电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统与流程

1.本发明涉及电梯制动器检验检测技术领域，尤其涉及一种电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统。


背景技术：

2.制动器是电梯重要的安全部件，其在电梯中的重要性犹如汽车的刹车系统对于汽车安全的重要性。电梯运行时制动器的作用主要体现在，一是在电梯正常停靠层站时制动器实现零速抱闸制动，确保电梯在进出乘客时始终处于停止状态，二是当电梯轿厢运动过程中出现故障时制动器实施紧急制动，使电梯以一定减速度紧急停止运行，确保轿厢内乘客生命财产安全。
3.现行国家标准gb 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第12.4.2.1规定，所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。若一组不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。根据标准要求，电梯主机应安装两套制动器，且电梯正常运行时，两套制动器应能同步动作。现行特种设备安全技术规范tsg-t7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》第2.8(8)条中规定，应当具有制动器故障保护功能，当监测到制动器的提起(或者释放)失效时，能够防止电梯的正常启动。制动器故障保护功能工作时一般通过制动器故障保护开关对制动器提起或释放动作进行监测，当监测到制动器有动作(提起动作或释放动作)时制动器故障保护开关将向电梯主控制器发送开关信号，以对制动器动作状态进行验证，当出现两个制动器提起失效、两个制动器释放失效、单个制动器提起失效或单个制动器释放失效四种制动器动作故障时应防止电梯再次正常启动，直到检修人员人为使故障恢复。制动器故障保护开关采用常开独立接线形式和常闭独立接线形式是制动器故障保护功能有效的前提，在电梯主控制板识别到制动器故障保护开关动作状态的前提下，电梯制动器故障保护功能还需要通过电梯主控制板运行的故障监测程序对是否出现四种制动器动作故障进行有效监测，并在监测到制动器动作故障时能防止电梯正常启动，确保电梯安全运行。部分电梯虽然具有正确的制动器故障保护开关接线方式，但由于涉及制动器故障监测功能的plc控制程序存在问题，或者主控制板的故障监测功能被电梯维护人员人为屏蔽，都将导致电梯制动器故障保护功能失效，不能对制动器动作故障进行监测，使电梯出现制动器提起失效或制动器释放失效时仍然继续运行，出现安全隐患，诱发安全事故。
4.在用传统方法进行制动器故障保护功能有效性检验时，需要频繁的拆线和接线，每次拆接线前后需要使电梯断电和通电，由于电梯制动器动作故障类型较多，如此操作费时费力，效率低下，且存在接线误操作可能，对电梯造成意外损害。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统，其通过简单的一次拆接线操作设置好外接检测开关，通过自动化仪器模拟出制动器动作故障信
号，通过回路通断检测模块非接触式自动判断电梯主机动力回路通断，实现多种制动器故障模式下制动器故障保护功能的有效检验，有利于提高检验效率和检测准确性，降低劳动强度，保护操作人员和电梯安全，具有实用性和创新性。
6.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种电梯制动器故障保护功能检测方法，通过设置四个外接检测开关ka1、kb1、ka2、kb2与电梯自有的两个制动器故障保护开关kbz1、kbz2串联或并联，实现对制动器故障保护开关输入主控制板信号的控制，通过开关通断控制模块控制四个外接检测开关通断状态的组合，模拟不同的制动器打开失败或合闸失败故障信号；
8.外接检测开关设置前先断开电梯主电源，然后进行外接检测开关拆接线连接，默认状态下设置ka1和ka2为断开、kb1和kb2为闭合，则电梯重新上电后，外接检测开关状态初始化后不改变电梯原有输入主控制板信号状态；
9.若要模拟kbz1处于断开状态，仅需串联一个外接检测开关kb1并控制该外接检测开关断开，则无论kbz1自身是否通断，主控制板均接收不到信号；若要模拟kbz1处于闭合状态，仅需并联一个外接检测开关ka1并控制该外接检测开关闭合，则无论kbz1自身是否通断，主控制板均可接收到正电压信号；若要模拟kbz2处于断开状态，仅需串联一个外接检测开关kb2并控制该外接检测开关断开，则无论kbz2自身是否通断，主控制板均接收不到信号；若要模拟kbz2处于闭合状态，仅需并联一个外接检测开关ka2并控制该外接检测开关闭合，则无论kbz2自身是否通断，主控制板均可接收到正电压信号。
10.其中，电梯运行时制动器打开故障类型包括：制动器一打开失败、制动器二打开失败、制动器一和制动器二同时打开失败；
11.当接线形式为常开独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器一打开失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、ka2、kb1断开、kb2闭合；
12.当接线形式为常开独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器二打开失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、ka2、kb2断开、kb1闭合；
13.当接线形式为常开独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器一和制动器二同时打开失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、ka2、kb1、kb2均断开；
14.检测系统通过外接测试线预设置好四个外接检测开关通断状态，若电梯启动瞬间随即急停，且同时报故障，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能有效，若电梯仍然正常运行，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能失效；
15.针对三种制动器打开故障类型，按照上述过程各进行一次试验。
16.其中，电梯运行时制动器打开故障类型包括：制动器一打开失败、制动器二打开失败、制动器一和制动器二同时打开失败；
17.当接线形式为常闭独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器一打开失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、kb1、kb2闭合、ka2断开；
18.当接线形式为常闭独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器二打开失败时，外接检测开关的设置状态为ka2、kb1、kb2闭合、ka1断开；
19.当接线形式为常闭独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器一和制动器二同时打开失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、ka2、kb1、kb2均闭合；
20.检测系统通过外接测试线预设置好四个外接检测开关通断状态，若电梯启动瞬间
随即急停，且同时报故障，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能有效，若电梯仍然正常运行，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能失效；
21.针对三种制动器打开故障类型，按照上述过程各进行一次试验。
22.其中，电梯运行时制动器合闸故障类型包括：制动器一合闸失败、制动器二合闸失败、制动器一和制动器二同时合闸失败；
23.当接线形式为常开独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器一合闸失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、kb1、kb2闭合、ka2断开；
24.当接线形式为常开独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器二合闸失败时，外接检测开关的设置状态为ka2、kb1、kb2闭合、ka1断开；
25.当接线形式为常开独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器一和制动器二同时合闸失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、ka2闭合、kb1、kb2断开；
26.控制电梯正常运行，外接检测开关通断状态在电梯运行过程中进行故障状态预设置，操作电梯停止，若电梯停止时立即报故障且无法再次启动，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能有效，若电梯停止运行后不报故障且可再次正常启动，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能失效；
27.针对三种制动器合闸故障类型，按照上述过程各进行一次试验。
28.其中，电梯运行时制动器合闸故障类型包括：制动器一合闸失败、制动器二合闸失败、制动器一和制动器二同时合闸失败；
29.当接线形式为常闭独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器一合闸失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、ka2、kb1断开、kb2闭合；
30.当接线形式为常闭独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器二合闸失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、ka2、kb2断开、kb1闭合；
31.当接线形式为常闭独立信号接线时，且待模拟的故障类型为制动器一和制动器二同时合闸失败时，外接检测开关的设置状态为ka1、ka2、kb1、kb2均断开；
32.控制电梯正常运行，外接检测开关通断状态在电梯运行过程中进行故障状态预设置，操作电梯停止，若电梯停止时立即报故障且无法再次启动，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能有效，若电梯停止运行后不报故障且可再次正常启动，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能失效；
33.针对三种制动器合闸故障类型，按照上述过程各进行一次试验。
34.相对于现有技术，本发明所述的电梯制动器故障保护功能检测方法具有以下优势：
35.一、通过通断控制模块设置四个外接检测开关通断，可模拟制动器单边或双边打开故障、合闸故障共六种制动器故障信号，检测内容全面，无需频繁通断电梯电源，测试安全；
36.二、通过回路通断检测模块对故障信号发生后电梯制动器故障保护功能有效性进行自动检测，测试效率高、准确性高。
37.一种电梯制动器故障保护功能检测系统，包括：处理器，以及与所述处理器连接的开关通断控制模块、回路通断检测模块、以及触摸控制屏；
38.所述开关通断控制模块用于实现对四个外接检测开关ka1、kb1、ka2和kb2通断的
控制，以模拟不同的制动器故障信号给电梯主控制板；
39.所述回路通断检测模块用于检测曳引主机动力回路的通断，以此判断电梯在接收到故障信号后是否会触发制动器故障保护；
40.所述触摸控制屏用于设备与操作者实现人机交互，通过wifi或蓝牙方式对所述处理器进行控制。
41.其中，所述回路通断检测模块采用电磁感应通断检测开关，实现被测电路中有无电流通过的非接触式检测；
42.被测电路中有无电流通过时所述电磁感应通断检测开关将向所述处理器输出不同状态的开关量，所述处理器通过接收到的开关量的状态判断电梯运行状态。
43.具体地，所述处理器为单片机或plc。
44.所述电梯制动器故障保护功能检测系统与上述电梯制动器故障保护功能检测方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
45.图1为制动器故障保护开关为常开独立信号接线方式的电路原理图；
46.图2为制动器故障保护开关为常闭独立信号接线方式的电路原理图；
47.图3为本发明实施例提供的电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统中外接检测开关的电路示意图；
48.图4为本发明实施例提供的电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统中回路通断检测模块对曳引主机动力回路检测的原理示意图；
49.图5为本发明实施例提供的电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统中的方法流程示意图；
50.图6为本发明实施例提供的电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统中的系统模块连接原理图。
51.附图标记：
52.1-处理器；2-触摸控制屏；3-回路通断检测模块；4-开关通断控制模块。
具体实施方式
53.为了便于理解，下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统进行详细描述。
54.先介绍电梯制动器故障保护开关的两种正常接线方式。如图1和图2所示，电梯有两组制动器，假设为制动器一和制动器二，每组制动器有一个对应的制动器故障保护开关，假设分别为kbz1和kbz2，制动器故障保护开关的通断直接反映了制动器的动作状态。对于正常运行的电梯，制动器故障保护开关存在两种接线方式：常开独立信号方式或常闭独立信号方式。对于常开独立信号方式，电梯停止时制动器合闸，制动器故障保护开关kbz1和kbz2为打开状态，主控制板接收不到信号，电梯运行时制动器打开，制动器故障保护开关kbz1和kbz2为闭合状态，主控制板接收到直流信号。对于常闭信号方式，电梯停止时制动器合闸，制动器故障保护开关kbz1和kbz2为闭合状态，主控制板接收到直流信号，当电梯运行时制动器打开，制动器故障保护开关kbz1和kbz2为打开状态，主控制板接收不到信号。对于
具有正常制动器故障保护功能的电梯，若制动器动作时主控制板接收的信号类型与上述描述不一致，将使电梯故障报警，并使电梯不能再次启动，已达到故障保护的效果，防止电梯带闸运行或防止电梯停止时制动器合闸不到位。
55.如图3所示，本发明实施例提供的电梯制动器故障保护功能检测方法及检测系统，通过设置四个外接检测开关ka1、kb1、ka2、kb2与电梯自有的2个制动器故障保护开关kbz1、kbz2串联或并联，实现对制动器故障保护开关输入主控制板信号的控制，通过开关通断控制模块控制四个外接检测开关通断状态的组合，可模拟不同的制动器打开失败或合闸失败故障信号。外接检测开关设置前先断开电梯主电源，然后进行外接检测开关拆接线连接，默认状态下设置ka1和ka2为断开、kb1和kb2为闭合，则电梯重新上电后，外接检测开关状态初始化后不改变电梯原有输入主控制板信号状态。
56.通过四个外接检测开关模拟制动器故障保护开关(动作监测开关)kbz1和kbz2向控制主板输入信号的原理为：以制动器一的监测开关kbz1为例，根据电路控制逻辑关系，若要模拟kbz1处于断开状态，仅需串联一个外接检测开关kb1并控制该外接检测开关断开，则无论kbz1自身是否通断，主控制板均接收不到信号，若要模拟kbz1处于闭合状态，仅需并联一个外接检测开关ka1并控制该外接检测开关闭合，则无论kbz1自身是否通断，主控制板均可接收到正电压信号。
57.电梯运行时制动器打开故障类型包括：制动器一打开失败、制动器二打开失败、制动器一和制动器二同时打开失败。结合图3分析，模拟制动器不同打开故障时四个外接检测开关应设置的状态如表1所示。
58.表1 模拟不同的制动器打开故障时外接检测开关设置状态
[0059][0060][0061]
针对不同制动器打开动作故障保护机制有效性的检验，操作电梯正常运行前，控制外接检测开关通断将电路设置为原始状态(ka1、ka2断开，kb1、kb2闭合)。随后进行故障状态模拟，根据上述表1，检测系统通过外接测试线预设置好四个外接检测开关通断状态，若电梯启动瞬间随即急停(动力回路有一瞬间脉冲电流信号)，且同时报故障，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能有效，若电梯仍然正常运行(动力回路有电流)，说明针对
该故障类型的制动器故障保护功能失效。针对三种制动器打开故障类型(制动器一打开失败、制动器二打开失败、两制动器同时打开失败)，按照上述过程各进行一次试验。例如，针对常闭独立信号接线方式的电路，对制动器二打开故障保护机制有效性进行检测，其过程为：电梯停止时，控制外接检测开关通断将电路设置为原始状态(ka1、ka2断开，kb1、kb2闭合)，使ka2、kb1、kb2闭合、ka1断开，此时主控制板接收到的信号不变，随后控制电梯运行，制动器打开使得故障保护开关kbz1、kbz2打开，但由于ka2闭合，主控板接仍然接收到制动器故障保护开关二的电信号，此时若电梯正常启动说明制动器二打开故障保护功能失效，不符合电梯检验规程要求，若电梯启动瞬间即停止运行，则说明制动器二打开故障保护功能有效，符合电梯检验规程要求。
[0062]
电梯停止时制动器合闸故障类型包括：制动器一合闸失败、制动器二合闸失败、制动器一和制动器二同时合闸失败。结合图3分析，模拟制动器不同合闸故障时四个外接检测开关应设置的状态如表2所示。
[0063]
表2 模拟制动器合闸故障时外接检测开关状态
[0064][0065]
针对不同制动器合闸动作故障保护机制有效性的检验，进行故障模拟之前，控制外接检测开关通断将电路设置为原始状态(ka1、ka2断开，kb1、kb2闭合)。控制电梯正常运行，根据表2外接检测开关通断状态在电梯运行过程中进行故障状态预设置，操作电梯停止，若电梯停止时立即报故障且无法再次启动(动力回路始终无电流通过)，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能有效，若电梯停止运行后不报故障且可再次正常启动(动力回路有电流)，说明针对该故障类型的制动器故障保护功能失效。针对三种制动器合闸故障类型(制动器一合闸失败、制动器二合闸失败、两制动器同时合闸失败)，按照上述过程各进行一次试验。例如，针对常开独立信号接线方式的电路，对制动器一合闸故障保护机制有效性进行检测，其过程为：电梯停止运行时控制外接检测开关通断状态(ka1、ka2断开，kb1、kb2闭合)将电路设置为电梯原始状态，控制电梯正常运行，运行过程中使ka1、kb1、kb2闭合、ka2断开，此时不影响电梯主控制板接收的信号，随后控制电梯停止，kbz1和kbz2断开，但由于ka1闭合使主控制板仍然接收到制动器故障保护开关一的电信号，若此时电梯立即报故障且无法再次控制电梯启动，说明制动器一合闸故障保护功能有效，符合检验规程要
求，若电梯停止后不报故障且可以再次启动，说明制动器一的合闸故障保护功能无效，不符合检验规程要求。
[0066]
如图4所示，通过判断动力回路中有无电流通过来对电梯是否可启动进行检测，以判断电梯制动器故障保护功能能否对制动器故障进行有效保护。通过回路通断检测模块检测动力回路中是否有电流通过，若动力回路中有持续电流通过说明电梯可再次启动，针对该故障的制动器故障保护功能失效，无电流通过说明电梯不可再次启动，针对该故障的制动器故障保护功能正常。回路通断检测模块采用电磁感应通断检测开关，实现被测电路中有无电流通过的非接触式检测，被测电路中有无电流通过时电磁感应通断检测开关将向处理器输出不同状态的开关量，处理器通过接收到的开关量的状态判断电梯运行状态。
[0067]
针对不同制动器动作故障的电梯制动器故障保护功能有效性检测流程如图5所示，切断电梯电源后将外接检测开关连接至制动器故障保护电路，连接原理如图3所示，且将电磁感应通断检测开关连接至电梯主机动力回路，连接原理如图4所示。检测准备工作完成后，恢复电梯供电，随后进行三种制动器打开故障的保护功能有效性检测和三种制动器合闸故障的保护功能有效性检测。其中制动器打开故障类型包括：制动器一打开失败、制动器二打开失败、制动器一和制动器二同时打开失败；制动器合闸故障类型包括：制动器一合闸失败、制动器二合闸失败、制动器一和制动器二同时合闸失败。需要说明的是，六种制动器动作故障保护功能检测的顺序不限于图5描述，可随意改变。检测结束后将电梯恢复至初始状态(切断电梯主电源、拆除外接检测开关和电磁感应通断检测开关)，完成测试。
[0068]
图6为制动器故障保护功能检测系统模块连接原理，检测系统包括处理器1、触摸控制屏2、回路通断检测模块3、开关通断控制模块4；其中，触摸控制屏2用于设备与操作者实现人机交互，通过wifi或蓝牙等无线方式对处理器1进行控制。具体地，处理器1可为单片机、plc等计算处理单元；开关通断控制模块4实现对ka1、kb1、ka2和kb2四个外接检测开关通断的控制，以模拟不同的制动器故障信号给电梯主控制板；回路通断检测模块3用于检测曳引主机动力回路的通断，以此判断电梯在接收到故障信号后是否会触发制动器故障保护。
[0069]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。