Desarrollo de Sistemas de Control de Ascensores

Antes de la era electrónica, los ascensores eran manejados por paneles de control hechos con elementos de conmutación electromecánicos (relés, contactores). El diagrama de cableado de estos elementos, en otras palabras, su conexión eléctrica, estaba en forma de circuitos lógicos. La tarea que realizaban estos sistemas no era más que determinar la dirección de movimiento del motor en función de la llamada entrante y evitar que las puertas se abrieran durante el movimiento. En los sistemas con elementos de conmutación electromecánicos, el control de seguridad también era muy bajo, limitado a unas pocas funciones. En general, estas funciones se limitaban a casi tres elementos como detener el movimiento cuando se abría el circuito de seguridad en movimiento, prevenir el movimiento bajo sobrecarga y no permitir el movimiento si se excedían los límites del pozo. La activación del regulador de velocidad que controla la sobreaceleración o el sistema de paracaídas y los controles de rotura de manguera en los ascensores hidráulicos se realizaban de forma completamente mecánica y se ubicaban fuera del tablero de control. Estas funciones interrumpirían el circuito de seguridad y solo avisarían al panel de control.

Aunque el uso del ascensor ha aumentado con el tiempo, las funciones de seguridad que se utilizaron activamente durante un largo período de tiempo, hasta la introducción generalizada de la electrónica en el control de ascensores, no han cambiado significativamente. La seguridad en los ascensores continuó como las tres funciones principales mencionadas anteriormente hasta la década de 1980. Edificios de gran altura, rascacielos, hoteles y edificios con funciones especiales, que se construyeron gracias a la existencia del ascensor, experimentaron graves problemas de implementación cuando entraron en funcionamiento. Los ascensores no funcionaban como se deseaba; las personas tenían que esperar mucho tiempo para el ascensor en el piso o tenían que ir a pisos innecesarios en el ascensor. Todos estos problemas llevaron a los ingenieros que trabajan en este campo a transformar los paneles de control de ascensores en una estructura más inteligente. Primero, se introdujeron las funciones de carga completa y carga mínima. La función de carga completa evita que el ascensor se detenga innecesariamente en los pisos; la función de carga mínima evita arranques innecesarios. 

En la era preelectrónica, el mayor desarrollo en los sistemas de control de ascensores fue el diseño de controles de ascensores colectivos. Antes de la llegada de estos sistemas, los ascensores solo funcionaban como simples controles, aceptando y procesando solo una llamada a la vez. En el sistema de ascensores colectivos, los registros se almacenan en el sistema de control y se procesan en el orden de movimiento según el tipo de control. Esta característica contribuyó significativamente a resolver el problema del tráfico en edificios de gran altura. La otra cara de la moneda era la dificultad de construir estos sistemas sin memoria electrónica, utilizando únicamente elementos electromecánicos. En estos cuadros de mando colectivos realizados con elementos electromecánicos se utilizaba casi el doble de elementos que en los cuadros de mando simples, por lo que las conexiones eléctricas en el interior del cuadro eran bastante numerosas y complejas. Esta complejidad no fue un gran problema durante la producción de los paneles, ya que fue realizada por quienes diseñaron la placa o conocían bien el circuito. Sin embargo, encontrar un elemento defectuoso o un contacto metálico que haya perdido su sensibilidad mecánica en la sala de máquinas era muy difícil en estos sistemas complejos y estos sistemas solo podían usarse activamente en edificios mantenidos por empresas de ascensores que podían emplear personal altamente calificado. Es por eso que el uso de estos paneles a menudo quedó restringido a la categoría de edificios privados.

El desarrollo de la electrónica y su uso en la industria se manifestó primero en el uso parcial de componentes electrónicos en los controles de ascensores. En las primeras etapas, había tableros hechos en parte con circuitos lógicos o con relés colocados en un circuito impreso. Eran las versiones de los circuitos de los tableros de control realizados sin microprocesadores y software, que en su mayoría se realizaban con elementos electromecánicos, y se adaptaban a placas de circuito impreso con algunos sencillos agregados. 

Diseñados con elementos electromecánicos, estos sistemas de control surgieron como productos de transición de gran éxito cuando estaban bien diseñados y fueron pioneros en la introducción de la electrónica en el ascensor en la década de 1980. Dado que este tipo de productos son una traducción directa de los circuitos utilizados en aplicaciones anteriores en circuitos impresos, pudieron llegar al mercado con tiempos de desarrollo y prueba muy cortos. Paralelamente a la rápida expansión del mercado de estos productos, los paneles de control electrónicos basados ​​en microprocesadores también han comenzado a ingresar al mercado. Dado que los productos diseñados con microprocesadores disponían de memoria y software, los mandos de los ascensores quedaron abiertos a todo tipo de desarrollos.

El primer impacto significativo de la llegada de los sistemas de control basados ​​en microprocesadores fue hacer que el control de grupo estuviera disponible para prácticamente todos. El control de grupo, que permite a los ascensores compartir tareas en el transporte de pasajeros, se realizó de manera sencilla con software. Los controles de grupo de base electromecánica se habían construido antes de la aplicación del microprocesador. Sin embargo, estos sistemas resultaban muy costosos, tanto por su compleja estructura por el uso de múltiples productos (relés o contactores) como por la necesidad de personal mucho más cualificado en el sector por las dificultades de mantenimiento y reparación. Ahora, el control de grupo estaba disponible en todos los edificios con dos ascensores. Con la integración de los sistemas electrónicos en los ascensores, el costo de operar múltiples ascensores instalados en edificios como grupo se volvió mucho más económico y técnicamente más fácil.

El uso activo de la electrónica en los sistemas de control ha llevado a reconsiderar la seguridad en los ascensores. En el pasado, la toma de decisiones en los tableros de control la realizaban únicamente elementos electromecánicos, pero ahora la tarea de toma de decisiones se trasladó a microcomputadoras. Con el software apropiado instalado en la microcomputadora, se podía hacer cualquier cosa. Estos desarrollos señalaron las nuevas comodidades que la electrónica aportaría a los sistemas de control, al mismo tiempo que allanaban el camino para ascensores más seguros. Sin embargo, la viabilidad de estos desarrollos solo podría ser posible después de que fueran controlados por ciertas reglas disciplinarias. Estos nuevos desarrollos han impulsado la redefinición de los estándares de ascensores. Algunas de las cláusulas de seguridad en las normas revisadas se escribieron sobre la base de que ahora había una microcomputadora en un sistema de control, y las normas EN81 son un ejemplo temprano de esto. No era imposible que los requisitos de seguridad de EN81-1/2 se cumplieran completamente con un tablero de control electromecánico, pero en la práctica era muy difícil. La mayoría de las nuevas disposiciones de seguridad introducidas por la norma EN81-20/50 actual se refieren por completo a las funciones de control. Ahora es evidente que el desarrollo de los ascensores dependerá en gran medida del desarrollo del software.

El desarrollo de la electrónica también ha mejorado la tecnología de accionamiento de motores. Los sistemas de control de motores de velocidad continua desarrollados de esta manera allanaron el camino para la creación de ascensores de alta velocidad. Con estos desarrollos, los controladores de velocidad del motor y los sistemas de control de ascensores se han vuelto más eficientes al comunicarse entre sí. Los fabricantes de sistemas de control de ascensores han llevado este desarrollo al siguiente nivel e integrado estos dos productos en una sola unidad de control integrada. Con este desarrollo, los ascensores se han vuelto más eficientes en la operación, al tiempo que las implementaciones son más económicas y tecnológicas. 

Paralelamente a la proliferación de internet y al uso del control remoto en todos los sistemas de control electrónico, los sistemas de ascensores también se han visto afectados por esta tendencia. En los primeros períodos, se establecía una red de comunicación entre la computadora y el panel de control a través de Internet. En los sistemas en los que la comunicación telefónica de emergencia era a través de un teléfono fijo o no se utilizaba, se requería hardware adicional para conectar el ascensor a Internet, lo que suponía un gasto adicional y, por tanto, no atraía la demanda esperada. Hoy en día, los teléfonos de emergencia se utilizan ampliamente sobre GSM y, como resultado, cada panel de control tiene un punto de acceso a Internet, y estos desarrollos están extendiendo el uso de la comunicación en la nube. La presencia de la comunicación en la nube también ha allanado el camino para el IoT (Internet de las Cosas) en los ascensores. 

El acceso remoto al panel de control del ascensor e IoT son conceptos completamente diferentes y sus funciones también son diferentes. El acceso remoto se utiliza para examinar y cambiar los parámetros del panel de control y monitorear su estado actual. En otras palabras, es equivalente a utilizar la pantalla y el teclado del panel a través de Internet sin estar cerca del panel de control del ascensor. En los primeros días, esto se hacía con un módem de acceso telefónico sin usar Internet, y con el uso generalizado de Internet, esta conexión comenzó a realizarse a través de Internet. Hoy en día, la conexión remota a los paneles de ascensores se suele realizar a través de la nube. Monitorizar el ascensor de forma remota, ver su estado y examinar errores pasados ​​permite a las empresas de mantenimiento de ascensores disponer de información técnica detallada antes de intervenir en caso de mal funcionamiento. Esto ayudará al personal de mantenimiento a estar preparado para el problema exacto al que responderán o, en algunos casos, a resolver el problema de forma remota. El personal de mantenimiento puede controlar de forma remota el movimiento y la respuesta del ascensor mediante una llamada si así lo desea. Pueden imprimir el mal funcionamiento y la lista de parámetros del ascensor u obtener una tabla de datos electrónicos para usar en informes a otros. Cualquiera que alguna vez haya enviado un comando de forma remota a un dispositivo o monitoreado su estado puede comprender fácilmente la utilidad y la utilidad de esta función. 

Tener un punto de conexión a Internet en cada ascensor abre puertas completamente nuevas que podemos usar para propósitos completamente diferentes. Todos los ascensores conectados a Internet envían su estado al instante a la base de datos en la nube. Esto se llama un latido del corazón. Un programa de gestión basado en la nube también revisa estos datos entrantes y envía un mensaje que incluye los detalles de la falla al personal de mantenimiento a cargo del ascensor tan pronto como detecta un ascensor defectuoso. De esta forma, el personal a cargo del ascensor sabrá del mal funcionamiento antes de que las personas del edificio lo sepan y, si lo desean, podrán conectarse al ascensor y obtener información más detallada. 

Además de que el software en la nube puede comunicarse directamente con el personal del ascensor, esta aplicación también puede monitorearse activamente a través de monitores en el centro de control de un sitio o complejo de edificios. 

Es probable que un nuevo tema que se está estudiando intensamente en la actualidad abra aún más horizontes que estas dos aplicaciones. Una vez más, con el software ejecutándose en la nube, se analizan todos los datos de estado anteriores de todos los ascensores que envían datos a la nube y se calculan los cambios de comportamiento del ascensor. Se analiza el incremento numérico del número de averías en el funcionamiento de los ascensores. Si se determina que los fallos en alguna función aumentan sistemáticamente, se concluye que en el futuro se producirá un mal funcionamiento de esta función, y esta información se comunica a la empresa de mantenimiento del ascensor con valores numéricos. De esta forma, antes de que se produzca una avería permanente en el ascensor, se pueden sustituir o reajustar las piezas que empiezan a fallar, pero que aún no impiden completamente el movimiento, y se pueden realizar las intervenciones necesarias antes de que el ascensor quede fuera de servicio. Esto se llama mantenimiento predictivo.

El mantenimiento predictivo es la capacidad de saber, con un alto grado de precisión, cuándo es probable que ocurra una falla con suficiente antelación, después de recibir y procesar los datos necesarios de la maquinaria o el equipo. En otras palabras, es mantenimiento justo a tiempo. Un sistema de mantenimiento predictivo en realidad significa detectar una falla futura antes de que suceda. Esta característica no solo aumenta la satisfacción del cliente y permite una intervención planificada y controlada por parte de la empresa de mantenimiento, sino que también protege otras partes que pueden verse afectadas en caso de mal funcionamiento, ya que evita que se produzca cualquier mal funcionamiento. Como resultado, la ventaja de costo de la intervención planificada y controlada en lugar de la intervención ante una falla repentina traerá ventajas significativas tanto en los costos de construcción como en los costos de mantenimiento a largo plazo.