电梯电气检修装置设计

1 前言
随着电梯产业链的发展和完善，未来电梯行业对高技能人才的需求量越来越大，将继续呈现快速增长的态势。但国内电梯行业人才的培养相对滞后。我校根据社会的需求，分析国内外职业教育发展趋势、广东省电梯高端技能型人才市场需求变化，开设了电梯工程技术专业。培养电梯工程技术专业一线技术人才，主要是在工地一线从事的安装、调试、维修、保养的高技能人才。
通过对毕业生从事岗位的的跟踪调研和走访用人单位对电梯专业毕业生的专业技能的需求的分析，要求学校加强电梯控制技术和维修方面的专业知识和技能。
2 现有电梯实训装置的问题和解决方法
随着电梯专业的发展和对电梯教学设备需求的增多，有一些教学仪器设备的厂家开发了一些电梯的教学仪器设备，但是这些设备与实际电梯存在一定的差距。采用的电气控制部件与实际电梯存在一定的差别。在教学中使用起来不能使学生完全掌握电梯工作原理、控制方式、检修等方面知识。在教学当中不可能全部采用真实的整梯来进行教学，因为这样的教学成本太高也不太现实。如何给学生提供一个真实的教学和实训设备成为学校必须考虑的一个重要问题。
通过调研兄弟院校、电梯企业和走访学生，为了给学生提供一个真实的学校环境，我校将实训的电梯设备（机械部分已经不能使用）的电气控制部件改造成教学用垂直梯整梯调试模拟器。可模拟电梯电气系统的控制回路、驱动回路、安全回路，可模拟各类电梯故障，可修改/设置各类参数。通过此模拟器的学习，使学生掌握电梯常用电器的工作原理与实际应用、电气系统图、电梯基本控制电路工作原理和电梯常见故障分析和检修方法。为学生今后从事电梯电气维修和考证电梯维修工技能证打下良好的基础。
3 电梯工作原理及电气控制系统
3.1电梯工作原理
电梯的运行首先由层站的乘客发出呼梯信号（或轿内选层信号），电梯控制系统对厅外的呼梯信号（或轿内选层）进行登记，再根据轿厢在井道的位置信息和呼梯信号比较再判断出轿厢的运行方向。关闭电梯厅门和轿门。电梯在确保所有安全条件都满足的条件下，才能启动电梯驱动电路然后制动器抱闸装置通电松闸，曳引机带动轿厢开始慢车加速运行，当达到额定速度后进入稳速快车运行。电梯运行过程中由楼层位置（井道信息）和信号显示装置装显示轿厢的位置。当电梯到达目的楼层时，电梯微机控制系统发出停车指令，曳引机开始减速运行，当到达目标楼层的平层位置时电梯停止运行，然后控制系统发出开门指令打开电梯轿门和厅门。这样电梯就完成了一个运行周期。
3.2电梯电气控制系统
电梯的电气控制系统从最开始的继电器控制系统发展到现在的微机控制系统，目前的电梯主要是采用微机控制系统，有部分客梯和杂物梯为了节约成本才使用PLC控制系统。电梯控制系统结构图如图1。
电梯电气控制系统通常由电梯信号处理电路、曳引机驱动调速电路、门机控制电路和安全保护电路这四大部分组成。构成了电梯完整的电气控制系统。

图1 电梯控制系统结构图
4 电梯电气控制系统故障分析
电梯出现电气故障的原因主要有一下几个方面：
（1）电气元器件由于频繁使用而出现磨损导致接触不良或由于使用时间过长出现接触电阻变大而出现故障。如门联锁触电和呼梯按钮、开关门按扭等。
（2）接触器和继电器的主触点和辅助触点由于频繁动作和使用时间过长，导致触点出现电弧烧毁或触点表面氧化层出现接触不良。
（3）电气部件在安装或维保是没有按照要求安装到位或者元器件本身的质量问题导致电气部件不起作用。
（4）电梯主板出现接触不良或虚焊以及相关的参数设置不准确。
（5）不正确使用电梯导致电梯出现故障，如长时间阻挡电梯门或者厅轿门地坎有异物卡住导致电梯关门不到位等。

图2 故障设置柜
5 设计思路及故障设置
5.1设计思路
为了更真实的模拟实际电梯运行，用方形钢材设计一个缩小型的两层电梯井道，把拆下来的井道电气部件（主要是上下端站保护器件、底坑检修盒、隔磁板）、厅门门头、上下门区开关(上下平层感应器)、隔磁板、轿厢开门机（安装在龙门架上）、曳引机、对重框安装在电梯缩小型井道当中。把电梯的曳引机安装在模拟井道的顶层。故障设置柜（把轿厢控制板等其他电气电气控制部件以及故障设置箱集中在故障柜中，如图2）用来控制模拟电梯的运行和故障的设置。
5.2故障设置
通过对电梯电气故障的汇总和分析，发现电梯电气故障主要是接线点松动、触点老化、短路等，主要就是开路和短路。为了使电气检修装置能够快速设置故障和故障点的现象接近电梯的实际故障，在相关电气元件上串接开关或并联开关来模拟电气部件的开路和短路。
根据电梯控制原理，可以把电梯常见的电气故障分为以下几类：
5.2.1安全电路故障
安全电路作用：为保证电梯能安全地运行，在电梯上装有许多安全部件。其主要作用就是当某一安全开关动作时，使电梯切断电源或控制部分线路，电梯停止运行。
在电梯安全电路的各个安全开关和安全继电器的线圈以及触点的线路中串接一个开关，在正常情况下使开关闭合，线路接通，则表示电路无故障；如果要模拟安全电路的故障则把串接的相关开关断开就可以。
5.2.2门联锁回路故障
门联锁作用：为保证电梯必须在全部门关闭后才能运行，在每扇厅门及轿门上都装有门电气联锁开关。只有全部门电气联锁开关在全部接通的情况下，控制屏的门锁继电器方能吸合，电梯才能运行。
电梯门联锁电路和门联锁继电器线圈以及辅助触点线路中串接开关，正常情况下，使开关闭合，线路接通，则表示门联锁电路无故障；如果要模拟模拟门联锁电路的故障则把修改的开关断开就可以。（门联锁回路不能设置出现短路的故障，因为按照国家的相关规定，电梯的厅门和轿门电气触点在厅门和轿门打开时必须通过机械装置把电气触点断开）。
5.2.3门机控制系统故障
门机控制系统作用：是电梯不在运行状态并满足开关门（在平层位置并没有超载）条件时，根据主控电脑板发出的指令打开电梯的厅门和轿门。
在开门按钮、关门按钮、称重装置、门机控制电路中各串接一个开关后，正常情况下，使开关闭合，线路接通，则表示门联锁电路无故障；如果人为的把开关断开，即可设置一个断路故障。
5.2.4轿内楼层按钮和厅外召唤按钮故障
轿内楼层按钮和厅外召唤按钮作用：厅外召唤（轿内楼层）按钮是用来登记厅外（轿内）乘客的呼梯需要。同时，它有同方向本层开门的功能。
在电梯轿内楼层按钮和厅外召唤按钮线路中串接一个开关后，正常情况下，使开关闭合，线路接通，则表示门联锁电路无故障；如果人为的把开关断开，即可设置一个断路故障。
5.2.5参数设置和主板故障代码
电梯的慢车运行、变频器基本参数的设置与调整、编码器、电机自调谐、主板操作说明、提前开门/在平层功能、主板故障代码表等功能可以通过电梯调试手册进行查找和设置。
本装置的故障设计是在电梯原有电路的基础上串联相应的开关来模拟电梯的故障。由于是利用“额外增加的开关”串接在硬件电路中，通过人为断开开关进行模拟产生故障，该方案易于实现，易于设置及恢复，在教学中使用较为方便。
6 结束语
该实训教学电梯模型，可用于学生认识电梯电气部件和了解电气部件安装位置，主要是让学生通过本装置的训练来提高电梯故障的检修能力和学习电梯电气控制技术。当把电气部件拆除后，本装置也可以作为导轨和厅门的安装架，学生可以在安装架上进行导轨的安装调试和厅门的安装调试。