淺談電梯安全控制系統(tǒng)的設(shè)計方法

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，城市化進(jìn)程不斷加快，為了解決住房緊張為題，越來越多的高層建筑出現(xiàn)在人們的視野中，而在高層建筑中，電梯是其重要的組成部分。雖然電梯的使用越來越普及，但是電梯事故的發(fā)生率越來越高，給和諧社會的發(fā)展帶來一定的影響。因此，如何提高電梯使用的安全性，減少事故的發(fā)生率，已經(jīng)成為社會各界人員關(guān)注的重點。文章就此對電梯安全控制系統(tǒng)設(shè)計方法進(jìn)行了分析，內(nèi)容供相關(guān)設(shè)計人員參考。

關(guān)鍵詞：電梯；安全控制系統(tǒng)；設(shè)計方法

前言

城市化進(jìn)程的加快，使得高層安金柱成為城市建筑的主流，而為了方便人們的出行，在高層建筑中安裝了電梯。就我國的電梯發(fā)展歷程來看，其經(jīng)歷了從無到有，再從有到精的過程中，且我國對電梯的使用量依然成為全球最大，而電梯的發(fā)展也逐漸向著綠色化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

1電梯行業(yè)典型事故案列

1.1事故概括

2013年7月28日下午16時左右，浙江省義烏市尚經(jīng)工業(yè)區(qū)的龍淮松緊帶有限公司內(nèi)電梯發(fā)生人員墜落井道事故，造成1人死亡。

事發(fā)時，該公司的貨車司機在3樓搬運貨物過程中，擅自扒開電梯層門，在未確認(rèn)轎廂位置的情況下誤入井道，不慎從3樓層門區(qū)域墜落至底坑，經(jīng)搶救無效死亡。

1.2事故原因分析

主要原因是貨車司機在使用電梯搬運貨物時，擅自扒開3樓電梯層門，在未確認(rèn)電梯轎廂位置情況下，不慎墜入底坑，是本次事故發(fā)生的直接原因。其次電梯使用單位未將其落實到電梯維保單位，未申報電梯定期檢驗，在電梯存在事故隱患且故障頻發(fā)的情況下，未對電梯落實停用措施，未及時設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志和防護(hù)措施等。

2電梯安全控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1安全控制系統(tǒng)的設(shè)計原則

第一，實用性：安全控制系統(tǒng)的設(shè)計必須從實際需求出發(fā)，重視其實用性，不能一味追求系統(tǒng)的先進(jìn)性而導(dǎo)致成本過高，無法投入使用；第二，可靠性：安全控制系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著保障電梯使用安全的重要使命，其自身的可靠性就更是意義重大。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，勢必影響到電梯的安全運行。因此，要在系統(tǒng)中設(shè)置必要的警報裝置，一旦發(fā)生問題，可以立即通知工作人員進(jìn)行維護(hù)，保證系統(tǒng)的正常工作；第三，即時性：電梯事故是突發(fā)性的，也是難以預(yù)測的。因此，安全控制系統(tǒng)必須要對電梯的安全運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控，一旦發(fā)生安全事故或者是故障情況，要第一時間做出相當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，從而避免事故的擴大化。

2.2系統(tǒng)設(shè)計總體方案

電梯的安全監(jiān)控系統(tǒng)主要是對影響電梯安全運行的多項特性參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控，如：曳引力、鋼絲繩張力、距離、速度、平衡系數(shù)、加減速度、轎廂質(zhì)量、安全鉗特性、電梯門關(guān)門動能及速度、液壓電梯壓力、電梯控制柜的電磁抗干擾能力和溫度控制能力等參數(shù)，并能將這些監(jiān)測參數(shù)通過無線傳輸技術(shù)傳輸至計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)，由計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)對電梯實際運行狀態(tài)和維護(hù)情況進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理。

電梯安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計由感知層、匯聚層、傳輸應(yīng)用層組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

感知層主要是由安裝在電梯外圍的各類傳感器組成，其設(shè)計原則是：傳感器信號與電梯內(nèi)部運行信號相互獨立，避免相互影響。這些傳感器可以實時監(jiān)控電梯各個位置的物理以及環(huán)境狀況，特別是電梯的安全特性參數(shù)等，它們可以在24小時內(nèi)不間斷地向匯聚層傳輸信息.在電梯現(xiàn)場將布置RFID檢測點，檢測點內(nèi)保存電梯安裝、維護(hù)與檢查信息，這些信息為電梯及時維保提供技術(shù)基礎(chǔ)。

匯聚層的核心是匯聚分站，匯聚分站將感知層傳來的各類信息進(jìn)行整理，并根據(jù)需求將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析，并將分析結(jié)果進(jìn)行區(qū)別處理，根據(jù)電梯運行情況對處理結(jié)果分級，涉及特別嚴(yán)重影響人身安全的情況時，要立即發(fā)出警報信息，而其他情況則通過本地存儲，再通過傳輸層發(fā)送到應(yīng)用層進(jìn)行后續(xù)的處理。

傳輸應(yīng)用層主要是通過GPRS（General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務(wù)）技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層平臺，利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各相關(guān)方的管理維護(hù)。應(yīng)用層平臺是一個電梯安全運行監(jiān)測、故障分析和維保記錄的管理系統(tǒng)，其任務(wù)之一是接收各匯聚分站傳輸來的實時數(shù)據(jù)并通過分析一定時間段內(nèi)的電梯運行記錄數(shù)據(jù)，全面了解電梯的實時運行狀況和故障分布情況，將潛在的故障和已經(jīng)出現(xiàn)的故障準(zhǔn)確的傳輸?shù)较嚓P(guān)部門。任務(wù)之二是如實記錄了電梯安裝、改造、維護(hù)、維修、檢查等操作情況，通過無線傳輸技術(shù)與現(xiàn)場RFID內(nèi)存儲信息的一致性，為電梯維保查詢、發(fā)出預(yù)警信息提供技術(shù)支持。

2.3安全控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

安全控制系統(tǒng)的硬件部分主要是由智能傳感器、傳感器信息采集器、數(shù)據(jù)處理器、聲光報警器、無線傳輸模塊、視頻采集和智能終端組成。系統(tǒng)利用了先進(jìn)的RFID技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、傳感器技術(shù)、運程視頻監(jiān)控技術(shù)及先進(jìn)的軟、硬件開發(fā)技術(shù)等，采集電梯相關(guān)運行數(shù)據(jù)，通過微處理器進(jìn)行非常態(tài)數(shù)據(jù)分析，經(jīng)由3G、GPRS、以太網(wǎng)絡(luò)或RS485等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由服務(wù)器進(jìn)行綜合處理，實現(xiàn)電梯故障報警、困人救援、日常管理、質(zhì)量評估、隱患防范、多媒體傳輸?shù)裙δ艿木C合性遠(yuǎn)程電梯管理平臺。

2.4安全控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)的軟件設(shè)計同樣關(guān)系著系統(tǒng)功能的發(fā)揮。在這里，采用的是coldfirev1微控制器，以其強大的抗干擾能力和極大的工作溫度范圍，可以適用于我國的大多數(shù)地區(qū)。而按照系統(tǒng)功能的定義，使用code warrior，對系統(tǒng)軟件進(jìn)行了開發(fā)。其基本框架如下。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用的是分層設(shè)計、模塊化開發(fā)的形式，驅(qū)動層指硬件功能模塊的驅(qū)動程序，包含多個驅(qū)動軟件，其實保證模塊功能的發(fā)揮；文件系統(tǒng)指對電梯運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)存儲和處理，通常是通過SD卡實現(xiàn)；TCP、IP協(xié)議棧主要用于實現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信。

結(jié)束語

總之，隨著我國電梯使用數(shù)量不斷增加，電梯安全問題成為人們關(guān)注的焦點。因此，相關(guān)電梯生產(chǎn)部門需要對電梯安全控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和分析，保證電梯運行的安全性和可靠性。

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作者簡介：高少杰，1985年1月出生，2008年6月畢業(yè)于河北科技大學(xué)，取得安全工程本科學(xué)歷，2008年7月至2012年6月在石藥集團(tuán)工作，擔(dān)任生產(chǎn)車間安全主管，從事EHS管理工作；2012年7月至今在通力電梯有限公司石家莊分公司工作，負(fù)責(zé)公司安全、質(zhì)量管理工作。