电梯超载报警实训装置的开发

李 冰

（辽宁轨道交通职业学院 机电工程系，辽宁 沈阳 110023）

随着电梯数量的不断增加，电梯已经由原来的专职电梯司机控制转变为由乘客自己控制，因此在乘坐人数上无法控制；对于货梯而言，也存在无法估计载物重量的情况。电梯出厂铭牌上标注的电梯轿厢的载重量及乘坐人数，此人数的计算是以标准体重75 kg为基准的，载重量的计算由乘坐人数乘以75 kg，往往在乘梯过程中无法满足标准体重的计算方法，因此乘员的数量也很难控制。

为了电梯的安全运行，当电梯超载时，会有相应警报提示，避免出现超载运行，电梯上配备超载报警装置的是必需的。该装置可以完成以下功能：当电梯满载时，电梯门可以正常关闭，同时电梯正常下行，但不响应外呼，直达首层；当电梯超载时，电梯无法正常运行，电梯门不关闭，同时发出声光报警，当人员满足电梯载荷要求后，电梯恢复正常。

1 电梯超载报警实训装置的开发

电梯超载报警装置主要用于满足电梯专业实训教学演示用途，实现电梯超载的控制要求，不用于真实电梯的超载报警装置。该实训装置由以下几部分组成：传感器单元由应变式压力传感器组成，完成载重量的采集；计算控制单元由数字式称重模块组成，完成载重量的转换及计算和控制功能；报警单元由声光报警器组成，完成声光信号报警功能[1]。

1.1 称重显示控制器

称重显示控制器选用的是柯力公司XK3101，采用高精度的数模转换单元和模数转换输出单元，在精准采集载重量数值的同时，利用其强大的数据处理功能及简洁的操作面板模式，可设置两组比较参数用来设定电梯的满载和超载状态。

1.2 称重传感器

称重传感器选用的是柯力公司SB静载称重模块。根据称重平台的支撑点选用4只一样量程的称重模块组成矩形安装方式。

1.3 传感器工作原理

电阻应变片式压力传感器以金属应变片为敏感元件，将其粘贴到金属基体上，金属基体在受到压力作用时，会发生微小形变，其金属应变片因形变导致其长度和横截面积都会发生相应的变化，由于电阻值与电阻自身的长度成正比，与其横截面积成反比，因此其电阻值会发生改变。当应变片受压力作用而伸长时，其长度增加，而横截面积会减少，电阻值便会增大；当应变片受压力作用而缩短时，其长度会减小而其横截面积会增加，电阻值则会减小。在应变片两端施加电压，只要被测的电阻发生变化，其电流值就会发生变化，通过采集电流值的变化情况，从而获得应变片的应变情况[2]。

2 电梯超载报警实训装置的工作原理

4个称重模块安装在称重平台下面，由一个四合一的接线盒将模拟信号送给称重控制器，经称重控制器进行数据处理，显示当前重量，并与设定值进行比较，如果大于设定值则输出开关量信号，由指示灯和蜂鸣器发出警告信息，从而起到电梯超载报警的作用[3]。

3 电梯超载报警实训装置的组装方法

3.1 电气连接

（1）电源连接，本实验装置的全部电源均由称重显示控制器XK3101来提供，该装置采用交流220 V供电。

（2）继电器控制输出，如表1所示。

表1 继电器控制示意

3.2 显示器面板控制设置

XK3101型称重显示控制器的主控面板是由4个功能键组成，其中，置零键主要用于设定数值的增加；去皮键用于设定数值的减小；Fn键用于查看仪表参数及状态选择；预置点键，用于设定比较值和参数确定。

3.3 重量标定

在重量标定前，应准备好标准重量的砝码。按照标定步骤进行重量标定：

接通电源，当仪表显示正常后，长按仪表后部的“标定”按钮，听到蜂鸣器鸣叫时松开，此时显示“F1”。按下“确认”按钮，仪表上会显示“C3000”，该数值为上标定的分度值，按下“功能”按钮进行分度数的选择。按下“确认”按钮键，仪表显示“d1”，按下“功能”按钮进行分度值的选择。按下“确认”按钮，仪表显示“F1.10”，按“功能”按钮进行参数选择，当F1.1=0时，表示两点标定，即零点和某一个称量点，当F1.1=1时，表示三点标定，即零点、称量点1与称量点2，本装置选择的是F1.1=0。按下“确认”按钮，仪表显示“CAL-000”，表示即将进行零点校正，此时要检查称台是否为空。按下“确认”按钮，仪表显示“------”此时光柱会渐渐消失，在此期间如果数据不够稳定，光柱将恢复为全亮状态。如果光柱一直保持全亮状态，需要检查接线是否正确。直到光柱全部消失后，仪表才会进入下一步操作。

当仪表显示“CAL-F51”时，表示现在可以进行标定，依次向秤台上加载标准砝码。砝码的摆放位置能分布均匀。当仪表显示“XXXXX”时，要正确输入所加载的标准砝码的重量值。同时按下“功能”按钮可以选择闪烁位置，按“置零”按钮来修改闪烁位数值的大小。按下“确认”按钮，当选择F1.1=1时，仪表会出现“CAL-F52”，当选择F1.1=0时，仪表会出现“CAL5AUE”。按下“确认”按钮，仪表显示“------”此时光柱会渐渐消失，在此期间如果数据不稳定，光柱将恢复为全亮状态。如果光柱一直保持全亮状态，需要检查接线是否正确。直到光柱全部消失后，仪表才会进入下一步操作。

当仪表显示“XXXXX”时，要正确输入所加载的标准砝码的重量值。同时按下“功能”按钮可以选择闪烁位置，按“置零”按钮来修改闪烁位数值的大小。按下“确认”按钮，仪表显示“CAL5AUE”，再次按下“确认”按钮，表示接受并保存此次标定的结果；按下“功能”按钮，可以切换显示“CALESC”，按下“确认”按钮，表示标定结果仅在此次有效，当下次开机时采用原先标定的数据，至此，标定结束。

3.4 继电器输出设定

XK3101型称重显示控制器可以设置两个不同重量点继电器输出模式，继电器的动作可以设定3种模式：0继电器无动作；1重量分选模式；2定值模式。

当设定为重量分选模式时，1号继电器的动作模式为当载重量数值小于等于1号设定值时继电器闭合，当载重量数值大于1号设定值时继电器断开。2号继电器的动作模式为当载重量数值小于2号设定值时继电器断开，当载重量数值大于等于2号设定值时继电器闭合。

当设定为定值模式时，1号继电器的动作模式为当载重量数值小于等于1号设定值时继电器断开，当载重量数值大于1号设定值时继电器闭合。2号继电器的动作模式为当载重量数值小于2号设定值时继电器断开，当载重量数值大于等于2号设定值时继电器闭合。

继电器输出模式设置的设定步骤如下：当控制器正常工作时，同时按“功能”和“置零”按钮，仪表此时显示“F1”。连续按下3次 “功能”按钮，仪表显示“F5”。按下“确认”按钮，仪表显示“XXXXXX”，此时设定的为1号继电器的设定值。再次按下“确认”按钮，存储1号继电器的设定值，随后会显示“XXXXXX”，此时设定的为2号继电器的设定值。按下“确认”按钮，存储2号继电器的设定值，并且显示：“F5.1X”，设置继电器输出模式。按下“功能”按钮，选择参数。本实训装置选择2定值模式。用1号设置值表示电梯的满载状态，用2号设定值表示电梯的超载状态。1号继电器的输出接到光报警器，此时提示电梯处于满载状态，电梯将不响应外呼操纵。2号继电器输出接声报警装置，此时提示电梯处于超载状态，电梯将无法关门。

4 结语

根据电梯超载报警系统的工作原理，本研究制作了一个基于称重控制器为主体的电梯超载报警实训装置，该装置可用于实训室检验电梯超载报警。也可以将该装置接在5层5站的模拟电梯装置中，用于检验其电梯轿厢超载运行过程。