Yük Asansörü Kapı Kontrolü: Kablosuz Teknoloji Fırsatı

Kablolu yük asansörü kapı kontrol sistemleri ile kablosuz sistemler arasında bir karşılaştırma

Steven Reynolds, P. Eng ve Henry E. Peelle, III, DM

Giriş

Bugüne kadar, kablosuz teknolojiler asansör endüstrisinde sadece sınırlı bir uygulama bulmuştur. Birkaç erişim asansörü üreticisi, çağrı/gönderme cihazları için kablosuz, bazıları ise kontrol kurulumu için Bluetooth™ uygulasa da, asansör kontrolleri için genel bir kablosuz kullanımı olmamıştır. Kablosuzun benimsenmesi sınırlı olmakla birlikte, geçerli kodlarda kablosuz teknolojinin yasaklanması yoktur. NS ASME A17.1/CSA B44 Asansörler ve Yürüyen Merdivenler için Güvenlik Kodu asansör fonksiyonları için kablosuz teknolojinin kullanımını yasaklamaz. Kod, asansöre doğrudan bağlı olmayan televizyon uzaktan kumandaları ve radyo frekansı tanımlama etiketleri gibi yardımcı kablosuz aygıtların kullanımını yasaklarken, kod, kablosuz aygıtlara veya asansörün işlevine doğrudan bağlı sistemlere izin verir.

Öğrenme hedefleri

Bu makaleyi okuduktan sonra şunu öğrenmiş olmalısınız:
♦ ASME A17.1/CSA B44 kablosuz teknolojiye izin verir
♦ Kablosuz teknoloji, asansör kuyusu ve kabin üstü kablolamanın sayısını ve karmaşıklığını önemli ölçüde azaltabilir
♦ Her kapı ve kapı için ayrı kablosuz yük kapısı kontrolörleri, makine dairesine monte merkezi bir kontrolörü ortadan kaldırabilir
♦ Kablosuz kapı kontrolörleri, "yıldız" konfigürasyonunun aksine "kablosuz" konfigürasyonda bir Kablosuz Kişisel Alan Ağı (WPAN) kullanabilir
♦ Kablosuz kapı kontrol cihazlarının Federal İletişim Komisyonu standartlarını karşılaması ve test edilmesi gerekir.

Cep telefonları, Wi-Fi ve Bluetooth gibi uygulamalarda kablosuz kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte asansör kontrol bağışıklığı ile ilgili sorunlar önemli hale geldi. ASME A17.1-2000/CSA B44-00, Avrupa Pazarlama Konfederasyonu standardı EN 12016'ya dayalı olarak tüm kontrol ekipmanlarında elektromanyetik parazit bağışıklığı gerekliliklerini içeriyordu. Bu standart, asansöre yayılan gürültü uygulandığında asansörün beklenmedik şekilde hareket etmemesini sağlar. kontrol sistemi. Şaşırtıcı bir şekilde, 10 yıl önce bağışıklık testinin benimsenmesi, asansöre uygulanan kablosuz teknolojinin benimsenmesiyle sonuçlanmadı. 

Günümüzde kablosuz iletişim, kablolu ağlar kadar güvenilirdir. Endüstriyel otomasyon da dahil olmak üzere diğer endüstriler, ASME A17.1/CSA B44'ün gerektirdiği kadar yüksek SIL derecesine sahip güvenlik bütünlüğü seviyesi (SIL) dereceli cihazları içeren kablosuz sistemler kullanır. Asansör kontrol uygulamalarında kablosuz kullanımının zamanı geldi. Bu makale, böyle bir uygulamayı, yük asansörü kapı kontrol sistemleri için kablosuz kullanımını tartışmaktadır. Geleneksel sistemlerde kullanılan birçok kablo ve kablosuz teknolojinin olgunluğu nedeniyle, kablosuz uygulaması yük asansörü kapıları için ideal bir seçimdir.

Bu makale, geleneksel kablolu yük asansörü kapı kontrol sistemlerini tartışmaktadır. Bu daha sonra kablosuz bir sistemle karşılaştırılır ve kurulum sırasında gereken kablo sayısındaki önemli azalmaya odaklanılır. Aşağıda, iletişim yöntemleri ve protokollerinin bir tartışması yer almaktadır. Bitirmeden önce, makale yasal testleri ve uyumluluğu gözden geçirmektedir.

Geleneksel Yük Asansörü Kapı Kontrolü

Kablosuz bağlantının avantajlarını açıklamak için geleneksel kablolu sistemleri anlamak gerekir. Çoğu yük asansörü kapısı ve kapısı, kendi motorları tarafından ayrı ayrı çalıştırılır. Sonuç olarak, her kapı ve kapının kendi konumsal limitleri veya kodlayıcıları vardır. Ayrıca her kapı ve kapı kendi kapı açma, kapama ve durdurma butonlarına sahiptir. Her kat kapısında ayrıca bir bölge anahtarı, kapı kilidi ve acil kilit açma cihazı bulunur. Araba kapısında ayrıca bir geri dönüş cihazı ve kapı anahtarı bulunur. Bu cihazlar için kablolama, seri veya paralel devreler olarak makine dairesine geri döner ve bir makine dairesinde bulunan bir kapı kontrolöründe sona erer.    

Tablo 1, bir ön kapı seti ve tek bir kabin kapısı için makine dairesine dönen iletkenlerin sayısını listeler. Her kapı ve kapıda ayrı cihaz kabloları hariçtir.

Tablonun ilk sütunu, kapılar ve kapılar için kablo bağlantısına ihtiyaç duyan elektrikli cihazları listeler. İkinci sütun, makine dairesinde bulunan kapı/kapı kontrol ünitesini en yakın durak kapısına (makine dairesinin konumuna bağlı olarak üst veya alt kapı) bağlamak için toplam asansör kuyusu kablolarını listeler. Bu aynı zamanda, tüm kapılar bağlanana kadar her bir kat kapısını bir sonraki kapıya ve bu şekilde bağlamak için gereken aynı sayıda kablodur. Üçüncü sütun, kapı/kapı kontrol ünitesini kabin kapısına bağlamak için toplam seyahat kablosu tellerinin sayısını listeler. Dördüncü sütun, kapı/kapı kumandasını asansör kumandasına bağlamak için gerekli kabloları listeler. 

Asansör kontrolü kapı çalışmasını başlattığından, kapı/kapı kontrolü birbiriyle iletişim kurmalıdır. Asansör kontrolünden kapı/kapı kontrolüne çıkış olarak gönderilen sinyaller, kamı devre dışı bırakma, muayene işlemi, kapı açma başlatma, kapı kapanma başlatma, dürtme ve kapatma uyarı zilidir. Kapı sisteminden asansör kontrolüne girdi olarak alınan sinyaller, kapı konumu (kapalı ve açık), geri dönüş cihazı başlatma, kapı kapalı ve kapı kilitli durumu (kilit) ve kapı kapalı durumu (kapı kontağı).

Şekil 1, tipik bir kablolu yük asansörü uygulamasındaki bağlantı sayısını göstermektedir. Belirtildiği gibi, tipik bir üç duraklı yük asansörü kapı sistemi, toplamda kat kapıları için 66 kablolu bağlantı (22 X 3), kabin kapısı için 22 kablo, üç güç kablosu ve denetleyiciden denetleyiciye bağlantılar için 16 kablo gerektirir. 107 kablo bağlantısı. Tüm sabit kabloların kablo kanalından veya kanaldan geçtiğine dair Ulusal Elektrik Yasası gereklilikleri ve önceden kablolanmış bağlantılara karşı birleşme yasakları göz önüne alındığında, kablolama için önemli bir alan zamanı ayrılmıştır.

Kablosuz Yük Asansör Kapı Kontrolü

Bir katta durdurulduğunda, kabin kapısı ve kat kapısı doğrudan bitişiktir. Ancak elektriksel olarak birbirlerinden çok daha uzaktırlar. Kabin kapısı ve durak kapısı arasındaki kablolu bağlantılar, seyahat kablosu aracılığıyla makine dairesine gider ve asansör boşluğundan tekrar sahaya iner. Asansör yolculuğunun uzunluğuna bağlı olarak, bu mesafe önemli olabilir. Kablolu seri iletişim, durak kapıları arasındaki ve makine dairesi kontrolü ile durak kapıları ve kabin kapısı arasındaki ayrı bağlantı sayısını azaltırken, cihazlar arasındaki bağlantı yolu hala çok uzundur. Seri iletişim genellikle özel kablo türleri ve bazı durumlarda ekranlı kablolar gerektirir.

Kabin kapısı ile bitişik kat kapısı arasındaki sabit kablolu bağlantılar birbirinden uzak olsa da kablosuz olarak birbirine yakındır. En basit haliyle, ihtiyaç duyulan tek iletişim yolu, kabin kapısı ile bitişik kat kapısı arasındadır. Ancak, tüm kapı sistemini izleyebilen bir sistemin avantajları vardır. Kapı koşullarına ilişkin bilgiler, kapı operatörleriyle ilgili sorunları tanımlar. Kapı konum bilgisi, kilitten bağımsız olarak kapalı veya açık durumunun kontrol edilmesini sağlar. Acil kilit açma cihazlarının devreye girdiğini veya aracın birden fazla yerde olduğunu gösteren sinyaller, müdahale edilmesi gereken sorunlara işaret ediyor.

Peelle Co., radyo iletişimi için gereken gücü en aza indirmek için merkezi olmayan kontrolleri kullanan bir ağ ağı seçti. Merkezi olmayan bir sistemde, her bir kat kapısı ve araba kapısı kendi kablosuz kontrolüne sahiptir. Kafes ağda, her bir kat kapısı kontrolü, sıradaki bir sonraki kapıya veri "elden çıkarır". Her kapı hattı, kendi benzersiz iletişim kanalını ve benzersiz adresini, genellikle kat numarasını alır. Şekil 2, bir ağ ağını gösterir ve ağı daha tanıdık yıldız ağıyla karşılaştırır.

Merkezi olmayan bir kablosuz sistemde kapatma başlatma, makine dairesinde bulunan asansör kumandası tarafından ayrı bir kapatma başlatma sinyali verildiğinde sonuçlanır. Kapatma sinyali, seyahat kablosundan aşağı doğru ilerler ve kabin kapısı kontrolörü tarafından alınır. Sıralı çalışma, kabin kapısının kat kapısından önce kapanmasını gerektirir. Kapatma sinyali alındığında ve herhangi bir bekleme veya uyarıdan sonra kabin kapısı kapanacaktır. Kablosuz sistemde, kabin kapısı 2/3 oranında kapandığında, kabin kapısı kontrolü, bitişik durak kapısına kablosuz olarak bir yakın sinyali iletecek ve durak kapısının kapanmasını başlatacaktır.

Kat kapısı ve kabin kapısı arasındaki kablosuz iletişim, herhangi bir sayıda başlatma veya kontrole kadar uzanabilir. Kat kapısı açma ve kapama butonları, başlatıldığında durumlarını bağlı oldukları yerel kat kapısı kontrolünden kablosuz olarak kabin kapısı kontrolüne iletebilir. Kabin kapısı kontrolü daha sonra, bir kullanıcının seyahat kablosu bağlantıları aracılığıyla bir açma veya kapama düğmesine bastığını asansör kontrolüne bildirir. Şekil 3, bir kat butonu ile asansör kontrolörü arasındaki bu iletişim yolunu göstermektedir.

Kat kapısı kontrolöründen kabin kapısı kontrolörüne ve ardından asansör kontrolörüne kablosuz olarak herhangi bir sayıda sinyal iletilebilir, örneğin:

• Kat kapısının konumu: tamamen açık, tamamen kapalı veya arada herhangi bir şey
• Salon açma, kapama ve durdurma butonları
• İniş kapısı bölgesi
• Kilit açma cihazı durumu
• Kapı ters çevirme cihazı veya dedektörü
• Motor durumu, aşırı yük veya aşırı çalışma

Merkezi olmayan kontrolörlere sahip kablosuz bir sistemde, her duraktaki ve arabadaki yerel cihazlar ilgili kontrolöre bağlanır. Kablosuz iletişim, kat kapıları arasındaki ara bağlantıları ortadan kaldırır. Bununla birlikte, merkezi olmayan her bir kontrol, doğrudan kat kapısı ve araba kapısı motorlarını çalıştırdığından, merkezi olmayan yönetim, güç için çalışan hatlar gerektirir. Tablo 2, merkezi olmayan kablosuz kontrolleri kullanan bir ön kapı seti ve tek bir araba kapısı için makine dairesine dönen iletkenlerin sayısını listeler. Her kapıda ve araba kapısında ayrı cihaz kablolaması hariçtir.

Birinci sütunda gösterildiği gibi, kablolu ve kablosuz kontroller aynı elektrikli cihazları kullanır. İkinci sütun, durak kapılarını makine dairesine bağlayan asansör kuyusu kablolarını listeler. Bireysel cihazların kabloları bireysel kat kapısı kontrolöründe yerel olduğundan, yalnızca güç ve kilitleme devresi için bağlantılar vardır. Üçüncü sütun, asansör kumandasını kabin kapısı kumandasına bağlayan toplam seyahat kablosu tellerinin sayısını listeler. Araba kapısına yerel cihazlar, doğrudan arabanın üstüne monte edilen araba kapısı kablosuz kontrolüne bağlanır. Makine dairesine giden kablolar yalnızca güç, basmalı düğme ve sinyal kablolarından oluşur. Makine dairesinde kapı kontrolü olmadan, sinyal kabloları doğrudan asansör kontrolörüne dönerek kontrolörden kontrolöre ara bağlantıları ortadan kaldırır.

Şekil 4, yerleşik kablosuz uygulama için bağlantı sayısını gösterir. Gösterildiği gibi, merkezi olmayan kablosuz kontrol kullanan üç duraklı bir yük asansörü, kat kapıları için kablolu bağlantıların sayısını 24'e ve kabin kapısı için 22'ye düşürür ve makine dairesindeki kontrolör-kontrolör bağlantılarını ortadan kaldırır. Kablosuz sistem, kablolu bir sisteme kıyasla kablolamayı %57 oranında azaltır (bkz. Şekil 1). Daha az bağlantı ve kablo, karmaşıklık düzeyini, sorun gidermeyi ve hata fırsatlarını azaltır. Bu, doğrudan saha kurulumlarında önemli tasarruflara dönüşür.

Kablosuz İletişim Protokolleri

Bir kablosuz kişisel alan ağı (WPAN), daha önce açıklandığı gibi bir ağ kullanarak her merkezi olmayan kablosuz kontrolü birbirine bağlar. WPAN, kablolu bilgisayar ağları için yaygın olarak kullanılan bir yerel alan ağına benzer. Peelle, WPAN için ağ ve veri iletişim protokollerini tanımlayan Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) 802.15.4 iletişim standardını seçti. Bu standart, güvenilir ve güvenli iletişim sağlamak için iletişim çarpışmasını önlemeyi içerir. Bu taşıyıcı algılamalı çoklu erişim (CSMA) protokolü, bir dinle-gönder-onay prosedürü kullanır. CSMA, kablosuz kontrolün diğer kablosuz cihazların varlığında güvenilir bir şekilde iletişim almasına ve göndermesine olanak tanır.

Taşıyıcı algılama protokolünde, verici kablosuz cihaz önce diğer taşıyıcı dalgaları dinler. Cihaz daha sonra göndermeden önce devam eden iletimlerde bir duraklama bekler. Çoklu erişim protokolüne sahip cihazlar, iletilen herhangi bir veriyi eşit derecede alabilir. Ancak, bir ağ ağının kullanılması, sıradaki bir sonraki durak kapısına iletimin alınmasını sınırlar. Sıradaki bir sonraki durak kapısı iletilen verileri aldığında, gönderen cihaza alındığını bildirir. Bu kat kapısı daha sonra yine dinle-gönder-onay protokolünü izleyerek verileri bir sonraki kapıya iletebilir.

Her kablosuz cihaz sırayla örneğin bir kapatma başlatma sinyali alacak olsa da, tüm kat kapıları yanıt vermeyecek ve kapanmayı başlatmayacaktır. Daha önce açıklandığı gibi, her asansörün her satırına benzersiz bir kanal atanır; sadece bu benzersiz kanal için ayarlanmış cihazlar, o kanal boyunca iletişim kurmak üzere programlanmış bir cihazdan kaynaklanan bir yakın sinyali alabilir.

Bir kapı bölgesi anahtarı daha sonra bir hattaki hangi kapının kapanma sinyaline tepki vereceğini sınırlar. Araç bir durak noktasına geldiğinde ve asansör boşluğu kapısının kilidini açarak geri çekme kamı indirdiğinde, aynı zamanda bir bölge anahtarını da etkinleştirir. Bu bölge anahtarı, kanal boyunca alınan tüm açma ve kapama sinyallerini söz konusu kapıya sınırlar. Bölge değiştirme metodolojisi yeni değil; bölge anahtarları, her türden kablolu sistemlerde yaygındır. Ancak, merkezi olmayan kontrolün kullanılması, bir kanal boyunca her kapı tarafından durum iletişimine izin verir. Bu, kabinin bir durakta olduğu durumda olduğu gibi birden fazla bölge anahtarının etkin olup olmadığını tespit etmeyi mümkün kılar ve yetkili personel başka bir durakta acil durum kilit açma cihazını etkinleştirir. Ağ bağlantılı merkezi olmayan kontrol daha sonra kapı çalışmasını askıya alacaktır.

Düzenleyici ve Sertifikasyon Gereksinimleri

ASME A17.1/CSA B44 gerekliliklerini karşılamak için kablosuz kontroller listelenmeli ve ASME A17.5/CSA B44.1'e göre sertifikalandırılmalı ve EN 12016'ya göre “güvenlik devreleri” ile ilişkili seviyelerde elektromanyetik bağışıklık testinden geçmelidir. ASME A17.5/CSA B44.1, asansör kontrol ekipmanı için minimum güvenlik kriterlerini belirler. Ayrıca, EN 12016'ya göre test edildiğinde, test edilen kontrol şunları yapmamalıdır:

• Önemli elektriksel koruyucu cihazları etkisiz hale getirin
• Kilitleme veya kapı kontakları açıkken kabinin seviyelendirme bölgesinin ötesinde hareketine izin verin
• Kodda belirtilen sınırları aşmak için hızlara izin verin
• Baypas durumundaysa aracın normal çalışmasına dönmesine izin verin
• Etkisiz kilitlemeler, kapı kontakları, erişim anahtarları veya baypas anahtarları oluşturun

EN 81 kapsamında benzer gereksinimler geçerli olmakla birlikte, bu aynı zamanda EN 12015'e göre test yapılmasını gerektirir. Kontrolörün yayılan emisyonlara duyarlılığını test eden EN 12016'nın aksine, EN 12015, bir kontrolörün üretebileceği yayılan ve hattan iletilen emisyon miktarını test eder ve sınırlar.

Test gereksinimleri, spektrum kullanımını ve diğer elektromanyetik girişim gereksinimlerini düzenleyen Federal İletişim Komisyonu, Industry Canada ve Avrupa Komisyonu'ndan da gelir. Kablosuz denetleyiciler için geçerli olan federal ve küresel standartlar şunları içerir:

• Federal Kanun veya Yönetmelikler – Ekipman Yetkisinin Verilmesi, FCC Bölüm 15 Alt Bölüm C, Kasıtlı Radyatörler
• Industry Canada – Kanada Kabul Sertifikası
• Avrupa Radyo ve Telekomünikasyon Terminal Ekipmanı – R&TTE Direktifi
• IEEE 802.15.4 – Uluslararası standart kablosuz veri iletişim protokolü

Sonuç

Bu makale, olgun ancak büyük ölçüde yeterince kullanılmayan bir teknolojinin uygulamasını gözden geçirmiştir - bu durumda, yük asansörü kapı kontrollerine kablosuz iletişim. Kablolama, kurulum süresinin önemli bir bölümünü temsil eder. Kablosuz iletişim kullanan kontrol sistemleri, kabloların ve bağlantı noktalarının sayısını önemli ölçüde azaltabilir. Yerel yönetim, makine dairesiz birimlerin yaygın olarak benimsenmesiyle artık gerekli olan makine odası kontrolünü ortadan kaldırır. Açıklandığı gibi, kablosuz iletişim yalnızca sağlam ve basitleştirilmiş kontrol sağlamakla kalmaz, aynı zamanda önemli bir maliyet tasarrufu sağlar.

Öğrenme-Takviye Soruları

www.elevatorbooks.com adresinde veya bu sayının 94. sayfasında bulunan Sürekli Eğitim Değerlendirme Sınavına çalışmak için aşağıdaki öğrenme-pekiştirme sorularını kullanın.
♦ Kablosuz teknoloji, karmaşık bir yük asansörü kapı kontrol sisteminde ne gibi avantajlar sağlar?
♦ Kablosuz yük asansörü kapı kontrolörleri için ne tür bir ağ düzenlemesi kullanıldı ve neden?
♦ Bir kapı kontrolöründen diğerine kablosuz olarak aktarılan bilgilerin bir kısmını listeleyin.
♦ Zemin imar nedir ve bölge anahtarı ne işe yarar?
♦ Kablosuz asansör cihazları için hangi sertifikalar ve listeler gereklidir?