升降機(jī)(電梯)系統(tǒng)中的繼電器扮演著至關(guān)重要的角色,它們本質(zhì)上是電磁操作的開關(guān),是控制系統(tǒng)與動(dòng)力執(zhí)行部件之間的橋梁和安全保障。其作用可以概括為以下幾個(gè)方面:
1.電氣隔離與信號(hào)放大:
*升降機(jī)的控制(如PLC、微機(jī)板或老式繼電器邏輯板)通常工作在低電壓(如24VDC)、小電流的邏輯信號(hào)層面。而驅(qū)動(dòng)曳引電機(jī)、門電機(jī)、抱閘線圈等執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要高電壓(如380VAC)、大電流。
*繼電器利用其電磁線圈接收微弱的控制信號(hào),通過電磁力驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的機(jī)械觸點(diǎn)動(dòng)作(閉合或斷開)。這些觸點(diǎn)能夠承載和切換高電壓、大電流回路。這實(shí)現(xiàn)了低壓控制電路與高壓主電路之間的電氣隔離,保護(hù)了精密的控制免受高壓浪涌、干擾和過載的損害,同時(shí)將微小的控制指令“放大”成能驅(qū)動(dòng)大功率設(shè)備的動(dòng)作。
2.邏輯控制與功能執(zhí)行:
*繼電器是構(gòu)成升降機(jī)復(fù)雜邏輯控制的基礎(chǔ)元件??刂葡到y(tǒng)根據(jù)各種輸入信號(hào)(如召喚按鈕、樓層信號(hào)、門聯(lián)鎖狀態(tài)、位置檢測(cè)、安全開關(guān)等),通過特定的邏輯關(guān)系(由程序或硬連線實(shí)現(xiàn))或釋放相應(yīng)的繼電器。
*驅(qū)動(dòng)主電機(jī):控制曳引電機(jī)啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)(上行/下行)的接觸器,本質(zhì)上就是大功率繼電器??刂葡到y(tǒng)的指令終通過驅(qū)動(dòng)這些接觸器線圈來控制電機(jī)。
*控制門機(jī):開關(guān)門指令通過繼電器驅(qū)動(dòng)門電機(jī)控制回路,實(shí)現(xiàn)門的開啟、關(guān)閉和調(diào)速。
*釋放抱閘:當(dāng)電梯需要運(yùn)行時(shí),特定的安全繼電器和運(yùn)行繼電器動(dòng)作,接通抱閘線圈電源,使抱閘(制動(dòng)器)打開。
*樓層選擇與定向:根據(jù)內(nèi)選外呼信號(hào)和目標(biāo)樓層,繼電器組合參與決定運(yùn)行方向和??繕菍?。
*信號(hào)指示:驅(qū)動(dòng)轎廂和層站的方向燈、樓層顯示器、蜂鳴器等。
3.安全保障(作用):
*這是繼電器在升降機(jī)中關(guān)鍵的作用之一。升降機(jī)配備了安全回路,這是一系列串聯(lián)的常閉安全開關(guān)(如:所有廳門門鎖開關(guān)、轎門門鎖開關(guān)、限速器開關(guān)、安全鉗開關(guān)、底坑急停開關(guān)、轎頂急停開關(guān)、漲緊輪開關(guān)、過載檢測(cè)等)。
*這些安全開關(guān)的觸點(diǎn)通常接入關(guān)鍵的安全繼電器(如安全繼電器、門鎖繼電器)的線圈回路。
*正常狀態(tài):所有安全開關(guān)閉合→安全繼電器線圈得電→其常開主觸點(diǎn)閉合→這個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)在曳引電機(jī)主接觸器線圈回路、抱閘線圈回路甚至整個(gè)控制電源回路中→電梯允許運(yùn)行。
*異常/危險(xiǎn)狀態(tài):任何一個(gè)安全開關(guān)因故障或保護(hù)動(dòng)作(如門被扒開、、安全鉗動(dòng)作、急停按下)而斷開→安全繼電器線圈失電→其常開主觸點(diǎn)立即斷開→強(qiáng)制切斷曳引電機(jī)電源和抱閘電源→電梯立即停止運(yùn)行,抱閘在彈簧作用下制動(dòng)→確保乘客和設(shè)備安全。
*安全繼電器通常采用強(qiáng)制導(dǎo)向(機(jī)械聯(lián)鎖)觸點(diǎn)設(shè)計(jì),確保在觸點(diǎn)熔焊等故障時(shí)也能可靠斷開安全回路。
4.狀態(tài)反饋與監(jiān)控:
*繼電器觸點(diǎn)的狀態(tài)(通/斷)本身就是一個(gè)重要的反饋信號(hào)。
*控制系統(tǒng)可以通過檢測(cè)特定繼電器(如門鎖繼電器、運(yùn)行繼電器、抱閘繼電器)輔助觸點(diǎn)的狀態(tài),來監(jiān)控電梯各關(guān)鍵部件(如門是否鎖好、電梯是否在運(yùn)行、抱閘是否打開)的實(shí)際工作情況,用于邏輯判斷和故障診斷。
總結(jié):
升降機(jī)繼電器是系統(tǒng)可靠運(yùn)行和安全保障的神經(jīng)。它們地隔離了敏感的控制電路與大功率負(fù)載,將控制系統(tǒng)的邏輯決策地轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電機(jī)、門機(jī)、抱閘等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。尤其重要的是,它們構(gòu)成了電梯的生命線——安全回路,通過串聯(lián)所有關(guān)鍵安全開關(guān)并控制著動(dòng)力(電機(jī)和抱閘)的電源,確保在任何潛在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí),都能立即、可靠、無條件地切斷動(dòng)力,強(qiáng)制電梯停止,程度地保護(hù)乘客的生命安全。沒有繼電器可靠地執(zhí)行這些隔離、控制和安全功能,現(xiàn)代電梯的安全運(yùn)行將無法實(shí)現(xiàn)。雖然固態(tài)電子元件(如固態(tài)繼電器、晶閘管)的應(yīng)用在增加,但傳統(tǒng)電磁繼電器在關(guān)鍵的安全回路和需要物理隔離的場(chǎng)合,因其固有的故障安全特性和可靠性,仍然占據(jù)著的地位。






直臂機(jī)(通常指直臂式高空作業(yè)平臺(tái)或消防車上的直臂云梯系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)消防功能,在于集成一套、可靠的水力輸送和噴射系統(tǒng),并結(jié)合其高空作業(yè)能力。以下是其實(shí)現(xiàn)消防功能的關(guān)鍵要素:
1.:供水系統(tǒng)集成:
*水泵:配備大功率水泵(通常為離心泵或柱塞泵),能從消防栓、消防水池或車載水箱中抽取大量水。其揚(yáng)程和流量必須滿足高空噴射需求,克服高度帶來的壓力損失。
*水路管道:沿臂架內(nèi)部或外部專門鋪設(shè)耐高壓的消防水帶或金屬管道。這條“水路”從底盤的水源(或進(jìn)水口)一直延伸到臂架頂端的消防炮/水接口。管道設(shè)計(jì)需考慮彎曲、伸縮帶來的應(yīng)力。
*車載水箱/進(jìn)水口:通常配備一定容量的車載水箱,供初期滅火或水源不便時(shí)使用。更重要的是配備標(biāo)準(zhǔn)消防接口(如DN65或DN80),可快速連接消防栓或其它消防車供水。
*控制閥:在操作臺(tái)或臂架末端設(shè)置控制閥,用于啟/閉水流和調(diào)節(jié)流量、壓力。
2.關(guān)鍵執(zhí)行部件:消防水炮:
*位置:消防水炮通常安裝在臂架(工作平臺(tái)附近或代替平臺(tái))。
*功能:這是噴射滅火劑的終端設(shè)備。現(xiàn)代水炮多為可遙控的電控消防炮。
*操控性:能進(jìn)行水平360°旋轉(zhuǎn)和大幅俯仰調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)定向噴射。
*模式:通常具備直流(遠(yuǎn)距離沖擊、穿透)和噴霧(覆蓋冷卻、稀釋煙霧)等多種噴射模式切換功能。部分可噴射泡沫混合液。
*驅(qū)動(dòng):水炮的旋轉(zhuǎn)俯仰動(dòng)作通常由獨(dú)立的液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng),與控制閥一樣,由操作員在操作臺(tái)遠(yuǎn)程控制。
3.承載平臺(tái):臂架系統(tǒng):
*結(jié)構(gòu)強(qiáng)度:臂架本身必須具有極高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,不僅要承受自身重量、工作平臺(tái)/消防炮的重量,還要承受水噴射時(shí)產(chǎn)生的巨大反作用力(后坐力)以及可能的滿載水管道重量。
*內(nèi)部通道/外部固定:為消防水管提供安全、順暢的通道。外部固定需可靠且不影響臂架動(dòng)作。
*伸展與靈活性:多節(jié)伸縮臂架結(jié)構(gòu)提供高工作高度和遠(yuǎn)水平伸距,使消防炮能到達(dá)常規(guī)設(shè)備難以企及的火點(diǎn)(高層建筑窗戶、屋頂、大型廠房?jī)?nèi)部等)。同時(shí)具備良好的靈活性,調(diào)整末端角度。
4.動(dòng)力與控制:
*動(dòng)力源:水泵、水炮動(dòng)作機(jī)構(gòu)、臂架動(dòng)作所需的動(dòng)力通常來自車輛底盤發(fā)動(dòng)機(jī)(通過取力器)或獨(dú)立的輔助發(fā)動(dòng)機(jī),驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)。
*集成控制系統(tǒng):操作員在底盤操作臺(tái)(或部分設(shè)備可在地面遙控)通過電子/液壓控制系統(tǒng):
*控制臂架的伸縮、升降、旋轉(zhuǎn)。
*遠(yuǎn)程操控消防水炮的指向(水平旋轉(zhuǎn)、俯仰角度)。
*控制水泵啟停、水流量、噴射模式切換。
*接收傳感器信息(如壓力、角度、風(fēng)速)。
*傳感器與安全:系統(tǒng)集成角度傳感器、壓力傳感器、風(fēng)速儀等。安全裝置包括自動(dòng)限位、過載保護(hù)、緊急停止、自動(dòng)調(diào)平(保持工作平臺(tái)/水炮穩(wěn)定)等,確保在復(fù)雜消防環(huán)境下的操作安全。
5.安全防護(hù):
*操作員配備防護(hù)裝備,操作臺(tái)有防護(hù)結(jié)構(gòu)。
*系統(tǒng)具備緊急泄壓、緊急回收等功能。
*考慮熱輻射防護(hù),部分水炮或臂架前端可能設(shè)計(jì)耐熱保護(hù)。
總結(jié):直臂機(jī)消防功能的實(shí)現(xiàn),本質(zhì)是將強(qiáng)大的水力系統(tǒng)(泵、管、閥、炮)無縫集成到其高聳、靈活的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)上,并通過的集成控制系統(tǒng),使操作員能在地面安全、地操控高空水炮進(jìn)行大流量、遠(yuǎn)距離、多角度的滅火作業(yè),極大地?cái)U(kuò)展了消防力量的作戰(zhàn)范圍和效率,是撲救高層建筑、大跨度空間等特殊火災(zāi)的關(guān)鍵裝備。其挑戰(zhàn)在于水力系統(tǒng)與機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度匹配、水路在動(dòng)態(tài)臂架中的可靠布置以及復(fù)雜環(huán)境下的協(xié)同控制。

直臂式高空作業(yè)平臺(tái)(直臂機(jī))是依靠多節(jié)伸縮臂架到達(dá)高空的復(fù)雜機(jī)械設(shè)備。其安全、、運(yùn)行高度依賴多種傳感器構(gòu)成的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。以下是直臂機(jī)上常見的傳感器種類及其作用:
1.臂架角度傳感器:
*類型:傾角傳感器(傾斜儀)、旋轉(zhuǎn)編碼器(與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或鉸接點(diǎn)聯(lián)動(dòng))。
*作用:實(shí)時(shí)測(cè)量各節(jié)臂架相對(duì)于水平面或基準(zhǔn)面的傾斜角度,以及臂架整體相對(duì)于底盤的旋轉(zhuǎn)角度。這是計(jì)算工作平臺(tái)實(shí)際位置(水平距離和高度)的關(guān)鍵輸入,直接影響平臺(tái)定位精度、作業(yè)范圍計(jì)算和穩(wěn)定性控制。數(shù)據(jù)用于操作界面顯示、自動(dòng)調(diào)平、超范圍作業(yè)限制(如防傾翻保護(hù))。
2.臂架伸縮位置傳感器:
*類型:拉線位移傳感器、磁致伸縮位移傳感器、超聲波傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器(通過測(cè)量卷筒旋轉(zhuǎn)或齒輪齒條運(yùn)動(dòng)間接計(jì)算)。
*作用:測(cè)量各節(jié)伸縮臂的伸出長(zhǎng)度。結(jié)合角度信息,控制系統(tǒng)才能計(jì)算出工作平臺(tái)在三維空間中的實(shí)時(shí)位置,實(shí)現(xiàn)定位、自動(dòng)路徑規(guī)劃和安全區(qū)域限制(如防止與障礙物碰撞)。
3.液壓系統(tǒng)傳感器:
*壓力傳感器:
*作用:監(jiān)測(cè)主液壓系統(tǒng)壓力、各油缸(舉升、伸縮、變幅油缸)的進(jìn)油腔和回油腔壓力。用于判斷負(fù)載狀態(tài)、檢測(cè)系統(tǒng)阻塞或泄漏、實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)(當(dāng)壓力超過設(shè)定閾值時(shí)限制動(dòng)作或發(fā)出警報(bào)),并參與液壓流量的閉環(huán)控制。
*溫度傳感器:
*作用:監(jiān)測(cè)液壓油溫度。油溫過高會(huì)降低油液粘度、損壞密封件、影響系統(tǒng)效率和安全,傳感器觸發(fā)報(bào)警或自動(dòng)降功率運(yùn)行以保護(hù)系統(tǒng)。
4.安全防護(hù)傳感器:
*防碰撞傳感器:
*類型:超聲波傳感器、激光雷達(dá)、接觸式限位開關(guān)(機(jī)械觸碰桿)。
*作用:安裝在臂架末端、平臺(tái)周圍或關(guān)鍵結(jié)構(gòu)點(diǎn),探測(cè)附近障礙物。當(dāng)檢測(cè)到潛在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)、自動(dòng)減速或停止危險(xiǎn)方向的動(dòng)作,防止設(shè)備損壞和人員傷亡。
*水平/傾斜傳感器:
*作用:安裝在底盤車架上,監(jiān)測(cè)設(shè)備整體相對(duì)于水平面的傾斜角度。這是至關(guān)重要的安全傳感器,一旦檢測(cè)到設(shè)備傾斜超過安全閾值(通常很小,如3-5度),會(huì)立即鎖定所有危險(xiǎn)動(dòng)作(如舉升、向外伸臂),強(qiáng)制設(shè)備進(jìn)入安全模式,防止傾翻事故。
*風(fēng)速傳感器:
*作用:安裝在平臺(tái)或臂架高處,實(shí)時(shí)測(cè)量環(huán)境風(fēng)速。強(qiáng)風(fēng)會(huì)顯著影響設(shè)備的穩(wěn)定性。當(dāng)風(fēng)速超過預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)并可能自動(dòng)限制臂架高度和伸出長(zhǎng)度,或要求操作員降低平臺(tái)高度以確保安全。
5.載荷/稱重傳感器:
*類型:壓力傳感器(通過監(jiān)測(cè)支撐油缸壓力間接計(jì)算載荷)、稱重傳感器(集成在平臺(tái)懸掛點(diǎn)或提升機(jī)構(gòu)中)、應(yīng)變片。
*作用:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作平臺(tái)上的動(dòng)態(tài)載荷(包括操作員、工具、物料等總重量)。這是防超載保護(hù)的,確保設(shè)備始終在額定工作范圍內(nèi)運(yùn)行。超載時(shí)系統(tǒng)會(huì)禁止舉升或伸臂動(dòng)作,并發(fā)出警報(bào)。
6.操控輸入傳感器:
*類型:操縱桿內(nèi)的電位器、霍爾效應(yīng)傳感器、微動(dòng)開關(guān)。
*作用:將操作員在平臺(tái)控制臺(tái)或地面控制臺(tái)發(fā)出的動(dòng)作指令(如方向、速度)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),傳遞給中央控制器,驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的液壓閥和電機(jī)執(zhí)行動(dòng)作。
總結(jié):
直臂機(jī)是一個(gè)由角度、位置、壓力、載荷、水平、風(fēng)速、碰撞探測(cè)等多種傳感器共同構(gòu)成的精密感知網(wǎng)絡(luò)。這些傳感器如同機(jī)器的“感官”,持續(xù)不斷地將關(guān)鍵狀態(tài)信息反饋給中央控制系統(tǒng)。系統(tǒng)通過處理這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),控制液壓執(zhí)行元件動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的平穩(wěn)升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)和定位;更重要的是,它構(gòu)成了多層次的安全保護(hù)屏障,通過角度限位、載荷限制、水平監(jiān)測(cè)、風(fēng)速預(yù)警、碰撞規(guī)避等機(jī)制,程度地保障了操作人員、設(shè)備本身及周圍環(huán)境的安全。沒有這套完善的傳感器系統(tǒng),現(xiàn)代直臂機(jī)的安全性和性將無從談起。
