室外电梯防护门联动技术

室外电梯防护门联动技术

刘晓龙

华中分公司

摘 要：城市高层建筑的快速发展，对高层建筑的施工安全防护及效率提升带来了极高的挑战，而高层建筑安全防护标准化及自动化的运用也彰显了施工企业综合管理水平。传统施工电梯楼层防护门及轿厢门多为手动开启，施工方法繁琐，可操作性较差，工作效率低，安全风险大。针对上述问题，本文论述一种室外电梯防护门联动技术，可有效提升施工电梯的工作效率，且能极大的减少安全风险。可为类似高层及超高层工程安全防护提供参考。

关键词：室外电梯防护门；防护门联动技术；高层建筑；PCL控制系统；

1 前言

随着城市高层建筑及超高层建筑的快速发展，对于如何提高电梯施工安全、施工效率、有效的控制成本等方面具有重要研究意义。目前，国内外施工电梯楼层防护门及轿厢门普遍为手动开启，电梯到达作业层后先手动打开电梯轿厢推拉门，然后手动打开楼层防护门再将材料运至楼层内，电梯司机再手动关闭楼层防护门及电梯轿厢推拉门，回到驾驶室启动电梯，前后用时60秒左右。且根据实际调查统计，电梯停靠楼层开关轿厢门和楼层防护门的时间占楼层停靠总时间的80%，极大的降低了电梯的使用效率，也极大增加了安全事故的发生。

针对上述问题，本文叙述一种室外电梯防护门联动技术，有效提升了施工电梯的工作效率，加强了现场施工安全性，具有良好的经济效益和社会效益。

2 工程概况

襄城县中医院搬迁建设项目位于河南省许昌市襄城县西环路以东、规划路以西、文昌路以南、八七路以北。该项目包括门诊楼、医技楼、病房楼、制剂中心、医用气体站、感染疾病科、餐厅以及后勤用房等配套建筑。总建筑面积143440.35㎡，其中地上部分建筑面积99994.55㎡，地下建筑面积43445.8㎡。其中病房楼建筑高度可达65.25m。

传统的楼层防护门多为单向开启平开设计，此类设计在开关门时由于门绕轴转动时会占用大面积范围，且此类防护门自动化操作性低，开启和关闭较浪费时间。为满足工期要求，达到加快进度的目的，特使用一种室外电梯降防护门联动技术。

3室外电梯防护门联动技术原理

3.1　系统构成及原理

室外电梯防护门联动系统主要由PLC控制系统、自动推拉轿厢门、自动楼层防护门构成，通过采用室外电梯防护门联动系统，实现施工电梯到达作业层后，电梯司机控制系统按键，使电梯轿厢门及楼层防护门同步自动开启，将工人及运输材料卸至作业层后，电梯司机操作系统控制楼层防护门及电梯轿厢门同时关闭，运行至下个指定楼层。将手动开启的楼层防护门及电梯轿厢门设计为自动开启，节省了手动开关电梯轿厢门及楼层防护门的时间并有效减少了安全隐患，提高工作效率。

3.2 系统特点

（1）将现有的手动推拉轿厢门、平开楼层门改为由按钮控制的自动推拉门，根据按钮信号可完成门的自动开启和关闭。同时，在断电和故障情况下可由人工操作，完成开启和关闭。

（2）在系统正常运行的情况下，只有电梯停靠层（电梯轿厢底与楼层混凝土结构面高差为±100mm）的楼层门允许开启，其他均处于锁定状态；处于锁定状态的楼层门无法手动操作，处于解锁状态时，楼层门可以手动操作。

（3）在各楼层设置呼叫系统，直接传输至电梯内呼叫信息显示器上，任何一楼层防护门未锁闭，电梯将无法运行，从根源将楼层防护门安全隐患解决。

（4）通过PLC控制系统将自动楼层防护门及轿厢门与电梯联动，实现楼层防护门及轿厢门同步自动开启及关闭，提高工作效率及安全性能。

4 安装操作

4.1操作流程

室外电梯生产准备→轿厢门电动开启优化升级→控制台PCL系统导入→进场验收→室外电梯安装→安装楼层防护门及电动开启装置→控制台PCL系统与开启装置联动→运行调试→正式使用→运输货物→司机控制按钮开启轿厢门→通过联动系统楼层防护门同步开启→卸载货物完成→司机控制按钮关闭轿厢门及楼层防护门→运行至下一指令楼层

4.2电梯轿厢门电动开启优化改造

（1）室外电梯各部件组装前进行改造升级，优化轿厢门开启方式，从传统上下门扇对拉手动开启升级为电动控制左右开启；

（2）加装步进电机，接收数字控制信号对轿厢门提供动力支持，通过驱动齿轮、从动齿轮、转杆、螺纹套筒联动控制轿厢门的开启、关闭如图2所示。

（3）轿厢门下部安装滑轮，插入电梯门框内，使之能顺畅移动；

图2 电梯轿厢门

图注：11-电梯门框、12-轿厢门、13-螺纹套筒、14-转杆、15-从动齿轮、16-步进电机、17-驱动齿轮、18-滑轮

4.3控制台PCL系统导入

导入PCL控制系统，发布指令对电梯原动机及开门机的起动、减速、停止、运动方向、楼层显示、层站呼叫、桥车指令等进行控制。4.4安装楼层防护门及电动开启装置

（1）在设定好的位置进行楼层防护门及门框的安装，楼层防护门及门框、门档的材质均选用铝合金，铝合金具有质量轻、强度高、抗氧化及不受电磁铁影响等特点。

（2）楼层防护门上部设置钢梁进行固定，通过连接轴承，使外架门能够通过指令进行转动。

（3）外架门闭锁处与外架立杆处加设门磁器，当司机发布开门指令时，门磁器A与门磁器C相吸；发布关门指令时，门磁器A与门磁器B相吸，如图3所示。

（4）均在与外架门相碰撞的外架立杆上下部位设置缓冲门挡，减少外架门的磨损。

（5）每层外架门上安装呼叫器，构成楼层呼叫系统，每层外架门锁闭成功后会发出指令至电梯控制系统，电梯控制系统接受锁闭成功的指令后，施工电梯才可以启动；任何一楼层防护门未锁闭，电梯将无法运行，从根源将楼层防护门安全隐患解决。

图3 楼层防护门

4.5控制台PCL系统与电动装置进行联动设置

PLC控制系统采用模块化程序，如分为开关门、选、外呼、楼层数显示、换速、定向等模块。模块间不完全独立，存在有机联系，根据电梯的运行要求，作出器运行流程的工作循环图，加上完整的手动程序和检修保护程序设计出系统的控制程序，使各个独立系统进行联动，如：联动楼层防护门自动开启系统、电梯轿厢门自动开启系统、楼层呼叫系统等，使之串联，实现全自动同步开启。
5 效益分析

室外电梯防护门联动技术较现有的室外升降机工作效率提高了38%，投入成本较现有的室外升降机基本持平。现有的室外升降机365天完成的施工任务，联动室外升降机在265天内即可完成，效率提高明显。楼层防护门门磁器与电梯联动解决防护门的安全隐患，同时在门磁器上增加安全锁扣，在断电的情况下锁扣自动抱死防护门无法开启，进一步的增加了防护门安全性能。

表1 经济效益分析

注：1.一般状态下，施工升降机使用寿命为8年；2.本表按照目前市场价施工电梯租赁费12000元/月计算；3.本表按照目前施工电梯租赁一年使用的费用做比较。

表2 工作效率分析

以上数据可以看出，室外电梯防护门联动技术，并不会增加过多成本。对于高层建筑、超高层建筑垂直运输效率而言，该成本增加微乎其微，但所产生的社会效益及间接经济效益尤为明显。如极大的提升运输效率、降低安全风险等。

5.结语

室外电梯防护门联动技术解决了楼层防护门与电梯轿厢门手动开启效率低，楼层防护门未能及时关闭以及防护门与施工电梯不能联动等一系列问题，能够极大的节约工期，提升工作效率，加强现场施工安全性，使垂直运输变得更智能化、便捷化、机械化，具有良好的社会效益及推广前景。

参考文献

[1]濮良贵 纪名刚.机械设计（第七版），北京：高等教育出版社，2001

[2]尹志强 机电一体化系统设计课程设计指导书，北京：机械工业出版社，2006

[3]王永华 现代电气控制及PLC应用技术（第2版）北京，北京航空航天大学出版社，2008

[4]智慧电梯物联网系统设计方案与研究期刊：《机械工程与自动化》 | 2021 年第 004 期

作者简介：刘晓龙，男，1988.5.19，毕业学校：河南工业大学，专业：土木工程，学历：本科，职称：工程师。