浅谈电梯安全控制系统的设计方法

摘要：随着社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，城市化进程不断加快，为了解决住房紧张为题，越来越多的高层建筑出现在人们的视野中，而在高层建筑中，电梯是其重要的组成部分。虽然电梯的使用越来越普及，但是电梯事故的发生率越来越高，给和谐社会的发展带来一定的影响。因此，如何提高电梯使用的安全性，减少事故的发生率，已经成为社会各界人员关注的重点。文章就此对电梯安全控制系统设计方法进行了分析，内容供相关设计人员参考。

关键词：电梯；安全控制系统；设计方法

前言

城市化进程的加快，使得高层安金柱成为城市建筑的主流，而为了方便人们的出行，在高层建筑中安装了电梯。就我国的电梯发展历程来看，其经历了从无到有，再从有到精的过程中，且我国对电梯的使用量依然成为全球最大，而电梯的发展也逐渐向着绿色化、智能化和网络化的方向发展。

1电梯行业典型事故案列

1.1事故概括

2013年7月28日下午16时左右，浙江省义乌市尚经工业区的龙淮松紧带有限公司内电梯发生人员坠落井道事故，造成1人死亡。

事发时，该公司的货车司机在3楼搬运货物过程中，擅自扒开电梯层门，在未确认轿厢位置的情况下误入井道，不慎从3楼层门区域坠落至底坑，经抢救无效死亡。

1.2事故原因分析

主要原因是货车司机在使用电梯搬运货物时，擅自扒开3楼电梯层门，在未确认电梯轿厢位置情况下，不慎坠入底坑，是本次事故发生的直接原因。其次电梯使用单位未将其落实到电梯维保单位，未申报电梯定期检验，在电梯存在事故隐患且故障频发的情况下，未对电梯落实停用措施，未及时设置相应的警示标志和防护措施等。

2电梯安全控制系统的设计

2.1安全控制系统的设计原则

第一，实用性：安全控制系统的设计必须从实际需求出发，重视其实用性，不能一味追求系统的先进性而导致成本过高，无法投入使用；第二，可靠性：安全控制系统担负着保障电梯使用安全的重要使命，其自身的可靠性就更是意义重大。如果系统出现故障，势必影响到电梯的安全运行。因此，要在系统中设置必要的警报装置，一旦发生问题，可以立即通知工作人员进行维护，保证系统的正常工作；第三，即时性：电梯事故是突发性的，也是难以预测的。因此，安全控制系统必须要对电梯的安全运行状态进行实时监控，一旦发生安全事故或者是故障情况，要第一时间做出相当的反应，从而避免事故的扩大化。

2.2系统设计总体方案

电梯的安全监控系统主要是对影响电梯安全运行的多项特性参数进行实时监控，如：曳引力、钢丝绳张力、距离、速度、平衡系数、加减速度、轿厢质量、安全钳特性、电梯门关门动能及速度、液压电梯压力、电梯控制柜的电磁抗干扰能力和温度控制能力等参数，并能将这些监测参数通过无线传输技术传输至计算机监控管理系统，由计算机监控管理系统对电梯实际运行状态和维护情况进行协调统一管理。

电梯安全监控系统设计由感知层、汇聚层、传输应用层组成，其系统结构如图1。

感知层主要是由安装在电梯外围的各类传感器组成，其设计原则是：传感器信号与电梯内部运行信号相互独立，避免相互影响。这些传感器可以实时监控电梯各个位置的物理以及环境状况，特别是电梯的安全特性参数等，它们可以在24小时内不间断地向汇聚层传输信息.在电梯现场将布置RFID检测点，检测点内保存电梯安装、维护与检查信息，这些信息为电梯及时维保提供技术基础。

汇聚层的核心是汇聚分站，汇聚分站将感知层传来的各类信息进行整理，并根据需求将数据进行初步分析，并将分析结果进行区别处理，根据电梯运行情况对处理结果分级，涉及特别严重影响人身安全的情况时，要立即发出警报信息，而其他情况则通过本地存储，再通过传输层发送到应用层进行后续的处理。

传输应用层主要是通过GPRS（General Packet Radio Service，通用无线分组业务）技术将数据传输到应用层平台，利用互联网络实现各相关方的管理维护。应用层平台是一个电梯安全运行监测、故障分析和维保记录的管理系统，其任务之一是接收各汇聚分站传输来的实时数据并通过分析一定时间段内的电梯运行记录数据，全面了解电梯的实时运行状况和故障分布情况，将潜在的故障和已经出现的故障准确的传输到相关部门。任务之二是如实记录了电梯安装、改造、维护、维修、检查等操作情况，通过无线传输技术与现场RFID内存储信息的一致性，为电梯维保查询、发出预警信息提供技术支持。

2.3安全控制系統的硬件设计

安全控制系统的硬件部分主要是由智能传感器、传感器信息采集器、数据处理器、声光报警器、无线传输模块、视频采集和智能终端组成。系统利用了先进的RFID技术、无线传输技术、传感器技术、运程视频监控技术及先进的软、硬件开发技术等，采集电梯相关运行数据，通过微处理器进行非常态数据分析，经由3G、GPRS、以太网络或RS485等方式进行数据传输，由服务器进行综合处理，实现电梯故障报警、困人救援、日常管理、质量评估、隐患防范、多媒体传输等功能的综合性远程电梯管理平台。

2.4安全控制系统的软件设计

系统的软件设计同样关系着系统功能的发挥。在这里，采用的是coldfirev1微控制器，以其强大的抗干扰能力和极大的工作温度范围，可以适用于我国的大多数地区。而按照系统功能的定义，使用code warrior，对系统软件进行了开发。其基本框架如下。

系统的软件设计采用的是分层设计、模块化开发的形式，驱动层指硬件功能模块的驱动程序，包含多个驱动软件，其实保证模块功能的发挥；文件系统指对电梯运行状态的数据存储和处理，通常是通过SD卡实现；TCP、IP协议栈主要用于实现系统的联网和数据通信。

结束语

总之，随着我国电梯使用数量不断增加，电梯安全问题成为人们关注的焦点。因此，相关电梯生产部门需要对电梯安全控制系统进行设计和分析，保证电梯运行的安全性和可靠性。

参考文献：

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[3]闫妍.智能电梯控制中的PLC节能设计与实现[J].电子制作，2015，（16）：17.

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作者简介：高少杰，1985年1月出生，2008年6月毕业于河北科技大学，取得安全工程本科学历，2008年7月至2012年6月在石药集团工作，担任生产车间安全主管，从事EHS管理工作；2012年7月至今在通力电梯有限公司石家庄分公司工作，负责公司安全、质量管理工作。