远程电梯监控

全面审视

远程电梯监控这一主题需要仔细考虑使用该技术的所有后果。在决定使用电梯监控技术时，确保该技术能够提高乘客的安全性应该是最低标准。重要的是要确保使用远程监控不会导致维护次数减少，这可能会导致设备中积聚灰尘和碎屑，造成危险。本文将介绍导致远程监控需求和可用性的控制器开发历史、确定应监控内容的方法以及记录设备故障的必要性和 A17.1/B44 电梯、自动扶梯和自动人行道安全规范（规范）的要求。

从历史上看，在实施计算机逻辑或微处理器控制器之前，旧式电梯逻辑控制器是基于继电器逻辑的。根据设备的复杂程度，控制系统中有数十到数百个继电器，并由真空管、电源、二极管、金属氧化物压敏电阻、电容器和其他元件提供支持。当基于继电器逻辑的控制器组件、系统、子系统或功能发生故障时，通常会有故障原因的物理证据：继电器线圈通电时无法接通、继电器触点焊接、分流器断开、二极管短路、电阻器开路、电容器烧断或经验丰富的机械师可见的无数其他问题。通过适当的培训和经验，可以确定故障的性质，直至特定电路，然后确定故障组件。

了解电气理论至关重要，尤其是知道电子应该去哪里，不应该去哪里。有了电压表、电流表和欧姆定律，故障排除是解决许多问题的必备技能。电机理论知识，特别是了解磁通量及其故障影响，也指导电梯技工找到解决方案。这是“电梯故障排除”的艺术，也是衡量机械师能力的标准。

复杂的继电器逻辑电路具有继电器的接通和断开顺序，但继电器线圈可能会因老化、污垢、碎屑堆积或内部线圈短路而变弱并“半接通”。根据控制器的清洁度以及机房的湿度和温度，可能会发生故障。继电器可能大多数时候完全接通，但偶尔只会半接通，导致触点间歇性失效。知识和经验将导致纠正措施，电梯只有在完全确定并纠正问题的根本原因后才能恢复使用。在某些情况下，纠正措施可能涉及更换所有可疑继电器线圈并监控问题是否再次发生。依赖于电阻器/电容器 (R/C) 关系的定时器可能会发生故障，缩短或延迟关键时间并导致故障。由于不当移除大功率继电器上的磁熔断或雷击而引起的瞬态电压可能会产生破坏性的高电压，破坏电线绝缘层并导致故障。此列表是无穷无尽的，并且此处提供的示例仅用于某些背景目的。

随着时间的推移，许多控制器组件被采用二极管-晶体管逻辑 (DTL) 和晶体管-晶体管逻辑 (TTL) 技术的固态设备所取代。过渡到这些技术需要电梯机械师了解固态逻辑和正/负 (P/N) 结，并在此基础上排除固态组件故障。当设备应根据 P/N 结电压差切换状态时，了解这些操作方式对于确定逻辑组件发生故障的原因至关重要。很多时候，这些问题只需更换印刷电路 (PC) 板即可解决，因为印刷电路 (PC) 板上的测试点用于测量超出公差的电压。但是，机械师只要有数字电压表 (DVM) 和经验，仍然可以接触到逻辑。

接下来是微处理器控制器，它允许将所有逻辑放入固态芯片上的微型晶体管阵列中，这些芯片小到看不见。软件和微处理器记录传输信息位的地址、数据和控制总线，只读存储器 (ROM) 和随机存取存储器 (RAM) 协同工作，通过输入/输出 (I/O) 模块命令电梯启动和停止。I/O 是将高压信号转换为低压信号，反之亦然的地方。例如，48V 信号将输入到衰减器，衰减器将信号转换为 5V，然后变成“高”信号，传输到数据总线上，发送到微处理器，通知系统输入的需求。当 48V 变为 0V 时，数据位恢复为“低”信号的零，因此二进制系统使用电压来确定输入“状态”。然后，软件将对此进行评估并提供输出信号，该信号被放大以在呼叫被记录时点亮按钮，例如，启动电梯响应和移动的逻辑。虽然这看起来很复杂，但只要有正确的逻辑和控制以及理解逻辑，这并不难。曾经用真空管和继电器触点完成的工作，现在用晶体管、微处理器、软件和使微处理器运行所需的电子设备就可以实现。

对于计算机逻辑控制器，继电器半接通问题被逻辑电压中看不见的电压波动、串行通信时序中看不见的延迟或看不见的破坏性瞬态电压取代，后者会部分破坏固态元件的硅基板 P/N 结。这些间歇性故障不再可见，而且通常只需更换固态 PC 板，以帮助将问题隔离到外部元件或电路板本身的问题。发光二极管 (LED) 用作 I/O 信号状态的指示器，但即使是 LED 的使用寿命也是有限的。在计算机逻辑控制器中，没有物理可见性来观察现场的软件逻辑。当 I/O 固态元件或任何固态元件发生故障并导致不合逻辑的情况时，需要另一台计算机来查看制造商选择实时提供的所有 I/O 信号，以确定信号是否正确通过控制器。最终，所有微处理器控制器都提供了故障代码，以便训练有素的机械师能够了解故障原因。从观察继电器逻辑故障到解释故障代码的转变是排除控制器故障的最重要变化。

随着互联网和云连接的引入，故障代码可以传输到任何地方进行远程故障排除，而不仅仅是由站在设备附近、手持笔记本电脑和正确接口软件的当地机械师进行。RC 定时器已被数字触发器定时器取代，后者可准确计算时间单位，并可通过正确的参数设置轻松调整，甚至远程调整。使用继电器触点的互连电路已被子系统取代，子系统通过串行通信系统传达其互连需求，利用 RS 232、RS 485 和 CAN 总线串行通信协议确保可靠的数据传输。所有组件都可以通过将其数据转换为“位”来验证——安全绳完好无损、门锁已关闭、电机已准备就绪并可以安全移动以及门可以打开和关闭，这最终是转换为“字节”中的串行数据串的高或低电压信号，可以导出到世界上任何统一资源定位器 (URL)。安全地启动电梯需要协调所有组件、系统、子系统和功能，确保它们以正确的顺序运行，而这一切都由本地控制器完成。互联网允许网关超越本地控制器进入由设计师和工程师管理的数据库。

远程电梯监控于 1990 世纪 XNUMX 年代推出，旨在为机械师提供信息，使他们能够查看计算机逻辑进程是否按预期运行，识别故障部件和设备，更重要的是，查看电梯系统的危险操作并关闭电梯。故障排除包括正确识别故障，最好是精确到特定部件或功能，通过提供维修、更换或调整部件所需的信息，确保问题得到充分识别，纠正措施解决故障的根本原因。 

向机械师提供信息并不是唯一目的。通过远程电梯监控，可以记录和存档部件的使用寿命、平均故障间隔时间、电梯运行次数、记录的门循环次数以及许多其他数据点，以协助设计师进行产品设计、研发和寿命评估。它有可能预测部件的故障，例如，如果滚轮导轨上的滚轮的设计规格为故障前 20 万转，那么了解它完成了多少转就可以在故障前 19,900,000 转时更换它。这是预测性维护的承诺。

控制器设计人员掌握所有信息，故障代码旨在引导机械师找到根本原因。但是，任何系统的复杂性都可能导致对根本原因的误解，因为系统、微处理器及其所需组件现在都是新的潜在故障点。信息的准确性取决于系统本身是否正常运行。如果存在软件错误，数据可能不准确，如果系统受到高瞬态电压导致 PN 结错误地打开和关闭，或者如果串行通信延迟，则尝试识别所有故障情况以找到根本原因可能会出现偏差。理想情况下，随着设计人员对每个控制系统的经验越来越丰富，这些问题会随着时间的推移而自行纠正。开发了新的故障代码来识别新发现的故障，帮助找到根本原因。但是，即使增加更多的故障识别也存在局限性，因为信息是由可能本身发生故障的组件处理的。

信息吞吐量受微处理器速度的限制，微处理器上的任何额外负担都可能需要更昂贵、更快的微处理器。软件运行需要时间，添加更多软件会增加处理任务所需的时间，从而减少运行电梯的任务。微处理器时间的这种限制是对故障代码处理的制约，因此设计人员必须仔细考虑哪些故障代码内置于系统中并可供机械师使用。早期的微处理器控制器运行速度较慢（兆赫时钟速度），只能解析 8 位信息。当今的控制器以千兆赫的速度解析多达 64 位信息 - 看似无限，但仍然受到限制。

所有这些也都符合《规范》的要求，该规范旨在确保关键操作电路 (COC) 中的电气保护装置 (EPD) 正常运行并提供针对软件故障的保护。《规范》要求监控焊接触点 — 通常使用强制引导 (FG) 继电器和冗余硬件逻辑阵列来确保 COC 输入信息准确无误。这些保护措施旨在确保系统安全，例如防止电梯在门打开的情况下运行，或在检查时恢复自动运行，从而保护机械师和公众。

几十年来，《规范》一直要求记录和保存。接听电话时必须记录纠正措施，例如，记录纠正故障电梯时所做的工作。例如，1980 世纪 XNUMX 年代的计时票会记录“C”继电器线圈发生故障时的更换情况。机房中的记录会通知下一位机械师，之前的电话包括该纠正措施。如今，出于同样的原因，故障代码也必须与采取的纠正措施一起记录。但这种做法并不经常发生，违反了《规范》。很少有计时票记录故障代码，导致下一位机械师没有修复下一个故障所需的宝贵信息。如果没有记录纠正措施，下一位机械师将从头开始，之前的信息就会丢失。这违反了《规范》和排除控制器故障的精神。

必须在工时单上记录问题所需的描述，其中包括故障代码。必须记录所采取的纠正措施所需的描述，包括精确描述，例如“更换 PMI 12 I/O 模块”或“更换门板并重置门参数”。远程监控记录并传输这些故障代码，但根据我的经验，这些代码从未添加到记录的描述中，无论是出于专有原因，还是因为公司认为它们不是法规所要求的。这与法规的要求背道而驰，这些报告应保留以供日后参考，以确保故障的根本原因可供控制器设计公司以外的其他人日后评估。

许多公司利用此类数据传输来识别即将发生或正在发生的故障，并将这些数据直接发送给现场的机械师。一些公司宣称，他们可以在业主意识到问题之前就知道电梯出现故障。这种说法很微妙，但通常都是正确的，前提是信息全面，机械师经过适当培训，并拥有解码故障代码所需的手册。一些故障代码很简单；例如，最终限位打开或门未在预期时间内关闭。许多故障代码过于宽泛；例如，串行通信延迟或意外，这虽然表明存在问题，但还不够具体，无法识别根本原因，例如通信延迟的原因。是总线、寄存器、控制器中的通信芯片还是井道下方的按钮延迟？机械师的培训和经验对于彻底识别问题并有效地解决问题至关重要。

多年来，远程电梯监控也被用来作为减少预防性维护访问的理由。减少维护访问的主要原因是可以知道故障是否严重且必须立即纠正，这也意味着故障是访问电梯的触发因素——预防故障不再是重点。一些记录的故障并不严重；它们是由送货员在运送包裹时使用箱子挡住门造成的。这不是一个严重的故障，最终，箱子被移除，电梯恢复使用。故障代码缺乏持久性导致人们得出结论，故障不是电梯问题，而是外部用户行为问题。其他故障可能会持续存在；每月发生两次的通信错误可能是严重的，也可能是非严重的。导致回访的原因成为维护公司主观选择，以确定故障是否严重。由于整个系统依赖于串行通信，因此任何通信故障都应被视为严重故障，但根据我的经验，它们并不总是如此。

预防性维护包括日常维护。无论控制器采用何种技术，电梯设备上都会积聚灰尘和碎屑，必须进行清洁，以确保不会发生故障。例如，电梯的底坑通常是一个肮脏的环境。如果碎屑积聚在补偿滑轮开关中，开关可能会发生故障，导致电梯在额定速度下运行时突然停止。如果底坑经过必要的预防性维护任务，即清洁，就不会发生这种情况。没有技术可以克服日常维护的需要，但日常维护是维护公司放弃的第一项任务。知道补偿滑轮开关发生故障并且有自己的故障代码并不能防止故障；它允许故障发生，从而导致危险事件。这是预防性维护的对立面。

远程监控的优点是可以洞察隐形控制系统，是一种故障排除工具，但它不能取代预防性维护。如果明智地使用远程监控并与定期的预防性维护现场访问相结合，它将是一种极其有价值的工具。不幸的是，远程监控被用来证明曾经每月一次的访问是每季度甚至每年两次的现场访问，这是不明智的。该规范规定了确定预防性维护访问间隔的指标，如果忽视它，危险就会悄悄发生，在某些情况下会造成毁灭性的损害。

远程电梯监控这一主题需要仔细考虑使用该技术的所有后果。在决定使用电梯监控技术时，确保该技术能够提高乘客的安全性应该是最低标准。重要的是要确保使用远程监控不会导致维护次数减少，这将导致设备中积聚危险的污垢和碎屑。记录设备故障是至关重要的，也是《法规》所要求的。