电梯安全监控系统的设计

电梯安全监控系统的设计

徐强 ,沈炯

浙江省特种设备科学研究院,浙江 杭州310000

摘要：自从中国大力发展基础建设以来，各地高楼拔地而起，电梯作为重要的出行工具悄然走进千家万户，随着城镇化的发展，电梯的需求量急剧增加且使用电梯之处也不断增加，逐步成为日常出行不可或缺的交通工具，在生活中占有一席地位，因此有必要对电梯的发展及应用有所了解。近三十年以来，国家大力发展基础建设，电梯在机场、酒店以及小区等随处可见，电梯的安装量迅速增加，时至今日我国已然成为世界最大的电梯消费国。据资料显示，截止到2021年12月，我国的电梯产量为120万台，预计2022年电梯的产量可高达133.9万台。

关键词：电梯；安全监控系统；设计

1监控系统的整体框架

（1）中央层是监控系统最顶端，包含数据显示以及数据分析，负责保障以及监控电梯的安全运行。中央层采用Labview软件进行监控平台的设计，通过4G通讯技术接受由控制层采集到的数据，最终实现对电梯的监控。（2）控制层是由控制器组成的，选用具有抗干扰性强且使用温度广泛的单片机作为系统的控制器。控制器的功能是负责接收设备层中传感器采集到的数据，并及时将数据上传至中央层。（3）设备层中的传感器包含加速度传感器、红外人体传感器以及称重传感器等，负责采集电梯的加速度、是否有人以及载重等信息。通过RS485通信接口采用CAN总线的通讯方式实现设备层与控制层的数据信息传输。电梯监控平台采是以B/S架构为基础而设计出的平台，设备层采集到数据后会及时上传到平台进行分析，在进行数据传输时采用无线传输:近距离传输采用ZigBee，远距离传输采用4G通信技术传输。同时会生成图表，以便注册的用户进行查询。当然用户也可以任何时间任何地点通过设备（笔记本、手机、平板等）登录监控平台对电梯运行时的信息进行查询。随着科技的不断发展，监控技术也日新月异。目前的监控采用红外热成像技术，通过不同物体所具有的红外线波长也不同的这一特性，当乘客未及时的进入电梯时，电梯门不会自动关闭；监控系统最核心的一部分便是图像传感技术，目前市面上大多数都采用CMOS类传感器而不用传统的CCD，当然CMOS类传感器由于其中的原件与电路间距离较近，噪声会对成像造成影响，通过近几年对消噪技术的不断发展，成像质量愈来愈高。与传统的CCD类传感器相比其优点在于成像质量高、消耗电量较少；采用流媒体技术能够实时进行监控同时也可以对监控视频进行回放，其本质上是将数据传输到接收端，具有很强的实时性。

2电梯安全监控系统的设计

2.1电梯维修状态

在正常情况下，当电梯大厅门关闭时，大厅门锁探测接触器KH为通电，大厅门锁探测接触器KH-1为通电，此时，断电延时继电器KTH为通电，延时继电器的常闭触点KTH-2为通电，也就是说，自锁组件接触器KA1不能通电；当自锁模块接触器常开触点KA1-1被切断时，自锁回路为切断，当自锁模块接触器常闭触点KA1-2被切断时，安全回路检测触点KAS被切断，此时电梯正常运转。当当维修人员将底层厅门打开，进入到电梯井内部进行检修的时候，厅门锁开关SMH1被切断，也就是检测回路被切断，厅门锁检测接触器KH不得电，厅门锁检测接触器常开触点KH-1处于断开状态，断电延时继电器KTH不得电，可使延时继电器的常闭触点KTH-2闭合。在这个时候，因为轿厢门是关闭的，所以上电延时继电器的常开触点KTC-1闭合，自锁模块接触器KA1与复位开关RS之间连通，自锁模块接触器KA1继续得电，自锁模块接触器常闭触点KA1-2断开，安全回路检测接触器KAS处于断路状态，轿厢停止运行。在需要将电梯安全线路恢复畅通时，工作人员必须将复位开关RS人工切断，并停止将电信号输入到自锁模块触头KA1，以将自锁模块触头KA1的常开触头KA1-1及自锁模块触头KA1-2重新回到最初的开启及关闭状态。

2.2监控系统的显示界面

LabVIEW包括前面板以及程序框图。电梯监控系统的前面板可实现注册的人员与计算机人机交互。主显示界面主要包括：串口通信参数的显示、环境参数的显示部分以及物理参数的显示三个部分。其中串口参数包括串口选择、检验以及数据的停止位；环境参数包括环境烟雾等；物理量参数包括加速度以及重量。这几个参量是由设备层中所含有的各类传感器进行数据采集，然后上传至控制层将模拟量转化为数字量后上传到中央层，最终在监控界面实时显示这几个参量。同时监控系统显示界面还可以实时显示目前的日期及时间。

2.3电梯正常运行状态

在电梯正常运转的情况下，轿厢的大门与底层的大门是同时开启和关闭的。(1)电梯口与一楼大厅的大门在同一时间打开。一楼大厅门门锁SMH1被切断，大厅门锁探测触头KH被切断，大厅门锁探测触头KH的常开触头KH-1被维持常开触头，当经过一设置的延迟时间后，断电延迟继电器KTH的常闭触头KTH-2被切断；所述的电梯门关闭就位开关KC为关闭，所述的上电延时继电器KTC为关闭，其常开接点KTC-1为关闭状态；当所述自锁式组件触头KA1未被激活时，所述自锁式组件触头KA1的常闭式触头KA1仍处于闭合状态，所述安全环路探测触头KAS仍处于ON状态，所述电梯仍处于工作状态。(2)将一楼的车门与一楼的车门，在同一时间关闭。一楼大厅门锁SMH1关闭，大厅门锁探测触头KH关闭，大厅门锁探测触头KH的常开触头KH-1被供电而关闭，断电延迟继电器KTH的常闭触头KTH-2被供电而关闭；所述的是，所述的轿厢车门关闭就位开关KC是关闭的，当所述的关闭时，所述的启动延迟继电器KTC是关闭的，所述的启动延迟继电器是关闭的。自锁模块接触器KA1不能得电，自锁模块接触器KA1的常闭触点KA1-2维持闭合，安全回路检测接触器KAS维持接通，电梯正常。在电梯正常运转的情况下，在电梯的舱口与其他舱口（不包括底层舱口）同时开启关闭。第一层厅门门锁SMH1一直是闭合的，厅门锁检测接触器KH一直是闭合的，厅门锁检测接触器KH的常开触点KH-1通电闭合，断电延时继电器KTH的常闭触点KTH-2通电断开，不管通电延时继电器KTC的常开触点KTC-1是闭合还是断开，自锁模块接触器KA1总是不得电，自锁模块接触器KA1的常闭触点KA1-2一直是闭合的，安全回路检测接触器KAS一直是接通的，电梯是正常的。

2.4数据库

电梯安全风险监控系统不仅仅只需要对相关参数实时监控，还应该具有对采集到的监控数据进行及时的存储。因此利用LabSQL数据库工具包以及ACCESS数据库在上位机中建造一个专为电梯安全系统使用的数据库。ACCESS数据库是由美国公司开发的数据库管理系统，适用于较小容量的数据库，它的应用特点正好符合本电梯监控系统。数据库中的数据查询功能在数据存储后对历史数据的查询是十分重要的，可帮助了解电梯过去一段时间的运行状况，同时也有利于发现电梯运行存在的潜在危险，有利于后期电梯安全有效的运行。

3结论

电梯在正常运转时，由于电梯的车门与大堂的车门同时开合，所以电梯的自锁回路就不会开启，而安全回路则一直处于开启状态，电梯就能正常运转；在不正常的情况下，该自锁回路将不会开启，因此无需对该自锁模块进行重置；仅在维修工开启一楼大堂大门，进入电梯机井进行维护时，才会开启自锁回路，切断安全回路，直到RR开关重新启动为止，电梯才会停止运转。当维修工在进入井内时，如果忘了按下紧急停止按钮，也能保证维修工的安全。

参考文献：

[1]乌君科.电梯安全监管模式创新研究[J].中国市场监管研究,2020(1):27-31.

[2]陶然.探析电梯维护保养案背后的安全管理难题[J].质量与标准化,2021(5):33-35.

[3]于海宁,物联网电梯安全智能监控系统的研究[J].信息系统工程，2021(10):43-46.

[4]恩旺,刘子金,张淼.中国电梯行业的技术发展与趋势[J].建筑科学,2021,34(9):113-121.