編者按：云南彌勒“10.18”傷亡事故安全技術(shù)核心問(wèn)題：除了在總體結(jié)構(gòu)上，設(shè)計(jì)電梯運(yùn)行時(shí)相關(guān)安全措施外，應(yīng)主動(dòng)設(shè)計(jì)防止或預(yù)見(jiàn)曳引鋼絲繩的滑動(dòng)與松弛狀態(tài)！運(yùn)用智能傳感器和5G低時(shí)延等信息高速傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，對(duì)鋼絲繩在運(yùn)行中出現(xiàn)松弛或打滑現(xiàn)狀，進(jìn)行數(shù)字化動(dòng)態(tài)管控的方法。

伴隨著人工智能與信息數(shù)字化技術(shù)水平的迅速提升，電梯逐漸發(fā)展成為人們生活和工作中十分便利的一種立體交通運(yùn)輸設(shè)備。現(xiàn)今，當(dāng)電梯為人們提供多種方式地服務(wù)時(shí)，由于電梯的運(yùn)營(yíng)存在潛在的候梯時(shí)間太長(zhǎng)及超載等多種因素，則為人們的生活、工作與安全帶來(lái)一定的影響。因此，在有效、快捷利用電梯開(kāi)展相關(guān)運(yùn)輸過(guò)程期間，電梯的設(shè)計(jì)、維保和檢查機(jī)構(gòu)應(yīng)注重開(kāi)展電梯運(yùn)行效率優(yōu)化、超載保護(hù)裝置等使用、維護(hù)及檢查工作，確保電梯始終在安全狀態(tài)下為人們提供方便、高效地服務(wù)。

我們知曉，繩頭組合又名端接裝置，屬于電梯安全部件中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，主要確保懸掛系統(tǒng)動(dòng)力地傳遞及安全地保證，則應(yīng)從當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)出發(fā)，利用AI技術(shù)與5G通訊技術(shù)展開(kāi)對(duì)電梯超載裝置與端接裝置配置下，其數(shù)字化控制系統(tǒng)的研究，籍此來(lái)解決電梯的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，存在的工作效率低（候梯時(shí)間太如維修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)及勞動(dòng)強(qiáng)度大）、轎廂超載及系統(tǒng)性集中（或群控制）控制問(wèn)題。

一、超載裝置及現(xiàn)狀

對(duì)于曳引驅(qū)動(dòng)式電梯來(lái)說(shuō)，在眾多部件安全隱患中，超載問(wèn)題也直接影響電梯的安全性，在超載狀態(tài)中，電梯可能會(huì)發(fā)生運(yùn)行失效，或?qū)е码娞輭嬄?，?yán)重威脅到乘梯人員的生命安全。因此，我們需要獨(dú)自全面地分析電梯超載保護(hù)裝置失效的種種原因，有效處理電梯超載保護(hù)失效的問(wèn)題，以及與端接裝置相關(guān)問(wèn)題，具有重大而安全的現(xiàn)實(shí)意義。

因此，在電梯行業(yè)中，有眾多工程技術(shù)人員及監(jiān)督檢驗(yàn)者為解決此類問(wèn)題上下足了功夫。既考慮了超載保護(hù)裝置及與之配套的端接裝置在設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)等方面的嚴(yán)謹(jǐn)與可靠性；還落實(shí)了如下幾個(gè)方面的工作與要求。

1）在標(biāo)準(zhǔn)和檢規(guī)中限制了轎廂的有效面積；

2）在安裝過(guò)程中嚴(yán)格要求，提出超載保護(hù)裝置工藝要求及調(diào)試方法；

3）維保公司每季度對(duì)曳引輪槽與懸掛裝置進(jìn)行檢查或維修，驗(yàn)證懸掛裝置張力是否均勻；符合制造單位要求；且每年年檢對(duì)轎廂稱重裝置進(jìn)行檢查或驗(yàn)證，確保準(zhǔn)確有效。

4）加強(qiáng)其維護(hù)保養(yǎng)，檢查超載提示或報(bào)警裝置；

5）強(qiáng)化超載保護(hù)裝置整體設(shè)計(jì)方案，為保證其功能的可靠性，選取穩(wěn)定性高的電子元器件作為傳感器。如壓力傳感器、霍爾元件傳感器及電阻應(yīng)變傳感器等，

6）強(qiáng)化對(duì)維保人員技能的培訓(xùn)及責(zé)任意識(shí)。

上述問(wèn)題所采取地解決辦法或措施，處理及完善了許多問(wèn)題，降低了事件及事故的發(fā)生率。但是，仍存在不少棘手或難點(diǎn)問(wèn)題有待解決或處理。

1）因不能對(duì)超載保護(hù)裝置及端接裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，也就是說(shuō)維保人員第一時(shí)間無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理或及時(shí)維護(hù)處理。如端接裝置中鋼絲繩的張力不勻或掛繩伸長(zhǎng)，引起超載裝置的開(kāi)關(guān)量變化或失效。

2）維保人員在定量檢查超載裝置時(shí)，要用砝碼進(jìn)行驗(yàn)證及調(diào)節(jié)，整個(gè)過(guò)程費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。有時(shí)將其短接或走過(guò)場(chǎng)式應(yīng)付處理，則留下安全隱患。

3）安裝或更換鋼絲繩時(shí)，調(diào)整各鋼絲繩平均張力5%數(shù)值，通常依據(jù)各人經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整，而不是通過(guò)其數(shù)據(jù)來(lái)保證。即使采用間接儀器來(lái)調(diào)整，也相當(dāng)麻煩。由此，較難達(dá)到鋼絲繩平均張力5%要求，則留下某根鋼絲繩及某處曳引輪繩槽易磨損或損傷的隱患。

4）若鋼絲繩質(zhì)量有問(wèn)題，導(dǎo)致出現(xiàn)局部拉長(zhǎng)或直徑縮小10%以上等異?，F(xiàn)象。故誘發(fā)電梯打滑、曳引輪局部磨損加劇及運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異響。

5）對(duì)于具有群控功能的電梯來(lái)說(shuō)，需要高穩(wěn)定性的傳感器用在超載裝置上，以便向群控系統(tǒng)提高可靠性高的載重量數(shù)字信息。否則，只能進(jìn)入單梯運(yùn)營(yíng)，達(dá)不到多梯優(yōu)化調(diào)度，嚴(yán)重地影響了乘客上班工作心情。此外，群控功能目前只能用于8臺(tái)及以下電梯的運(yùn)營(yíng)。那么，對(duì)于集群式商業(yè)大樓需要10或20臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的話，顯然，無(wú)能為力。

此外，我國(guó)每年由于超載保護(hù)裝置及端接裝置等安全部件的相關(guān)原因，導(dǎo)致電梯故障及人身安全事故時(shí)有發(fā)生。下面我們不妨來(lái)看一看摘錄的幾個(gè)相關(guān)案例：

（1）某酒樓乘客電梯困人事件

事件經(jīng)過(guò)：2007年9月，某酒樓電梯，7層，1000kg、13人。電梯乘載14人（輕量人員），向下運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障，乘客被困電梯轎廂達(dá)半個(gè)小時(shí)。

原因分析：電梯乘載14名乘客，超載裝置有效，但未報(bào)警，這是由于該電梯轎廂重新裝修，電梯原設(shè)定的平衡系數(shù)變小，轎廂實(shí)際能乘的載重量比原額定載重量?。ㄒ蜓b修的大理石有重量），維保人員又把超載保護(hù)裝置調(diào)大，電梯實(shí)際已經(jīng)處于超載運(yùn)行狀態(tài)，電梯控制系統(tǒng)過(guò)載驅(qū)動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，造成電梯停止運(yùn)行，從而出現(xiàn)困人事件，更嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)溜梯墜落事故。

（2）某百貨商場(chǎng)乘客電梯困人事件

事件經(jīng)過(guò)：2006年6月1日，某商場(chǎng)內(nèi)一臺(tái)乘客電梯，10層10站，額定載重量為1000kg、13人，額定速度為1.0m/s。上午9：40分左右，該電梯承載14名乘客從1層往-2層運(yùn)行，外召面板顯示滿員，-1層內(nèi)、外呼雖已取消，該電梯卻異常?？吭?1層，轎門開(kāi)啟，層門被鐵絲綁死無(wú)法開(kāi)啟，電梯進(jìn)入故障停止?fàn)顟B(tài)，無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，將14名乘客困在-1層。

原因分析：該電梯從1層向-2層運(yùn)行時(shí)，在運(yùn)行過(guò)程中因轎內(nèi)載荷分布發(fā)生變化，使超載保護(hù)裝置動(dòng)作引起電梯就近樓層正常?？浚偌由?1層層門被人為綁死無(wú)法開(kāi)啟，造成電梯進(jìn)入故障停止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)致電梯困人事故的發(fā)生。問(wèn)題：電梯超載保護(hù)裝置程序設(shè)計(jì)不合理。

（3）某醫(yī)院病床電梯溜車墜梯事件

事件經(jīng)過(guò)：某醫(yī)院一臺(tái)病床電梯型號(hào)為TBJ1000/1.75-JXW，17層站（含地下室一層），一日晚20:30左右電梯空載上行，在15層進(jìn)去6人，電梯響應(yīng)外呼繼續(xù)上行，到16層開(kāi)門，此時(shí)廳外站了大約40來(lái)個(gè)護(hù)士，在走進(jìn)轎廂10人左右時(shí)，監(jiān)控錄像里清晰的顯示了超載信號(hào)“overload”，可能當(dāng)時(shí)人多聲音大，加上大家回家心切，此時(shí)乘客并未注意到超載報(bào)警提示，連續(xù)又走進(jìn)多人，當(dāng)轎廂有17個(gè)人時(shí)，電梯突然下墜,然后安全鉗動(dòng)作，將轎廂制停在導(dǎo)軌上。

原因分析：靜載試驗(yàn)合格，說(shuō)明該梯抱閘制動(dòng)力及曳引輪和鋼絲繩之間的摩擦力都足夠。經(jīng)試驗(yàn)該梯超載時(shí)仍然執(zhí)行門開(kāi)著情況下的再平層運(yùn)行，由此可知該事故原因：電梯嚴(yán)重超載時(shí)，轎廂下沉，離開(kāi)平層位置，電梯作再平層運(yùn)行，但此時(shí)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不足，而抱閘已打開(kāi)，造成溜車墜梯。

（4）某大廈乘客電梯溜梯蹲底事故

事件經(jīng)過(guò)：2007年3月，某大廈電梯，60層，4號(hào)電梯乘載26人，從11層運(yùn)行至3層時(shí)，突然發(fā)生溜梯蹲底，造成19人不同程度受傷。

原因分析：超載及報(bào)警裝置失效是造成這起事故的直接原因。

 二、方案分析與抉擇

從上提及五個(gè)方面的問(wèn)題及案例可知，電梯此類安全事故或事件的發(fā)生并非個(gè)案。所以，它不僅牽涉到電梯的正常運(yùn)營(yíng)與效率，而且關(guān)系到老百姓的安危。正如電梯專家說(shuō)的那句話：對(duì)電梯安全的本質(zhì)設(shè)計(jì)是減少意外安全事故的最高效方案!下面我們先來(lái)了解一下超載保護(hù)裝置的工作原理、失效的成因及相關(guān)新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1）其結(jié)構(gòu)與原理

超載保護(hù)裝置具有多種結(jié)構(gòu)形式，都是利用稱重原理。即將電梯轎廂載重量，通過(guò)稱重裝置，反映給超載控制電路。稱重裝置可以設(shè)置在轎底、轎頂及機(jī)房?jī)?nèi)。當(dāng)轎廂內(nèi)負(fù)載超過(guò)額定載重量時(shí)，能發(fā)出警告信號(hào)(如超重蜂鳴器發(fā)出響聲或操縱箱面板顯示)。并使電梯不能關(guān)門及啟動(dòng)運(yùn)行。常用的稱重裝置有：杠桿式(杠桿加微動(dòng)開(kāi)關(guān))、彈簧式(彈簧加差動(dòng)變壓器或電磁感應(yīng)器)、橡膠塊式(橡膠塊加差動(dòng)變壓器或電磁感應(yīng)器)和電子式稱重等四種。

2）常見(jiàn)失效形式

從現(xiàn)有的檢驗(yàn)案例來(lái)看，電梯的超載保護(hù)裝置失效多是人為因素造成的。即表現(xiàn)在超載裝置整體拆除未設(shè)置；其觸發(fā)裝置部件缺失、移位、銹蝕、變形等無(wú)法達(dá)到觸發(fā)超載保護(hù)的作用；其觸發(fā)彈性元件失效(彈簧疲勞失效、橡膠老化等)，導(dǎo)致超載裝置經(jīng)常誤動(dòng)作；超載裝置電氣部分松脫連接，電控柜無(wú)法收到超載等信號(hào)；超載裝置的選型變更，隨意更換其類型、型號(hào)等，導(dǎo)致超載失效，因?yàn)椴煌褂们闆r的電梯對(duì)超載裝置的作用有不同的要求。

3）失效的原因

當(dāng)前，電梯超載保護(hù)裝置主要包括機(jī)械式和電子式兩種方式，最常用的方式為機(jī)械式保護(hù)裝置。當(dāng)電梯轎廂底部受到重力后，將會(huì)改變橫板位置，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)因此觸碰到開(kāi)關(guān)裝置，保護(hù)電梯安全。因?yàn)槊糠N保護(hù)裝置都具有特定使用年限，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后將會(huì)引發(fā)各種問(wèn)題。因此，需要維修人員按規(guī)定及要求檢查電梯。對(duì)于電梯超載裝置發(fā)生失效問(wèn)題，主要是因?yàn)殇摻z繩張力發(fā)生變化，或者是因?yàn)殇摻z繩自重問(wèn)題。此外，轎廂底部發(fā)生變形，杠桿距離因此縮短也是一個(gè)問(wèn)題。電梯在運(yùn)行階段，在轎廂起制動(dòng)或伸縮或擺動(dòng)運(yùn)行的影響下，鋼絲繩頂端壓縮彈簧可能會(huì)旋轉(zhuǎn)或跳動(dòng)位移，電梯也會(huì)因此發(fā)出超載動(dòng)作或警報(bào)現(xiàn)象。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用效果表明，采用杠桿式、彈簧式、橡膠塊式的超載保護(hù)裝置，以橡膠塊式的超載保護(hù)裝置效果最差，其次是杠桿式和彈簧式，即便是采用磁電式傳感器或感應(yīng)式傳感器，也是通過(guò)彈簧或橡膠塊的位移來(lái)實(shí)現(xiàn)的，基本上是機(jī)械式，其靈敏度較差，誤差較大。通常在使用一、二年后，即造成杠桿不靈活，彈簧疲勞，橡膠塊老化等現(xiàn)象。因此，使用效果不能令人滿意，而且難以滿足標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的超過(guò)額定載荷10%時(shí)的相關(guān)要求。在電梯檢驗(yàn)中，經(jīng)常會(huì)遇到微動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸不良，人為動(dòng)作超載開(kāi)關(guān)都不起作用的現(xiàn)象。

4）新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求

下面摘錄GB/T7588.1-2020國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中部分條款：

5.4.2.1.1 為了防止由于人員導(dǎo)致的超載,轎廂的有效面積應(yīng)予以限制。

5.4.2.1.4 轎廂的超載應(yīng)由符合5.12.1.2規(guī)定的裝置來(lái)監(jiān)控。

5.5.3 鋼絲繩曳引鋼絲繩曳引應(yīng)滿足下列三個(gè)條件:

a) 按5.4.2.1或5.4.2.2規(guī)定,轎廂載有125%的額定載重量,保持平層狀態(tài)不打滑;

b) 無(wú)論轎廂內(nèi)是空載還是額定載重量,確保任何緊急制動(dòng)能使轎廂減速到小于或等于緩沖器的

設(shè)計(jì)速度(包括減行程的緩沖器);

c) 如果轎廂或?qū)χ販?應(yīng)通過(guò)下列方式之一,不能提升空載轎廂或?qū)χ刂廖ｋU(xiǎn)位置：

1) 鋼絲繩在曳引輪上打滑;

2) 通過(guò)符合5.11.2規(guī)定的電氣安全裝置使驅(qū)動(dòng)主機(jī)停止。

5.5.5 鋼絲繩或鏈條之間的載荷分布

5.5.5.1 應(yīng)至少在懸掛鋼絲繩或鏈條的一端設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置以均衡各繩或鏈條的拉力。

5.12.1.2.1 轎廂超載時(shí),電梯上的一個(gè)裝置應(yīng)防止電梯正常啟動(dòng)及再平層。

5.12.1.2.2 應(yīng)最遲在載荷超過(guò)額定載重量的110%時(shí)檢測(cè)出超載。

5.12.1.2.3 在超載情況下:

a) 轎廂內(nèi)應(yīng)有聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)信號(hào)通知使用者;

b) 動(dòng)力驅(qū)動(dòng)自動(dòng)門應(yīng)保持在完全開(kāi)啟位置;

c) 手動(dòng)門應(yīng)保持在未鎖緊狀態(tài);

d) 5.12.1.4所述的預(yù)備操作應(yīng)取消。

此外，我們來(lái)了解GB/T 10060-2011國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中一個(gè)條款：

5.5.1.9至少應(yīng)在懸掛鋼絲繩或鏈條的一端設(shè)置一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置,用來(lái)平衡各繩或鏈間的張力，使任何一根繩或鏈的張力與所有繩或鏈之張力平均值的偏差均不大于5%。

 5）方案的抉擇

電梯的各種稱量裝置基本上輸出信號(hào)均為開(kāi)關(guān)量，隨著電梯技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是電梯群控技術(shù)的發(fā)展，客觀上要求電梯的控制系統(tǒng)精確的了解每臺(tái)電梯的載荷量，才能使電梯的調(diào)度運(yùn)行達(dá)到最佳狀態(tài)。因此傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量載荷信號(hào)已經(jīng)不再適用于群控技術(shù)，現(xiàn)在很多電梯采用電阻應(yīng)變式稱量裝置。但是，也存在一個(gè)問(wèn)題，其組合結(jié)構(gòu)也解決不了，對(duì)十臺(tái)以上的電梯無(wú)法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度功能。

隨著高層建筑和智能化建筑不斷出現(xiàn)，人們對(duì)電梯服務(wù)質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求，單臺(tái)電梯往往不能滿足建筑內(nèi)的交通需求，需要合理安裝多臺(tái)（或十臺(tái)以上）電梯。安裝在一起的多臺(tái)電梯要求單臺(tái)電梯的控制系統(tǒng)相互聯(lián)動(dòng)，且具有動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。但僅用這種方式不能適應(yīng)客流量的急劇變化，無(wú)法改善在某段時(shí)間內(nèi)必然出現(xiàn)的長(zhǎng)時(shí)間候梯現(xiàn)象。為解決這些問(wèn)題，多臺(tái)電梯的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，即電梯群控（集中控制）系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

因此，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、AI技術(shù)及5G通訊等新興技術(shù)地涌現(xiàn)，以及相應(yīng)傳感器新技術(shù)及新工藝走向?qū)嵱没?，則為我們解決上述問(wèn)題及要求提供了無(wú)限地可能。并且，我們應(yīng)面對(duì)上述各類電梯出現(xiàn)的問(wèn)題、難點(diǎn)及功能和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在安全有效運(yùn)營(yíng)的前提下，如何確保超載保護(hù)裝置及與之配套的端接裝置的正常使用與維護(hù)，應(yīng)選用實(shí)用而可靠性高的設(shè)計(jì)方案。這是我們面臨所要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，以及本發(fā)明的理解和要點(diǎn)所在。

三、方案設(shè)計(jì)及布局

綜上所述，選用電阻應(yīng)變傳感器作為超載保護(hù)裝置的電子元器件是優(yōu)先項(xiàng)。但要可靠地解決上面提及的相關(guān)問(wèn)題，且符合電梯新標(biāo)準(zhǔn)及檢規(guī)的要求，則需要著重解決三個(gè)方面的事項(xiàng)。一是選用端接裝置與電阻應(yīng)變傳感器設(shè)置成穩(wěn)定而實(shí)用的結(jié)構(gòu)及組成；其次，使設(shè)置的裝置在安裝、調(diào)試和維護(hù)應(yīng)簡(jiǎn)要；且便于數(shù)字化管理。如在維保時(shí)，不需要在轎廂上加重物驗(yàn)證，或進(jìn)入底坑檢查調(diào)試等工作，則直接在繩頭上調(diào)整其彈簧，或查看控制器上的顯示數(shù)據(jù)。這樣，使維保人員工作量大幅降低，既安全又到位。最后，關(guān)鍵一點(diǎn)在于利用物聯(lián)網(wǎng)布局，實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)，用5G通信數(shù)字化輸送，確保其及時(shí)、優(yōu)化、維護(hù)與管理。并將電梯在運(yùn)營(yíng)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)導(dǎo)入電梯安全生態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

依據(jù)上述需要解決的三項(xiàng)要求及選用電阻應(yīng)變傳感器作為基本要點(diǎn)，構(gòu)建本發(fā)明超載保護(hù)裝置與端接裝置及其系統(tǒng)。見(jiàn)圖1、圖2所示，圖1超載裝置及系統(tǒng)配套示意圖，由電梯總成、超載裝置1、控制器7、虛擬主機(jī)6、端接裝置2（由數(shù)個(gè)組成）、對(duì)重4及轎廂5等構(gòu)成。圖2由單個(gè)端接裝置2、接線盒3、繩頭板23與電阻應(yīng)變式傳感器24組成?，F(xiàn)分析超載裝置1的工作原理，當(dāng)單個(gè)電阻應(yīng)變式傳感器24（見(jiàn)圖2）受重力作用時(shí)，其輸出與重力成線性關(guān)系的電壓信號(hào)(如滿量程2MV左右)，其輸出的電壓信號(hào)經(jīng)放大器放大送到控制器7（見(jiàn)圖1），經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到虛擬主機(jī)6進(jìn)行邊緣計(jì)算或邏輯處理后，控制器7將數(shù)字量傳輸?shù)诫娍毓耧@示器上顯示相關(guān)綜合處理數(shù)據(jù)。如每個(gè)端接裝置7具體數(shù)字量，則依據(jù)此數(shù)據(jù)分別調(diào)整各端接裝置。另一方面將其數(shù)字量傳輸?shù)讲僮飨到y(tǒng)中，經(jīng)微處理機(jī)實(shí)施電梯運(yùn)行各功能調(diào)配。例如電梯根據(jù)稱重裝載實(shí)際負(fù)載，給出相應(yīng)啟動(dòng)電流，讓電梯控制變得更為平穩(wěn)順暢，使電梯運(yùn)行的舒適感、穩(wěn)定性以及節(jié)電性達(dá)到最佳狀態(tài)。當(dāng)電梯出現(xiàn)超載時(shí)，經(jīng)電梯控制系統(tǒng)處理，使電梯門不能關(guān)閉、不能選層；同時(shí)切斷其供電回路，使電梯不能啟動(dòng)。并滿足上述國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中部分條款規(guī)定要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的超載保護(hù)。

此外，還將相關(guān)數(shù)據(jù)送到電梯轎廂內(nèi)顯示轎廂內(nèi)的實(shí)際重量或超載重量；并推動(dòng)警鈴鳴響。由上可知，單個(gè)端接裝置與單個(gè)電阻應(yīng)變式傳感器組合構(gòu)成，見(jiàn)圖2。對(duì)于電梯懸掛裝置分兩部分，圖1所示，懸掛比為2:1。通常一端懸掛在轎廂側(cè)9的機(jī)房繩頭板上。另一端為對(duì)重側(cè)8，懸掛在機(jī)房另一邊的繩頭板上。一般每端繩頭板上安裝端接裝置為3-7套，布局位置可見(jiàn)圖3，所示為5套端接裝置與5組電阻應(yīng)變傳感器位置布局圖。即圖中端接裝置壓在電阻應(yīng)變片24上，而電阻應(yīng)變片24及引線8粘聯(lián)在繩頭板23上，成為一組合體。其固定方式詳見(jiàn)圖2所示。而電阻應(yīng)變片24的引線8接入接線盒3(見(jiàn)圖2)，最后導(dǎo)入電控柜與控制器7及虛擬主機(jī)6（見(jiàn)圖1示）。

由此，針對(duì)上面所述其工作原理及組成構(gòu)件，依據(jù)電梯相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求以及所需解決的問(wèn)題，利用智能型數(shù)字傳感器技術(shù)和網(wǎng)聯(lián)控制（5G通訊）技術(shù)，對(duì)超載保護(hù)裝置及組合的端接裝置展開(kāi)運(yùn)行程序的描述及功能的應(yīng)用。   

  

1.超載保護(hù)裝置的基本功能。

特點(diǎn)在于高可靠性與數(shù)字顯示，便于維護(hù)及管理。其運(yùn)行程序?yàn)椋和ǔＴ谳d重量達(dá)到電梯額定載重的110%時(shí)，經(jīng)電梯控制系統(tǒng)處理，使電梯門不能關(guān)閉、不能選層；切斷其供電回路，使電梯不能啟動(dòng)。同時(shí)轎廂操縱箱面板顯示超載。并廳外呼梯盒警鈴鳴響。對(duì)于集選控制電梯，當(dāng)載重量達(dá)到電梯額定載重的90%-100%時(shí)，接通直駛電路，運(yùn)行中的電梯不應(yīng)答廳外召喚信號(hào)。當(dāng)載重量只有電梯額定載重的15%-20%時(shí)，而操縱箱上出現(xiàn)所有樓層均有登記指令，則其進(jìn)入電梯抗干擾模式，使所有指令燈自動(dòng)熄滅，電梯停止啟動(dòng)。并等候新的登記指令。

2. 超載保護(hù)裝置的專有技術(shù)。

1）繩頭拉力自動(dòng)顯示調(diào)節(jié)功能：在電梯安裝后或維修時(shí)，依據(jù)控制器4顯示各繩頭的張力（拉力）值大小，分別調(diào)整其彈簧的壓縮距離，使各繩頭的張力（拉力）平均值不大于5%。

運(yùn)行程序：當(dāng)繩頭上傳感器4受拉力時(shí)，其輸出與拉力成線性關(guān)系的電壓信號(hào)，其輸出的電壓信號(hào)經(jīng)放大器放大，送到控制器4經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到虛擬主機(jī)5進(jìn)行邊緣計(jì)算或邏輯處理后，將其數(shù)字量傳輸?shù)诫娍毓?顯示器上，以顯示每個(gè)繩頭7的相關(guān)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。則依據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人工調(diào)整，使其各繩頭平均拉力至5%的要求。

2）鋼絲繩斷裂或異常指示功能：當(dāng)曳引鋼絲繩出現(xiàn)某根斷裂或伸長(zhǎng)超過(guò)閾值時(shí)，其具體數(shù)字量傳送到電控柜3顯示器上顯示；且其數(shù)據(jù)或代碼傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控終端或手機(jī)上。

運(yùn)行程序：在電梯運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)檢測(cè)到某根繩頭傳感器4受拉力減小時(shí)，其輸出的電壓信號(hào)經(jīng)放大器放大，送到控制器4經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到虛擬主機(jī)5進(jìn)行邊緣計(jì)算。并與原數(shù)據(jù)經(jīng)比較處理后，將其超過(guò)規(guī)定閾值的數(shù)字量，傳輸?shù)诫娍毓?顯示器上顯示異常數(shù)據(jù)等。并將異常數(shù)據(jù)或代碼通過(guò)控制器4的操作系統(tǒng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控終端或手機(jī)上。

3）鋼絲繩曳引能力預(yù)警功能：當(dāng)轎廂載重量在額定載重125%向下運(yùn)行，或空載轎廂向上運(yùn)行，其轎廂分別運(yùn)行到下端站或上端站平層時(shí)，電機(jī)制停處于靜止?fàn)顟B(tài)下，電梯應(yīng)平層準(zhǔn)確，且不得出現(xiàn)鋼絲繩在曳引輪上打滑現(xiàn)象。否則，電控柜3顯示器上顯示其故障或代碼；且其數(shù)據(jù)或代碼傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控終端或手機(jī)上。

運(yùn)行程序：將轎廂載重量在電梯額定載重的125%向下運(yùn)行，或空載轎廂向上運(yùn)行?？扛鞫苏酒綄訒r(shí)數(shù)據(jù)（±10mm），以及未出現(xiàn)鋼絲繩打滑狀態(tài)；并在額定載重的125%時(shí)，平層保持精度值（≤20mm）。在整機(jī)功能檢驗(yàn)時(shí)，建立其數(shù)字模型（數(shù)據(jù)），詳見(jiàn)圖4所示操作，即K0點(diǎn)及K5點(diǎn)。并將其存入虛擬主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)電梯在正常運(yùn)營(yíng)時(shí)出現(xiàn)上述工況，通過(guò)限速器副編碼器檢測(cè)電梯運(yùn)行鋼絲繩出現(xiàn)打滑狀態(tài)時(shí)，則將超載裝置獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)與數(shù)字模型中原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（標(biāo)準(zhǔn)值）。當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)偏離標(biāo)準(zhǔn)值，則電控柜顯示器上顯示其故障或代碼；并其數(shù)據(jù)或代碼傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控終端或手機(jī)上。

4）負(fù)載與電流自動(dòng)生成圖表及數(shù)據(jù)處理功能：利用電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)方法，模擬將負(fù)載與電流在檢測(cè)過(guò)程中，按圖4及表5分別在虛擬主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)建立其圖標(biāo)模型（見(jiàn)公式6）。用于在遠(yuǎn)程檢測(cè)終端自動(dòng)生成平衡系數(shù)曲線及KX值等數(shù)據(jù)；并建立電流與負(fù)載在啟動(dòng)運(yùn)行中各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)庫(kù)，便于在群控（數(shù)臺(tái)電梯）運(yùn)行中， 用于客流量運(yùn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化調(diào)度。

根據(jù)下圖公式6建立其圖標(biāo)模型，詳見(jiàn)圖4及表5：在整機(jī)功能測(cè)試時(shí)，將轎廂分別承載0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、80%、90%、100%、110%及125%的額定載荷（Q）進(jìn)行沿全程直駛運(yùn)行試驗(yàn)，分別記錄轎廂上下行至?xí)r，與對(duì)重同一水平面時(shí)的電流值（x,y）。即對(duì)交流電動(dòng)機(jī)通過(guò)電流測(cè)量并結(jié)合速度測(cè)量，做電流一載荷曲線圖（見(jiàn)圖4），以上、下運(yùn)行曲線交點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)，確定平衡系數(shù)K2點(diǎn)及相應(yīng)功能點(diǎn)（見(jiàn)表5）。并通過(guò)試驗(yàn)將其圖標(biāo)模型方法按公式6及功能點(diǎn)，存入虛擬主機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)建立原始數(shù)據(jù)（模型）。

相應(yīng)功能點(diǎn)為：

干擾點(diǎn)K1 = F1 ~  F2 ；

平衡點(diǎn)K2 = F4 ~ F5 ；

直點(diǎn)駛K3 = F8 ~ F9 ；

超載點(diǎn)K4 = F10 ；

125試驗(yàn)點(diǎn)K5 = F25 。                                    

5）客流量運(yùn)行數(shù)據(jù)調(diào)度處理功能：電梯根據(jù)稱重裝載實(shí)際負(fù)載，給出相應(yīng)啟動(dòng)電流，將其數(shù)字量傳輸?shù)诫娞菘刂葡到y(tǒng)中，由操作系統(tǒng)與虛擬主機(jī)5中原始數(shù)據(jù)庫(kù)（模型）進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)比較后輸出；另一方面，將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入群控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集層的呼叫分配模塊，優(yōu)化數(shù)臺(tái)（3臺(tái)及以上）電梯集中運(yùn)營(yíng)及調(diào)度處理。

運(yùn)行程序：當(dāng)繩頭傳感器受載荷力時(shí)，其輸出的電流量，送到控制器經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到虛擬主機(jī)5進(jìn)行邊緣計(jì)算或邏輯處理后，將其數(shù)字量與原始數(shù)據(jù)庫(kù)（模型）相應(yīng)啟動(dòng)電流數(shù)字量進(jìn)行比較及處理。再傳輸?shù)诫娞輸?shù)臺(tái)控制系統(tǒng)中，由操作系統(tǒng)進(jìn)行整機(jī)數(shù)字量集中對(duì)比與綜合處理；并將其處理的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)入群控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集中呼叫模塊，使電梯控制變得平穩(wěn)順暢，其運(yùn)行的舒適感達(dá)到最佳狀態(tài)。

此外，本發(fā)明內(nèi)容包含執(zhí)行上述各機(jī)構(gòu)、電子元器件及數(shù)字傳感器時(shí)，在電梯運(yùn)行過(guò)程中及功能的應(yīng)用等軟件程序。同時(shí)，其運(yùn)行程序運(yùn)用當(dāng)今5G（含地基增強(qiáng)型系統(tǒng)）通訊等技術(shù)，將電梯運(yùn)行時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)鏈接進(jìn)入集群式物聯(lián)網(wǎng)交互運(yùn)行及生態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)。

四、系統(tǒng)裝置及優(yōu)勢(shì)

由上所述，本發(fā)明旨在通過(guò)以上一系列裝置的配套設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)運(yùn)行程序的操作，使電梯超載裝置構(gòu)成的系統(tǒng)始終處于電梯在運(yùn)行時(shí)，能及時(shí)運(yùn)算和可靠地監(jiān)管，以確保乘客放心地使用。并在上述案例中相關(guān)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，使電梯自動(dòng)進(jìn)入安全提示或警示，以及電梯開(kāi)門停止運(yùn)行等狀態(tài)。尤其，對(duì)電梯維修人員和檢驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)，方便地解決了兩大難點(diǎn)：其一，當(dāng)電梯出現(xiàn)超載及端接裝置方面故障時(shí)，維保人員第一時(shí)間依據(jù)信息（或手機(jī)）直接到所在位置進(jìn)行電梯維修及處置。其次，當(dāng)電梯出現(xiàn)問(wèn)題或進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，維保人員或檢驗(yàn)人員能當(dāng)即知曉電梯超載狀態(tài)、以及曳引鋼絲繩現(xiàn)狀，便于及時(shí)處置；操作簡(jiǎn)單。并可現(xiàn)場(chǎng)獲得第一手電梯安全及檢規(guī)方面資料及數(shù)據(jù)。

因此，本發(fā)明產(chǎn)品進(jìn)一步完善了電梯超載功能及作用；另一方面以智能數(shù)字化的形式，系統(tǒng)解決與確保乘客等人員的人身事故與電梯超載現(xiàn)象地發(fā)生；同時(shí)，使維保人員、檢驗(yàn)人員及管理人員的工作量大大降低，耗時(shí)與繁瑣的問(wèn)題變得輕而易舉。可見(jiàn)，它不僅提升了電梯運(yùn)行的可靠性，從而將其安全指數(shù)大大提高。其要點(diǎn)主要有如下幾項(xiàng)：

1）利用端接裝置在內(nèi)部增加一智能型傳感器。它具有經(jīng)久耐用，靈敏度高，0～5t時(shí)分辨率為 2kg、較高的穩(wěn)定性和極好的過(guò)載能力<150%，工作溫度為-20℃～+40℃。整個(gè)裝置的綜合準(zhǔn)確度為±1%，特適合電梯超載裝置。

2）另一特點(diǎn)，本超載保護(hù)裝置使用數(shù)字化。使端接裝置安裝與調(diào)整簡(jiǎn)單又方便?？砂惭b在電梯機(jī)房或電梯轎頂?shù)鹊胤?，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可靠。在現(xiàn)行技術(shù)下，成本不高，易于實(shí)施。

3）采用數(shù)字電路技術(shù)，既能在操縱板上顯示其故障，也能在轎廂內(nèi)顯示屏上顯示其內(nèi)容及數(shù)據(jù)。還可在內(nèi)設(shè)備終端以聲光警示。且對(duì)外鏈接設(shè)備終端（或手機(jī)）以文字及數(shù)據(jù)提示。

4）當(dāng)電梯出現(xiàn)超載故障時(shí)，維修人員能快捷、便利地處理與解決。尤其是解決了安裝人員或檢驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)需要獲得端接裝置中各繩頭和超載故障的相關(guān)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，則依據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人工量化調(diào)整或驗(yàn)證，使其各繩頭平均拉力至5%標(biāo)準(zhǔn)要求。由此，解決與完善了一個(gè)困擾電梯行業(yè)多年的世界性難點(diǎn)。

5）因各功能通過(guò)人工智能技術(shù)及5G通訊等軟件自動(dòng)聯(lián)入電梯物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程生態(tài)監(jiān)控終端。這樣，既方便各級(jí)管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)管，又能第一時(shí)間得到維修人員的積極響應(yīng)及快捷處理。另一方面，又可將每臺(tái)電梯運(yùn)行中的電流一載荷相關(guān)數(shù)據(jù)，輸入群控系統(tǒng)數(shù)據(jù)集中層的呼叫分配模塊，優(yōu)化數(shù)臺(tái)電梯（可達(dá)10臺(tái)以上，而非8臺(tái)以下）集中運(yùn)營(yíng)及調(diào)度處理。

此外，當(dāng)電梯超載問(wèn)題得到數(shù)字化處理或解決時(shí)，使電梯網(wǎng)聯(lián)控制智能化鏈接進(jìn)入電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控安全管理生態(tài)平臺(tái)成為可能。只有這樣，將使我國(guó)電梯此類安全事故及故障將確保無(wú)虞。

本發(fā)明已報(bào)國(guó)家發(fā)明專利，其發(fā)明專利號(hào)為：202310115518.9

 

吳哲 2024年11月整理于湘潭