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摘 要：本文对一次由电梯控制系统中存储器数据丢失导致的电梯故障进行叙述和分析。详细的描述了电梯故障情况和故障解决过程，分析了故障的起因和发生过程。并给出建议，以避免类似故障的再次发生。
关键词：电梯；故障；EPROM存储器；数据丢失
Abstract：This paperdescribes and analyzes anelevator fault caused by EPROM data missed（DATM）in control system. Details of the elevator fault conditions and resolution process， and analysis of the reason and the process. And give recommendations to avoid the similar fault .
Key words：Elevator； Fault； EPROM； Data missed（DATM）
1.案例中电梯设备的基本情况
某特种设备检验机构对一台电梯实施定期检验时，在检验过程中遇到了一次由于电梯控制柜内主控制板（MCU Board）上的EPROM（紫外线可擦写可编程只读存储器）存储器数据丢失导致的电梯突发故障。
该电梯是一台九十年代末制造的知名品牌电梯。该电梯为有机房曳引驱动乘客电梯，层站数为18层/17站（2层取消外呼和内选功能），额定速度1.50m/s，额定载重量1000kg。
该电梯上一年度定期检验合格日期是2013年6月19日。根据用户和维保单位人员描述，该电梯自投入使用以来，工作一直正常。除更换过一次曳引钢丝绳以外，未进行改造或大修。
2.案例中电梯的检验过程及出现的问题
近日，检验人员和电梯维保人员来到检验现场，根据《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯（TSG T7001-2009）》（以下简称“检规”）的要求，对该电梯进行定期检验。在完成使用资料的审查，与用户充分沟通和采取必要的安全防护措施后，开始对电梯设备进行检验。我们一行人进入机房，确认检验现场的环境条件和安全条件符合作业指导书的要求后，开始按检规要求，逐项进行检验。在完成检规2.11项所规定限速器动作速度校验后，我们将电梯恢复至正常状态。在恢复供电，停止装置复位后，电梯却无法正常运行。故障现象为：电梯选层和层站显示功能失效，电梯无法启动。
在故障发生后，我们立即终止检验，并通知用户电梯发生故障，请乘客乘坐其他电梯或步行。然后我们和电梯维保单位作业人员共同进行检查，检查过程中发现：电源电压、频率、相序均正常，安全回路和门回路正常，机房内、轿顶和底坑的电气安全装置均未动作。控制柜内运行接触器不吸合，主控制板（MCU）的电源指示显示正常，故障指示灯点亮，变频器停止工作，但其散热风扇正常运行，故可以排除控制柜内低压供电电源故障。在排查完所有的故障可疑点后，仍然无法确认故障原因。这时，笔者在控制柜内底部找到一张写有“79NH2202 Ver 1.01”字样的不干胶标签，该标签已经硬化，失去黏附性，“79NH2202”正是该电梯的出厂编号。笔者向标签上方寻找，在控制柜内的主控制板上找到了一片带有圆形透明窗口的芯片，型号为TMS 27C010A-10（图1），这是一块EPROM存储器，即“紫外线可擦写可编程只读存储器”。根据笔者的经验，这种芯片一旦透明窗口暴露，其内部存储的数据极有可能已经丢失（图2）。于是笔者通知维保人员，维保人员也认为可能是芯片内的数据丢失造成的，但在现场，我们没有相关设备进行测试来验证我们的判断，于是由维保人员通知所在的维修站，请求技术支援。
图中存储器已除去遮光膜，圆形石英窗口内即为硅芯片。
约二十分钟后，维保单位技术支持人员赶到现场，携带了该电梯的备份存储器芯片，并在断电的情况下更换了存储器芯片。再次送电后，主控制板的故障指示灯熄灭，停止开关复位后，由维保人员试运行，确认电梯恢复正常。随后，我们再一次确认检验条件，并按检规继续进行检验。其中，对涉及该电梯控制系统的已完成的项目进行重新检验。由于更换单一的，同规格的电路元器件并不属于规定的重大维修项目，以上检验仍按照检规所规定的定期检验要求进行。
检验完成后，笔者将检验情况进行汇总，并向部门技术负责人汇报。综合现场检验情况和设备以往的工作情况，可以认为这台电梯的故障是一个由多个偶然因素联合导致的偶发性一般故障，故未将其作为影响检验整体结论的项目进行处理。
事后，维保单位技术人员将怀疑为数据丢失的存储器芯片送至总部测试，确认了存储器内的数据丢失，并将测试结果反馈给笔者。
3.检验发现问题的成因分析
以下是对此次故障原因的具体分析：
该电梯机房位于所在建筑的楼顶，机房的四面墙壁均有玻璃窗。也就是说，该电梯是在日间是处于强日光照射的状态。这也是此次故障发生的前提条件，如果这台电梯的机房没有自然光照，而是完全依靠人工光源照明，则基本可以排除这一类型故障发生的可能性（具体分析请见下文）。该电梯在检验之前运行正常，在检验过程中，控制柜的柜门被移开，以便进行操作。此时正好是上午十一时左右，阳光直射控制柜内的主控制板。由于电梯安装时间较长，本来黏贴在该存储器表面的、用于防止紫外线擦除数据的保护膜（不干胶贴片）老化脱落。由于移开了阻挡光线入射的控制柜柜门，致使阳光中的紫外线直接照射在存储器芯片的擦除窗口上，导致其数据被擦除（数据丢失）。在进行限速器动作速度校验时，需要切断电梯主机和控制柜的电源，从而使已导入主控制板内存内的数据丢失。检验完成后，系统再次上电时，无法将运行参数导入主控制板的内存中，致使整个控制系统停止运行，继而导致电梯无法正常运行。 根据Texas Instruments公司提供的资料[2]，擦除TMS 27C010A系列EPROM芯片内的数据，推荐使用波长254nm的短波紫外线以及12mW/cm2的辐射功率密度。虽然日光中该波长的紫外线会被臭氧层吸收，但Texas Instruments公司特别强调：“Normal ambient light contains the correct wavelength for erasure， therefore， when using the TMS 27C010A， the window must be covered with an opaque label.（自然环境中存在擦除数据所需要的光线，所以，当使用TMS 27C010A时，必须用不透光的保护膜遮挡住擦除窗口）”。这里应当理解为正常条件下的日光中即存在足以擦除EPROM芯片内的数据的紫外线。在本次检验中，装设电梯的大楼为办公楼，电梯在日间运行较为频繁，故使用单位要求电梯维保人员在晚间进行日常的维护保养和检修。根据使用单位安全管理人员的描述，该电梯至少在一年时间内，未发生过需要进行紧急维修的故障。而维保公司规定，控制柜柜门在非必要的情况下不得打开。所以可以推论，至少在一年时间内，该电梯的控制柜门没有在日间打开过，也就是说，没有日光直接照射主控制板上的EPROM芯片的情况发生。根据我们在现场的观察，该电梯机房内没有高强度的紫外线源，如黑光灯等。机房内夜间照明使用普通低压汞灯（日光灯），其光谱中的紫外成分极小，基本上不可能对EPROM芯片产生影响。笔者查询了荷兰Philips公司的一份公开资料，其显示在普通民用日光灯的光线中，仅仅存在少量波长为365nm的长波紫外线，能量约为全部辐射功率的1/500。由于紫外线在大气中的衰减（吸收）极快，基本上可以认为普通民用日光灯在距光源1.5m处的紫外辐射强度为零。即使在1.5m的距离之内，波长为365nm的长波紫外线，其光子的能量也不足以擦除EPROM芯片内的数据。故可以认为，普通照明光源的长时间照射不会造成EPROM芯片内的数据丢失。也就是说，如果在本次检验之前，存储器芯片上的保护膜已经脱落，只要控制柜柜门没有在日间打开，其存储的数据是不会丢失的。那么，可以基本肯定，数据的丢失，就是发生在检验当天，打开柜门后的这段时间。于是，整个故障的发生过程可以归纳为：
保护膜脱落→控制柜门被打开→日光通过玻璃窗照射到芯片上，存储器内数据被抹除→电梯因检验需要正常断电，内存内的数据丢失→送电后，电梯停止运行。
从整个过程来看，只有保护膜脱落是属于非正常状态，其他的状态和操作，包括机房的情况、设备的状况、维修及检验时的操作步骤等，都是正常的，合理的。而保护膜的脱落，可以认为是一个不可预见的非正常状态——无论是制造单位、维保单位或检验机构，都未考虑这种极小概率事件发生的可能性，也就不会将标签的状态纳入维保和检测的范围。而这一系列的正常操作和极小概率事件的组合，导致了故障的发生。
4.检验发现问题的处理
如前文所述，在故障发生后，维保单位技术支持用该电梯的备份存储器芯片替换了原芯片，使电梯恢复正常。我们也顺利的完成了对这台电梯的定期检验。被替换下来的失效芯片（数据丢失）被送回制造单位，经检测未发现其他问题，重新写入数据后，作为备份芯片，送还维保单位保存。
5.结论
EPROM存储器是一种可以被紫外线擦除数据的存储器，该类型的存储器广泛用于上世纪九十年代中后期生产的电梯控制柜中，近年来已较少使用。但在目前使用的电梯中，仍有相当一部分梯型的控制系统采用此类型的存储器芯片。由于其具有紫外线擦除数据的特性，在使用时务必注意避免日光或其他紫外线源（如黑光灯）的照射，并做好防护工作，如黏贴遮光膜，关闭控制柜柜门等。有条件的单位可采用等同功能（相同的引脚，存储容量和接口电压和时序等）的E2PROM存储器或FlashROM存储器替换，避免出现类似故障。同时，建议对安装有类似存储器芯片的电梯控制系统，在日常维保工作中，可不定期的检查芯片遮光膜（标签），发现硬化或脱落的情况，在避光的情况下及时更换，避免因日光或其他紫外线源的照射而导致类似地故障。
在本次检验中发生的故障是一个非常罕见的偶发性故障，是由一系列的正常操作和一个发生概率极小、并且影响微小的非正常状态组合而导致的。虽然，其最终结果仅仅是电梯停止运行，没有造成任何事故和损失。但是，我们推想一下，以案例中的这台电梯为例。如果丢失数据的不是EPROM存储器，而是主控制板上内存，会不会造成严重后果呢？如果导致数据丢失的不是日光，而是在机房内进行焊接施工时产生的电弧光，其强烈的紫外辐射能够短时间内擦除EPROM存储器内的数据，这样情况会不会留下严重的安全隐患呢？
现代电梯控制系统从本质而言，是一种特殊的专用计算机。计算机系统中，数据的重要程度是不言自明的。而电梯控制系统的正常工作对电梯安全运行的影响又是至关重要的。对于电梯控制系统这种特殊的计算机而言，其数据系统的异常（数据丢失，数据的逻辑错误等）可能会导致严重的后果。而作为数据的物理载体，存储器的稳定性和可靠性直接决定着整个数据系统的稳定性和可靠性，继而影响到整个电梯系统的运行。存储器的不正常状态，极有可能使整个电梯控制系统处于不可预知和不可控制的非正常状态，继而导致电梯故障甚至事故。所以，无论是电梯制造单位，维保单位还是相关检验试验机构，都应当对电梯控制系统中的数据，以及存储数据的存储器，给予足够的重视。
关键词：电梯；故障；EPROM存储器；数据丢失
Abstract：This paperdescribes and analyzes anelevator fault caused by EPROM data missed（DATM）in control system. Details of the elevator fault conditions and resolution process， and analysis of the reason and the process. And give recommendations to avoid the similar fault .
Key words：Elevator； Fault； EPROM； Data missed（DATM）
1.案例中电梯设备的基本情况
某特种设备检验机构对一台电梯实施定期检验时，在检验过程中遇到了一次由于电梯控制柜内主控制板（MCU Board）上的EPROM（紫外线可擦写可编程只读存储器）存储器数据丢失导致的电梯突发故障。
该电梯是一台九十年代末制造的知名品牌电梯。该电梯为有机房曳引驱动乘客电梯，层站数为18层/17站（2层取消外呼和内选功能），额定速度1.50m/s，额定载重量1000kg。
该电梯上一年度定期检验合格日期是2013年6月19日。根据用户和维保单位人员描述，该电梯自投入使用以来，工作一直正常。除更换过一次曳引钢丝绳以外，未进行改造或大修。
2.案例中电梯的检验过程及出现的问题
近日，检验人员和电梯维保人员来到检验现场，根据《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯（TSG T7001-2009）》（以下简称“检规”）的要求，对该电梯进行定期检验。在完成使用资料的审查，与用户充分沟通和采取必要的安全防护措施后，开始对电梯设备进行检验。我们一行人进入机房，确认检验现场的环境条件和安全条件符合作业指导书的要求后，开始按检规要求，逐项进行检验。在完成检规2.11项所规定限速器动作速度校验后，我们将电梯恢复至正常状态。在恢复供电，停止装置复位后，电梯却无法正常运行。故障现象为：电梯选层和层站显示功能失效，电梯无法启动。
在故障发生后，我们立即终止检验，并通知用户电梯发生故障，请乘客乘坐其他电梯或步行。然后我们和电梯维保单位作业人员共同进行检查，检查过程中发现：电源电压、频率、相序均正常，安全回路和门回路正常，机房内、轿顶和底坑的电气安全装置均未动作。控制柜内运行接触器不吸合，主控制板（MCU）的电源指示显示正常，故障指示灯点亮，变频器停止工作，但其散热风扇正常运行，故可以排除控制柜内低压供电电源故障。在排查完所有的故障可疑点后，仍然无法确认故障原因。这时，笔者在控制柜内底部找到一张写有“79NH2202 Ver 1.01”字样的不干胶标签，该标签已经硬化，失去黏附性，“79NH2202”正是该电梯的出厂编号。笔者向标签上方寻找，在控制柜内的主控制板上找到了一片带有圆形透明窗口的芯片，型号为TMS 27C010A-10（图1），这是一块EPROM存储器，即“紫外线可擦写可编程只读存储器”。根据笔者的经验，这种芯片一旦透明窗口暴露，其内部存储的数据极有可能已经丢失（图2）。于是笔者通知维保人员，维保人员也认为可能是芯片内的数据丢失造成的，但在现场，我们没有相关设备进行测试来验证我们的判断，于是由维保人员通知所在的维修站，请求技术支援。
图中存储器已除去遮光膜，圆形石英窗口内即为硅芯片。
约二十分钟后，维保单位技术支持人员赶到现场，携带了该电梯的备份存储器芯片，并在断电的情况下更换了存储器芯片。再次送电后，主控制板的故障指示灯熄灭，停止开关复位后，由维保人员试运行，确认电梯恢复正常。随后，我们再一次确认检验条件，并按检规继续进行检验。其中，对涉及该电梯控制系统的已完成的项目进行重新检验。由于更换单一的，同规格的电路元器件并不属于规定的重大维修项目，以上检验仍按照检规所规定的定期检验要求进行。
检验完成后，笔者将检验情况进行汇总，并向部门技术负责人汇报。综合现场检验情况和设备以往的工作情况，可以认为这台电梯的故障是一个由多个偶然因素联合导致的偶发性一般故障，故未将其作为影响检验整体结论的项目进行处理。
事后，维保单位技术人员将怀疑为数据丢失的存储器芯片送至总部测试，确认了存储器内的数据丢失，并将测试结果反馈给笔者。
3.检验发现问题的成因分析
以下是对此次故障原因的具体分析：
该电梯机房位于所在建筑的楼顶，机房的四面墙壁均有玻璃窗。也就是说，该电梯是在日间是处于强日光照射的状态。这也是此次故障发生的前提条件，如果这台电梯的机房没有自然光照，而是完全依靠人工光源照明，则基本可以排除这一类型故障发生的可能性（具体分析请见下文）。该电梯在检验之前运行正常，在检验过程中，控制柜的柜门被移开，以便进行操作。此时正好是上午十一时左右，阳光直射控制柜内的主控制板。由于电梯安装时间较长，本来黏贴在该存储器表面的、用于防止紫外线擦除数据的保护膜（不干胶贴片）老化脱落。由于移开了阻挡光线入射的控制柜柜门，致使阳光中的紫外线直接照射在存储器芯片的擦除窗口上，导致其数据被擦除（数据丢失）。在进行限速器动作速度校验时，需要切断电梯主机和控制柜的电源，从而使已导入主控制板内存内的数据丢失。检验完成后，系统再次上电时，无法将运行参数导入主控制板的内存中，致使整个控制系统停止运行，继而导致电梯无法正常运行。 根据Texas Instruments公司提供的资料[2]，擦除TMS 27C010A系列EPROM芯片内的数据，推荐使用波长254nm的短波紫外线以及12mW/cm2的辐射功率密度。虽然日光中该波长的紫外线会被臭氧层吸收，但Texas Instruments公司特别强调：“Normal ambient light contains the correct wavelength for erasure， therefore， when using the TMS 27C010A， the window must be covered with an opaque label.（自然环境中存在擦除数据所需要的光线，所以，当使用TMS 27C010A时，必须用不透光的保护膜遮挡住擦除窗口）”。这里应当理解为正常条件下的日光中即存在足以擦除EPROM芯片内的数据的紫外线。在本次检验中，装设电梯的大楼为办公楼，电梯在日间运行较为频繁，故使用单位要求电梯维保人员在晚间进行日常的维护保养和检修。根据使用单位安全管理人员的描述，该电梯至少在一年时间内，未发生过需要进行紧急维修的故障。而维保公司规定，控制柜柜门在非必要的情况下不得打开。所以可以推论，至少在一年时间内，该电梯的控制柜门没有在日间打开过，也就是说，没有日光直接照射主控制板上的EPROM芯片的情况发生。根据我们在现场的观察，该电梯机房内没有高强度的紫外线源，如黑光灯等。机房内夜间照明使用普通低压汞灯（日光灯），其光谱中的紫外成分极小，基本上不可能对EPROM芯片产生影响。笔者查询了荷兰Philips公司的一份公开资料，其显示在普通民用日光灯的光线中，仅仅存在少量波长为365nm的长波紫外线，能量约为全部辐射功率的1/500。由于紫外线在大气中的衰减（吸收）极快，基本上可以认为普通民用日光灯在距光源1.5m处的紫外辐射强度为零。即使在1.5m的距离之内，波长为365nm的长波紫外线，其光子的能量也不足以擦除EPROM芯片内的数据。故可以认为，普通照明光源的长时间照射不会造成EPROM芯片内的数据丢失。也就是说，如果在本次检验之前，存储器芯片上的保护膜已经脱落，只要控制柜柜门没有在日间打开，其存储的数据是不会丢失的。那么，可以基本肯定，数据的丢失，就是发生在检验当天，打开柜门后的这段时间。于是，整个故障的发生过程可以归纳为：
保护膜脱落→控制柜门被打开→日光通过玻璃窗照射到芯片上，存储器内数据被抹除→电梯因检验需要正常断电，内存内的数据丢失→送电后，电梯停止运行。
从整个过程来看，只有保护膜脱落是属于非正常状态，其他的状态和操作，包括机房的情况、设备的状况、维修及检验时的操作步骤等，都是正常的，合理的。而保护膜的脱落，可以认为是一个不可预见的非正常状态——无论是制造单位、维保单位或检验机构，都未考虑这种极小概率事件发生的可能性，也就不会将标签的状态纳入维保和检测的范围。而这一系列的正常操作和极小概率事件的组合，导致了故障的发生。
4.检验发现问题的处理
如前文所述，在故障发生后，维保单位技术支持用该电梯的备份存储器芯片替换了原芯片，使电梯恢复正常。我们也顺利的完成了对这台电梯的定期检验。被替换下来的失效芯片（数据丢失）被送回制造单位，经检测未发现其他问题，重新写入数据后，作为备份芯片，送还维保单位保存。
5.结论
EPROM存储器是一种可以被紫外线擦除数据的存储器，该类型的存储器广泛用于上世纪九十年代中后期生产的电梯控制柜中，近年来已较少使用。但在目前使用的电梯中，仍有相当一部分梯型的控制系统采用此类型的存储器芯片。由于其具有紫外线擦除数据的特性，在使用时务必注意避免日光或其他紫外线源（如黑光灯）的照射，并做好防护工作，如黏贴遮光膜，关闭控制柜柜门等。有条件的单位可采用等同功能（相同的引脚，存储容量和接口电压和时序等）的E2PROM存储器或FlashROM存储器替换，避免出现类似故障。同时，建议对安装有类似存储器芯片的电梯控制系统，在日常维保工作中，可不定期的检查芯片遮光膜（标签），发现硬化或脱落的情况，在避光的情况下及时更换，避免因日光或其他紫外线源的照射而导致类似地故障。
在本次检验中发生的故障是一个非常罕见的偶发性故障，是由一系列的正常操作和一个发生概率极小、并且影响微小的非正常状态组合而导致的。虽然，其最终结果仅仅是电梯停止运行，没有造成任何事故和损失。但是，我们推想一下，以案例中的这台电梯为例。如果丢失数据的不是EPROM存储器，而是主控制板上内存，会不会造成严重后果呢？如果导致数据丢失的不是日光，而是在机房内进行焊接施工时产生的电弧光，其强烈的紫外辐射能够短时间内擦除EPROM存储器内的数据，这样情况会不会留下严重的安全隐患呢？
现代电梯控制系统从本质而言，是一种特殊的专用计算机。计算机系统中，数据的重要程度是不言自明的。而电梯控制系统的正常工作对电梯安全运行的影响又是至关重要的。对于电梯控制系统这种特殊的计算机而言，其数据系统的异常（数据丢失，数据的逻辑错误等）可能会导致严重的后果。而作为数据的物理载体，存储器的稳定性和可靠性直接决定着整个数据系统的稳定性和可靠性，继而影响到整个电梯系统的运行。存储器的不正常状态，极有可能使整个电梯控制系统处于不可预知和不可控制的非正常状态，继而导致电梯故障甚至事故。所以，无论是电梯制造单位，维保单位还是相关检验试验机构，都应当对电梯控制系统中的数据，以及存储数据的存储器，给予足够的重视。