電梯維保監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

韓彬 應(yīng)晨耕

【摘要】隨著電梯業(yè)主安全意識的提升，人們慢慢地意識到電梯的維保質(zhì)量比電梯品牌更為重要。電梯維保市場的惡性競爭與維保人員的短缺，都嚴(yán)重地影響著電梯的維保質(zhì)量。這就需要一套自動化監(jiān)控系統(tǒng)實時地監(jiān)控電梯的運(yùn)行情況及維保情況，并能直觀的反映給用戶，同時依據(jù)這些數(shù)據(jù)對維保質(zhì)量做出科學(xué)地評價。

【關(guān)鍵詞】監(jiān)控；維保評價；互聯(lián)網(wǎng)

一、背景

《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》已于2013年6月29日通過，由習(xí)近平主席簽署第四號主席令予以公布，并與2014年01月01日起正式實施。其中規(guī)定：電梯的安裝、改造、修理，必須由電梯制造單位或者其委托的依照本法取得相應(yīng)許可的單位進(jìn)行。電梯制造單位委托其他單位進(jìn)行電梯安裝、改造、修理的，應(yīng)當(dāng)對其安裝、改造、修理進(jìn)行安全指導(dǎo)和監(jiān)控，并按照安全技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行校驗和調(diào)試。電梯制造單位對電梯安全性能負(fù)責(zé)。

據(jù)不完全統(tǒng)計，杭州地區(qū)前五大電梯品牌占據(jù)維保市場90%的市場份額，其余30多家電梯維保企業(yè)只獲得10%的市場份額.這直接的后果就是導(dǎo)致了企業(yè)間的惡性競爭，往往導(dǎo)致同型號同參數(shù)的電梯維保費(fèi)用相差2倍之多。若全面實施《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》，那負(fù)責(zé)任的電梯制造企業(yè)必不會隨意委托其他單位維保自己生產(chǎn)的電梯，一般的做法是將這些被委托單位納入其質(zhì)量管理體系之內(nèi)，這直接的影響是降低了維保市場的競爭強(qiáng)度，提高了制造企業(yè)的議價能力，很可能帶動維保價格的大幅度增加。

作為購買服務(wù)的廣大業(yè)主或其委托的物業(yè)迫切想知道，這樣的漲價是否物有所值，是否電梯得到了應(yīng)有的維保服務(wù)。

二、國內(nèi)現(xiàn)狀及解決方案

現(xiàn)有事業(yè)性質(zhì)的檢驗機(jī)構(gòu)針對在用電梯進(jìn)行的定期檢驗主要是復(fù)核電梯運(yùn)行的安全性，并未對維保單位的維保質(zhì)量進(jìn)行評價。政府主導(dǎo)的96333電梯應(yīng)急救援平臺往往從電梯困人故障發(fā)生率和救援時效兩個方面評價電梯維保企業(yè)，但這往往不夠全面，特別是日常維保工作無法做出相應(yīng)的評價。這就需要有第三方機(jī)構(gòu)通過電梯維保監(jiān)控系統(tǒng)這個技術(shù)手段和有效的評價體系對電梯維保企業(yè)的日常維保工作做出監(jiān)督和評價。

三、電梯維保監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計

電梯維保監(jiān)控系統(tǒng)由各個電梯狀態(tài)監(jiān)控模塊采集電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行初步判斷，若有困人事故發(fā)生便自動報警；所有數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞給監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心記錄電梯的運(yùn)行參數(shù)并最終判斷其運(yùn)行狀態(tài)，若接到報警信號自動通知維保企業(yè)進(jìn)行救援，并監(jiān)控救援過程，同時為維保企業(yè)質(zhì)量評價提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；通過客戶端方便電梯用戶查詢電梯的運(yùn)行及維保情況。

四、電梯狀態(tài)監(jiān)控模塊設(shè)計

電梯作為一種建筑物內(nèi)的垂直運(yùn)輸工具，每臺電梯在其正常運(yùn)行和檢修運(yùn)行時轎廂和轎門的加速度、速度和行程都有各自的獨(dú)特性，但都應(yīng)在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。正常運(yùn)行速度應(yīng)不小于額定速度的92%且不大于額定速度的105%；當(dāng)大于額定速度115%時，限速器-安全鉗應(yīng)開始動作以制停轎廂。正常運(yùn)行加速度應(yīng)不大于1.5m/s2且當(dāng)額定速度為1.0m/s

電梯狀態(tài)監(jiān)控模塊由信號采集傳感器和數(shù)據(jù)分析單元組成。信號采集傳感器由雙軸加速度傳感器和渦流傳感器組成。雙軸加速度傳感器安裝在轎門上，Y軸采集轎廂上下運(yùn)行情況，X軸采集轎門開關(guān)情況；渦流傳感器采集轎廂載荷的變化。數(shù)據(jù)分析單元具有自學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)比對功能，以便確定當(dāng)時的運(yùn)行狀態(tài)。

雙軸加速度傳感器宜選擇數(shù)字式傳感器，直接輸出數(shù)字信號，例如ADXL202。ADXL202是低成本、低功耗、功能完善的雙軸加速度傳感器，其測量范圍為。ADXL202可輸出數(shù)字信號，其脈寬占空比與兩根傳感軸各自所感受到的加速度成正比。這些信號可直接傳輸給微處理器，而不需A/D轉(zhuǎn)換或附加其他電路。輸出信號周期在0.5～10ms范圍內(nèi)，可用外接電阻Rset調(diào)節(jié)。ADXL202的帶寬可以通過電容Cx和Cy在0.01Hz～5KHz的范圍內(nèi)設(shè)定，其典型噪聲值為500?g/（Hz）1/2，60Hz帶寬時的分辨率為5mg。

由ADXL202輸出的脈寬調(diào)制信號特點可知，為了實現(xiàn)加速度的測量，關(guān)鍵是要準(zhǔn)確測出脈寬調(diào)制信號的周期和信號高電平的脈寬。最直接的脈寬調(diào)制信號解碼的方法如圖2所示，這是編程的關(guān)鍵。計數(shù)器在Xout的上升沿開始計數(shù)（Ta=0），Xout的下降沿的計數(shù)值Tb被記錄下來，最后計數(shù)器在Xout下一個上升沿停止計數(shù)，此時計數(shù)器計數(shù)值為Tc，此過程在Yout上重復(fù)進(jìn)行（Td、Te、Tf）。通過占空比的測量，就可以得到被測加速度，關(guān)系如下：

數(shù)據(jù)分析單元將雙軸加速度傳感器采集到的Y軸加速度值計算得到電梯運(yùn)行速度和行程，與初始化時采集的電梯運(yùn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定電梯是處于正常運(yùn)行、檢修運(yùn)行還是突發(fā)故障。將加速度傳感器采集到的X軸加速度值計算得到電梯轎門運(yùn)行速度和行程，與初始化時采集的電梯轎門開閉過程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定電梯門是正常開閉還是出現(xiàn)故障。

五、結(jié)論

依托本系統(tǒng)的有效運(yùn)行既可以及時地監(jiān)測到電梯的突發(fā)事故并實現(xiàn)自動報警，又能記錄下電梯維保的過程，為科學(xué)評價電梯維保質(zhì)量提供真實的數(shù)據(jù)。