7 吸合，電梯自動轉為檢修狀態(tài)。如果M1 斷開，且M2
斷開，則M8 接通，用于運行保護，使電梯不能啟動。
5 電梯門鎖電路改進后的檢驗與驗證
圖2 門系統(tǒng)的I/O 分配
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2014.14 設計與研發(fā)
5.1 人為短接試驗
（1）在電梯正常運行至目標層站自動平層開門延時關好門之
后，而此時又沒有登記任何運行信號，在機房控制柜的門聯(lián)鎖回
路上，用一根短接線把廳門聯(lián)鎖進行短接，再任意登記幾個運行
信號，電梯起動運行至目標層站減速平層開門，由于廳門聯(lián)鎖回
路短接，JMS1 得電吸合。在開門到位后，再不會關門，同時把所
有登記信號自動消號并且再也登記不上，電梯進入保護狀態(tài)停止
運行。
（2）恢復電梯正常運行。把機房控制柜上的短接線拆除，電梯
門在自動延時時間到后又能重新自動關門，再登記信號電梯正常
運行，只要把短接線拆除不作任何改變就能實現(xiàn)正常狀態(tài)。以上
是廳門聯(lián)鎖短接試驗，轎門聯(lián)鎖短接和廳轎門聯(lián)鎖同時短接試驗
用以上方法進行會有同樣的保護效果。
5.2 接觸器粘連試驗
在電梯正常運行時，用工具把門鎖接觸器按住不放，不讓其
復位，電梯運行至目標層樓平層開門后，也會有上述一樣的保護
功能，把接觸器恢復正常后電梯又能正常自動運行。這里，把廳門
接觸器按住、轎門接觸器按住或廳門與轎門接觸器同時按住，各
種情況分開進行，每次試驗都會有同樣的保護效果。
6 結論
經(jīng)過改進的門鎖設計，如果門鎖繼電器粘連或者維保人員短
接門鎖回路，無論怎樣接線，系統(tǒng)都會轉入檢修運行狀態(tài)，電梯無
法正常運行。這樣一方面要求維保人員必須去除短接線，避免了
由于使用人員或安裝、維護人員粗心或疏忽而造成重大的傷亡事
故。另一方面把由于門鎖繼電器發(fā)生誤動作而導致的事故盡量減
少，提高電梯出現(xiàn)故障時的安全性。
參考文獻
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[5] GB 7588 － 2003，電梯制造與安裝安全規(guī)范[S].
作者簡介
張書，男，漢族，生于1978 年，河北崇禮人，碩士研究生，講
師，現(xiàn)主要從事電梯工程技術的教學和科研工作。
圖3 門鎖電路保護程序

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