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电梯轿厢意外移动检测子系统的响应时间检测研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

近年来,随着社会经济的快速发展,我国电梯保有量、年产量、年增长量长期居于世界首位[1]。据质检总局给出的统计数据[2],截至2016年底,我国电梯总量达到493.69万台,占全国特种设备总量的41.24%。伴随着庞大的基数,电梯事故数在特种设备行业中占20.6%,共48起,而其中因安全附件或保护装置失灵等设备原因引发的有13起。由于电梯轿厢意外移动而导致的事故往往后果严重、影响恶劣,一直是社会关注的焦点。例如,在2015年青岛祖孙俩的电梯坠亡案中,由于制动器失效使得制动力不足以使轿厢保持静止及制停电梯的低速上行,导致轿厢在对重的重力作用下向上意外移动,最终酿成令人痛心的事故。

因此,加强电梯安全保护装置的配备不仅是持续推动特种设备安全建设的重要措施之一,更是响应新时代下建设质量强国的号召,满足民众对美好生活、安全生活的基本诉求。为此,国家发布了《电梯制造与安装安全规范第1号修改单》,明确提出电梯在轿厢意外移动时应具有防止该移动或使移动停止的装置。针对该保护装置,各电梯企业、特检部门展开了一系列的基础研究和设备研发。秦少华和林嘉骏[3]分析了轿厢意外移动的原因,将其主要归结为电梯抱闸失灵和门锁短接。为实现意外移动保护装置的保护功能,佘昆和代清友[4]设计了检测电路,并对常见的电路进行了缺陷分析,提出了改进思路,从而更加有效保证乘客的安全。李桦和闻科伟[5]将轿厢意外移动划分为三个阶段,并对意外移动的距离进行了求解计算。陈永华[6]从检验工作的角度出发,提出对该保护装置的检验应包含制动器的动作检测和驱动能量的检测。这些工作对保护装置的发展起到了极强的推动作用,但目前对该装置响应时长检测的研究鲜有报道。

由于在检测和控制电路的响应期间,轿厢是处于加速移动状态,响应时长决定了电梯的最高速度和移动距离。因此为使保护装置在GB7588-2003第1号修改单要求的距离内制停轿厢,应保证检测和控制电路的正常运行并尽量缩小其响应时间。本文结合实际检验经验,分析了不同继电器对检测子系统响应时间的影响,提出了可靠的安全电路方案。

1 UCMP检测电路设计

轿厢意外移动(Unintended Car Movement,UCM)是指在层门未被锁住且轿门未关闭的情况下,由于轿厢安全运行所依赖的驱动主机或驱动控制系统的任何单一元件失效引起轿厢离开层站的意外移动。轿厢意外移动保护装置(Unintended Car Movement Protection,UCMP)应能够检测到轿厢的意外移动并将其制停,该装置一般由三个子系统构成,具有的功能和功能赖以实现的元件如图1所示。

  

图1 UCMP系统组成及各子系统功能

根据GB7588-2003第1号修改单,该保护装置需保证制停轿厢意外移动时轿厢离层站的距离不大于1.20 m,层门门楣与轿厢地坎(轿厢意外上行)之间或层门地坎与轿厢门楣(轿厢意外下行)之间的垂直距离不小于1.00 m,图2所示是轿厢下行时的示意图,从图2中可以看到,为实现保护功能采用了四个感应器,当轿梁上的感应器检测到轿厢的意外移动即可通过控制单元发出指令。良好的检测电路是UCMP正常运行的基础,其设计如图3所示,KM1、KM2、KM3、KM4为安全继电器,FML1、FML2分别为图2中的上、下门区感应开关,用于制停时,以S01、S02为电路输出端,达到短接门锁的目的(MSC和JMC分别为层门和轿门接触器常开触点),BZC为抱闸控制接触器,MC为电梯运行接触器。

  

图2 轿厢意外移动示意图

以电梯意外下行为例,介绍响应时间测量方案:首先,给系统分别接入24 V、110 V的电源,并按图3所示电路图对UCMP板进行线路连接;其次,将FML1、FML2及封门开关置于接通状态,以模拟轿厢位于层站的正常状态,并将示波器的通道1接入FML2开关后以记录意外移动发生后检测子系统响应时间的起始阶段;最后,将示波器的通道2接入接触器GMD-9两端,并断开FML2开关以表明检测到轿厢的意外下行,记录下通道2的信号波形,作为系统响应的结束。

论证区水样经云南地质工程勘察设计研究院测试研究所检测,水中阴离子以重碳酸根HCO3-、硫酸根SO42-为主,阳离子以钠(Na+)为主,pH值7~7.1地下水化学特征为HCO3-·SO42--Na+型。

  

图3 UCMP检测电路及应用

2 UCMP检测子系统响应时间检测方法

检测子系统的响应时间与轿厢在意外移动加速阶段的速度息息相关,很大程度上决定了轿厢总的移动距离,因此对响应时间进行测量有助于分析UCMP的合格与否。

为准确测量检测子系统的响应时间,清晰地观察信号变化,本文选择以UTD2052CL数字储存示波器来捕获和分析系统的触发信号。在搭建测试电路时,在图3的检测电路基础上外加一个电源开关控制KM1的接通,并且为了方便实现再平层触发信号的响应,实际检测中使用单刀双掷开关代替上、下门区感应器,并通过手动开关达到封门输出的目的。值得一提的是,为尽可能真实地模拟实际情况下的制动响应,在检测过程中使用直流接触器GMD-9,并通过变压器和整流器为其供电,由于接触器两端电压较高,在测量其反应时间时选择日本日置HIOKI 9322差分探头,并采用输出有效值整流电压的RMS模式,整体检测方案示意图如图4所示。

  

图4 检测子系统响应时间测量方案系统图

该电路除可实现电梯轿厢意外保护,还拥有提前开门和再平层功能。结合图2中轿厢的移动示意图,对该电路的工作原理进行阐述:当电梯到达层站时,四个感应器检测到信号,上、下门区感应开关FML1、FML2闭合,KM2、KM3通电,KM2-3和KM3-3闭合,与此同时因轿厢处于门区范围内,封门输出SY闭合,KM4通电,KM4-2闭合,KM4-2断开,KM1断电,KM1-4恢复闭合状态,由此S01、S02接通,继而当层门在开着的情况下,若由于控制系统故障或电机供电故障等导致轿厢意外向下移动超过一定距离,使得FML2离开遮光板,则FML2输出断开,KM3断开,S01、S02输出断开,加之此时MSC断开,所以BZC和MC失电,电机停止运行,制动器线圈失电,制动器动作,制停轿厢。

3 继电器对响应时间的影响

UCMP装置可有效防止电梯轿厢的意外移动,对其检测子系统进行响应时间测试是判断UCMP板是否合格的主要措施之一。本文在给出检测电路设计思路的基础上,提出了系统响应时间的测试方案,并对不同型号继电器下的时长做了对比分析,认为优良的继电器元件是UCMP板正常运行的有力保障,可降低事故发生概率。

第二层叫作WEB服务器,扮演着信息传送的角色。当用户想要访问数据库时,就会首先向WEB服务器发送请求,WEB服务器统一请求后会向数据库服务器发送访问数据库的请求,这个请求是以SQL语句实现的。

  

图5 第一块UCMP板信号响应波形图

  

图6 第二块UCMP板信号响应波形图

4 结论

为探究安全继电器对响应时间的影响,本文对两种继电器品牌搭建的UCMP板分别进行了测试。第一块UCMP板的KM1选择OMRON固态继电器G7SA-3A3B,其余的选择G7SA-3A1B、G7SA-4A2B型号,由于在测试过程中,待捕获的电压信号差值较大,若两通道均选择直流模式,则导致屏幕信号分辨能力弱,不利于准确提取差值,因而本文通道1选择直流模式,通道2选择交流模式,结果如图5所示,其中蓝线为通道1采集到的信号,表明当FML2感应开关检测到信号时,由24 V的通电状态向断开转变,黄线为通道2采集到的信号,它的变化时刻代表接触器开始响应,两信号变化的时间间隔10 ms即为检测子系统的响应时间。

参考文献:

常用者为头孢克洛(希刻劳)、头孢呋辛,对革兰阳性球菌的活性与第一代相仿或略差,对部分革兰阴性杆菌亦具有抗菌活性。

第二块UCMP板选择宏发继电器24-3H3DTGF,24-5H1DTG以及24-3H1DTG,测试结果如图6所示,从中可以看到响应时间为16 ms,比第一块UCMP板的响应时间长了60%,从局部放大的细节图可以看到,在接触器将要响应时,检测电路的安全继电器存在触点粘连现象,表现在信号上呈现出剧烈波动的特点,这也解释了响应时间为什么会延长。

[1]周振龙,林正,庄伟馨.电梯维保行业存在的问题及对策[J].中国质量技术监督,2016(09):58-59.

[3]秦少华,林嘉骏.电梯轿厢意外移动保护的控制设计[J].广船科技,2017,37(02):37-43.

[2]质检总局关于2016年全国特种设备安全状况情况的通报[J].中国特种设备安全,2017,33(04):1-5.

全置组实施全髋关节置换术,采用改良Harding切口入路将髋关节及关节囊逐层达开,充分显露股骨颈骨折病灶,直接切断髋臼韧带,取出骨折处的碎骨,并用电锯截断股骨颈,磨锉髋臼及剔除软骨,清理并逐渐扩大髋臼,选择合宜的臼假体进行置入[2-3],再装入内衬体,之后行股骨扩髓,调试股骨头假体使其吻合到股骨中,复位完成后,检查双下肢的等长及患侧髋关节的活动受限情况,无异常后,给予术腔冲洗、负压引流、切口逐层缝合,术毕。

[4]佘昆,代清友.关于轿厢意外移动保护系统检测电路的探讨 [J].机电工程技术,2014,43(08):127-129.

对PISA2012和南京中考题的比较,得出以下结论:(1)两者题目内容一致性指数为0.47.(2)中考题比PISA题涉及的知识内容多,PISA题非常重视数据处理以及概率统计知识,而中考题更加重视知识点的掌握运用.(3)中考题的题目的知识深度和广度以及难度都高于PISA.(4)PISA题涉及的情境比中考题更为丰富,开放题比例较高.

[5]李桦,闻科伟.关于电梯轿厢意外移动装置及轿厢意外移动距离的讨论[J].装备制造技术,2017(07):172-174.

[6]陈永华.浅谈电梯轿厢意外移动保护装置的要求和检验方法[J].中国设备工程,2017(16):69-72.

 
佘昆
《机电工程技术》 2018年第04期
《机电工程技术》2018年第04期文献

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