智能技术在电梯控制系统中的应用

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智能技术在电梯控制系统中的应用

摘要:电梯在人们日常生活中和各类建筑中都提供了许多便利,扮演着不可替代的角色,电梯逐渐成为居民区、商场、办公地等场所中重要设备。电梯运行质量事关乘客的乘运体验。本文探讨了影响电梯舒适性的主要因素,分析其产生的机理,提出了相关改善措施,以期为提升乘坐电梯舒适性及建立舒适性评价方法提供思路。

关键词:电梯;运行质量;控制系统;智能技术

随着人们生活质量的不断提高,高楼大厦成为主要住宅和办公场所,电梯便成了人们生活中不可缺少的一部分,也给人们生活和工作带来便利。但在疫情爆发时,防止病毒传播成为了电梯疫情防控的首要工作。在乘坐电梯时,人们越来越注重与电梯减少接触,防止病毒疫情的发生。

1 电梯工作原理

电梯结构非常简单,将能够上下进行移动的轿厢放置在电梯井内即可。在电梯井壁和轿厢上面分别装有导轨和导靴,这二者共同协作对轿厢上下移动起到一定的限制作用。电梯升降分为液压式升降和曳引式升降两种方式。液压式升降是指轿厢下面的液压推动柱塞,从而起到支持轿厢升降的作用,还有许多可以折叠起来的柱塞能够有效减少轿厢底下深度,能够起到如望远镜一般的作用。曳引式升降电梯工作原理则是用多条绳索将电梯的曳轮悬挂起来。这两种类型的电梯工作原理十分相似,都是通过曳引绳和曳轮轮之间的摩擦来形成牵引力,牵引力是曳引电动机工作的力量依据。

2 电梯运行影响因素

2.1 运行状态

一般电梯在启动和制动时,做变加(减)速运动,平稳运行时做匀速运动。当电梯加速度过大,人体前庭器官会受到刺激,从而引起器官自主神经反射,出现心脏不适,胸口发闷等不适的生理反应。运行速度的提升,虽然会使电梯运行效率提升,但会使匀速运行时间变短,轿厢在到达匀速运动前和结束匀速运动后的变速运动时间变长,增加了电梯的振动次数。因此,乘坐电梯的舒适性与电梯运行状态是一个对立面,需要对两者进行不断优化,在提高运行效率的同时,改善乘坐舒适性。

2.2 后期维修不当

经过调查研究发现,以下几种现象容易为电梯事故发生埋下伏笔。首先,个别管理人员在使用电梯过程中缺少一定的电梯安全意识,没有意识到要及时对电梯进行检查和维修,而且对电梯管理也不够严谨和单位,管理、使用、检查、维修,若是这几个环节没有进行到位,很容易使电梯在运行过程中出现质量问题。其次,电梯缺少专门负责人员,电梯在运行过程中产生问题很难被及时发展和注意到。最后,长时间没有对电梯进行保养,容易出现曳引绳打滑、层门锁失灵等现象,这些都是十分危险的,电梯后期保养和维修是不容忽视的环节。

2.3 曳引轮倾斜度偏差

曳引机基座橡胶垫具有阻隔高频结构抖动、抗冲击和隔声性能,能满足刚度和强度的要求,是一种非线性的弹性材料。橡胶减振垫为实心橡胶块,临界阻尼较大,可以吸收抖动能量,使得曳引机基座在其作用下,不易产生较大的抖动。在主机吊装时,由于安装人员未通过调整橡胶垫圈高度来调整曳引机倾斜度至符合要求值,造成曳引机以及底座的垂直度也发生了偏差,最终导致曳引轮的倾斜度偏差太大。

3 智能技术在电梯控制系统中的应用

3.1 数据集成

数据集成系统是电梯实体与后台服务器之间的纽带,系统将通过开放信息传输标准和IC标准,综合运用互联网、内联网、4G、5G等数据传输方式将相关传感器收集的所有数据集成到中央服务器。为提高后台服务器的处理效率,系统将在每个监测区域部署各子数据库,并在子数据库中对数据进行预处理,如删除运行时产生的无用数据,对收集的数据进行校验、标识和组织,建立索引,方便后期查询。系统计划使用分布式文件储存系统(HDFS、MongoDB等),无须耗费高昂的成本即可对获得的各项数据进行储存和计算,不仅节约成本,也能够满足系统对数据分析的需求。

3.2 设计角度

电梯平稳运行能够降低振动的概率,减轻失重感和超重感。对于电梯系统设计选型来说,应同时兼顾速度与加速度的匹配,还应尤关注由此带来的高频振动和系统振动次数的增加,从而引发曳引钢丝绳的疲劳失效,对电梯轿厢的振动带来附加影响。结合计算机仿真软件,基于CFD仿真分析、FPID模糊控制等方法,对电梯系统的振动、噪声以及气动分析进行综合评判和优化。加强电梯通风技术的研究及相关标准的制定,改善轿厢空气质量。从工业设计角度来说,应对轿厢的照明、配色、材料加工工艺和操作方式等方面进行研究,通过“基于场景的用户研究”发觉用户使用电梯过程中的痛点和问题,并通过搭建“基于场景的用户模型”对新开发的装潢部件进新房用户测试评估和改进设计。

3.3 智能预警

根据故障老化程度可将需要维修的电梯分为两类:(1)存在明显安全问题的电梯,该种类电梯相关数据达到禁用阈值,系统将显示红色预警信号,并提高至最高优先处理级。系统将提供一切有关数据,相关人员通过终端接收数据,采取相应举措。(2)存在隐患的电梯,该种类电梯相关数据达到维修阈值。系统通过标准比对将电梯的安全等级进行评分,根据评分高低设置不同处理优先级,并向相关人员发出预警信号。问题处理后,再次收集相关数据,进行二次评判。正常情况下,电梯安全等级在 BIM 模型中的默认颜色为灰色。智能预警信号则分为绿色(安全信号)、黄色(修整信号)和红色(禁用信号)。

3.4 电梯的保养、检查、维修

首先,使用单位可通过贴标识语的方法来告知乘客如何正确乘坐电梯,尤其是一些禁忌行为更要强化说明,让人们能够规范使用电梯。例如,许多电梯里明文警告禁止追逐打闹、倚靠电梯、电梯内蹦跳等行为,这种行为会对电梯造成损害,也会严重威胁人们的乘梯安全。其次,使用单位应该制定完善电梯管理制度,每个电梯都要派专门人员负责,这些负责人员要有较强的责任意识。此外,使用单位要有较强的保养意识,及时进行年检、及时报备等。再者,电梯使用单位应该在电梯投入使用前制定完善的应急救援措施,要确保电梯能够按照应急措施进行运营。一旦发生电梯事故,使用单位能够在第一时间派出专门救援人员和工作人员,要以保证人员安全为第一要义。然后,工作人员还要能够在最短时间内分析出导致电梯发生事故的原因,及时进行解决,使电梯能够更快地再次投入运行。

4 结语

电梯作为特种设备,安全问题关系重大,应该引起制造商、使用单位和乘坐人员的多方面重视。电梯事故不仅会给乘坐人带来严重安全隐患,也会影响使用单位的发展,更会影响社会稳定。因而,想要避免事故发生,就要从电梯制到电梯运行,再到后期维护,都要重视,切实采取措施维护电梯实用安全。

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作者简介: 李麒麟(1995.2-),男,籍贯山东滨州,大学学历,助理工程师,研究方向特种设备检验。

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