关于自动扶梯和自动人行道附加制动器
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e) short circuit or open circuit, change of value or function in an electrical component such as resistor, capacitor, transistor, lamp;
g) non-separation of the moving armature of a contactor or relay; f) non-attraction or incomplete attraction of the moving armature of a contactor or relay; h) non-opening of a contact; i) non-closing of a contact.
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的规定，采用简单的方法应不能使操作电气安全装置的装置失效。但
是对于按照上述原理设计的附加制动器，只要剪断电磁铁的供电线或
者限速器开关的导线，附加制动器的上行超速保护就已经失效了，即
不可能动作了，因此上述原理设计的电气控制系统是不符合标准要求
的。
4. 电梯作为一种机械产品，不仅应该符合电梯相关标准的规定， 也应该符合机械安全的基本要求。这方面 ISO/IEC 和 EN 有系列标准 的规定，其中绝大部分标准也已被我国直接等效采用。实际上电梯标
GB／T 15706．1—1995（ISO／TR 12100—1：1992）《机械安全 ——基本概念，设计通则——第 1 部分：基本术语、方法学》标准 中将危险故障定义为“在机械（或其动力源）中产生危险状态的某种 故障。”将危险状态定义为“使人面临一种或多种危险的某一状态。” 将危险定义为“可能损伤或危害健康的起源”。因此可以将“其本身 不应成为导致电梯危险故障的原因”解释为“其本身不应成为使人面 临一种或多种可能损伤或危害健康的故障的原因”。具体到安全保护 装置，由于其失效时使人面临一种或多种可能损伤或者危害健康的危 险，因此安全保护装置应设计成 14.1.1.1 规定的十种故障中的任一单 一故障发生时，保护装置不能失效，即仍应起作用。
对于上述附加制动器电气控制系统，当发生导线中断电压降低等 导致附加制动器失效的单一故障时，附加制动器即使可能有报警信号 输出，但附加制动器已经同时失效，此时的单一故障导致使人丧失上 行超速保护，产生可能损伤或危害健康的危险，因此没有达到 14.1.1 的要求。而如果采用了失电动作的电气控制系统，上述单一故障的发 生都是意味着电磁铁输出电磁能力的降低或者丧失，即单一故障发生 的后果均是使得附加制动器趋于动作，安全保护的功能没有并丧失， 因此是失电动作型的电气控制系统才是安全的
－出现单向故障时安全功 能始终执行 －有些（但不是全部）故障 将被查明 －未查明的故障累计可能 导致安全功能丧失
计
4
应采用 B 类的要求和使用经 －故障出现时安全功能始
过验证的安全原则。
终执行
控制系统应设计得：
－故障要及时查明，以防止
－控制中得单向故障不应导 安全功能丧失。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
致安全功能丧失，和 4 －在下一个有关安全功能指
目前市场上已出现多家企业生产安装在自动扶梯和自动人行道 上的附加制动器，其电气控制部分的原理如附图 1 和附图 2。
主驱动链上装有防断裂开关，当主驱动链断裂时，防断裂开关动 作，常开触点 JA 闭合,附加制动器的电磁线圈得电,使得附加制动器动 作。
梯级或者踏板回路的上部和下部分别装有一个光电开关，将光电 开关的信号送入 PLC 的输入端，检测回路的运转方向和速度。当电 梯超速或者非操纵逆转时，PLC 输出一个动作信号，使得附加制动器 的电磁线圈得电,附加制动器动作。
其中需要特别指出的是，这种系统在附加制动器的电磁铁是不通 电的，当常开触点 JA 闭合或者 PLC 输出点导通后，电磁铁才通电触 发附加制动器动作。即附加制动器的工作机理是得电动作的。
三、存在的主要问题分析 存在的主要问题有： 1. 上述电控系统触发电磁铁是得电动作的。我们在 2004 年型式
试验中发现有多台按照上述原理设计的附加制动器不能动作，仔细分 析主要是因导线松动线圈绝缘损坏等原因，而由于正常运行时电磁铁 是不通电的，因此无法检测出回路的异常情况。估计在用自动扶梯和 自动人行道附加制动器有相当比例的附加制动器现已失效，构成了安 全隐患，请总局领导给予高度重视。
3. GB16899-1997 14.1.2.5 电气安全装置的操作 如果操作电气安全装置的装置设置在人们容易接近的地方，则它 们应这样设置：即采用简单的方法不能使其失效。注：用磁铁或桥接 件不算简单方法。EN115:1995 14.1.2.5 Actuation of electric safety devices If the devices for actuating electric safety devices are through the nature of their installation accessible to persons, they shall be so built that these electric safety devices cannot be rendered inoperative by simple means. NOTE : A magnet or a bridge piece is not considered a simple means. 装设在附加制动器上的安全开关是属于电气安全装置，对于电触 发型附加制动器，从电气控制的角度来说，其所有电气控制的目的均 是为了操作装设在附加制动器上的安全开关。按照标准 14.1.2.5 条款
呢？可以根据 GB/T16855.1-1997 附录 B“类别的选择指南”来确定。
附录 B 规定根据损伤的严重度（S）、暴露于危险的频次和时间
（F）、避开危险的可能性（P）这三个要素的组合进行选择，具体见
下表：
其中: 1．损伤的严重度（S）分为 S1：轻度（通常是可恢复的）损伤， S2 严重（通常是不可恢复的）损伤 由于附加制动器的失效可能导致电梯使用者重伤或者死亡，因此 应选择 S2; 2．暴露于危险的频次和或时间（F），分为 F1：偶然到时常和/ 或暴露时间短，F2：频繁到连续和/或暴露时间长 这是一个危险相对于设备使用总时间有关的平均值的评估参数， 电梯上行超速导致需要附加制动器动作的时间和电梯长期使用的时 间相比是很少的，因此应选择 F1; 3．避开危险的可能性（P），分为 P1：在特定条件下有可能；P2： 几乎不可能 这是一个判定当危险发生时是否有可能认识并避免事故的评价 参数，电梯上行超速需要附加制动器动作而附加制动器此时若失效， 则避免事故的可能性是几乎没有的，因此应选择 P2; 根据以上分析附加制动器电气控制系统的风险评价参数为 S2-F1-P2,对应的应达到安全类别为 2 类或者 3 类。因此上述 1 类的电
准的制定也是在通用机械安全的基础上结合具体电梯产品的特点制
定的，因此有时为了更准确的理解电梯标准的相关条款，有必要查找
相关的机械安全基础标准。有关机械安全控制系统的基础标准有
GB/T16855.1-1997（EN954-1、ISO/TC199N45）《机械安全控制系统 有关部件－第 1 部分：设计通则》，该标准将机械安全控制系统的安 全级别进行了分类，从低到高分为 B、1、2、3、4 五种类别，并规 定了不同类别的控制系统的特征和应达到的要求，具体见下表：
自动扶梯和自动人行道附加制动器 电控系统问题由来和建议
一、背景 GB16899-1997(EN115:1995)自 1998 年 2 月 1 日起已开始强制执
行，在标准 12.6 规定的条件下，自动扶梯和自动人行道必须装设附 加制动器。由于标准没有规定附加制动器的具体实现形式，且自动扶 梯和自动人行道在 2004 年前并没有列入生产许可证管理的设备范 围，因此 GB16899-1997(EN115:1995)标准并没有得到全面贯彻实施。 2004 年开展自动扶梯和自动人道制造许可和型式试验工作以来，我 们发现各制造厂家附加制动器动作原理差距甚远，各检测机构对标准 和细则的要求也不一致，造成了一定的混乱。因此提请安全技术委员 会对有关技术问题进行分析和澄清，以助于正确全面的贯彻标准和细 则，促进行业的健康发展。 二、问题由来
2. 目前采用两个光电开关+PLC 检测超速和防逆转的电气回路不 能达到安全电路设计的要求。应涉及到安全电路的问题，由我中心冯 宏景向安全技术委员会提出专题报告，在此不作展开。
1
下面对第 1 个问题作简单的分析。 在 GB16899 等相关标准中仍然规定了这种电控系统应达到的要 求，具体有： 1. GB16899-1997 14.2.2 所有停止运行装置应通过切断电流起作 用，而不是通过一个继电器电路的接通来完成。EN115:1995 14.2.2 All stopping devices shall act by interrupting current and not by the completion of a circuit of a relay. 附加制动器是停止运行装置的一种（详见 14.2.2.4 和 14.2.4），因 此按照标准的要求，附加制动器的作用应通过切断电流起作用而不是 通过继电器电路的接通起作用。这表明，附加制动器应在自动扶梯和 自动人行道正常运行时保持通电状态，而当需要附加制动器动作时， 应通过切断其电流起作用,即要求失电动作。上述附加制动器是得电 动作型附加制动器,因此是不符合要求的。 2. GB16899-1997 14.1.1 所有在 14.1.1.1 中列出的自动扶梯和自动 行道电气设备中的任何一种故障，如果在 14.1.1.2 或附录 A（标准的 附录）条件下不能排除的话，则本身不应成为自动扶梯和自动人行道 危险故障的原因。 14.1.1.1 可能出现的故障： a) 无电压； b) 电压降低； c) 导线（体）中断； d) 电路的接地故障； e) 某电气元件的短路或断路，参数值或功能改变如电阻器、电容 器、晶体管、灯等； f) 某接触器或继电器的可动衔铁不吸合或不完全吸合； g) 某接触器或继电器的可动衔铁不断开； h) 某触点不断开； i) 某触点不闭合。 14.1.1Any one of the faults envisaged in 14.1.1.1 in the electrical equipment of the escalator or passenger conveyor if it cannot be exluded under conditions described in 14.1.1.2 and/or appendix A (normative) shall not on its own be the cause of a dangerous malfunction of the escalator or passenger conveyor. 14.1.1.1 Faults envisaged a) absence of voltage; b) voltage drop; c) loss of continuity of a conductor; d) fault to earth of a circuit;
令发出时或发出之前查明单
向故障，如果不可能查明，那
么故障得累计不应导致安全
功能得丧失。
上述附加制动器的电气控制部分不是 3 类（单向故障时安全功能
始终执行），也不是 2 类（通过控制系统以适当的时间间隔检查安全
功能），最多只能是 1 类，即通过选用经过验证的安全元件和安全原
则来保证安全。那么附加制动器的电气控制部分应选择什么样的类别
类 要求
别
系统工况
实现安全的 主要原则
控制系统有关安全部件和
（或）其防护装置以及它们的
－出现故障时可能导致安
B
元件都应根据有关标准设计、 全功能的丧失
选择、装配和组合，以使其能
通过选用元
承受预期的影响。
件
应采用 B 类的要求
像上述的 B 类那样，但安全
1 使用经过验证的安全元件和 功能具有更高的与安全相
安全原则
关的可靠性
应采用 B 类的要求和经过验
证的安全原则
－两次检查期间出现故障
应通过机器控制系统以适当 会导致安全功能的丧失 2 的时间间隔检查安全功能。 －安全功能丧失通过检查
注：适当的时间间隔取决于机 判明
器的类型和应用场合
通过结构设
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应采用 B 类的要求和使用经 过验证的安全原则 控制系统应设计得： －控制中得单向故障应不导 致安全功能丧失 －只要合理可行，查明单向故 障
e) short circuit or open circuit, change of value or function in an electrical component such as resistor, capacitor, transistor, lamp;
g) non-separation of the moving armature of a contactor or relay; f) non-attraction or incomplete attraction of the moving armature of a contactor or relay; h) non-opening of a contact; i) non-closing of a contact.
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的规定，采用简单的方法应不能使操作电气安全装置的装置失效。但
是对于按照上述原理设计的附加制动器，只要剪断电磁铁的供电线或
者限速器开关的导线，附加制动器的上行超速保护就已经失效了，即
不可能动作了，因此上述原理设计的电气控制系统是不符合标准要求
的。
4. 电梯作为一种机械产品，不仅应该符合电梯相关标准的规定， 也应该符合机械安全的基本要求。这方面 ISO/IEC 和 EN 有系列标准 的规定，其中绝大部分标准也已被我国直接等效采用。实际上电梯标
GB／T 15706．1—1995（ISO／TR 12100—1：1992）《机械安全 ——基本概念，设计通则——第 1 部分：基本术语、方法学》标准 中将危险故障定义为“在机械（或其动力源）中产生危险状态的某种 故障。”将危险状态定义为“使人面临一种或多种危险的某一状态。” 将危险定义为“可能损伤或危害健康的起源”。因此可以将“其本身 不应成为导致电梯危险故障的原因”解释为“其本身不应成为使人面 临一种或多种可能损伤或危害健康的故障的原因”。具体到安全保护 装置，由于其失效时使人面临一种或多种可能损伤或者危害健康的危 险，因此安全保护装置应设计成 14.1.1.1 规定的十种故障中的任一单 一故障发生时，保护装置不能失效，即仍应起作用。
对于上述附加制动器电气控制系统，当发生导线中断电压降低等 导致附加制动器失效的单一故障时，附加制动器即使可能有报警信号 输出，但附加制动器已经同时失效，此时的单一故障导致使人丧失上 行超速保护，产生可能损伤或危害健康的危险，因此没有达到 14.1.1 的要求。而如果采用了失电动作的电气控制系统，上述单一故障的发 生都是意味着电磁铁输出电磁能力的降低或者丧失，即单一故障发生 的后果均是使得附加制动器趋于动作，安全保护的功能没有并丧失， 因此是失电动作型的电气控制系统才是安全的
－出现单向故障时安全功 能始终执行 －有些（但不是全部）故障 将被查明 －未查明的故障累计可能 导致安全功能丧失
计
4
应采用 B 类的要求和使用经 －故障出现时安全功能始
过验证的安全原则。
终执行
控制系统应设计得：
－故障要及时查明，以防止
－控制中得单向故障不应导 安全功能丧失。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
致安全功能丧失，和 4 －在下一个有关安全功能指
目前市场上已出现多家企业生产安装在自动扶梯和自动人行道 上的附加制动器，其电气控制部分的原理如附图 1 和附图 2。
主驱动链上装有防断裂开关，当主驱动链断裂时，防断裂开关动 作，常开触点 JA 闭合,附加制动器的电磁线圈得电,使得附加制动器动 作。
梯级或者踏板回路的上部和下部分别装有一个光电开关，将光电 开关的信号送入 PLC 的输入端，检测回路的运转方向和速度。当电 梯超速或者非操纵逆转时，PLC 输出一个动作信号，使得附加制动器 的电磁线圈得电,附加制动器动作。
其中需要特别指出的是，这种系统在附加制动器的电磁铁是不通 电的，当常开触点 JA 闭合或者 PLC 输出点导通后，电磁铁才通电触 发附加制动器动作。即附加制动器的工作机理是得电动作的。
三、存在的主要问题分析 存在的主要问题有： 1. 上述电控系统触发电磁铁是得电动作的。我们在 2004 年型式
试验中发现有多台按照上述原理设计的附加制动器不能动作，仔细分 析主要是因导线松动线圈绝缘损坏等原因，而由于正常运行时电磁铁 是不通电的，因此无法检测出回路的异常情况。估计在用自动扶梯和 自动人行道附加制动器有相当比例的附加制动器现已失效，构成了安 全隐患，请总局领导给予高度重视。
3. GB16899-1997 14.1.2.5 电气安全装置的操作 如果操作电气安全装置的装置设置在人们容易接近的地方，则它 们应这样设置：即采用简单的方法不能使其失效。注：用磁铁或桥接 件不算简单方法。EN115:1995 14.1.2.5 Actuation of electric safety devices If the devices for actuating electric safety devices are through the nature of their installation accessible to persons, they shall be so built that these electric safety devices cannot be rendered inoperative by simple means. NOTE : A magnet or a bridge piece is not considered a simple means. 装设在附加制动器上的安全开关是属于电气安全装置，对于电触 发型附加制动器，从电气控制的角度来说，其所有电气控制的目的均 是为了操作装设在附加制动器上的安全开关。按照标准 14.1.2.5 条款
呢？可以根据 GB/T16855.1-1997 附录 B“类别的选择指南”来确定。
附录 B 规定根据损伤的严重度（S）、暴露于危险的频次和时间
（F）、避开危险的可能性（P）这三个要素的组合进行选择，具体见
下表：
其中: 1．损伤的严重度（S）分为 S1：轻度（通常是可恢复的）损伤， S2 严重（通常是不可恢复的）损伤 由于附加制动器的失效可能导致电梯使用者重伤或者死亡，因此 应选择 S2; 2．暴露于危险的频次和或时间（F），分为 F1：偶然到时常和/ 或暴露时间短，F2：频繁到连续和/或暴露时间长 这是一个危险相对于设备使用总时间有关的平均值的评估参数， 电梯上行超速导致需要附加制动器动作的时间和电梯长期使用的时 间相比是很少的，因此应选择 F1; 3．避开危险的可能性（P），分为 P1：在特定条件下有可能；P2： 几乎不可能 这是一个判定当危险发生时是否有可能认识并避免事故的评价 参数，电梯上行超速需要附加制动器动作而附加制动器此时若失效， 则避免事故的可能性是几乎没有的，因此应选择 P2; 根据以上分析附加制动器电气控制系统的风险评价参数为 S2-F1-P2,对应的应达到安全类别为 2 类或者 3 类。因此上述 1 类的电
准的制定也是在通用机械安全的基础上结合具体电梯产品的特点制
定的，因此有时为了更准确的理解电梯标准的相关条款，有必要查找
相关的机械安全基础标准。有关机械安全控制系统的基础标准有
GB/T16855.1-1997（EN954-1、ISO/TC199N45）《机械安全控制系统 有关部件－第 1 部分：设计通则》，该标准将机械安全控制系统的安 全级别进行了分类，从低到高分为 B、1、2、3、4 五种类别，并规 定了不同类别的控制系统的特征和应达到的要求，具体见下表：
自动扶梯和自动人行道附加制动器 电控系统问题由来和建议
一、背景 GB16899-1997(EN115:1995)自 1998 年 2 月 1 日起已开始强制执
行，在标准 12.6 规定的条件下，自动扶梯和自动人行道必须装设附 加制动器。由于标准没有规定附加制动器的具体实现形式，且自动扶 梯和自动人行道在 2004 年前并没有列入生产许可证管理的设备范 围，因此 GB16899-1997(EN115:1995)标准并没有得到全面贯彻实施。 2004 年开展自动扶梯和自动人道制造许可和型式试验工作以来，我 们发现各制造厂家附加制动器动作原理差距甚远，各检测机构对标准 和细则的要求也不一致，造成了一定的混乱。因此提请安全技术委员 会对有关技术问题进行分析和澄清，以助于正确全面的贯彻标准和细 则，促进行业的健康发展。 二、问题由来
2. 目前采用两个光电开关+PLC 检测超速和防逆转的电气回路不 能达到安全电路设计的要求。应涉及到安全电路的问题，由我中心冯 宏景向安全技术委员会提出专题报告，在此不作展开。
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下面对第 1 个问题作简单的分析。 在 GB16899 等相关标准中仍然规定了这种电控系统应达到的要 求，具体有： 1. GB16899-1997 14.2.2 所有停止运行装置应通过切断电流起作 用，而不是通过一个继电器电路的接通来完成。EN115:1995 14.2.2 All stopping devices shall act by interrupting current and not by the completion of a circuit of a relay. 附加制动器是停止运行装置的一种（详见 14.2.2.4 和 14.2.4），因 此按照标准的要求，附加制动器的作用应通过切断电流起作用而不是 通过继电器电路的接通起作用。这表明，附加制动器应在自动扶梯和 自动人行道正常运行时保持通电状态，而当需要附加制动器动作时， 应通过切断其电流起作用,即要求失电动作。上述附加制动器是得电 动作型附加制动器,因此是不符合要求的。 2. GB16899-1997 14.1.1 所有在 14.1.1.1 中列出的自动扶梯和自动 行道电气设备中的任何一种故障，如果在 14.1.1.2 或附录 A（标准的 附录）条件下不能排除的话，则本身不应成为自动扶梯和自动人行道 危险故障的原因。 14.1.1.1 可能出现的故障： a) 无电压； b) 电压降低； c) 导线（体）中断； d) 电路的接地故障； e) 某电气元件的短路或断路，参数值或功能改变如电阻器、电容 器、晶体管、灯等； f) 某接触器或继电器的可动衔铁不吸合或不完全吸合； g) 某接触器或继电器的可动衔铁不断开； h) 某触点不断开； i) 某触点不闭合。 14.1.1Any one of the faults envisaged in 14.1.1.1 in the electrical equipment of the escalator or passenger conveyor if it cannot be exluded under conditions described in 14.1.1.2 and/or appendix A (normative) shall not on its own be the cause of a dangerous malfunction of the escalator or passenger conveyor. 14.1.1.1 Faults envisaged a) absence of voltage; b) voltage drop; c) loss of continuity of a conductor; d) fault to earth of a circuit;
令发出时或发出之前查明单
向故障，如果不可能查明，那
么故障得累计不应导致安全
功能得丧失。
上述附加制动器的电气控制部分不是 3 类（单向故障时安全功能
始终执行），也不是 2 类（通过控制系统以适当的时间间隔检查安全
功能），最多只能是 1 类，即通过选用经过验证的安全元件和安全原
则来保证安全。那么附加制动器的电气控制部分应选择什么样的类别
类 要求
别
系统工况
实现安全的 主要原则
控制系统有关安全部件和
（或）其防护装置以及它们的
－出现故障时可能导致安
B
元件都应根据有关标准设计、 全功能的丧失
选择、装配和组合，以使其能
通过选用元
承受预期的影响。
件
应采用 B 类的要求
像上述的 B 类那样，但安全
1 使用经过验证的安全元件和 功能具有更高的与安全相
安全原则
关的可靠性
应采用 B 类的要求和经过验
证的安全原则
－两次检查期间出现故障
应通过机器控制系统以适当 会导致安全功能的丧失 2 的时间间隔检查安全功能。 －安全功能丧失通过检查
注：适当的时间间隔取决于机 判明
器的类型和应用场合
通过结构设
3
应采用 B 类的要求和使用经 过验证的安全原则 控制系统应设计得： －控制中得单向故障应不导 致安全功能丧失 －只要合理可行，查明单向故 障