Metodo di monitoraggio remoto dell'ascensore

Con l'obiettivo di migliorare la compatibilità del sistema di monitoraggio degli ascensori, vengono discusse le unità di acquisizione e elaborazione del segnale.

di Li Shiqun, Zheng Jiong, Luo Zhiqun e Wan Janru

Per garantire il funzionamento sicuro e affidabile degli ascensori, è necessario monitorare il loro stato di funzionamento e le condizioni di guasto. Per la comodità di determinare e trasferire i guasti dell'ascensore, questo documento classifica i guasti dell'ascensore e modifica prima i codici. Per migliorare l'efficienza del monitor dell'ascensore, viene utilizzata un'unità di acquisizione del segnale composta da un sensore sulla parte superiore della cabina dell'ascensore e un'altra parte nell'armadio di controllo. L'unità di acquisizione del segnale basata sul microcontrollore con set di istruzioni ridotto AVR è progettata per raccogliere ed elaborare i segnali dell'ascensore. Quindi, vengono emessi il codice di errore e altre informazioni. Successivamente, l'acquisizione e l'elaborazione dei segnali di guasto dell'ascensore vengono simulate utilizzando il software Proteus.

Con lo sviluppo di microprocessori e tecnologie di trasmissione, il monitoraggio remoto degli ascensori viene continuamente migliorato. Tuttavia, attualmente, i monitor per ascensori sono per lo più proprietari e incompatibili con le apparecchiature di altri produttori. Questo articolo presenta un metodo universale di monitoraggio remoto degli ascensori, che adotta la tecnologia GPRS (General Packet Radio Services) per realizzare la trasmissione wireless dei segnali dell'ascensore, che risolve la debolezza della trasmissione via cavo, come l'alto costo e la difficoltà di manutenzione. L'unità di monitoraggio centrale progettata nel linguaggio dinamico Visual Basic (VB) non può visualizzare solo le informazioni sull'errore, ma anche l'operazione di simulazione dinamica dell'ascensore.[1]

Classificazione e codifica dei guasti dell'ascensore

Per la comodità dell'acquisizione del segnale e per migliorare l'efficienza della manutenzione dell'ascensore, è necessario classificare i guasti dell'ascensore. A seconda della gravità, i guasti dell'ascensore possono essere suddivisi in guasti generali e guasti gravi. Quando si verifica un guasto generale, è necessario arrestare rapidamente l'ascensore e raggiungere l'area del pavimento piatto. Le operazioni elettriche di emergenza devono essere eseguite prima che il guasto venga eliminato. Quando si verifica un guasto grave, l'ascensore deve essere arrestato rapidamente e non può essere utilizzato fino a quando il guasto non viene rimosso. Per comodità di trasferimento dei segnali, questo articolo include codici di errore modificati. In base alle informazioni sull'errore, come i codici, il personale del centro di monitoraggio può giudicare il tipo e la gravità dell'errore e organizzare un tecnico per rimuovere l'errore il prima possibile.

I tuoi autori hanno modificato i codici di 38 guasti comuni degli ascensori. Ad esempio, i guasti generali comuni e i relativi codici includono: pulsante bloccato (0501), dead start (0601), tensione di alimentazione troppo bassa (0701), limite di tempo di esecuzione per l'azione (1001), temperatura del sistema di azionamento troppo alta ( 1201), modalità di viaggio ispezione (2001) e modalità vigili del fuoco (2101). I guasti gravi comuni includono: disconnessione dell'anello di sicurezza (0110), disconnessione dell'anello di blocco porta in fase di esecuzione (0203), guasto chiuso (0302), arresto della cabina lontano dalla zona di livellamento (0401), guasto aperto (1301), guasto di velocità dell'ascensore (1401), ascensore che sale verso l'alto (1501), ascensore che scende verso il basso (1601), indicatore di allarme (1901) e intrappolamento (2201). Quando non c'è nessun errore, il codice è 0000.

Architettura di sistema

Il sistema di monitoraggio remoto dell'ascensore è costituito da tre parti: unità di acquisizione ed elaborazione del segnale, unità di trasmissione del segnale wireless GPRS e unità di monitoraggio centrale. L'unità di acquisizione ed elaborazione del segnale rileva lo stato dell'ascensore e i segnali di guasto e il suo microprocessore li elabora. Quindi, i segnali vengono trasportati all'unità di monitoraggio centrale attraverso l'unità di trasmissione del segnale wireless GPRS. L'unità di monitoraggio centrale realizza l'operazione di simulazione in tempo reale dell'ascensore, la visualizzazione dei guasti, la memorizzazione dei guasti e altre funzioni.[3]

Unità di acquisizione ed elaborazione del segnale

La parte del raccordo di acquisizione del segnale in cima alla cabina dell'ascensore è composta principalmente da vari sensori, come quelli per l'interruttore della porta, la misurazione del carico, il limite e la temperatura. La parte nel quadro elettrico raccoglie principalmente segnali, come quelli per alimentazione, incendio, loop di sicurezza, ispezione e interblocco. Abbiamo scelto l'ATmega16 Singlechip per costituire l'unità di acquisizione ed elaborazione del segnale. L'unità raccoglie i segnali dell'ascensore e valuta se l'ascensore si guasta. Consiste del chip e dei moduli di acquisizione dati, trasmissione dati, alimentazione, memoria e ripristino (Figura 1).

Progettazione hardware

I segnali di commutazione (come i segnali di manutenzione e di allarme) possono essere raccolti dal Singlechip tramite optoaccoppiatori (Figura 2).

La raccolta di segnali analogici (come i segnali di temperatura e velocità) è più complessa. Questo studio adotta LM45 come sensore di temperatura. Dopo essere stato filtrato, il segnale di tensione di uscita della disposizione di amplificazione viene inviato all'ATmega16, dove il segnale analogico viene convertito in digitale e confrontato con l'impostazione. Il risultato viene quindi emesso. Lo schema del circuito di acquisizione del segnale di temperatura è mostrato in Figura 3.

In base ai segnali raccolti, il Singlechip giudica se si verifica un errore e, in caso affermativo, che tipo di errore si è verificato, quindi genera il codice di errore e altre informazioni. Se il segnale di interfaccia non è aperto, in base alla parte di acquisizione del segnale sulla parte superiore della cabina dell'ascensore, possiamo giudicare i guasti come indicato nella sezione precedente "Classificazione e codifica dei guasti dell'ascensore", ad eccezione delle modalità di funzionamento. Se il segnale dell'interfaccia è aperto, possiamo valutare anche le modalità di funzionamento, grazie alla parte di acquisizione del segnale nel quadro elettrico.

Progettazione software

La progettazione del software dell'unità di acquisizione ed elaborazione del segnale è composta da tre parti: processo principale, processo di conversione analogico/digitale e processo di output del codice di errore. Il linguaggio di programmazione utilizzato è C. The source il codice è scritto nell'ambiente di sviluppo integrato ICCV8 per AVR Code Blocks IDE.[4] L'inizializzazione del processo principale include l'impostazione del timer su "0", l'impostazione delle porte di ingresso/uscita, l'impostazione della modalità di trasformazione digitale analogica, ecc. (Figura 4).

Analisi di simulazione

Proteus viene utilizzato per simulare l'unità di acquisizione ed elaborazione del segnale. Il chip 74HC4051 è stato scelto per ottenere l'acquisizione dati multicanale e il codice di errore generato viene visualizzato su quattro display a sette segmenti. La connessione e la disconnessione dell'interruttore possono sopportare la modifica di un valore di commutazione e verrà visualizzato il codice di errore corrispondente. Nel frattempo, è possibile simulare una variazione analogica modificando il valore della tensione di ingresso. Ad esempio, quando la temperatura del sistema di azionamento dell'ascensore è troppo alta, dovrebbe emettere il codice di errore 1202 (Figura 5).

Unità di trasmissione del segnale wireless GPRS

Il GPRS presenta numerosi vantaggi, come un'ampia applicazione, un'elevata velocità di trasmissione dati, l'interconnessione con la rete dati esterna e un buon utilizzo delle risorse. Pertanto, questa tecnologia è stata scelta per la trasmissione del segnale dell'ascensore.[5] L'unità di trasmissione del segnale wireless è costituita dal microprocessore, dal modulo DTU (Data Terminal Equipment), dalla rete GPRS e da Internet. Il microcontrollore trasmetterà il codice di errore e altre informazioni al modulo DTU attraverso il MAX232. Quindi, il modulo DTU invierà le informazioni alla rete GPRS. Successivamente, le informazioni vengono inviate all'unità di monitoraggio centrale tramite Internet (Figura 6). Il modulo DTU è costituito da un controller Internet, un modulo di accesso multiplo a divisione di codice/GPRS, un modulo di alimentazione e un'interfaccia esterna.[6]

Unità centrale di monitoraggio

Quando l'ascensore è in funzionamento normale, l'unità di monitoraggio centrale riceve informazioni sullo stato di funzionamento dell'ascensore in tempo reale. Può realizzare la simulazione dinamica del processo operativo, compreso l'avvio, l'accelerazione, il funzionamento regolare, la decelerazione, la frenata, il livellamento, l'apertura della porta e la chiusura della porta. Allo stesso tempo, lo schermo visualizza l'apparizione e la scomparsa dei segnali della scala di chiamata, la direzione operativa, i piani, ecc. Quando viene rilevato un guasto, l'unità di monitoraggio centrale riceverà e visualizzerà il codice di guasto e altre informazioni. Allo stesso tempo, il messaggio verrà aggiunto al database dei guasti e inviato al tecnico, che potrà quindi recarsi direttamente sulla scena del guasto. Possiamo realizzare questa funzione usando il linguaggio VB. ActiveX viene adottato per progettare l'interfaccia operativa, come "Immagine", "Etichetta" e "Casella di testo". L'interfaccia di simulazione in tempo reale dell'ascensore è mostrata nella Figura 7.

Adottiamo il database Microsoft® Access per stabilire il database delle informazioni sui guasti dell'ascensore (Figura 8).[7] Il database registra l'ora, il luogo, il nome del guasto e altri dettagli. Dopo che il database è stato stabilito, può collegarsi a VB tramite Data ActiveX, Adodc ActiveX e Grid ActiveX.

Conclusione

Per determinare e trasferire comodamente i guasti dell'ascensore, i guasti vengono classificati e i codici vengono prima modificati. Con l'obiettivo di migliorare l'attuale scarso stato di compatibilità del sistema di monitoraggio degli ascensori, questo studio ha diviso le unità di acquisizione ed elaborazione del segnale in due parti. Una parte è universale (a tutti gli ascensori), mentre l'altra può essere utilizzata solo dagli ascensori che aprono le loro porte. L'unità di trasmissione del segnale utilizza la tecnologia GPRS, che migliora la flessibilità e riduce i costi. L'unità di monitoraggio centrale non può solo visualizzare e memorizzare le informazioni sui guasti, ma può anche realizzare l'operazione di simulazione dinamica dell'ascensore.

Ringraziamenti

Questo progetto è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China e AQSIQ Nonprofit Industry Specialized Research Funding Projects (200910097, 201010057).

Referenze
[1] Yuji, Tanaka. “Un sistema di monitoraggio remoto amichevole” [J]. Ascensore, 2001, 8(2): 59-71.
[2] M. Stansfield. “Un tipico problema di interfaccia nel monitoraggio remoto degli ascensori” [J]. ELEVATOR WORLD. 1994,4: 23-28.
[3] W. Jianru, C. Chao, S. Yangjian. "Sistema di monitoraggio remoto dell'ascensore che adotta il chip singolo con doppia porta seriale" [J]. Computer Measurement and Control, 2006, 14(7): 900-901.
[4] R. Kalden, I. Meirick, M. Meyer. “Accesso a Internet senza fili basato su GPRS” [J]. IEEE Personal Communications, 2000, 7(2): 8-18.
[5] G. Zongran, M. Lifan, Y. Yanjun. “Sistema di trasmissione dati wireless basato su GPRS” [J]. Misurazione e strumentazione elettrica, 2010, 47 (536A): 46-48.
[6] Dr. Albert TP So, SK Liu. “Una revisione complessiva delle tecnologie avanzate degli ascensori” [J]. ELEVATOR WORLD, 1996, 44(6): 96-101.
[7] W. Jianru, L. Zhiqiang, Y. Huajun, C. Gang. "Il monitoraggio remoto dei guasti dell'ascensore e il funzionamento della simulazione dinamica" [J]. Automazione e strumentazione, 2001, (3): 36-37.