淺談電梯安全控制系統的設計方法

摘要：隨著社會經濟的發展，人們生活水平的不斷提高，城市化進程不斷加快，為了解決住房緊張為題，越來越多的高層建筑出現在人們的視野中，而在高層建筑中，電梯是其重要的組成部分。雖然電梯的使用越來越普及，但是電梯事故的發生率越來越高，給和諧社會的發展帶來一定的影響。因此，如何提高電梯使用的安全性，減少事故的發生率，已經成為社會各界人員關注的重點。文章就此對電梯安全控制系統設計方法進行了分析，內容供相關設計人員參考。

關鍵詞：電梯；安全控制系統；設計方法

前言

城市化進程的加快，使得高層安金柱成為城市建筑的主流，而為了方便人們的出行，在高層建筑中安裝了電梯。就我國的電梯發展歷程來看，其經歷了從無到有，再從有到精的過程中，且我國對電梯的使用量依然成為全球最大，而電梯的發展也逐漸向著綠色化、智能化和網絡化的方向發展。

1電梯行業典型事故案列

1.1事故概括

2013年7月28日下午16時左右，浙江省義烏市尚經工業區的龍淮松緊帶有限公司內電梯發生人員墜落井道事故，造成1人死亡。

事發時，該公司的貨車司機在3樓搬運貨物過程中，擅自扒開電梯層門，在未確認轎廂位置的情況下誤入井道，不慎從3樓層門區域墜落至底坑，經搶救無效死亡。

1.2事故原因分析

主要原因是貨車司機在使用電梯搬運貨物時，擅自扒開3樓電梯層門，在未確認電梯轎廂位置情況下，不慎墜入底坑，是本次事故發生的直接原因。其次電梯使用單位未將其落實到電梯維保單位，未申報電梯定期檢驗，在電梯存在事故隱患且故障頻發的情況下，未對電梯落實停用措施，未及時設置相應的警示標志和防護措施等。

2電梯安全控制系統的設計

2.1安全控制系統的設計原則

第一，實用性：安全控制系統的設計必須從實際需求出發，重視其實用性，不能一味追求系統的先進性而導致成本過高，無法投入使用；第二，可靠性：安全控制系統擔負著保障電梯使用安全的重要使命，其自身的可靠性就更是意義重大。如果系統出現故障，勢必影響到電梯的安全運行。因此，要在系統中設置必要的警報裝置，一旦發生問題，可以立即通知工作人員進行維護，保證系統的正常工作；第三，即時性：電梯事故是突發性的，也是難以預測的。因此，安全控制系統必須要對電梯的安全運行狀態進行實時監控，一旦發生安全事故或者是故障情況，要第一時間做出相當的反應，從而避免事故的擴大化。

2.2系統設計總體方案

電梯的安全監控系統主要是對影響電梯安全運行的多項特性參數進行實時監控，如：曳引力、鋼絲繩張力、距離、速度、平衡系數、加減速度、轎廂質量、安全鉗特性、電梯門關門動能及速度、液壓電梯壓力、電梯控制柜的電磁抗干擾能力和溫度控制能力等參數，并能將這些監測參數通過無線傳輸技術傳輸至計算機監控管理系統，由計算機監控管理系統對電梯實際運行狀態和維護情況進行協調統一管理。

電梯安全監控系統設計由感知層、匯聚層、傳輸應用層組成，其系統結構如圖1。

感知層主要是由安裝在電梯外圍的各類傳感器組成，其設計原則是：傳感器信號與電梯內部運行信號相互獨立，避免相互影響。這些傳感器可以實時監控電梯各個位置的物理以及環境狀況，特別是電梯的安全特性參數等，它們可以在24小時內不間斷地向匯聚層傳輸信息.在電梯現場將布置RFID檢測點，檢測點內保存電梯安裝、維護與檢查信息，這些信息為電梯及時維保提供技術基礎。

匯聚層的核心是匯聚分站，匯聚分站將感知層傳來的各類信息進行整理，并根據需求將數據進行初步分析，并將分析結果進行區別處理，根據電梯運行情況對處理結果分級，涉及特別嚴重影響人身安全的情況時，要立即發出警報信息，而其他情況則通過本地存儲，再通過傳輸層發送到應用層進行后續的處理。

傳輸應用層主要是通過GPRS（General Packet Radio Service，通用無線分組業務）技術將數據傳輸到應用層平臺，利用互聯網絡實現各相關方的管理維護。應用層平臺是一個電梯安全運行監測、故障分析和維保記錄的管理系統，其任務之一是接收各匯聚分站傳輸來的實時數據并通過分析一定時間段內的電梯運行記錄數據，全面了解電梯的實時運行狀況和故障分布情況，將潛在的故障和已經出現的故障準確的傳輸到相關部門。任務之二是如實記錄了電梯安裝、改造、維護、維修、檢查等操作情況，通過無線傳輸技術與現場RFID內存儲信息的一致性，為電梯維保查詢、發出預警信息提供技術支持。

2.3安全控制系統的硬件設計

安全控制系統的硬件部分主要是由智能傳感器、傳感器信息采集器、數據處理器、聲光報警器、無線傳輸模塊、視頻采集和智能終端組成。系統利用了先進的RFID技術、無線傳輸技術、傳感器技術、運程視頻監控技術及先進的軟、硬件開發技術等，采集電梯相關運行數據，通過微處理器進行非常態數據分析，經由3G、GPRS、以太網絡或RS485等方式進行數據傳輸，由服務器進行綜合處理，實現電梯故障報警、困人救援、日常管理、質量評估、隱患防范、多媒體傳輸等功能的綜合性遠程電梯管理平臺。

2.4安全控制系統的軟件設計

系統的軟件設計同樣關系著系統功能的發揮。在這里，采用的是coldfirev1微控制器，以其強大的抗干擾能力和極大的工作溫度范圍，可以適用于我國的大多數地區。而按照系統功能的定義，使用code warrior，對系統軟件進行了開發。其基本框架如下。

系統的軟件設計采用的是分層設計、模塊化開發的形式，驅動層指硬件功能模塊的驅動程序，包含多個驅動軟件，其實保證模塊功能的發揮；文件系統指對電梯運行狀態的數據存儲和處理，通常是通過SD卡實現；TCP、IP協議棧主要用于實現系統的聯網和數據通信。

結束語

總之，隨著我國電梯使用數量不斷增加，電梯安全問題成為人們關注的焦點。因此，相關電梯生產部門需要對電梯安全控制系統進行設計和分析，保證電梯運行的安全性和可靠性。

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作者簡介：高少杰，1985年1月出生，2008年6月畢業于河北科技大學，取得安全工程本科學歷，2008年7月至2012年6月在石藥集團工作，擔任生產車間安全主管，從事EHS管理工作；2012年7月至今在通力電梯有限公司石家莊分公司工作，負責公司安全、質量管理工作。