技能训练4

1. 实习目的和要求

（1）了解电梯的消防控制系统。

（2）掌握电梯的消防控制系统电路的动作过程和原理。

2. 设备、工具

电梯控制柜、常用电工工具。

3. 实习内容

（1）元件识别：掌握有关电气部件的文字符号和实际安装位置。

（2）动作元件：在电梯控制柜中找出电梯电路运行时相应动作的元件。

（3）动作过程与原理分析：写出电路运行时元件的动作过程并根据原理图分析其工作原理。

（4）故障排除：了解电路常见的故障现象，分析其原因并排除。

1.6.4 电梯的群控系统

1. 电梯群控系统的定义

在一幢大楼内，电梯的配置数量由大楼内人员的流量及其在某一短时间内疏散乘客的要求和缩短乘客等候电梯的时间等因素所决定——即所谓的交通分析。这样在电梯的电气控制系统中就必须考虑到如何提高电梯群（组）的运行效率。如果多台电梯均各自独立运行，将不可能提高电梯群的运行效率，也会白白浪费资源。例如，某一大楼内并排设置了两台电梯均各自独立运行（包括应答轿外召唤信号），如果某一层有乘客向下至底层揿按了两台电梯在这一层的两个召唤按钮箱中的向下召唤按钮，则很有可能是两台电梯均会同时应答而来到这一层，此时可能其中一台电梯先行把客人接走，而另外一台电梯后到，已无乘客，使该电梯空运行了一次；又如，有两个邻层的向上召唤信号，本来可由其中一台电梯顺向应答截车停靠即可，但如果两台电梯均有向上召唤信号，则另一台电梯也会因有召唤信号而停车。所以在并排设置两台电梯以上时在电梯控制系统中必须考虑电梯的合理调配问题。

从电气控制角度看，这种合理调配按其调配功能强弱可以分为并联控制和机群管理控制两大类，简称并联和群控两大类。

并联控制就是几台电梯共享一个轿外召唤信号，并能进行预先设定的调配原则自动调配某台电梯去应答轿外召唤信号。

所谓群控除了共享一个轿外召唤信号外，还能根据轿外召唤信号数的多少和电梯每次负载情况而自动合理地调配各个电梯处于最佳的服务状态。

无论是多台电梯的并联控制还是机群管理控制，其最终目的是把对应于某一层楼召唤信号的电梯应运行的方向信号分配给最有利的一台电梯，也就是说自动调配的目的是把电梯的运行方向合理地分配给梯群中的某一台电梯。

2. 两台电梯并联控制的调度原则及实施电路

（1）调度原则。

①正常情况下，一台电梯在底层（基站）待命，另一台电梯停留在最后停靠的层楼，此电梯常称自由梯或称忙梯。某层有召唤信号，则忙梯立即定向运行去接某层的客人。

②两台电梯因轿内指令而到达基站后关门待命时，则应执行“先到先行”的原则。例如A台电梯先到基站，而B台电梯后到，则经一定延时A台电梯立即启动运行至事先指定的中间层楼待命，并成为自由梯，而B台电梯则成为基站梯。

③当A台电梯正在上行时，若其上方出现任何方向的召唤信号，或是其下方出现向下的召唤信号，则均由A台电梯去完成，而B台电梯留在基站不予应答。但如果在A台电梯的下方出现向上召唤信号，则在基站的B台电梯应答信号而发车上行接客，此时B台电梯也成为忙梯了。

④当A台电梯正在向下运行时，若其上方出现任何向上或向下召唤信号，则在基站的B台电梯应答信号而发车上行接客。但如果A台电梯下方出现任何方向的召唤信号，则B台电梯不予应答而由A电梯去完成。

⑤如果A台电梯正在运行，其他各层楼的轿外召唤信号又很多，但在基站的B台电梯又不具备发车条件，而在30～60s后，召唤信号仍存在，尚未消除，则通过延误时间继电器而令B台电梯发车运行。同样原理，如果本应A台电梯应答轿外召唤信号而运行，但由于诸如电梯门锁等故障而不能运行时，则也经30～60s的延误时间后而令B台电梯（基站梯）发车运行。

上述的发车调度原则示意如图1-47所示。

（2）两台电梯并联运行时的调度电路原理如图1-48和图1-49所示。

①当两台电梯都停在底层（基站）时，如果A台电梯先返回基站，B台电梯随后又到达基站，则B台电梯在停站前接通A台电梯的调配继电器KA55，为方向继电器KA11、KA13的吸合提供条件：KM6-B↑，1KA500-B↑→KA55-A↑。

因此，当出现上部层楼轿外的任何方向召唤信号时，A台电梯由于KA55-A的吸合而使A台电梯的定向电路接通使KA11-A和KA13-A继电器吸合，从而使A台电梯接受轿外召唤信号而发车上行。

以上就是“先到先行”原则的实施说明。

②当A台电梯上行时，其下方出现向上方向的召唤信号KA11-A↑，KA53-A↑→KA55-B↑。

因此，B台电梯的KA55-B吸合，而使B台电梯的定向电路接通使KA11-B↑和KA13-B↑继电器吸合，B台电梯就会接受信号而发车上行。

③当A台电梯下行时，若其上方出现任何方向的召唤信号（上或下），则有

KA21-A↑，KA52-A↑→KA55-B↑

因此，由于B台电梯的KA55-B吸合而使B台电梯的定向电路接通，使KA11-A和KA13-B继电器吸合，这样B台电梯就会接受信号而发车上行。

④当A台电梯在运行时，当时存在的各层楼轿外召唤信号可由其在一周行程中予以应答；又如B台电梯既无轿内指令信号，又无前方召唤信号，则A台电梯的调配继电器KA55-A↑吸合，导致B台电梯的调配继电器KA55-B↓释放（见图1-48），即

KA55-A↑→KA55-B↓

这样，A台电梯成为忙梯而B台电梯成为基站梯，并接通B台电梯的定向电路中的返回基站电路，使B台电梯向下运行返回基站待命。假如此后A台电梯也无命令，则因KA55-B↓→KA55-A↑，而使A台电梯的返回基站电路被断开，A台电梯停留在最后停靠的层楼。

反之，A台电梯返回基站，B台电梯停留在最后停靠的层楼而成为忙梯。

⑤如果A台电梯在运行，且各层楼轿外召唤信号很多，但B台电梯又不具备发车条件，则在30～60s后存在的信号尚未消除，这时延误时间继电器KA56由于召唤信号连续存在（图1-49中的KA51继电器一直吸合）而延时吸合，使延误发车继电器KA54复位（KA51↑→KA56↑→KA54↓），其常闭触点接通了B台电梯的定向电路而接受信号发车。

同样，当B台电梯在运行时，各层楼轿外召唤信号连续存在，但又未能满足A台电梯的发车条件，则也经一定时间后KA54↓，而使A台电梯发车。

另一种情况是两台电梯中有一台电梯因某种原因或其他人为原因而不能运行时，则也经上述KA56继电器的延时而使另一台电梯运行，去应答轿外召唤信号。

3. 多台电梯的群控状态及调度原则

一幢高级大型饭店、宾馆或办公楼内，根据客流量大小、层楼高度及其停站数等因素，往往需要设置多台电梯。为了提高电梯的输送效率和充分满足楼内客流量的需要，以及尽可能缩短乘客的候梯时间，所以建筑师们尽力把所有电梯集中布置在一起，以便把多台电梯组合成电梯群，并加以自动控制和自动调度，所以机群自动程序控制系统常简称为群控。群控系统能提供各种工作程序或随机程序（或称无程序）来满足像高级大型宾馆大楼内那样客流剧烈变化的典型客流状态。

电梯群控系统按当今的技术水平可以有四程序、六程序和无程序（即随机程序）的工作状态。过去通过硬件逻辑的方式进行控制，因此可以说是无程序（即随机程序），如迅达电梯公司的Miconic-10系统、奥的斯电梯公司的Elevonic-411、三菱电梯公司的OS2100系统等。但是群控的调度原则应该是相同的，不论用硬件逻辑的方法，还是用软件逻辑的方法（详见后述），其调度原则均相同。现就六程序的控制程序及其调度原则分别简述如下。

（1）六程序控制状态及其转换条件、方法。

①六程序。自动程序控制系统可提供相应于下列6种客流状态的工作程序。

a. 上行客流顶峰状态（JST）。

b. 客流平衡状态（JPH）。

c. 上行客流量大的状态（JSD）。

d. 下行客流量大的状态（JXD）。

e. 下行客流量顶峰状态（JXT）。

f. 空闲时间的客流状态（JKK）。

上述b、c、d项也可统称为客流非顶峰状态（JFT）。

②六程序的切换方法。群控系统中工作程序的切换可以是自动或人为的。只要将安装于底层大厅的群控系统综合指示屏上的程序转换开关（KCT）转向自动选择位置，系统中的电梯就会在运行时按照当时实际存在的客流情况，自动选择最合适的工作程序，对乘客提供迅速而有规律的服务。如果将程序转向6个程序中的某一程序，则系统将在这个工作程序连续运行，直至该转换开关转向另一个工作程序为止。

③六程序的工作状况及其自动切换条件。

a. 上行客流顶峰工作程序（JST）。这个程序（JST）的客流交通特征是：从下端基站向上去的乘客特别多，通过电梯将大量乘客运送至大楼内各层，这时楼层之间的相互交通很少，并且向下外出的乘客也很少。

各台电梯轿厢到达下端站（基站）后，被选为“先行”，这一先行梯的层门上方和轿内操纵箱上的“此机先行”灯点亮并发出闪烁灯光信号和断续的钟响，直至电梯出发向上运行后，灯灭钟不响。

该工序的切换条件是：当电梯轿厢从下端站（基站）向上出发时，若连续两台电梯满载（超过额定载重量的80%），则上行客流顶峰被自动选择；若从下端基站向上出发的轿厢负载连续降低至小于额定载重量的60%，则在一定时期内，上行客流顶峰工作程序被解除。

b. 客流平衡工作程序（JPH）。这个程序（JPH）的客流交通特征是：客流强度为中等或较繁忙程度，一定数量的乘客从下端基站到大楼内各层；另一部分乘客从大楼中各层到下端基站外出；同时还有相当数量的乘客在楼层之间上、下往返，上、下客流几乎相等。

该工序的切换条件是：当上行客流顶峰工序或下行客流顶峰工序被解除后，若有召唤信号连续存在，则系统转入客流非顶峰状态；在客流非顶峰状态下，若电梯向上行程的时间与向下行程的时间几乎相同，而且轿厢负荷也接近，则客流平衡工序被自动选择。若出现持续的不能满足向上行程的时间与向下行程的时间几乎相同的条件，则在相应的时间内客流平衡工序被自动解除。

c. 上行客流量大的工作程序（JSD）。这个程序（JSD）的客流交通特征是：客流强度是中等或较繁忙程度但其中大部分是向上客流。

基本运转方式与客流平衡工序的情况完全相同，也是在客流非顶峰状态下，轿厢在上、下端站之间往复行驶，并对轿厢指令及楼层召唤信号按顺方向予以停层。因为向上交通比较繁忙，所以向上运行时间较向下运行时间要长些。

该工序的切换条件是：在客流非顶峰状态下，若电梯向上行程的时间较向下行程的时间长，则在相应的时间内，上行客流量大的工序被选择，若上行轿厢内的载荷超过额定载重量的60%，则该工序应在较短时间内被选择。

若在该工序中出现持续的不能满足向上行程时间较向下行程时间长的条件，则在相应的时间内，上行客流量大的工序被解除。

d. 下行客流量大的工作程序（JXD）。这个程序（JXD）的客流交通特征及其切换条件正好与上行客流量大的工作程序相反，只不过将前述的向上换成向下而已。但该工序也属客流非顶峰范畴。

e. 下行客流顶峰工作程序（JXT）。这个程序（JXT）的客流交通特征是：客流强度很大，由各楼层向下端基站的乘客很多，而楼层间相互往来及向上的乘客很少。

在该工序中，常出现向下的轿厢在高区楼层已经满载的情况，使低区楼层的乘客等待电梯的时间增加。为了有效地应对这种现象，系统将机群投入“分区运行”状态，即把大楼分为高楼层区和低楼层区两个区域，同时也将电梯分为两组，每组各两台电梯（如A、C台电梯为高区梯；B、D台电梯为低区梯）分别运行于所属的区域内。高区梯优先应答高区内各层的向下召唤信号，同时也接受轿厢内乘客的指令信号。高区梯从下端基站向上出发后，顺途应答所有的向上召唤信号。

低区梯主要应答低区内各层的向下召唤信号，不应答所有的向上召唤信号。但也允许在轿厢指令的作用下上升至高区。低区梯从下端基站向上出发后，若无高区的轿厢指令，则在高区最高轿厢指令返回的作用下，反向向下。

无论高区梯、低区梯，当轿厢到达下端基站时，立即向上出发；当低区梯到达下端基站时，“此机先行”信号灯熄灭不亮。

该工序的切换条件是：当出现轿厢连续两台满载（超过额定载重量的80%）下降到达下端站时，或楼层间出现规定数以上的向下召唤信号数时，则下行客流顶峰被自动选择。

若下降轿厢的负载连续降低至小于额定载重量的60%，经过一定的时间，而且这时楼层的向下召唤信号数在规定数以下，则下行客流顶峰工序被解除。

但在下行客流顶峰工序中，当满载轿厢下降，低楼层区内的向下召唤数达到规定数以上时，分区运行起作用，系统将机群中的电梯分为两组，每组分别运行在高区和低区楼层区内。在分区运行情况下，若低楼层区内的向下召唤信号数降低到规定数以下，则分区运行被解除。

f. 空闲时间客流工作程序（JKK）。这个程序（JKK）的客流交通特征是：客流量极少，而且是间歇性的（如假日、深夜、黎明等）。轿厢到达下端基站后被选为“先行”。

该程序的切换条件是：如果电梯群控系统工作在上行客流顶峰以外的各个程序中在90～120s内没有出现召唤信号，而且这时轿厢内的载重小于额定载重量的40%，则空闲时间客流工作程序被选择。

在空闲时间客流工序中，若在90s的时间内连续存在1个召唤信号，或在一个较短时间（约45s）内存在两个召唤信号，则空闲时间客流工序被解除。

如果出现上行客流顶峰状态，空闲时间客流工序立即被解除。上述6个工作程序的自动转换是通过系统中的交通分析器件中的召唤信号计算器、台秒计算器、自动调整计时器、任选对象与元件等实现的。因此在电梯的群控系统中交通分析的优劣及其正确性、可靠性等是至关重要的。

（2）机群系统的调度原则。目前电梯群控系统的调度原则可以分为两大类，一类是所谓的固定模式的“硬件”系统，即前面所述的6种客流工序状况的在两端站按时隔发车的调度系统和分区的按需要发车的调度系统，这种“硬件”模式的调度系统在近几年的电梯产品中已逐渐被淘汰，几乎已绝迹，仅在20世纪60年代和70年代中期的电梯产品中有所应用；在20世纪70年代后期开始至今的高级电梯产品中均使用各类微机处理器“微计算机”的无程序按需发车的自动调度系统，如奥的斯电梯公司的Elevonic301、401系统，瑞士迅达电梯公司的Miconic-V系统，均属此类，其中以瑞士迅达电梯公司的Miconic-V系统的“成本报价”原则——“人·秒综合成本”的调度原则最为先进，该系统不仅考虑了时间因素，还考虑了电梯系统的能量消耗最低及输送效率最大等因素，因此该系统较其他系统可提高输送效率20%，节能15% ～20%，缩短平均候梯时间20% ～30%。举例说明如下。

例：已知楼房为20层，共有4台电梯（A、B、C、D），速度均为2.5m/s，群控系统为Miconic-V，若5层有乘客向下，各台电梯的瞬间位置及其运行至5层所需的时间和各梯轿厢内的乘客数均示于图1-50内。

从图1-50中可知，A台电梯到达5层所需综合成本为

QA=1人× 10s=10人·s，QB =10人× 3s=30人·s，QC =8人× 5s=40人·s，QD =12人× 1s=12人·s。

由图1-50和上面的QA ～QD的综合成本（对5层的召唤信号来说）可以看出：虽然A台电梯最远，运行至5层需10s，但其轿内只有1人，到5层楼接客只需“成本”为10人·s，而其他3台电梯虽离5层很近，但其轿厢内却有很多人，所需“成本”很高，因此A台电梯的“成本”最低，这样就由A台电梯来应答5层的召唤信号。若按其他的群控调度系统，应是D台电梯来应答，因其最近，这样为了5层的一个召唤信号，轿厢内的12人也均要在5层停留一下，影响到12个人的时间，这几个人将会有难以开口的意见。现在Miconic-V的群控调度系统能做到最小的“成本”是不容易的，但对16位微处理机来说，这是很方便的。

由上述可知，目前用微机控制的多台电梯群控控制系统有奥的斯电梯公司的Elevonic-401、迅达电梯公司的Miconic-V、三菱电梯公司的QS2100C和日立电梯公司的CIP3800及Kone电梯公司的Make V系统等。纵观全貌，还是迅达电梯公司的Miconic-V系统较优。