Asansör Güvenlik Sisteminin Geleceği

Asansör güvenliğini bir üst seviyeye taşıyabilecek teknoloji incelemesi

Bu bildiri şu adreste sunuldu: Madrid 2016, Uluslararası Dikey Taşıma Teknolojileri Kongresi ve ilk olarak A. Lustig tarafından düzenlenen IAEE kitabı Elevator Technology 21'de yayınlandı. Uluslararası Asansör Mühendisleri Birliği'nin izniyle yeniden basılmıştır. (web sitesi: www.elevcon.com).

Günümüz asansörlerinin güvenlik sistemi uzun yıllardır değiştirilmemiştir. Değişen şey uygulamalardı. Binalar artık 1 km yüksekliğe ulaşıyor ve bu da aşırı hız regülatörü ve güvenlik tertibatı gibi güvenlik bileşenlerine yüksek talepler getiriyor. Öte yandan modernizasyon, yalnızca Avrupa'da değil, hala en önemli işlerden biridir. Alan gereksinimleri ve işlevsellikler zorluklardır.

Güvenlik bileşenleri ve güvenlik sistemleri için asansör endüstrisinin kilit oyuncusu olan Wittur Group, yeni ürünler yaratmada aktiftir. Geleneksel bir mekanik aşırı hız regülatörüne ihtiyaç duymayan emniyet dişlileri böyle bir çözümdür. Güvenlik seviyeleri ve işlevleri başka bir şekilde düşünülmelidir.

Asansör dünyası ayrıca, tamamen dikey olmayan ve elektromanyetik tahriklerle çalıştırılan asansör boşluklarında çalışan birden fazla kabin gibi diğer yeni konseptler üzerinde de çalışıyor. Bu, güvenlik sisteminde tam bir devrim gerektiriyor. Önemli bir ürün, normlara ve düzenlemelere uyması gereken kabindeki elektronik güvenlik freni olacaktır.

1. Emniyet Dişli Sisteminin En Son Teknolojisi

Bir asansörün güvenlik sistemi, yolcunun, bakım personelinin ve asansör sisteminin kendisinin güvenliğinden sorumlu çeşitli mekanik ve elektrikli bileşenlerden oluşur. Arabanın içindeki insanlar için risk açısından aşağıdaki bileşenler çok önemlidir:

• Motor freni — arabayı inişte tutmak ve acil bir durumda arabayı frenlemek için
• Güvenlik tertibatı — arabayı aşırı hızdan veya serbest düşüşten durdurmak ve tutmak için
• Tampon — darbe enerjisini emmek için
• Güvenlik anahtarları — güvenlik zincirini açmak için

Modern asansörler, bunların yanı sıra, yukarıda listelenen aynı bileşenlerle kısmen gerçekleştirilen, kapılar açıkken durak katından uzağa kontrolsüz harekete (UCM) karşı başka güvenlik işlevlerine de sahiptir.

Güvenlik tertibatı sisteminin kendisi birkaç mekanik bileşenden oluşur:

• Güvenlik tertibatı (anlık veya aşamalı tip)
• Emniyet dişlilerinin mekanik senkronizasyonu
• Aşırı hız regülatörü
• Aşırı hız regülatörü halatı
• Halat döngüsünün gerdirme cihazı
• Vali halatı ve senkronizasyon arasındaki bağlantı

Mevcut sistemin dezavantajları sadece çok sayıda bileşen ve bunların güvenilir mekanik etkileşimi değildir. Diğer bir yönü ise yüksek kurulum maliyetidir. Ayrıca, bakım eksikliği, güvenilirliklerini tehlikeye atabilecek yüksek bir risk potansiyelini temsil eder. Yukarıda belirtilen dezavantajların yanı sıra, bileşenlerin büyük yer gereksinimi, özellikle modernizasyonda önemli rol oynayan bir konudur.

2. Emniyet Donanımı Üzerindeki Mekatronik Etki

2.1 Elektromekanik Güvenlik Donanımı Konsepti

Birçok endüstriyel makinede mekatronik güvenlik bileşenleri ve sistemleri kullanılmaktadır. Bu unsurları günümüzün tüm mekanik güvenlik tertibatı sistemine aktararak basitleştirilebilir ve dolayısıyla iyileştirilebilir. Aşağıda, böyle bir sistemin hem yararları hem de zorlukları anlatılmaktadır.

Vali sisteminin görevi, güvenlik tertibatını aşırı hızda etkinleştirmektir. Karşılaştırılabilir mekatronik yaklaşım, güvenlik elektroniği ve ilgili sensörler aracılığıyla elektromekanik bir güvenlik tertibatındaki bir aktörü (mıknatısı) tetiklemektir.

Böyle bir sistem, aşırı hız regülatörünün yanı sıra halat halkası ve gerdirme cihazının yerini alır. Güvenlik elektroniği asansör kontrolüne entegre edilmiştir ve diğerlerinin yanı sıra aşırı hızda güvenlik devresini keser. Aynı zamanda, sensör (örn. manyetik bant kodlayıcı) kabin konum bilgisi için kullanılabilir.

2.2 Elektromekanik Güvenlik Donanımının Tasarımı

Patentli tasarımın prensibi, ayarlanabilir yay kuvvetine sahip bir makaralı güvenlik tertibatına dayanmaktadır. Silindir ilk konumunda en alt konumdadır. Baskı yayı olarak tasarlanan çalıştırma yayı, bir mıknatıs tarafından gergin tutulmaktadır. Mıknatıs düşerse, yay silindiri kılavuz raya doğru bastırır ve bu, bağımsız olarak son konumuna kadar çalışır. Silindirin devreye girmesi, elektriksel olarak gergin tutulan yay tarafından mekanik olarak gerçekleştirilir. Bunu göz önünde bulundurarak, güvenlik tertibatının EN 81'e uygun olduğu varsayılabilir. Emniyet tertibatının kavrandığı durumda çalıştırma yayı tamamen sıkıştırılır. Güvenlik tertibatının sıfırlanması, sadece arabayı kaldırarak yapılır. Kılavuz plakayı normal konumunda sabitlemek için mıknatısın önceden çalıştırılması gerekir.

EN 81-20 Bölüm 5.6.2.1.5: Elektrik Kontrolü, güvenlik tertibatının devreye girmesinden sonra makinenin durdurulması açısından genel gereksinimleri açıklar. Artık mekanik senkronizasyon olmadığı için her cihaz için ayrı bir emniyet anahtarı öngörülmüştür. Testler, uygun şekilde tasarlanmış mıknatıslarla elektriksel senkronizasyonun mekanik senkronizasyondan daha duyarlı olduğunu göstermiştir. Bu, aracın dengesiz yüklenmesi açısından bir başka avantajdır.

Arıza güvenliği konsepti, kasıtsız etkileşimi önlemek için bir pil yedeği (UPS) gerektirir.

3. Asansörlerde Daha Fazla Elektronik Potansiyeli

EN 81'deki normatif değişiklik olarak Asansörler için Güvenlikle İlgili Uygulamalarda (PESSRAL) Programlanabilir Elektronik Sistemlerin tanıtılması, emniyetlerin tasarlanması için elektronik bileşenlerin kullanılmasına olanak tanır. Uluslararası norm IEC'ye dayanmaktadır. 61508: Elektrikli/Elektronik/Programlanabilir Elektronik Güvenlikle İlgili Sistemlerin İşlevsel Güvenliği.

3.1 Elektromekanik Güvenlik Donanımının Asansör Sistemine Entegrasyonu

GLGS-22U gibi yeni bileşenleri piyasaya sürmek için sensörler ve güvenlik elektroniği gereklidir. Bu tür bileşenler zaten piyasada mevcuttur.

Geleceğin asansörlerinde daha fazla elektroniğin önemli bir yönü izlemedir. Sonuç olarak, asansörün veya bazı önemli bileşenlerin durumu her kontrol edildiğinde, güvenliği artırmak için önleyici tedbirler ayarlanabilir. Bu, yeni bileşenlere yol açar ve asansör (işin yanı sıra) değişecektir.

Güvenlik elektroniğinin diğer avantajlarının kullanılması (örneğin, şaft uç limit anahtarlarının gerçekleştirilmesi) göz önüne alındığında, inceleme sürüşü ve geri çağırma sürüşü gibi asansör işlevlerini sağlamak için bu tür güvenlik elektroniklerine bir dizi sinyal sağlanması gerekir. Güvenli CAN fieldbus kullanımıyla ek bir basitleştirme sağlanabilir.

GLSG-22U'yu uygularken dikkat edilmesi gereken, acil durum tahliyesidir (örneğin, güç kaybı durumunda). Böyle bir durumda arabanın hareketi ancak yukarı yönde mümkündür.

Bu tür bir elektromekanik güvenlik tertibatı, uygun yönergeler ve önlemler dikkate alınarak çift etkili biçimde (yukarı frenleme dahil) inşa edilirse, gerçekleştirme açısından EN 81-21: Mevcut Binalarda Yeni Yolcu ve Yük Asansörleri'ne göre asansörlerde de kullanılabilir. her iki yönde güvenlik alanı.

3.2 Avantajlar

Böyle yeni bir güvenlik tertibatı kullanmanın pek çok avantajı vardır:

• Daha az bileşen (alan tahsisi, işlevsel riskler, kurulum ve hizmette düşük maliyet, vb.)
• Araba sapanlarına basit entegrasyon
• GLSG-22U'nun basitleştirilmiş çoklu düzenlemesi (örneğin, elektriksel olarak senkronize edilmiş dört ünite)
• Gerçek zamanlı senkronizasyon
• Örneğin hareket yüksekliğinden sisteme olumsuz etki olmaz
• Hız sınırlayıcı sistemindeki yanlışlıklar nedeniyle tehlikeli hız yok
• Kendi kendini izleme sistemi kritik durumları tanır (daha yüksek güvenlik).
• Birkaç kabinin tek bir şaftta düzenlenmesi (uygulaması daha kolay)

Güvenlik sistemlerinin bir sonraki seviyesi üzerinde düşünüldüğünde, elektroniğin sunabileceği fırsatları göz önünde bulundurarak, bir sonuç, gerekli tüm işlevleri tek bir bileşende birleştiren kontrollü fren kuvvetine sahip bir güvenlik freni olacaktır:

• Serbest düşüşte kontrollü yavaşlama (eksi fren kuvveti), yukarı veya aşağı yönde aşırı hız, acil durdurma, acil durum terminali yavaşlaması ve UCM
• İnişte tutma freni (yükleme sırasında yeniden seviyelendirme gerekmez)
• Otomatik kurtarma işlevi — arabayı "pürüzsüz" ve tam olarak tanımlanmış bir inişte frenleme

Böyle bir frenin doğrudan kabine yerleştirilmesi, özellikle çekişli asansörlerde yolcu için güvenlik seviyesini artıracaktır, çünkü en kötü durumda ölümcül kazalara (UCM) yol açan belirli bir çekiş kaybı riski vardır.

Diğer bir durum ise, örneğin bir diş kayışı veya başka bir yüksek çekiş aracı ile askıya alınan bir araba (motor freni ile) frenlendiğinde, kaymanın azalması nedeniyle meydana gelebilen yüksek bir yavaşlamadır. çekiş kasnağı. Tehlikeli yavaşlama (> 1 g), tam yüklü bir araba olmadığında (arabada sadece bir kişi) ve güvenlik tertibatı tutuşlarında da meydana gelir.

Mimarlar giderek artan bir şekilde tamamen dikey bir şekle sahip olmayan binaları gerçekleştirmek istiyorlar. Bu tür talepler, halatsız asansör çözümlerine ihtiyaç duyar (örneğin, bir lineer motor tarafından tahrik edilir). Aynı şaftlardan birden fazla araba çapraz geçiş yapabilir. Böyle bir asansörün arkasındaki güvenlik konsepti, doğrudan kabine yerleştirilmiş bir frene ihtiyaç duyar.

4.1 İşlevleri Başka Bir Şekilde Kapsayan Kavram

Ek III: 2014/33/EU sayılı Asansör Direktifinin Asansörler için Güvenlik Bileşenleri Listesi'nde, 2. maddede kabinin düşmesini veya UCM'leri önleyen bir cihaz öngörülmüştür (Ek I'in 3.2 maddesine atıfta bulunulmaktadır: Temel Sağlık ve Güvenlik Gereklilikleri. ) Ayrıca, Ek I, Bölüm 3: Arabadaki Kişiler İçin Riskler'de, elektrik kesintisi veya bileşenlerin arızalanması durumunda, asansörün serbest düşüşünü veya UCM'leri önleyen bir cihaza sahip olması tanımlanmaktadır.

Sadece asansör halatlı durumda hareket eden diğer frenlere kıyasla bir güvenlik tertibatının fren kuvveti son derece yüksektir. Uygulanan fren kuvvetinin (şimdi kontrol edilmeyen), kabin ve karşı ağırlık arasındaki mevcut dengesiz kütleye kıyasla çok yüksek olması nedeniyle, aşırı hız durumunda etkinleştirildiğinde yolcu yaralanmaları meydana gelebilir. Öte yandan, serbest düşüş olayı, pratikte, neyse ki çok nadirdir. Yukarıdaki ifadeler ve güvenlik bileşenlerinin arıza öncesinde önleyici olarak izlenmesi olasılığı göz önüne alındığında, aracın serbest düşüş durumu hariç tutulabilir. Sonuç olarak, bir araba güvenlik freninin gerekli fren kuvveti önemli ölçüde azaltılacaktır (muhtemelen %40'tan fazla). Bu aynı zamanda bu frenin tasarımının daha kompakt olduğu anlamına gelir.

Bu konseptin ve IEC 61508'e dayalı olarak yüksek standartlarda fonksiyonel güvenliğin teknik olarak sağlanması olasılığının ardından, Asansör Direktifinin gelecekte revizyona ihtiyacı olabilir.

Binalar zaten 1 km yüksekliğe ulaştığından, güvenlik bileşenleri için ilgili teknik zorluklar vardır. Bu tür asansörlerin anma hızı en az 10 m/s'dir. EN 81, asansörlerdeki tehlikeli hızlar hakkında farklı bir izlenim veren, nominal hızın yaklaşık %115'i kadar fren hızlarını tanımlar.

Sensörler ve izleme, güvenlik elektroniğinin sunabileceği fırsatlarla birleştiğinde, asansörlerin güvenliğini bir sonraki düzeye taşıyacaktır.

4.2 Kontrollü Araba Freninin Avantajları

Arabadaki böyle bir fren konsepti, aşağıdaki özetlenen avantajlara dayanarak güvenliği açıkça artırır:

• Araba düz bir konumda sabit tutulur (UCM hariçtir.)
• Daha fazla yolcu güvenliği (her durumda kontrollü yavaşlama)
• Kalıcı kendi kendine kontrol rutinleri sistemi (güvenlik iyileştirme)
• Önleyici bakım fırsatları (24/7 uzaktan izleme)
• Yeni mimari olanaklar (birleşik dikey ve yatay şaftlar - birden fazla araba)
• Güvenilir işlevsellik, hareket yüksekliğinden etkilenmez.
• Daha az bileşen
• Yeni özellikler (otomatik kurtarma prosedürleri)

5. Sonuç

Asansörlerde daha fazla mekatroniğin entegrasyonu bir zorunluluktur. Yolcular için güvenlik seviyesini artırma konusundaki yetenekler bir şans olarak görülmelidir. Ancak, norm ve direktiflerin bu olasılıkları ve kavrayışları göz önünde bulundurması ve asansör endüstrisinde bu tür yeni bileşenler hakkında bilgi birikiminin öğretilmesi gerekir.

Asansörlerde daha fazla sensör, bileşenlerin görünümünü ve işlevlerini değiştirecektir. Dolayısıyla servis ve bakım kavramları da değişecektir. Tek bileşenlerin iletişim düzeyi ve bunların fieldbus teknolojisi aracılığıyla birlikte çalışabilirliği kilit öneme sahiptir ve yakın geleceğin akıllı asansörlerinin oluşturulmasına yardımcı olacaktır. Bu gereksinimleri ve yeni işlevleri karşılamak için kontrollü güvenlik frenleri de dahil olmak üzere güvenlik konseptlerine ihtiyaç vardır.

Referanslar
[1] Nitidem, E. “Asansör Güvenliği için Kabloyla Yenilikçi Kontrol Teknolojisi” VFA Sunumu, Interlift Augsburg (2015).
[2] Kriener, K. “Neue Spielräume am Beispiel einer elektro-mekanik Fangvorrichtung” (2015).
[3] Heilbronner Aufzugstage (2016).