تطوير AMD للمصاعد

بقلم ليو ينججي، وو شينغ جون، ووانغ ويكسيونغ، ووانغ شينهوا، ولين تشوانغلو، وسونغ يويتشاو | التكنولوجيا | قد شنومكس، شنومكس

دقيقة واحدة للقراءة

تطوير- من- ايه- ام دي- للمصاعد- الشكل -8

الشكل 8: إجراءات تشخيص أخطاء AMD

نظرة عامة على الذكاء الاصطناعي

دفعت مخاوف السلامة المتعلقة بالمصاعد إلى تطوير جهاز مراقبة نشط يقيس التيار الكهربائي لمحول التردد عبر مستشعرات لا تلامسية، ويحلل تغيرات المعدل مقارنةً بالقيم الطبيعية المسجلة للكشف عن الأعطال. يعمل الجهاز بشكل مستقل عن وحدة تحكم المصعد، ويجمع بين مستشعر، ونظام جمع بيانات قائم على شريحة ADE7878، ووحدة تحكم مركزية STM32، وذاكرة، ووحدة DTU للاتصال عبر GPRS/الإنترنت لإخطار الفنيين وفرق الإنقاذ. تدعم واجهة مستخدم مكتوبة بلغة C ضبط المعلمات عن بُعد وإحصائيات الأعطال. يستخدم تشخيص الأعطال مقارنة العتبات والمعايير المخزنة للتمييز بين الحالات الطبيعية، وحالات الفحص، وحالات التوقف الطارئ، وحالات انقطاع التيار الكهربائي. أكدت الاختبارات المعملية وظائف الكشف والإنذار، وستتناول الأبحاث الجارية الموثوقية والنشر على نطاق واسع.

بواسطة Liu Yingjie و Wu Xingjun و Wang Weixiong و Wang Xinhua و Lin Chuanglu و Song Yuechao

تجذب سلامة المصاعد اهتمامًا متزايدًا من فنيي المصاعد. لا تساعد أجهزة مراقبة حالة المصعد فقط في رفع مستوى أمان المصاعد من خلال الكشف عن الأعطال مسبقًا ، ولكن أيضًا تسهل أعمال الإنقاذ عن طريق إرسال إشارات خطأ فورية إلى فرق الإنقاذ من خلال خدمة حزمة الراديو العامة (GPRS). معظم أجهزة المراقبة الموجودة هي أجهزة مراقبة سلبية ، والتي تستخدم فقط المعلومات من وحدة التحكم الرئيسية في المصعد. تقدم هذه المقالة جهاز مراقبة نشط ، يتميز باستخدام التيار المتجه إلى محول التردد ، والذي يتم قياسه بشكل غير مباشر بواسطة مستشعر عدم الاتصال عن طريق تحليل التغيرات في معدل التيار ومقارنته بالقيم العادية المسجلة. يعرف جهاز المراقبة ما إذا كان المصعد يعمل في حالة طبيعية أو معطلة. تتناول هذه المقالة التكوين ومبادئ العمل لجهاز المراقبة وتتضمن نتائج تجريبية للتحقق من صحة وظائفه.

نبذة عامة

توفر المصاعد راحة كبيرة بسرعات عالية وقدرات حمل كبيرة. ومع ذلك ، نظرًا لتعقيدها في التكوين والتآكل والتلف للمكونات ، فضلاً عن بيئات العمل القاسية ، فقد تتعطل أحيانًا ، حتى أنها تسبب ضررًا للمستخدمين. تتمثل الطريقة التقليدية للحفاظ على المصعد في حالة جيدة في إجراء عمليات تفتيش منتظمة ، بالإضافة إلى الصيانة المناسبة. هذا لا يتطلب فقط عددًا من المفتشين للقيام بالمهمة ، ولكنه يفشل أيضًا في العثور على بعض المخاطر المحتملة التي لا يستطيع المفتشون توقعها.

زاد عدد المصاعد في الصين بسرعة في السنوات الأخيرة بسبب التطور الاقتصادي السريع للبلاد. هذا يمثل تحديًا كبيرًا لمعاهد فحص المعدات الخاصة للتأكد من أن كل مصعد في حالة جيدة. يبحث الباحثون عن طرق ذكية للتعامل مع المشكلة. قامت الشركات المصنعة للمعدات الأصلية مثل Otis و Mitsubishi و Hitachi ببناء أجهزة المراقبة الخاصة بها للمصاعد التي يمكنها مراقبة الحالة التشغيلية للمصعد والإنذار في حالة حدوث عطل.

لقد حسّن جهاز المراقبة السلبية من سلامة المصاعد ، لكن تشغيله السلبي (أي أن أدائه يعتمد بشكل كبير على إشارات الطلب من وحدة التحكم في المصعد العامل) يضمن فشل جهاز المراقبة جنبًا إلى جنب مع وحدة التحكم الرئيسية عند حدوث عطل في الأخير. تستخدم بعض الأجهزة الإنترنت للتواصل بين جهاز التحكم في المصعد وجهاز المراقبة. يقدم النظام بعد ذلك الأسباب المتعلقة بفشل الفنيين الميدانيين وفرق الإنقاذ في استكشاف الأخطاء وإصلاحها وأعمال الإنقاذ.

يحتوي جهاز المراقبة النشط (AMD) المقدم هنا على مستشعرات مدمجة ووحدات منطقية لتحليل حالة المصعد قيد التشغيل ، بغض النظر عن وحدة التحكم في المصعد. إذا فشل جهاز التحكم في الرفع ، فلا يزال بإمكان AMD إرسال إشارات الإنذار إلى الفنيين الميدانيين لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها في حالات الطوارئ. لا ترفع خصائص المراقبة النشطة هذه جنبًا إلى جنب مع تقنية الاتصال عبر الإنترنت من مستوى أمان المصاعد فحسب ، بل تتيح أيضًا الكشف المبكر عن الإخفاقات المحتملة التي قد تؤدي إلى عواقب وخيمة ، مما يتيح اتخاذ تدابير وقائية مسبقًا.

نظام التنفيذ والتخطيط

نظام تنفيذ AMD

يظهر نظام تنفيذ AMD في الشكل 1: تقوم AMD بتشخيص حالات المصعد في الوقت الفعلي ، مثل التشغيل العادي أو العطل أو عملية الفحص أو حالة انقطاع التيار الكهربائي. ثم ينقل نتائج التحليل المشخصة عبر الإنترنت أو GPRS إلى كمبيوتر المراقبة عن بعد للمهندسين والفنيين الميدانيين المسؤولين عن المصعد. يمكن لفنيي معاودة الاتصال بعد ذلك الاستجابة للطوارئ أو المشاكل المحتملة. يوفر AMD بديلاً لطريقة المراقبة السلبية عبر الإنترنت ، وبالتالي يعزز مستوى أمان المصعد.

مخطط AMD

يظهر الرسم التخطيطي لـ AMD في الشكل 2. وهو يتألف من وحدة استشعار لقياس تيار الإدخال والجهد لمحول التردد ، ومعالج بيانات لحساب البيانات الحالية والجهدية المجمعة ، وذاكرة لتخزين البيانات المجمعة ، و جهاز إرسال إشارة لإرسال النتائج المعالجة إلى المهندسين والفنيين الميدانيين. وحدة التحكم المركزية هي المسؤولة عن تشخيص الأخطاء وإشارات الاتصال بالكمبيوتر البعيد.

تصميمات الأجهزة والبرامج

يتكون تصميم AMD من تصميمات الأجهزة والبرامج. تشتمل الأجهزة على وحدة الطاقة ، ووحدة التحكم المركزية ، ومعالج البيانات ، والمستشعر ، وجهاز إرسال البيانات ، وكلها موصوفة على النحو التالي.

مكونات AMD

تم تصميم وحدة الطاقة لتزويد 3.3 VDC لكل من وحدة التحكم المتكاملة للتحكم المركزي (IC) و IC للحصول على البيانات (الشكل 3).

وحدة التحكم المركزية IC لتشخيص حالات تشغيل المصعد هي STM32 بواسطة ST INC. يمكن رؤية وصلة دبوس وحدة IC في الشكل 4.

تظهر وحدة معالجة البيانات في الشكل 5. بالاستفادة من اكتساب التيار والجهد المحدد IC- النوع ADE7878 لمعالجة البيانات المقاسة من وحدة المستشعر ، يتم توفير مربع متوسط الجذر لكل من التيار والجهد من خلال تنفيذ أوامر من وحدة التحكم المركزية IC عبر ناقل اتصالات I2C.

يتم إرسال نتائج التحليل إلى الكمبيوتر البعيد لمهندسي وفنيي معاودة الاتصال بواسطة DTU بالاتصال بوحدة التحكم المركزية عبر USART. تظهر وحدة اتصالات إشارة DTU في الشكل 6.

تستخدم المستشعرات لقياس تيار الإدخال والجهد لمحول التردد. تظهر وحدة المستشعر في الشكل 7.

استراتيجية تشخيص الأعطال

إجراءات تشخيص أخطاء AMD موصوفة في الشكل 8. تتلقى AMD الطلبات من الكمبيوتر البعيد ؛ إذا لم يتم إعطاء أوامر جديدة ، فإن AMD تنفذ مراقبة روتينية عبر الإنترنت ، تقيس إشارات الوقت الحقيقي مقابل قيم العتبة المحددة لتكون بمثابة معايير لبدء تحديد الحالة غير الطبيعية. عندما تنفذ وحدة التحكم المركزية IC روتين تحديد الحالة غير الطبيعية ، يتم تطبيق إستراتيجية حسابية متطورة ، يتم من خلالها مقارنة البيانات المكتسبة حاليًا ببيانات المعيار المخزنة مسبقًا لتحديد حالة المصعد. عندما ينتهي التحليل ، تدخل وحدة التحكم المركزية IC في مرحلة اتخاذ القرار من خلال تحديد ما إذا كانت ستصدر إشارات إنذار بناءً على الحالة المشخصة للمصعد.

واجهة المستخدم

يتم استخدام واجهة مستخدم AMD لكل من مراقبة حالة المصعد وتحليل البيانات عبر الإنترنت. يحتوي على المعلومات الأساسية للمصعد الذي يتم مراقبته ، مثل النوع والمواصفات ، وسجلات الأعطال التي يقوم بها النظام عندما يكون المصعد في حالة عطل ومعدلات الأعطال خلال فترة زمنية معينة ، للإحصاءات. تم تطوير واجهة المستخدم بلغة البرمجة C (الشكل 9). يتواصل مع AMD عبر GPRS ويمكّن المهندسين والفنيين من ضبط بعض معلمات AMD عن بُعد.

التجارب وتحليل البيانات

التجارب

يجب أن تتحقق التجارب من أداء AMD المركب في مصعد (نوع Gmax 300) في مختبر قوانغتشو. في الشكل 10 ، تظهر AMD مثبتة بجوار وحدة التحكم الرئيسية في خزانة التحكم في المصعد. لاختبار أداء المراقبة ، يتم تشغيل عطل في المصعد عن قصد لمعرفة ما إذا كانت AMD ستكتشفه عن طريق تحليل البيانات المجمعة حول التغييرات الحالية.

تظهر النتائج التجريبية أن AMD قادرة على التمييز بين التغييرات في تيار الطوارئ وتيار الفحص من تيار التشغيل العادي عن طريق إستراتيجية حساب التشخيص. يمكن أيضًا اكتشاف انقطاع التيار الكهربائي ، ويتم تشغيل إشارة إنذار عند وقوع حدث طارئ. يُظهر تحويل حالة المراقبة من العادي إلى الفحص حالة الفحص التي تم التقاطها بواسطة AMD ، مع تيار وضع الفحص أصغر من وضع التشغيل العادي (الشكل 11).

يظهر تحول الحالة من الفحص إلى العطل في الشكل 12. يتم الكشف عن حالة العطل بواسطة جهاز المراقبة ، وتشير الإشارة في واجهة المستخدم إلى أن المصعد معطل ، وأن إشارة الإنذار تخرج إلى الفنيين الميدانيين في نوبة العمل.

يتم الحصول على التغييرات النموذجية في تيار الطوارئ والتفتيش بواسطة المستشعر الحالي لـ AMD (الشكلان 13 و 14 ، على التوالي).

تحليل البيانات

يمكن أيضًا استخدام البيانات الإحصائية من المراقبة عبر الإنترنت لتقييم المخاطر. على سبيل المثال ، تتعلق البيانات الإحصائية في الشكل 15 بمعدلات الأعطال ، والتي يمكن حسابها ومقارنتها. هذه متوفرة من فترات زمنية مختلفة ومحددة ، مما يوفر قاعدة بيانات يمكن على أساسها إجراء تقييم مخاطر المصعد.

خاتمة

تراقب AMD حالة المصعد عبر الإنترنت وتشخص الأعطال مثل التوقف في حالات الطوارئ وحالة الفحص وانقطاع التيار الكهربائي. من المفيد للفنيين الميدانيين تحديد سبب حدوث عطل في المصعد ، مع إعطاء إشارات إنذار فورية لفريق الإنقاذ في حالة وقوع شخص ما في شرك. يمكن أيضًا استخدام AMD ، إلى حد ما ، لتجنب الخسائر الناجمة عن أعطال الرفع من خلال الكشف المستمر عن المعلمات الرئيسية ، التي تميز احتمالية حدوث عطل. تكمن الميزة المميزة لـ AMD في أنها تعمل بطريقة نشطة - مستقلة أو خالية من نظام التحكم في الرفع. في حالة فشل التحكم في الرفع ، فإنه يستمر في العمل بشكل صحيح. أكدت النتائج التجريبية الخصائص المتوقعة للجهاز. ومع ذلك ، لا يزال هناك الكثير الذي يتعين القيام به لتطبيقه على نطاق واسع على المصاعد المستخدمة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج قضايا الموثوقية والتطبيق واسع النطاق لـ AMD إلى مزيد من البحث.

شكر وتقدير

يتم دعم مشروع البحث والتطوير هذا من خلال مشاريع العلوم والتكنولوجيا للإدارة العامة لمراقبة الجودة والتفتيش والحجر الصحي لجمهورية الصين الشعبية (2011QK321 ، 2012QK065 ، 2010QK080 ، 2012104016) ومشاريع إدارة قوانغدونغ لمراقبة الجودة والتفتيش والحجر الصحي ( 2011CT04 ، 2010CT04 ، 2010ZT02).