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电梯机械式自动门的设计措施研究

发表时间：2021/5/13 来源：《城市建设》2021年4月作者：曾文超

[导读] 机械式自动门在电梯系统中发挥着安全保护的作用，合理的控制系统设计对提升电梯的总体安全有非常大的作用和帮助。本文就对如何加强电梯机械式自动门设计展开研究，总结电梯门和电梯安全运行的关系和机械自动门的构成，然后研究机械式自动门的设计方法，总结设计过程中应采取的措施，以提升机械式自动门的控制效果。

身份证号码：4401811981121****1 曾文超

摘要：机械式自动门在电梯系统中发挥着安全保护的作用，合理的控制系统设计对提升电梯的总体安全有非常大的作用和帮助。本文就对如何加强电梯机械式自动门设计展开研究，总结电梯门和电梯安全运行的关系和机械自动门的构成，然后研究机械式自动门的设计方法，总结设计过程中应采取的措施，以提升机械式自动门的控制效果。
关键词：电梯；机械式自动门；设计措施；研究
        引言：目前高层和超高层建筑的大量建设，电梯成为了建筑中不可缺少的运输设备，但是电梯的高度跨度较大，运行速度越来越快，如果不能保证电梯的安全，将容易导致坠落等安全事故。目前的电梯系统中，机械式自动门对安全控制十分关键，所以需要做好对机械式自动门的设计，合理使用技术提升自动门控制效果，降低电梯运行过程中的安全风险。
        1电梯门和电梯安全运行
        电梯运行过程中必须保证安全，因此电梯不能出现超载情况，也不能运送易燃易爆炸、有毒物品，对于必须由电梯运送的特殊物品，必须有相关部门的批准证明，并且做好专门的保护，而且要做好安全妥善保管工作，如果情况特殊可以使用防爆电梯满足要求[1]。电梯运行过程中，电梯门会对电运行安全产生决定性作用，例如电梯门需要在电梯上下移动时保持紧闭，如果电梯出现超载等情况，电梯门应该保持开启状态。
        2电梯机械式自动门构成
        机械式自动门中包括了控制器、感应探测器、同步皮带、电动马达、感应门、导向系统、走轮系统等等。主控系统是机械自动门的核心，能够控制马达和发出指令，是整个电梯机械式自动门的中枢系统；马达会提供自动门活动的动力，依靠同步皮带传送，带动电梯门的开关，完成对电梯门加速或者减速的控制，而且可以带电梯的走轮系统运行[2]。自动门的运行动力由直流电动机向电梯的轿厢提供，电动机获得电力之后可以完成正转或者反转，控制厢门的开闭。利用电动机能带动主动轮和从动轮，可以实现电梯的水平移动。如果轿厢停靠在某一楼层，将会由门刀固定门锁的两端，然后借助钢丝绳和门锁来完成对电梯门开闭的控制，保证电梯门锁的质量和控制效果，能提升电梯的开闭工作效率，以及保证电梯的运行安全。
        目前的电梯中，机械自动门中还融入了传感器技术、PLC技术、变频控制技术，可以更精准、更智能地满足对电梯开闭的控制。感应器会感受电梯的移动位置然后发送位置的脉冲信号，PLC会根据脉冲信号作出反应，控制电梯门的开闭。PLC系统能控制其他电气设备，有效控制电梯运行过程中的直流电机、分压电阻和继电器，满足对电机转速、电梯门的运行速度控制要求，可以加强对电梯的调节，提升电梯的稳定性。
        3电梯机械式自动门设计方法
        3.1基本设计形式分析
        电梯机械式自动门首先需要实现开关门自动化，当电梯平层，电梯门能自动开启，提供5-10秒的时间满足人员进出需要，在无人乘坐时关闭；机械自动门中应具备电气连锁，在轿门、门厅关闭之后电梯才可以运行，确保二者在动作上保持联动，保证电梯安全；最后，自动门也需要具备手动控制的功能，比如停层时乘客可以用按钮调整门的开关时间和状态，
        电梯的机械式自动门有两种类型，分别为轿门和厅门，轿门在电梯上安装，厅门安装在井道位置[3]。电梯门开关时，电气系统将会控制轿门，同时厅门和轿门同步运行。目前电梯自动门控制时一般会使用PLC或者微型机，取代过去使用继电器控制电梯，包括使用集成度更高的电路进行电路的简化控制工作，而且可以根据电梯控制要求编写程序，满足监控和同步控制的需要，技术人员也能根据要求修改电梯的控制程序。为方便维修和安装，目前电梯机械门结构会采用模块化的控制方式，而且控制系统经过优化后，也能降低电梯的运行能耗。

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        3.2运行控制
        3.2.1电梯上升
        电梯上升阶段需要利用电梯的楼层位置信号，在接近预定楼层时，应开启PLC的拖板装置，厅门会沿着滑道逐渐上升到预定位置；然后轿厢门会带动厅门同步开启；此时机械系统和PLC会控制其他楼层厅门关闭。在电梯逐渐上升的过程中，托板也运动到挡块的位置。如果电梯离开某一个楼层，控制推板装置按照运行轴继续旋转，推动挡板和推板脱节，之后利用电梯自重驱动电梯下降，但是仍要做好控制工作，避免电梯下落速度过快。
        3.2.2电梯下降控制
        当电梯朝着某个楼层下降时，PLC控制程序将会带动机械系统的拉丝勾绳设置拉板的位置，并将电梯门带动到预定的位置，整个运行过程中，其他楼层的所有电梯都处在关闭的状态。如果电梯门持续下降，机械装置根部轴的复位弹簧就会控制拉板，使拉板和钢丝绳脱节，使电梯在自重的作用下回落到初始位置。
        3.4安全控制
        为确保电梯的安全，需要提升电梯门的安全控制效果，建筑每一层都应设置自动层门，保证电梯运行到某一层楼层时，仅在该楼层开始，其他楼层的电梯门处在关闭状态。因此，可以在轿厢停靠在特定楼层之后，门刀伴随轿厢移动和加紧滑轮，并连接摆臂和凸轮柄。在轿门接收到开门信号之后，就会马上执行开门动作，推动可动刀片向固定刀片靠拢，然后层门门锁和轿门层门开启。依靠层门的前置滚轮内的复位弹簧，滚轮可以控制层门快速关闭，以及保证层门复位。如果电梯离开楼层，电梯门将会保持关闭状态，避免意外开启。通过在层门的位置专门设置重锤，即便出现了意外开启的情况，重锤的部分也会沿着滑槽发挥重力作用控制门板闭合，保证电梯运行时的安全性。
        电梯门也需要具有故障检测功能，因为电梯系统运行过程中经常会出现达到平层位置后不能开启或者关闭电梯门的情况，必须对在设计电梯系统时专门增加故障检测功能，加强对电梯门的控制，以及加强对门连锁情况的优化。例如通过增加自动门关门检测装置，能自动完成对电梯门速度和动能的测量，之后就可以利用相关数据分析电梯的安全性，检修人员可以及时消除电梯隐患；或者利用速度采集装置，采集电梯门开启关闭过程中的速度变化，以及计算运行过程中的平均速度，也能分析电梯门是否存在故障或者故障隐患，通过进行调整可以满足安全性的要求。
        3.5逻辑控制设计
        目前对是电梯机械式自动门逻辑系统的设计都是以PLC作为基础，满足复杂的逻辑控制需要，相比传统的继电器控制具有更高的性能，可以满足对电梯开关门对逻辑控制的要求。PLC技术的应用关键在于保证电路内部的JGM和JKM通电，以及确保JGM和JKM互锁保护，防止由于运行故障导致电梯内的人员被夹伤；依靠感应装置提供的运行数据，PLC系统需对电梯门运行过程中的障碍物做出识别，并及时开启和关闭电梯门，确保电梯的安全性。PLC内部也要加入定时器和呼叫按键，控制电梯的延时运行。电梯门运行过程中，应结合JKM和JGM分时动作，使电梯门开门关门的继电器处于互锁状态；电梯的开关门逻辑线路内部，也要设置专门的回锁程序，例如延迟0.5秒后运行，防止JKM和JGM电路出现过流的情况，影响电梯的正常运行。
        结束语：在设计电梯的机械式自动门时，应合理使用PLC等技术，分析电梯工作过程中的逻辑，保证机械自动门能满足安全需要。电梯门结构因该和电梯其他结构相互配合，根据电梯周围的情况、电梯内部人员操作执行动作，保证电梯机械自动门的合理运行。
参考文献：
[1]陈华杰. 对电梯机械式自动门设计措施研究[J]. 山东工业技术,2019(11):141.
[2]程靖航. 电梯机械式自动门的设计措施探讨[J]. 机械管理开发,2019,34(08):252-253.
[3]张建,吴茂森. 新型电梯机械式自动门设计分析[J]. 中国设备工程,2020(23):252-253.