電梯超載報警實訓裝置的開發

李 冰

（遼寧軌道交通職業學院 機電工程系，遼寧 沈陽 110023）

隨著電梯數量的不斷增加，電梯已經由原來的專職電梯司機控制轉變為由乘客自己控制，因此在乘坐人數上無法控制；對于貨梯而言，也存在無法估計載物重量的情況。電梯出廠銘牌上標注的電梯轎廂的載重量及乘坐人數，此人數的計算是以標準體重75 kg為基準的，載重量的計算由乘坐人數乘以75 kg，往往在乘梯過程中無法滿足標準體重的計算方法，因此乘員的數量也很難控制。

為了電梯的安全運行，當電梯超載時，會有相應警報提示，避免出現超載運行，電梯上配備超載報警裝置的是必需的。該裝置可以完成以下功能：當電梯滿載時，電梯門可以正常關閉，同時電梯正常下行，但不響應外呼，直達首層；當電梯超載時，電梯無法正常運行，電梯門不關閉，同時發出聲光報警，當人員滿足電梯載荷要求后，電梯恢復正常。

1 電梯超載報警實訓裝置的開發

電梯超載報警裝置主要用于滿足電梯專業實訓教學演示用途，實現電梯超載的控制要求，不用于真實電梯的超載報警裝置。該實訓裝置由以下幾部分組成：傳感器單元由應變式壓力傳感器組成，完成載重量的采集；計算控制單元由數字式稱重模塊組成，完成載重量的轉換及計算和控制功能；報警單元由聲光報警器組成，完成聲光信號報警功能[1]。

1.1 稱重顯示控制器

稱重顯示控制器選用的是柯力公司XK3101，采用高精度的數模轉換單元和模數轉換輸出單元，在精準采集載重量數值的同時，利用其強大的數據處理功能及簡潔的操作面板模式，可設置兩組比較參數用來設定電梯的滿載和超載狀態。

1.2 稱重傳感器

稱重傳感器選用的是柯力公司SB靜載稱重模塊。根據稱重平臺的支撐點選用4只一樣量程的稱重模塊組成矩形安裝方式。

1.3 傳感器工作原理

電阻應變片式壓力傳感器以金屬應變片為敏感元件，將其粘貼到金屬基體上，金屬基體在受到壓力作用時，會發生微小形變，其金屬應變片因形變導致其長度和橫截面積都會發生相應的變化，由于電阻值與電阻自身的長度成正比，與其橫截面積成反比，因此其電阻值會發生改變。當應變片受壓力作用而伸長時，其長度增加，而橫截面積會減少，電阻值便會增大；當應變片受壓力作用而縮短時，其長度會減小而其橫截面積會增加，電阻值則會減小。在應變片兩端施加電壓，只要被測的電阻發生變化，其電流值就會發生變化，通過采集電流值的變化情況，從而獲得應變片的應變情況[2]。

2 電梯超載報警實訓裝置的工作原理

4個稱重模塊安裝在稱重平臺下面，由一個四合一的接線盒將模擬信號送給稱重控制器，經稱重控制器進行數據處理，顯示當前重量，并與設定值進行比較，如果大于設定值則輸出開關量信號，由指示燈和蜂鳴器發出警告信息，從而起到電梯超載報警的作用[3]。

3 電梯超載報警實訓裝置的組裝方法

3.1 電氣連接

（1）電源連接，本實驗裝置的全部電源均由稱重顯示控制器XK3101來提供，該裝置采用交流220 V供電。

（2）繼電器控制輸出，如表1所示。

表1 繼電器控制示意

3.2 顯示器面板控制設置

XK3101型稱重顯示控制器的主控面板是由4個功能鍵組成，其中，置零鍵主要用于設定數值的增加；去皮鍵用于設定數值的減小；Fn鍵用于查看儀表參數及狀態選擇；預置點鍵，用于設定比較值和參數確定。

3.3 重量標定

在重量標定前，應準備好標準重量的砝碼。按照標定步驟進行重量標定：

接通電源，當儀表顯示正常后，長按儀表后部的“標定”按鈕，聽到蜂鳴器鳴叫時松開，此時顯示“F1”。按下“確認”按鈕，儀表上會顯示“C3000”，該數值為上標定的分度值，按下“功能”按鈕進行分度數的選擇。按下“確認”按鈕鍵，儀表顯示“d1”，按下“功能”按鈕進行分度值的選擇。按下“確認”按鈕，儀表顯示“F1.10”，按“功能”按鈕進行參數選擇，當F1.1=0時，表示兩點標定，即零點和某一個稱量點，當F1.1=1時，表示三點標定，即零點、稱量點1與稱量點2，本裝置選擇的是F1.1=0。按下“確認”按鈕，儀表顯示“CAL-000”，表示即將進行零點校正，此時要檢查稱臺是否為空。按下“確認”按鈕，儀表顯示“------”此時光柱會漸漸消失，在此期間如果數據不夠穩定，光柱將恢復為全亮狀態。如果光柱一直保持全亮狀態，需要檢查接線是否正確。直到光柱全部消失后，儀表才會進入下一步操作。

當儀表顯示“CAL-F51”時，表示現在可以進行標定，依次向秤臺上加載標準砝碼。砝碼的擺放位置能分布均勻。當儀表顯示“XXXXX”時，要正確輸入所加載的標準砝碼的重量值。同時按下“功能”按鈕可以選擇閃爍位置，按“置零”按鈕來修改閃爍位數值的大小。按下“確認”按鈕，當選擇F1.1=1時，儀表會出現“CAL-F52”，當選擇F1.1=0時，儀表會出現“CAL5AUE”。按下“確認”按鈕，儀表顯示“------”此時光柱會漸漸消失，在此期間如果數據不穩定，光柱將恢復為全亮狀態。如果光柱一直保持全亮狀態，需要檢查接線是否正確。直到光柱全部消失后，儀表才會進入下一步操作。

當儀表顯示“XXXXX”時，要正確輸入所加載的標準砝碼的重量值。同時按下“功能”按鈕可以選擇閃爍位置，按“置零”按鈕來修改閃爍位數值的大小。按下“確認”按鈕，儀表顯示“CAL5AUE”，再次按下“確認”按鈕，表示接受并保存此次標定的結果；按下“功能”按鈕，可以切換顯示“CALESC”，按下“確認”按鈕，表示標定結果僅在此次有效，當下次開機時采用原先標定的數據，至此，標定結束。

3.4 繼電器輸出設定

XK3101型稱重顯示控制器可以設置兩個不同重量點繼電器輸出模式，繼電器的動作可以設定3種模式：0繼電器無動作；1重量分選模式；2定值模式。

當設定為重量分選模式時，1號繼電器的動作模式為當載重量數值小于等于1號設定值時繼電器閉合，當載重量數值大于1號設定值時繼電器斷開。2號繼電器的動作模式為當載重量數值小于2號設定值時繼電器斷開，當載重量數值大于等于2號設定值時繼電器閉合。

當設定為定值模式時，1號繼電器的動作模式為當載重量數值小于等于1號設定值時繼電器斷開，當載重量數值大于1號設定值時繼電器閉合。2號繼電器的動作模式為當載重量數值小于2號設定值時繼電器斷開，當載重量數值大于等于2號設定值時繼電器閉合。

繼電器輸出模式設置的設定步驟如下：當控制器正常工作時，同時按“功能”和“置零”按鈕，儀表此時顯示“F1”。連續按下3次 “功能”按鈕，儀表顯示“F5”。按下“確認”按鈕，儀表顯示“XXXXXX”，此時設定的為1號繼電器的設定值。再次按下“確認”按鈕，存儲1號繼電器的設定值，隨后會顯示“XXXXXX”，此時設定的為2號繼電器的設定值。按下“確認”按鈕，存儲2號繼電器的設定值，并且顯示：“F5.1X”，設置繼電器輸出模式。按下“功能”按鈕，選擇參數。本實訓裝置選擇2定值模式。用1號設置值表示電梯的滿載狀態，用2號設定值表示電梯的超載狀態。1號繼電器的輸出接到光報警器，此時提示電梯處于滿載狀態，電梯將不響應外呼操縱。2號繼電器輸出接聲報警裝置，此時提示電梯處于超載狀態，電梯將無法關門。

4 結語

根據電梯超載報警系統的工作原理，本研究制作了一個基于稱重控制器為主體的電梯超載報警實訓裝置，該裝置可用于實訓室檢驗電梯超載報警。也可以將該裝置接在5層5站的模擬電梯裝置中，用于檢驗其電梯轎廂超載運行過程。