一种电梯门锁回路检测电路的设计
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[摘要]现在高层电梯越来越多，电梯在运行中由于或这或那的原因，总不免的会出现一些故障，而结合实际的故障原因分析，诸多的电梯故障中，电梯门锁回路上的故障占很大比例；重要场所中，电梯故障的抢修速度更显得重要。如果能在门锁回路这类故障方面，找到个合适的便捷检测方法，就会使费时费力的排故工作，变得轻松快捷。电梯门锁触点检测电路利用一些基本器件，以低成本，不影响原电梯控制电路为原则，可以直观的看到回路出现故障的楼层位置；该电路一方面可以检测回路中各触点的通断情况，一方面可以检测触点对地不完全短路时的情形，使电梯发生这类故障后，维修人员赶到现场能第一时间知道故障点所在，从而节省大量查巡时间，便于电梯快速恢复正常，提高使用效率。
[关键词] 门锁回路 断点 不完全接地故障 检测
中图分类号： TP273 文献标识码： A 文章编号：
一、电梯门锁回路的电路图和工作原理
图1
该门锁回路串接在安全回路中，当GS、DS1、DS2。。。DSn即轿门与每层门锁触点都导通，且安全回路已导通，此时门锁继电器JMS、JMS1闭合，具备了电梯运行的条件之一。JMS1为辅助继电器，以防止JMS触点粘连不放。由上图可见，只要有一个触点闭合不好，JMS就不会吸合。每个门锁触点有两根线串联着送到机房，这线路经过门锁机械部分，随着门的不断开关震动，加上安装不是很到位，就有可能产生摩擦，损坏电线的绝缘，当电线绝缘损坏不是很严重时，触点对地就会形成不完全短路，尤其是触点两端都形成这样的情况下，会造成相当于门锁短接的危险故障；另一方面触点经常闭合打开，灰尘覆盖，容易形成接触不良，使门锁回路不能导通，影响电梯运行。
二、电梯门锁故障的种类
一般的电梯门锁回路故障方面有以下几点方面：
1.门锁回路断点：或因为人为敲打厅门所致；或三角钥匙使用后没复位好；或因为设备自身线路接点松动、锈蚀、触点氧化造成。
2.门锁回路对地完全不完全短路：因为受潮水浸，磨损等原因。
3.门锁继电器线圈短路或不释放：或机械方面问题，或受潮等原因。
4.门锁回路检修时短接线忘记及时拆除，可能造成人为事故。
5.其它门上的保护设置，如强迫关门装置，门光幕，力矩保护，到位开关，门机，门机变频器，机械方面出现故障等等。
这里从电梯检修角度考虑其中两点；一是门锁回路产生断点故障。二是门锁触点回路出现对地不完全短路现象。
三、光电耦合器的工作原理
光电耦合器具有体积小、重量轻、寿命长、无触点、功耗少、开关速度快，耦合电容小、工作频率范围宽；对输入、输出电信号起隔离作用，一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电―光―电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。
图2
1.光电耦合器PC817的参数 电流传输比：50%（最小值）高隔离电压：5000V（有效值） 符合UL标准 正向电流：50mA 峰值正向电流：1A 反向电压：6V 功耗：70mW 集电极发射极电压：35V 发射极集电极电压：6V 集电极电流：50mA 集电极功耗：150mW 总功耗：200mW 工作温度：-30℃ ～+100℃ 集电极发射极饱和电压：0.1V（典型值）
三、电压比较器的工作原理
检测电路利用电压比较器，检测对地漏电流，触发光耦带动一继电器拖动发光二极管显示故障点。电压比较器是一种常用的集成电路。电压比较器是对两个模拟电压比较其大小，并判断出其中哪一个电压高，它有两个输入端：同相输入端（“+” 端） 及反相输入端（“-”端），有一个输出端Vout（输出电平信号）。另外有电源V+及地（这是个单电源比较器），同相端输入电压VA，反相端输入VB。VA>VB 时，Vout 输出高电平（饱和输出）；VB>VA 时，Vout 输出结果这参考电压是0v（地电平），一般用作过零检测。
图3
1、电压比较器LM324参数 运放类型：低功率 放大器数目：4 带宽：1.2MHz针脚数：14 工作温度范围：0°C to +70°C 3dB带宽增益乘积：1.2MHz 变化斜率：0.5V/μs 增益带宽：1.2MHz 放大器类型：低功耗 电源电压： 最大：32V
电源电压： 最小：3V
代号说明：GS为电梯轿门门锁触点；DS1---DSn为每层厅门门锁触点；MSJ为门锁回路继电器；OC1---OCn为光电耦合器，其为PC817型号；R为限流分压电阻，R1、R2、R5、R6、R7、R8、R11、R12为1kΩ；R3、R9为510Ω；功率大些1-2w；D1---D2D到Dn为每层门锁触点闭合及对地是否正常时显示所处楼层位置的发光二极管；电压比较器用LM324，J为24v直流继电器。
1.该门锁回路通断及触点对地不完全短路的检测电路是以直流24v电源为例，电路中，仅以一个轿门和一个厅门触点作为检测显示，实际应用中可以根据门触点去叠加相应的检测电路。当GS、DS1...DSn都闭合JMS吸合作为电梯运行的条件之一。工作原理：当门锁各触点闭合正常且无漏电情况，发光二极管D1、D3不亮，但D2、D4会随着门的开关做时亮时灭循环，若有一处一直亮着不灭，则表示该处触点不是闭合状态。D1作为漏电指示，以红光二极管显示红色光亮，当该点二极管发光就表示该点有漏电现象。
图5电路工作过程如下：将对应的门锁触点串联线及接地线分别拉到机房，按图取点连接，当门锁触点对地呈不完全短路，（触点两端出线有可能绝缘磨损对地，但没有完全对地，不足以引起对地保护，即与地之间存在了电阻，此时此触点相当于被短接，如图4，这是危险的。），就有电流经过R2至LM324付端，与LM324正端比较，使LM324输出一个正电位触发光电耦合器OC1，将J1导通，J1常开触点闭合，让D1发光；当故障消失，LM324失去比较，光耦OC1断开，J1断开，D1熄灭。LM324灵敏度很高，弱小的漏电即可产生输出。用光耦是为了驱动继电器J拖动发光二极管，同时还可以控制其它（如报警电路，控制电路，控制电路时：可以使电梯停止运行，但这里仅为了给维修一个提示，不去影响产品的原有设计故没有和原电路衔接。）。
2.当门锁触点有一个地方断开不能恢复，R4没有电流经过，光耦OC2不动作，没输出，则D2经过电源供电，经R5、R6触发点亮；当门锁触点导通，电流经过R4、触发光耦OC2，使其输出一个低电平，D2被短接不亮，因为门锁要时常开关，故该处应该是交替亮灭的，若一直处于亮状态，且电梯门锁回路继电器不闭合，则该处门锁触点以亮状态显示其故障位置。
使用中用一块透明板与一块不透明的板合成，在不透明的板上开孔，将GS、DS1。。。DSn所对应标示的轿门，各层楼等字样对应于开好的孔，把电路上的发光二极管依次放在对应的孔后，漏电保护用红色二极管，通断显示用绿色二极管，这样漏电时红色亮了可以清楚看到哪个点有问题，绿灯亮了不正常（此时门锁继电器不吸合，电梯不运行。），可以知道哪处有断点，能直观的看到门锁方面出现的故障，加以排除，大大缩短排故时间。因为该电路拖动一个继电器，这样又可以延伸该电路，根据需要扩展，如在门锁继电器回路中加入一个此的常闭触点，控制电梯运行，但本着不影响原电路的结构，只是从检修方便考虑，故不做此连接。电路中有个QA按钮，可在使用该电路时开启，不要用时关断，避免此电路长时间通电动作。
指示灯的亮与不亮，其反应各触点通断情况。（当然如前述指示灯在正常状态下轮流亮灭的，一直处于亮状态，门锁继电器不吸合，在没有其它问题时，则可通过此判断故障点。）指示灯状态如下表：（在所有门都关合好后）
指示灯状态 GS轿门触点 DS2一楼厅门触点 DS2二楼厅门触点 。。。。 DSn n楼厅门触点 说明
全不亮 不亮 不亮 不亮 。。。。 不亮 正常
DSn开始亮 不亮 不亮 不亮 。。。。 亮 DSn故障起点
DS3开始不亮 不亮 不亮 不亮 。。。。 亮 DS3故障起点
DS2开始不亮 不亮 不亮 亮 。。。。 亮 DS2故障起点
DS1开始不亮 不亮 亮 亮 。。。。 亮 DS1故障起点
全亮 亮 亮 亮 。。。。 亮 GS故障起点
当GS闭合，电流经R导通OC1使D2不亮，若D1亮，则GS点处有断开，且GS点后面的指示灯都亮，GS是轿门门锁，应先从轿门检查；当然这是在电梯呈现故障的情况下；
当GS、DS1闭合，则D2、D4不亮，表示轿门和一楼门锁回路正常；若D4亮，则该点后面的指示灯都亮，那么轿门是好的，就是一楼厅门门锁有问题，应从一楼查起；以此类推，GS到DSn中任意一点处后面的指示灯亮，则表示该点为故障起始点所在，一般故障点不会有两个以上，这样根据电路板上显示楼层的指示灯，可直观看到故障点在哪层，直接去相应楼层检查，会大大缩短寻找门锁回路故障点的时间，提高检修速度，使电梯不因为这些小故障而耽搁多少时间。
结 论：电梯门锁回路的检测电路电路制作好后，经过一段时间的使用，维修人员反应效果较好，尽管这类电梯故障不是很高难的技术问题，但对于在现场检修的人来说，方便，速度，省力都有了很大的改善，使维修人员面对很多台电梯的维保工作时，不至于因为此类故障耽搁多久。对日益竞争激烈的电梯产品，在维保质量所涵盖的一些内容上也可以起到一定帮助。此电路的制作，在更多楼层时，需要电源上的补充，最好用恒流源；有条件的话，可以在工艺装配上进一步改进。
参考文献：
[1]、曲维本/刘铁墉、光电耦合器的原理及其在电子电路中的应用、国防工业出版 社、1981
[2]、半导体集成电路电压比较器测试方法的基本原理、中国标准出版社、1997
[3]、刘澈主编、电子电路基础、天津、天津科学技术出版社、1981