电梯控制系统升级改造

张松波

（河南纵横燃气管道有限公司，河南洛阳 471012）

0 引言

电梯作为交通运输工具，广泛使用于经济建设和人民生活的各个领域。电梯是具有潜在危险性的机电类特种设备，我国政府高度重视电梯安全问题，2014 年1 月1 日颁布实施的《中华人民共和国特种设备安全法》，将特种设备的安全管理提升到更高的法律层级。洛阳石化河阳新村现有8 栋高层住宅楼，每栋住宅楼安装2 部电梯，1997 年投入使用。这16 部电梯经十多年的高频次运行，控制系统和线路老化，存在故障多、安全保护功能不完善、维护成本高、能耗大等问题。为消除安全隐患，2018 年11 月，公司组织对16 部电梯的控制系统进行升级改造。

1 存在的问题及分析

洛阳石化河阳新村16 部电梯主控制系统（PLC、变频器和相关电气部件）和控制线路老化，经常出现不明软故障、停梯故障；部分电器配件已停产或改型，维修难度大，维护成本高；多年高频次运行，部分零部件磨损，电梯安全性和可靠性下降，潜在安全隐患。

随着电梯工业技术的不断进步，电梯的技术性能和安全性能不断改进，老旧电梯自身存在的缺陷也日渐显露。这16 部电梯生产安装时执行GB 7588—1995《电梯制造与安装安全规范》，一些安全保护功能未涉及。现行的GB 7588—2003《电梯制造与安装安全规范》对电梯安全保护功能提出进一步要求和规定。老旧电梯无抱闸动作检测、门锁粘连检测、曳引机超时检测、电梯困人对讲系统等安全问题亟待进行整改。

2 控制系统升级改造方案

2.1 更换主控柜控制系统

电梯主控制系统选用国内知名品牌的成熟技术。采用上海新时达电气股份有限公司生产的AS380 电梯一体化驱动控制器取代原PLC+变频器控制器+继电器控制。AS380 电梯一体化驱动控制器是新一代专用电梯控制和驱动装置，采用双32 位嵌入式微处理器共同完成电梯操作功能和电梯驱动控制。冗余安全设计，控制处理器和驱动处理器双重安全保护实现电梯的最强安全保护；采用直接停靠技术使电梯运行效率更高；电梯控制系统具有丰富、先进的电梯操作功能和安全保护功能（表1）。

表1 电梯控制系统升级改造后功能

2.2 更换控制线缆

控制系统升级后，主控柜与外呼板、轿厢内选的数据传输由原来的并行通信改为串行通信，使得呼梯电缆、随行电缆数量大大减少。在随行电缆中加入视频线，以便引入电梯内监控，随行电缆由原来TVVB （扁形电梯电缆） 600.75 mm2改为TVVBPGS（带屏蔽，钢丝，视频线扁形电梯电缆）240.75 mm2。呼梯电缆由RVV（圆形电梯电缆）180.75 mm2改为RVVP（带屏蔽圆形电梯电缆）20.75 mm2的通信电缆。更换老化的井道电缆RVV 180.75 mm2+12 mm2。

2.3 更换轿内操作箱、厅外召唤箱及显示系统

原轿内操作箱、厅外召唤箱与主控柜采用并行通信，显示系统为七段数码显示。线路复杂、老化，显示易缺失不全，维修难度大、成本高。改造采用上海新时达公司生产的与主控系统配套控制板和显示板。轿厢采用一体式操纵箱，蓝白液晶显示，在轿箱内的显示面板和每层召唤箱显示电梯所在楼层及运行方向。

电梯轿内操作箱由主控模块（SM-02-G）、指令模块（SM-03-D）、液晶显示模块（SM-04-VL/B3）等功能模块组成控制系统，实现层站选择、开关门控制、位置显示、检修控制、警铃、对讲等功能。

厅外召唤箱由一块显示&控制（SM-04-VL16/L）模块实现电梯所在楼层、运行方向液晶显示和呼梯上下选择功能。

2.4 改进轿厢开关门控制系统

原轿厢是直流控制开关门机，改为天津核奥达生产的VVVF（变频变压）门机控制器VF900，使轿厢开关门更平稳、安静。

2.5 增加完善安全保护配套设施

原电梯无电梯困人对讲系统，新增无线五方通话系统，有效解决监控值班中心、机房、轿厢、轿顶、坑底五方对讲通话。

原电梯的停电应急平层装置，由于长期放置，电池失效，电路老化，及时进行更新，防止出现停电困人事件。

2.6 更换老旧失效和磨损超标零部件

控制系统升级改造前，对电梯机械系统进行检查，在控制系统升级改造期间，更换即将失效和磨损超标的零部件，如电机轴承、抗绳轮轴承、抱闸铁芯、抱闸皮等，保障电梯长期平稳运行。

3 控制系统升级改造实施

电梯的改造实际是一种特殊形态的电梯制造，不仅需要较强的设计能力、调试能力、试验能力，还需要一支具有相应能力的安装队伍。电梯改造甚至比电梯制造更具有技术含量。电梯控制系统的升级改造必须遵守相关法律法规，安全规范施工。施工单位对其改造电梯的安全性能负责。

3.1 电梯升级改造应遵守相关法律法规

实施控制系统升级改造的施工单位必须依法具有相应资质和政府监督管理门的许可，方可进行施工。《中华人民共和国特种设备安全法》第二十二条规定，“电梯的安装、改造、修理，必须由电梯制造单位或者其委托的依照本法取得相应许可的单位进行。电梯制造单位委托其他单位进行电梯安装、改造、修理的，应当对其安装、改造、修理进行安全指导和监控，并按照安全技术规范的要求进行校验和调试。电梯制造单位对电梯安全性能负责。”第二十三条规定，“特种设备安装、改造、修理的施工单位应当在施工前将拟进行的特种设备安装、改造、修理情况书面告知直辖市或者设区的市级人民政府负责特种设备安全监督管理的部门。”正确履行相关法律法规是电梯控制系统改造的基本安全保障。

3.2 升级改造工程的施工

工程施工单位施工前必须对控制系统升级改造进行危害识别风险评价，制定出施工方案、安全方案、应急预案。施工方案中应有质量保证措施，安全生产保证措施、施工进度、施工工艺过程及标准。

施工的质量控制是实施控制系统升级改造后电梯长期平稳运行的重要保障措施。电梯控制系统升级改造质量控制制度如下。

（1）电梯控制系统改造前对施工条件进行确认，落实安全措施。

（2）电梯控制系统材料进场的验收，应三方（厂家、业主代表、施工单位）共同进行，并将缺损件填写在开箱清点记录表上。

（3）控制系统安装调试的各道工序均需按照自检、互检、班长及项目经理确认的质量控制制度进行确认，并在相关质量控制表上签字。

（4）控制系统升级改造的施工单位根据项目的检验计划及时进行各工序的质量确认，并对不合格项提出书面整改意见并确认，全部合格后填写当地政府质量验收部门规定的质量验收记录表格。

（5）控制系统升级改造若需技术变更，应事先得到厂家及业主（监理工程师）的签字确认后进行，并填写技术变更记录表。

3.3 竣工验收

电梯控制系统升级改造完工后，应当经具有法定资质的电梯检验机构按照安全技术规范的要求进行监督检验，未经监督检验或者监督检验不合格的，不得交付使用。施工竣工验收后30 日内，施工单位应当向电梯使用单位移交相关技术资料和文件。

4 控制系统升级改造效果

河阳新村16 部电梯实施控制系统升级改造后，控制系统得到优化。新控制系统的冗余安全设计，使电梯安全保护功能更加完备；采用直接停靠技术，提高了电梯运行效率；采用无载荷传感器启动补偿技术和矢量控制技术，曳引电机的调速性能更加优异，启动和乘坐舒适感大幅提高，有效降低电梯噪声以及电机损耗；故障自动检测和记录功能进一步提高维修效率，减少了停梯检修时间。