機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用研究與實(shí)踐

蘇燕池

摘 ?要：電梯設(shè)備是特種設(shè)備的重要組成，其運(yùn)行下面臨交到安全風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生事故問(wèn)題勢(shì)必會(huì)造成人員傷亡或經(jīng)濟(jì)損失，科學(xué)應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)能夠提高電梯設(shè)備安全性能。下面文章主要對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;電梯設(shè)備;電梯技術(shù);一體化

引言

機(jī)電一體化是一種集機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，并給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了諸多便利。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化在集成更多新技術(shù)的基礎(chǔ)上，朝著新的方向不斷創(chuàng)新發(fā)展。在以往的電梯中應(yīng)用能量回饋技術(shù)較多，但是應(yīng)用這種技術(shù)會(huì)導(dǎo)致電梯運(yùn)行中鋼絲繩受到外界干擾激勵(lì)，其動(dòng)態(tài)特性受到影響，產(chǎn)生較大的振動(dòng)頻率，電梯運(yùn)行安全得不到保障。應(yīng)用一體化技術(shù)能夠提高電梯運(yùn)行性能。

1機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用的價(jià)值

首先，節(jié)能降耗，增加電梯使用壽命。電梯一體化技術(shù)應(yīng)用提高了電梯運(yùn)行效率，同時(shí)，電梯一體化技術(shù)的應(yīng)用，還可以幫助其有效識(shí)別電梯單次運(yùn)行時(shí)的承重情況，并根據(jù)實(shí)際載重量對(duì)自身運(yùn)行功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣一來(lái)，電梯在空載或者中載運(yùn)行時(shí)，能夠自行降低運(yùn)行功率，從而降低電梯運(yùn)行對(duì)能源的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。同時(shí)，電梯自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行效率，還可以避免電梯長(zhǎng)期處于高負(fù)荷運(yùn)行中，減少電梯運(yùn)行損耗，延長(zhǎng)使用壽命。其次，提升電梯智能化水平。電梯一體化技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提升電梯的智能化水平。電梯一體化技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過(guò)自動(dòng)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)電梯的聯(lián)動(dòng)分析與判斷。應(yīng)用一體化技術(shù)的電梯能夠?qū)﹄娞輰?shí)際到達(dá)層數(shù)進(jìn)行設(shè)定，從而滿足建筑物的實(shí)際需求。另外，提高電梯運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。近年來(lái)，建筑中電梯安全事故時(shí)有發(fā)生，電梯一體化技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于提高電梯運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性具有重要作用。在電梯一體化技術(shù)中，包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對(duì)電梯運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電梯運(yùn)行中的問(wèn)題，并且一旦發(fā)生故障還可以自動(dòng)報(bào)警，極大的提高了電梯運(yùn)行的可靠性，加強(qiáng)對(duì)電梯安全事故的防范，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在出現(xiàn)緊急狀況時(shí)，電梯一體化技術(shù)管理人員還可以通過(guò)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，保障電梯運(yùn)行[1]。

2機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用策略

2.1電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)代高層電梯的升降運(yùn)行主要依靠電機(jī)牽引，其控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，重點(diǎn)是控制電梯的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性，使電梯可以在指定樓層實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確?？?。電梯的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括以下及部分：第一，曳引系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)對(duì)轎廂升降運(yùn)行的牽引，為電梯運(yùn)輸提供主要?jiǎng)恿?第二，導(dǎo)向系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)對(duì)電梯的升降運(yùn)行提供導(dǎo)向作用，保證電梯沿著導(dǎo)軌移動(dòng)，避免發(fā)生搖擺和傾斜;第三，電梯拖動(dòng)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)為電梯的升降運(yùn)行提供動(dòng)力和支撐力，尤其是對(duì)電梯在井道內(nèi)的運(yùn)行速度進(jìn)行控制，其最主要的設(shè)備就是限速器;第四，重量平衡系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)重來(lái)平衡電梯轎廂的重量，同時(shí)保證電梯的牽引力和轎廂的總重量能夠?qū)崿F(xiàn)相互匹配，增強(qiáng)電梯運(yùn)輸?shù)钠椒€(wěn)性;第五，電氣系統(tǒng)，對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，比如根據(jù)電梯的實(shí)際運(yùn)行情況及承受的載荷，對(duì)電能供給進(jìn)行精確調(diào)控;第六，安全保護(hù)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)對(duì)電梯的運(yùn)行安全性提供可靠保障，降低事故的發(fā)生幾率和危害程度，保護(hù)系統(tǒng)主要由安全鉗、制動(dòng)器以及限速器等組成;第七，電梯門(mén)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯內(nèi)、外部的有效隔絕，并根據(jù)電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)啟閉的控制[2]。

2.2電梯電氣接地中的應(yīng)用

接地技術(shù)的應(yīng)用，主要目的是防止雷電和故障原因引起的相線（如電線絕緣不良，線路老化等）與設(shè)備外殼碰觸時(shí)，能將有危害的電流經(jīng)PE線連接到大地，起到保護(hù)設(shè)備和人身安全的作用。在電梯的控制系統(tǒng)中，接地除了保護(hù)設(shè)備和人身安全的作用外，各個(gè)設(shè)備之間信號(hào)的鏈接也要求有一個(gè)基準(zhǔn)“地”作為信號(hào)的參考地，保證電路系統(tǒng)穩(wěn)定工作;還有信號(hào)傳輸時(shí)之間的互擾等電磁兼容問(wèn)題，接地不當(dāng)會(huì)降低防止電磁干擾采用的屏蔽和濾波措施的效果，嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。接地技術(shù)不僅是電梯設(shè)備的重要安全防護(hù)措施，也是設(shè)備電磁兼容技術(shù)的重要內(nèi)容之一，有必要對(duì)其進(jìn)行分析并合理運(yùn)用。電梯的電氣控制接地系統(tǒng)根據(jù)各單元電路存在電磁干擾的強(qiáng)弱、信號(hào)電流的大小和電源類別分為信號(hào)地、功率地和機(jī)殼地三套。而對(duì)電梯的曳引主機(jī)、限速器、控制柜、導(dǎo)軌、線槽或金屬線管、門(mén)機(jī)箱、電源箱、接線箱、變壓器等機(jī)械和電器部件的金屬構(gòu)件進(jìn)行的接地連接。三套系統(tǒng)分別自成系統(tǒng)，采用單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式進(jìn)行連接。最后用截面積較大的接地母線匯集于一點(diǎn)，與系統(tǒng)相連，系統(tǒng)地通常為真正的大地。

2.3門(mén)機(jī)控制中的應(yīng)用

機(jī)械運(yùn)動(dòng)模型包括電梯門(mén)機(jī)在正常工作發(fā)生堵轉(zhuǎn)的故障模型和電梯門(mén)機(jī)系統(tǒng)機(jī)械磨損的壽命預(yù)測(cè)模型。電梯門(mén)機(jī)在正常工作發(fā)生堵轉(zhuǎn)的故障模型，主要通過(guò)分析電梯關(guān)門(mén)的速度曲線來(lái)判斷，如果電梯正常運(yùn)行中發(fā)生夾人或夾物堵轉(zhuǎn)故障，電梯門(mén)機(jī)的某些參數(shù)就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化，電梯門(mén)機(jī)運(yùn)行曲線的速度參數(shù)以及電梯門(mén)機(jī)的電流參數(shù)會(huì)發(fā)生改變，利用相關(guān)檢測(cè)和分析手段，及時(shí)預(yù)測(cè)和預(yù)警，防止電梯出現(xiàn)事故。電梯門(mén)機(jī)系統(tǒng)機(jī)械磨損的壽命預(yù)測(cè)模型，主要通過(guò)分析門(mén)機(jī)導(dǎo)向裝置、強(qiáng)迫關(guān)門(mén)裝置、層/轎門(mén)連鎖裝置等的運(yùn)行參數(shù)，預(yù)測(cè)相關(guān)部件磨損及失效的時(shí)間，及時(shí)發(fā)出維保及更換相關(guān)零部件的信息[3]。

2.4抗干擾設(shè)計(jì)

在電梯控制中，由于串模干擾與不平衡傳輸信號(hào)相疊加，導(dǎo)致電梯供電遇到障礙。利用機(jī)電一體化技術(shù)，以光電耦合器實(shí)現(xiàn)輸入、輸出通道的信息傳遞，隔離電梯系統(tǒng)內(nèi)的各種電氣模塊、設(shè)備，以隔絕干擾，被隔離部分包括傳感器、執(zhí)行設(shè)備等。同時(shí)，設(shè)置濾波電路來(lái)降低高頻信號(hào)的干擾，即在低頻信號(hào)傳送電路內(nèi)加裝低通濾波器，由于濾波電路體積較大，可配合數(shù)字濾波實(shí)現(xiàn)濾波的目的。在信號(hào)傳輸通道內(nèi)，應(yīng)設(shè)置由限流電阻和穩(wěn)壓管組成的過(guò)壓保護(hù)電路，避免因電壓過(guò)高引發(fā)電梯故障。根據(jù)電梯種類和大小，選擇合適的限流電阻，避免信號(hào)衰減;穩(wěn)壓管根據(jù)最高傳送信號(hào)電壓進(jìn)行選擇，穩(wěn)壓值略高即可，若穩(wěn)壓值較低，則會(huì)使得有效信號(hào)限幅，造成信號(hào)失真，對(duì)于0.2V以下的微弱信號(hào)，使用兩只反并聯(lián)的二極管來(lái)代替穩(wěn)壓管，即可實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。電梯的供電線路常被利用為系統(tǒng)的入侵渠道，以可抗干擾的穩(wěn)壓電源對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行供電，保證供電安全。將供電線路與產(chǎn)生干擾的用電設(shè)備分開(kāi)供電，將低通濾波器與隔離變壓器接入供電線路中，其中低通濾波器吸收大部分電路中的干擾，隔離變壓器與鐵芯一起接地，防止干擾通過(guò)初次級(jí)之間的電容效應(yīng)進(jìn)入供電系統(tǒng);整流元件上并接濾波電容，避免電壓電流波形沖擊產(chǎn)生高頻干擾。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電梯作為機(jī)電一體化程度較高的設(shè)備，其安全運(yùn)行依賴于機(jī)電一體化控制應(yīng)用，科學(xué)分析電梯運(yùn)行原理，結(jié)合實(shí)際情況做好電梯設(shè)備一體化技術(shù)應(yīng)用，有助于電梯運(yùn)行水平的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫興海，李孝義.機(jī)械制造與自動(dòng)化在電梯制造中的應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（13）：168-169.

[2] 楊大為.論電氣自動(dòng)化技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（04）：55-56.

[3] 張?jiān)?新型電梯自動(dòng)化技術(shù)的特征及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技與創(chuàng)新，2015（12）：24+27.