È un ascensore "sensibile".

Uno sguardo a come i dispositivi di pesatura del carico sono presenti nei moderni ascensori.

di Don Simons

La tecnologia ha migliorato la sicurezza e le prestazioni di quasi tutto nel nostro mondo nel corso degli anni e l'impatto dei sensori nel settore degli ascensori non fa eccezione. Tutto, dal determinare quanto è pesante un'auto, se qualcuno sta entrando nella cabina, migliorare l'installazione e la manutenzione della fune metallica o determinare se si è verificato un terremoto sono solo alcuni degli argomenti trattati in questo articolo.

Sensori di pesatura del carico

I dispositivi di pesatura del carico sono ampiamente utilizzati negli ascensori moderni. Sono disponibili diversi modelli tra cui scegliere, a seconda di dove verrà installato il dispositivo, dei potenziali carichi sul dispositivo e del tipo di uscita richiesta per il controller. Ci sono anche diversi vantaggi associati all'installazione di dispositivi di pesatura del carico. La più ovvia è eliminare le condizioni di sovraccarico. La maggior parte dei lettori si è trovata in un ascensore quando è stata superata la capacità di carico massima, quando la cabina dell'ascensore è in genere piuttosto affollata. Sebbene le funi metalliche e i componenti associati siano installati con un generoso fattore di sicurezza, è comunque necessario mantenere il carico complessivo all'interno della cabina di un ascensore a un peso massimo specificato.

Gli ascensori in condizioni di traffico intenso traggono grande vantaggio dall'installazione di un dispositivo di pesatura del carico, poiché è probabile che raggiungano la capacità di carico in più di un'occasione. Un dispositivo intelligente di pesatura del carico può interrompere temporaneamente il funzionamento dell'ascensore finché qualcuno non scende, riducendo così il carico in cabina. Una volta rilevato un carico accettabile dal dispositivo di pesatura del carico, riprende il normale funzionamento.

Un'altra caratteristica della maggior parte dei dispositivi di pesatura del carico è il "bypass chiamate in sala". Se il carico nella cabina di un ascensore è vicino alla capacità massima, l'ascensore può essere programmato per ignorare le chiamate in sala fino a quando il carico non è stato ridotto. Anche in questo caso, una volta rilevato un carico accettabile, viene ripreso il normale funzionamento.

I bambini che giocano negli ascensori aumentano i costi a causa dell'usura. Un dispositivo di pesatura del carico può ridurre tale attività utilizzando il "rilevamento della presenza". Se il dispositivo di pesatura del carico rileva un carico al di sotto di un peso minimo (65 libbre, ad esempio), può essere programmato per ignorare i comandi, supponendo che un bambino stia giocando nell'ascensore. Può anche essere programmato per ignorare i comandi se non vengono rilevati passeggeri.

Un dispositivo di pesatura del carico può anche combinarsi con inverter e controller per migliorare la regolazione della precoppia, il controllo dell'arretramento e il livellamento del pavimento. Questo flusso di dati in tempo reale informa il controllore dei carichi ed evita una forza eccessiva all'avvio, evita arresti improvvisi durante la frenata e perfeziona il processo di livellamento del pavimento.

Dispositivi a barriera fotoelettrica

In secondo luogo, le barriere fotoelettriche hanno avuto un'ampia varietà di usi per molti anni. Le aziende manifatturiere hanno fatto un uso massiccio delle barriere fotoelettriche nel corso degli anni, principalmente per garantire la sicurezza degli operatori delle macchine. Nel tempo, i design sono migliorati, rendendoli molto più affidabili e convenienti. Di conseguenza, il costo e le dimensioni di questi dispositivi hanno consentito loro di entrare nel settore degli ascensori.

Storia

Quando gli ascensori per passeggeri sono diventati automatizzati, le porte degli ascensori erano generalmente dotate di sicurezza meccanica

scarpe per garantire che le persone non siano state colpite e possibilmente ferite dalla chiusura delle porte. Le scarpe dovevano entrare in contatto diretto con l'ostruzione (come il braccio o la gamba di qualcuno) per funzionare.

Poiché le porte dell'ascensore erano piuttosto pesanti, ci voleva del tempo per rallentare, fermarsi e invertire la direzione della porta. Questo spesso
ha provocato lesioni personali o danni alle apparecchiature. (Uno dei principali motivi di contenzioso nel settore degli ascensori era, ed è tuttora, il danno ai passeggeri entrando o uscendo da un ascensore.)

Anche le scarpe meccaniche erano soggette a usura o danneggiamento durante il funzionamento quotidiano. I contatti elettrici si corroderebbero e una notevole quantità di tempo e denaro verrebbe spesa per la sostituzione di questa apparecchiatura. Il costo della riparazione è stato aggravato dal disagio dei tempi di fermo. Chiaramente, si doveva trovare un modo diverso dal contatto fisico per impedire la chiusura delle porte ai passeggeri.

Entra nella barriera fotoelettrica. Le barriere fotoelettriche offrono un mezzo per rilevare una presenza nel percorso della porta dell'ascensore senza effettivamente stabilire un contatto fisico. Forniscono anche ingressi di segnale per mantenere le porte completamente aperte, mentre i passeggeri entrano o escono da un ascensore, riducendo il rischio di contatto fisico e possibili lesioni. Le barriere fotoelettriche consentono ai passeggeri di entrare e uscire liberamente dall'ascensore, tenendo le porte aperte finché i raggi di luce sono bloccati nell'apertura della porta.

Funzionamento

Ecco una breve descrizione del funzionamento delle barriere fotoelettriche. Le barriere fotoelettriche (chiamate anche griglie fotoelettriche, sensori fotoelettrici o bordi delle porte) sono array accoppiati di elementi trasmettitori a infrarossi uno di fronte all'altro in alloggiamenti separati. I due alloggiamenti creano una matrice di luce, in cui ogni ricevitore riconosce la luce da uno o più trasmettitori. Quando un bersaglio (come un braccio o una gamba) interrompe uno o più raggi di luce, il ricevitore non vede più la luce dai suoi trasmettitori corrispondenti e attiva lo stato di uscita per cambiare.

Una barriera fotoelettrica ben progettata incorpora metodi per riconoscere quando i suoi raggi sono stati bloccati per un periodo considerevole. Alcune unità incorporano un'interfaccia cicalino/spostamento per segnalare acusticamente e fisicamente la presenza di un'ostruzione e devono essere spostate prima che l'ascensore continui a funzionare. Questa interfaccia può anche fornire istruzioni di velocità e coppia ridotte al meccanismo di chiusura per chiudere le porte in modo più delicato e utilizzare una pressione ridotta che non provoca lesioni personali o danni alle apparecchiature.

Tensionamento della fune metallica

Stabilire la corretta tensione in una serie di funi di sollevamento è uno degli aspetti più importanti dell'installazione e della manutenzione dell'ascensore, ma la sua importanza è spesso trascurata. Il corretto tensionamento di un set di funi è uno dei fattori più critici per prolungare la durata di funi e pulegge, migliorare la qualità di guida e massimizzare il risparmio sui costi. Una corretta regolazione della tensione assicura che ciascuna fune assuma una quota uguale del carico totale richiesto (Figura 1).

Quando le funi funzionano a tensioni diverse, la durata non è ottimizzata semplicemente perché alcune funi svolgono più lavoro di altre. Quando la differenza di tensione tra un gruppo di funi diventa apprezzabilmente grande, possono verificarsi tutti i tipi di condizioni indesiderabili. Il problema più comune che si verifica a causa della variazione della tensione è l'usura irregolare delle scanalature della puleggia di trazione. Le funi ad alta tensione tendono a ridursi di diametro, esercitando una pressione eccessiva sulla scanalatura della puleggia. Si incastrano in profondità nelle scanalature e causano abrasione alla puleggia (Figura 2).

Al contrario, le funi a bassa tensione tendono a scorrere lungo le scanalature della puleggia in un modo non dissimile da quello di una sega. Il risultato è un'eccessiva abrasione della puleggia. L'usura irregolare delle scanalature prodotta da queste differenze di tensione fa sì che le funi funzionino a velocità diverse per compensare le differenze di profondità delle scanalature. Il risultato netto è una riduzione della durata della fune e della puleggia (con conseguente aumento dei costi di manutenzione a lungo termine).

È anche importante notare che le funi che passano sopra le scanalature irregolari delle pulegge non possono mai essere tese correttamente. Le funi sostitutive dureranno solo una frazione della loro vita prevista e ogni set di funi sostitutive avrà una vita progressivamente più breve a causa delle differenze nelle scanalature delle pulegge.

Esistono diversi modi per controllare la tensione delle funi, dalla "spentatura", all'utilizzo di un misuratore di tensione della fune analogico, a un sensore multiplo e una scatola di controllo con display LCD per regolazioni in tempo reale. Per ora, esploriamo il
quest'ultimo. Il sistema è composto da due componenti di base. I singoli sensori sono collegati a ciascuna fune per fornire letture di tensione per le singole funi. I sensori sono collegati alla scatola di controllo, che fornisce una rappresentazione grafica della tensione in ciascuna fune su un ampio display LCD (Figura 3). L'utente legge semplicemente la tensione in ciascuna fune ed effettua le regolazioni necessarie, eliminando pesi di prova, calibrazione e congetture (Figura 4).

In sintesi, il mantenimento della corretta tensione delle funi di sollevamento può ridurre notevolmente l'usura non necessaria delle pulegge e delle funi di sollevamento ed eliminare virtualmente il potenziale di sostituzione anticipata delle pulegge e/o delle funi.

Sensori sismici

Un terremoto, anche lieve, può distorcere o rompere i componenti allineati con precisione di un sistema di ascensori. I possibili danni dovuti a un evento sismico includono contrappesi deragliati (che potrebbero entrare in collisione con le cabine), funi metalliche danneggiate o spostate e rotaie o rulli di guida rotti o danneggiati. Anche un piccolo tremore potrebbe piegare una staffa del binario e causare l'eventuale cedimento del binario mesi dopo. Un sistema di rilevamento sismico intelligente può proteggere i passeggeri portando rapidamente l'ascensore alla fermata più vicina e spingendo i passeggeri a uscire dalla cabina. Le contromisure sismiche sono completamente trattate in ASME A17.1. Codice di sicurezza per ascensori e scale mobili.

I moderni sistemi di ascensori hanno un paio di modi per determinare se hanno subito danni a causa di un terremoto. L'hardware di spostamento del contrappeso "Ring on a string" è un modo semplice per rilevare il deragliamento del contrappeso. Due cavi d'acciaio corrono paralleli alle guide del contrappeso e passano attraverso una coppia di golfari posti sul contrappeso (Figura 5). Se un golfare entra in contatto con un cavo (che indica lo spostamento del contrappeso), viene completato un circuito elettrico, che dice al controller di fermarsi e reindirizzare immediatamente l'auto.

Un modo più preciso per determinare se e quando un ascensore deve essere spento è un rilevatore sismico elettronico che rileva e misura l'accelerazione su tutti e tre gli assi. Se questo movimento, misurato in G, supera un limite programmato, il rilevatore segnala al controllore dell'ascensore di fermare la cabina al piano più vicino per consentire un'uscita sicura e veloce da parte dei passeggeri.

Un sensore sismico completo (come il Draka P/N 010-4-0005 mostrato nella Figura 6) rileva le onde sismiche primarie (P) e secondarie (S) e agirà di conseguenza. Quando il sensore rileva un'onda P di ampiezza sufficiente, invierà un segnale all'ascensore per fermarsi al piano più vicino e consentire ai passeggeri di uscire dalla cabina prima che arrivino le onde S più dannose. L'ascensore rimarrà fuori servizio fino a quando non sarà riparato e ripristinato da un tecnico qualificato. Il prodotto registrerà anche la data, l'ora, la durata e il picco di accelerazione in ciascun asse per un evento sismico che rileva. Questo può aiutare gli ingegneri a determinare l'entità di eventuali danni.

L'ascensore più intelligente di oggi

L'uso dei sensori negli ascensori oggi ha migliorato la sicurezza e l'efficienza. I controller degli ascensori sono ora in grado di ricevere dati molto più precisi, facendo un uso migliore dei requisiti di alimentazione e portando il pubblico dove è necessario essere più veloci. Questi sensori stanno aiutando altre iniziative nel nostro settore a diventare più "verdi".

Questi sono solo alcuni dei sensori utilizzati oggi nel settore degli ascensori. La loro affidabilità, maggiore sicurezza e durata sono solo alcuni dei punti in cui aiutano i sensori a rendere gli ascensori più convenienti per i proprietari di edifici e più sicuri per il pubblico in generale.