Método de control remoto de ascensores

Con el objetivo de mejorar la compatibilidad del sistema de monitoreo de ascensores, se discuten las unidades de adquisición y procesamiento de señales.

por Li Shiqun, Zheng Jiong, Luo Zhiqun y Wan Janru

Para garantizar el funcionamiento seguro y confiable de los ascensores, es necesario monitorear su estado de funcionamiento y las condiciones de falla. Para la conveniencia de determinar y transferir las fallas del ascensor, este documento clasifica las fallas del ascensor y edita los códigos primero. Para mejorar la eficiencia del monitor de ascensor, se utiliza una unidad de adquisición de señales que consta de un sensor en la parte superior de la cabina del ascensor y otra parte en el armario de control. La unidad de adquisición de señales basada en el microcontrolador de conjunto de instrucciones reducido AVR está diseñada para recopilar y procesar las señales del ascensor. Luego, se emiten el código de falla y otra información. Posteriormente, la adquisición y el procesamiento de las señales de falla del ascensor se simulan utilizando el software Proteus.

A medida que se desarrollan los microprocesadores y las tecnologías de transmisión, la supervisión remota de ascensores se mejora continuamente. Sin embargo, en la actualidad, los monitores de ascensores son en su mayoría propietarios e incompatibles con los equipos de otros fabricantes. Este artículo presenta un método universal de monitoreo remoto de ascensores, que adopta la tecnología de servicios generales de radio por paquetes (GPRS) para realizar la transmisión inalámbrica de las señales del ascensor, lo que resuelve la debilidad de la transmisión por cable, como el alto costo y la dificultad de mantenimiento. La unidad central de monitoreo diseñada en el lenguaje dinámico de Visual Basic (VB) no solo puede mostrar la información de falla, sino también la operación de simulación dinámica del ascensor. [1]

Clasificación y codificación de fallas de ascensores

Para la conveniencia de la adquisición de señales y para mejorar la eficiencia del mantenimiento del ascensor, necesitamos clasificar las fallas del ascensor. Según la gravedad, las fallas del ascensor se pueden dividir en fallas generales y graves. Cuando ocurre una falla general, el elevador debe detenerse rápidamente y correr hacia el área del piso plano. Las operaciones eléctricas de emergencia deben realizarse antes de que se solucione la falla. Cuando ocurre una falla grave, el ascensor debe detenerse rápidamente y no se puede operar hasta que se elimine la falla. Para la conveniencia de transferir las señales, este artículo incluye códigos de falla editados. De acuerdo con la información de la falla, como los códigos, el personal del centro de monitoreo puede juzgar el tipo y la gravedad de la falla y hacer que un técnico elimine la falla lo antes posible.

Sus autores han editado los códigos de 38 fallas comunes de ascensores. Por ejemplo, las fallas generales comunes y sus códigos incluyen: botón atascado (0501), arranque muerto (0601), voltaje de alimentación demasiado bajo (0701), límite de tiempo de funcionamiento para la acción (1001), temperatura del sistema de transmisión demasiado alta ( 1201), modo de viaje de inspección (2001) y modo de servicio de bomberos (2101). Las fallas graves comunes incluyen: desconexión del bucle de seguridad (0110), desconexión del bucle de bloqueo de la puerta en tiempo de ejecución (0203), falla cerrada (0302), la cabina se detiene lejos de la zona de nivelación (0401), falla abierta (1301), falla por exceso de velocidad del ascensor (1401), ascensor que sube hasta arriba (1501), ascensor que baja hasta abajo (1601), indicador de alarma (1901) y atrapamiento (2201). Cuando no hay falla, el código es 0000.

Arquitectura del Sistema

El sistema de control remoto del ascensor consta de tres partes: unidad de procesamiento y adquisición de señales, unidad de transmisión de señales inalámbrica GPRS y unidad de control central. La unidad de procesamiento y adquisición de señales detecta el estado del elevador y las señales de falla, y su microprocesador las procesa. Luego, las señales se transportan a la unidad central de monitoreo a través de la unidad de transmisión de señales inalámbrica GPRS. La unidad de monitoreo central realiza la operación de simulación en tiempo real del ascensor, la visualización de fallas, el almacenamiento de fallas y otras funciones. [3]

Unidad de procesamiento y adquisición de señales

La parte de la unión de adquisición de señales en la parte superior de la cabina del ascensor se compone principalmente de varios sensores, como los del interruptor de puerta, medición de carga, límite y temperatura. La parte del armario de control recopila principalmente señales, como las de alimentación, incendio, bucle de seguridad, inspección y enclavamiento. Elegimos el ATmega16 Singlechip para constituir la unidad de procesamiento y adquisición de señales. La unidad recopila las señales del ascensor y juzga si el ascensor se avería. Consiste en el chip y los módulos de adquisición de datos, transmisión de datos, potencia, memoria y reinicio (Figura 1).

Diseño de hardware

Las señales de interruptores (como las señales de mantenimiento y alarma) pueden ser recolectadas por el Singlechip a través de optoacopladores (Figura 2).

La recopilación de señales analógicas (como señales de temperatura y velocidad) es más compleja. Este estudio adopta LM45 como sensor de temperatura. Después de ser filtrada, la disposición de amplificación, la señal de voltaje de salida se envía a ATmega16, donde la señal analógica se convierte en digital y se compara con la configuración. Entonces se emite el resultado. El diagrama del circuito de adquisición de la señal de temperatura se muestra en la Figura 3.

De acuerdo con las señales recopiladas, el Singlechip juzga si ocurre una falla y, de ser así, qué tipo de falla ocurrió, luego genera el código de falla y otra información. Si la señal de la interfaz no está abierta, de acuerdo con la parte de adquisición de señal en la parte superior de la cabina del ascensor, podemos juzgar las fallas como se indicó en la sección anterior "Clasificación y codificación de fallas de elevador", con la excepción de los modos de funcionamiento. Si la señal de la interfaz está abierta, también podemos juzgar los modos de funcionamiento, gracias a la parte de adquisición de señales en el gabinete de control.

Diseño de software

El diseño del software de la unidad de adquisición y procesamiento de señales consta de tres partes: proceso principal, proceso de conversión analógico/digital y proceso de salida de código de falla. El lenguaje de programación utilizado es C. The source el código está escrito en el entorno de desarrollo integrado ICCV8 para AVR Code Blocks IDE.[4] La inicialización del proceso principal incluye configurar el temporizador en "0", configurar los puertos de entrada/salida, configurar el modo de transformación analógica digital, etc. (Figura 4).

Análisis de simulación

Proteus se utiliza para simular la unidad de procesamiento y adquisición de señales. Se eligió el chip 74HC4051 para lograr la adquisición de datos multicanal, y el código de falla generado se muestra en cuatro pantallas de siete segmentos. La conexión y desconexión del interruptor pueden soportar el cambio de un valor de conmutación y se mostrará el código de falla correspondiente. Mientras tanto, se puede simular un cambio analógico cambiando el valor del voltaje de entrada. Por ejemplo, cuando la temperatura del sistema de transmisión del ascensor es demasiado alta, debería generar el código de falla 1202 (Figura 5).

Unidad de transmisión de señal inalámbrica GPRS

GPRS tiene varias ventajas, como una amplia aplicación, alta velocidad de datos, interconexión con la red de datos externa y una buena utilización de los recursos. Por lo tanto, se eligió esta tecnología para la transmisión de señales del ascensor. [5] La unidad de transmisión de señal inalámbrica consta del microprocesador, el módulo de equipo terminal de datos (DTU), la red GPRS e Internet. El microcontrolador transmitirá el código de falla y otra información al módulo DTU a través del MAX232. Luego, el módulo DTU enviará la información a la red GPRS. Posteriormente, la información se envía a la unidad central de monitoreo a través de Internet (Figura 6). El módulo DTU consta de un controlador de Internet, módulo de acceso múltiple por división de código / GPRS, módulo de alimentación e interfaz externa. [6]

Unidad central de monitoreo

Cuando el ascensor está en funcionamiento normal, la unidad de control central recibe información sobre el estado de funcionamiento del ascensor en tiempo real. Puede realizar la simulación dinámica del proceso operativo, incluido el arranque, la aceleración, el funcionamiento suave, la desaceleración, el frenado, la nivelación, la apertura y el cierre de la puerta. Al mismo tiempo, la pantalla muestra la aparición y desaparición de las señales de escalera de llamadas, dirección de operación, pisos, etc. Cuando se detecta una falla, la unidad central de monitoreo recibirá y mostrará el código de falla y otra información. Al mismo tiempo, el mensaje se agregará a la base de datos de fallas y se enviará al técnico, quien luego podrá ir directamente a la escena de la falla. Podemos realizar esta función utilizando el lenguaje VB. Se adopta ActiveX para diseñar la interfaz de operación, como "Imagen", "Etiqueta" y "Cuadro de texto". La interfaz de simulación-operación en tiempo real del ascensor se muestra en la Figura 7.

Adoptamos la base de datos de Microsoft® Access para establecer la base de datos de información de fallas del ascensor (Figura 8). [7] La base de datos registra la hora, el lugar, el nombre de la falla y otros detalles. Una vez establecida la base de datos, se puede vincular a VB a través de Data ActiveX, Adodc ActiveX y Grid ActiveX.

Conclusión

Para determinar y transferir convenientemente las fallas del ascensor, las fallas se clasifican y los códigos se editan primero. Con el objetivo de mejorar el estado actual deficiente de la compatibilidad del sistema de monitoreo de ascensores, este estudio dividió las unidades de adquisición y procesamiento de señales en dos partes. Una parte es universal (para todos los ascensores), mientras que la otra solo puede ser utilizada por los ascensores que abren sus puertos. La unidad de transmisión de señales utiliza tecnología GPRS, que mejora la flexibilidad y reduce los costos. La unidad de monitoreo central no solo puede mostrar y almacenar la información de fallas, sino que también puede realizar la operación de simulación dinámica del ascensor.

AGRADECIMIENTOS

Este proyecto fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y los Proyectos de Financiamiento de Investigación Especializada de la Industria Sin Fines de Lucro de AQSIQ (200910097, 201010057).

Referencias
[1] Yuji, Tanaka. “Un sistema de monitoreo remoto amigable” [J]. Ascensor, 2001, 8 (2): 59-71.
[2] M. Stansfield. “Un problema de interfaz típico en la monitorización remota de ascensores” [J]. ELEVATOR WORLD. 1994,4: 23-28.
[3] W. Jianru, C. Chao, S. Yangjian. “Sistema de monitoreo remoto de elevador que adopta el chip único con puerto serie dual” [J]. Control y medición por computadora, 2006, 14 (7): 900-901.
[4] R. Kalden, I. Meirick, M. Meyer. “Acceso inalámbrico a Internet basado en GPRS” [J]. Comunicaciones personales IEEE, 2000, 7 (2): 8-18.
[5] G. Zongran, M. Lifan, Y. Yanjun. “Sistema de transmisión de datos inalámbrico basado en GPRS” [J]. Medición e instrumentación eléctricas, 2010, 47 (536A): 46-48.
[6] Dr. Albert TP So, SK Liu. “Una revisión general de las tecnologías avanzadas de ascensores” [J]. ELEVATOR WORLD, 1996, 44(6): 96-101.
[7] W. Jianru, L. Zhiqiang, Y. Huajun, C. Gang. “La operación de simulación dinámica y monitoreo remoto de fallas del ascensor” [J]. Automatización e instrumentación, 2001, (3): 36-37.