CN102211725A - 一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置及控制方法，其控制装置包括：微处理器、加速度传感器、存储器、提醒指示器、通讯接口、实时时钟和电源，微处理器分别与加速度传感器、存储器、提醒指示器、通讯接口、实时时钟和电源相连，加速度传感器实时采集升降机加速度参数传送给微处理器，微处理器实时计算升降机移动距离、升降机运行时间和升降机启停次数三个实际运行参数并保存在存储器中，升降机安全运行维修保养规定的移动距离、升降机运行时间和升降机启停次数三个维保规定参数也保存在存储器，微处理器存取实际运行参数和维保规定参数并进行比较，若升降机实际运行参数超出升降机安全运行维修保养规定参数，微处理器1发送信号给提醒指示，提醒用户进行维保，同时，微处理器1也通过通讯接口，将维保信息发送给第三方。本发明在独立于升降机原有电气控制系统的前提下，解决了原有升降机维保过程中纯粹以日历时间天数为标准的盲目性，极大的减少安全隐患，提高了维保的科学性。

Description

一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置及控制方法，更具体的说，涉及一种采用加速度传感器，独立于原有电气控制系统，为升降机维护保养提供一种科学依据的控制装置及控制方法。

背景技术

随着我国经济不断稳健的发展，升降机的安装和使用数量也越来越大。近年来，升降机事故有特别突出的问题，由于现役升降机中很多是无人值守，即使有人值守的升降机，大部分也不是全天候在位。

升降机发生设备故障的原因主要有两个方面：①升降机本身的性能质量和升降机的安装质量；②升降机的管理、使用和维修保养不到位。从我国升降机事故统计情况看，发生事故更多间接原因是由于升降机的维护保养不到位造成的。

目前国内升降机维修保养方面普遍的做法仍然是依靠升降机公司每15日一次的定期维保和质监局的年检。《特种设备安全监察条例》规定升降机至少每15日进行一次维护保养，但在质监部门的日常检查中发现，有的升降机使用单位并没有做到这点。不同场合的升降机，使用的频繁程度不一样，相应的升降机损耗程度也不同，需要得到的保养等级也应该有区别。原有保养模式显得有点被动。

在授权公告号为CN 100415625C中，公开了一种使用传感器检测电梯运行超速，异常抖动等状态，并启动制动措施的方法，这种方法只涉及了发生故障时的探测和解决办法，不能做到预警目的。

目前升降机维保的时间长短，存在以下问题：

1、现有升降机维保时间以日历自然天数为依据，没有和升降机实际移动距离L_s，实际运行时间T_s及实际启停次数Q_s三个参数(L_s、T_s、Q_s)挂钩，维保缺乏科学性，维保效果不佳。

2、各厂家生产的升降机，由于控制系统不同，不能以电气上独立的方式取得升降机实际移动距离L_s，实际运行时间T_s及实际启停次数Q_s等参数。

3、现有维保方式，由于不知道哪个升降机使用频繁，因而不能正确的监控和监管频繁运行的升降机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置及控制方法，本发明使用加速度传感器采集升降机运行时的加速度参数a_s，运用力学公式和数学模型，计算出升降机移动距离L_s、升降机运行时间T_s和升降机启停次数Q_s三个参数(L_s、T_s、Q_s)，将三个参数(L_s、T_s、Q_s)和升降机安全运行维修保养规定的三个参数(L_b、T_b、Q_b)相比较，当超出规定时，提醒用户及时保养。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置，其特征在于它包括：微处理器、加速度传感器、存储器、提醒指示器、通讯接口、实时时钟和电源，微处理器分别与加速度传感器、存储器、提醒指示器、通讯接口、实时时钟和电源相连，加速度传感器实时采集升降机加速度参数a_s传送给微处理器，微处理器实时计算升降机移动距离L_s、升降机运行时间T_s和升降机启停次数Q_s三个实际运行参数并保存在存储器中，升降机安全运行维修保养规定的移动距离L_b、升降机运行时间T_b和升降机启停次数Q_b三个维保规定参数也保存在存储器，微处理器存取实际运行参数L_s、T_s、Q_s和维保规定参数L_b、T_b、Q_b并进行比较，若升降机实际运行参数超出升降机安全运行维修保养规定参数，微处理器1发送信号给提醒指示，提醒用户进行维保，同时，微处理器1也通过通讯接口，将维保信息发送给第三方。

所述的加速度传感器的信号输出是数字信号或模拟信号。

一种基于加速度传感器的升降机维保控制方法，其特征在于：通过加速度传感器采集升降机运行时的加速度参数a_s，计算出升降机实际移动距离L_s、升降机实际运行时间T_s、升降机实际启停次数Q_s三个实际运行参数，将上述三个实际运行参数L_s、T_s、Q_s和升降机安全运行维修保养规定的移动距离L_b、运行时间T_b、启停次数Q_s三个维修保养规定参数相比较，若升降机实际运行参数超出安全运行维修保养规定的参数时，发出保养信息，提醒用户及时保养，确保升降机安全运行。

当满足表达式(L_s＞L_b)+(T_s＞T_b)+(Q_s＞Q_b)＝1时，即满足(L_s＞L_b)或满足(T_s＞T_b)或满足(Q_s＞Q_b)任意条件时，升降机实际运行参数超出维保规定参数。

升降机n次移动以后，移动距离运行时间其中i代表任意一次升降机的移动，n代表升降机总的移动次数，升降机任意一次从开始到停止的移动距离l_i＝l_k+l_y+l_t，l_k为升降机加速过程移动的距离、l_y为匀速过程移动的距离、l_t为减速过程移动的距离，升降机任意一次从开始到停止的运行时间t_i＝t₄-t₁，t₁为启动升降机时刻，t₄为升降机停止运动时刻。

采用上述方法，本发明在独立于升降机原有电气控制系统的前提下，实现了获取各类升降机实际移动距离L_s、实际运行时间T_s和实际启停次数Q_s三个参数的方法，且升降机原有电气安全不会产生任何影响。本发明以升降机实际移动距离L_s、升降机实际运行时间T_s和升降机实际启停次数Q_s三个参数作为维保的依据，解决了原有升降机维保过程中纯粹以日历时间天数为标准的盲目性，极大的减少安全隐患，提高了维保的科学性。

附图说明

图1本发明控制装置的结构框图。

具体实施方式

参见图1，本发明的控制装置包括微处理器1，加速度传感器2，按键3，存储器4，提醒指示器5，通讯接口6、实时时钟7和电源8。系统以微处理器1为核心，加速度传感器2实时采集升降机加速度参数a_s，传送给微处理器1，微处理器1实时计算升降机移动距离L_s、升降机运行时间T_s和升降机启停次数Q_s三个参数(L_s、T_s、Q_s)，微处理器1连接存储器4，升降机安全运行维修保养规定的移动距离L_b、升降机运行时间T_b和升降机启停次数Q_b三个参数L_b、T_b、Q_b)保存在存储器4，升降机实际运行参数L_s、T_s、Q_s)也保存在存储器4，微处理器1存取实际运行参数L_s、T_s、Q_s)和维保规定参数L_b、T_b、Q_b)，并进行比较，若升降机实际运行参数超出升降机安全运行维修保养规规定参数，微处理器1发送信号给提醒指示器5，提醒用户进行维保，同时，微处理器1也通过通讯接口6，将维保信息发送给第三方。

系统安装可以安装在升降机内以及任何可以随升降机移动的位置。

系统和升降机的电气连接只有电源8，电源8可以是交流电源或直流电源，也可以是蓄电瓶、锂电池、镍氢电池等可充电电池。

加速度传感器2连接微处理器1，加速度传感器2采用LIS3LV02DQ三轴加速度传感器或其他类似型号，加速度传感器2测量方向可以是单轴也可以是多轴；输出信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。微处理器1通过AD转换获取模拟信号，通过数字接口读取数字信号。

实时时钟7连接微处理器1，由微处理器1实现实时时钟7的配置，并读取实时时钟7的日期时间，得到升降机运行时刻，供系统使用。

按键3连接微处理器1，按键3用于紧急情况下的呼叫按键。微处理器接收按键3的信息，并发送给第三管理方。

提醒指示器5，连接微处理器1，可以是LED指示灯，也可以蜂鸣器。

加速度传感器2采集升降机不同时刻加速度a_s，由实时时钟7得到升降机运行时刻，由微处理器1计算运行参数L_s、T_s、Q_s，假设升降机在t₁时刻启动升降机，速度为零，在t₂时刻，升降机加速结束，开始匀速运动，则加速过程移动的距离为：

$l_k={\∫}_{t1}^{t2}{a}_{s}t\·\mathrm{dt}\≈\frac{1}{2}{a}_s(t_2^2-t_1^2)$ ……………………………公式一

(注：这里的t是时间积分变量，代表对t积分，从t₁积分到t₂。)

加速过程运行的时间：

t_k＝t₂-t₁…………………………………………公式二

升降机经过一段时间的匀速运动后，当t₃时刻，速度开始减速，准备停止，则匀速过程移动的距离为：

$l_y={\∫}_{t2}^{t3}{a}_{s}t\·\mathrm{dt}\≈a_s(t_2-t_1)\·(t_3-t_2)$ ………………………公式三

匀速过程运行的时间：

T_y＝t₃-t₂……………………………………………公式四

升降机经过减速以后，在t₄时刻升降机停止运动，则减速过程移动的距离为：

$l_t=-{\∫}_{t3}^{t4}{a}_{s}t\·\mathrm{dt}\≈-\frac{1}{2}{a}_s(t_4^2-t_3^2)$ ………………………公式五

(注：这里的t是时间积分变量，代表对t积分，从t₃积分到t₄。)

减速过程运行的时间：

t_t＝t₄-t₃……………………………………………公式六

升降机任意一次从开始到停止的移动距离：

l_i＝l_k+l_y+l_t；…………………………………………公式七

升降机任意一次从开始到停止的运行时间：

t_i＝t_k+t_y+t_t＝t₄-t₁。…………………………………公式八

升降机n次移动以后，移动距离

其中i代表任意一次升降机的移动，n代表升降机总的移动次数。

升降机n次移动以后，运行时间

其中i代表任意一次升降机的移动，n代表升降机总的移动次数。

由此，可以得到需要的三个参数：L_s、T_s、Q_s。表一给出了相关测试参数。

由微处理器1计算得到的升降机实际运行参数L_s、T_s、Q_s，通过微处理器1，保存在存储器4，也可以通过通讯接口6，传递给外部系统。

通讯接口6，可以是有线通讯，也可以是无线通讯；有线通讯可采用通用串行接口，如RS232、SPI、I2C等，无线通讯可以采用蓝牙、红外、GSM、GPRS等无线模块等。

存储器4连接微处理器1，它可以是串行非易失存储器，也可以是并行非易失存储器，用于保存升降机系统属性参数和升降机运行参数。

维保规定参数L_b、T_b、Q_b可通过通讯接口，从外部传递给微处理器1，由微处理器1将维保规定参数L_b、T_b、Q_b保存在存储器4中。

当升降机完成一次升降停止移动时，微处理器1从存储器4中读出维保规定参数L_b、T_b、Q_b和实际运行参数L_s、T_s、Q_s，并进行处理。当满足表达式：(L_s＞L_b)+(T_s＞T_b)+(Q_s＞Q_b)＝1时，也就是说，当满足(L_s＞L_b)或满足(T_s＞T_b)或满足(Q_s＞Q_b)任意条件时，说明实际的运行参数已经超出维保要求规定参数，微处理器1发出维保信号，通过提醒指示器5提醒用户，或者也可以通过通讯接口6，将需要进行维保的信息发送给第三方。

表一升降机移动后，移动距离、运行时间和启停次数

表二所示为升降机移动距离、运行时间和启停次数在维保规定范围内，没有发出维保报警信息

表三升降机移动距离超出维保规定(L_s＞L_b)，发出维保报警信息

表四升降机启停次数超出维保规定(Q_s＞Q_b)，发出维保报警信息

表五升降机移动距离超出维保规定(L_s＞L_b)，升降机运行时间超出维保规定(T_s＞T_b)，发出维保报警信息

通过上述系统，可以使升降机维保及时、科学、有效，减少升降机安全隐患，保障升降机的安全运行。

表一升降机移动后，移动距离、运行时间和启停次数

表二升降机移动距离、运行时间启停次数在维保规定范围内，没有发出维保报警信息

表三升降机移动距离超出维保规定(L_s＞L_b)，发出维保报警信息

表四升降机启停次数超出维保规定(Q_s＞Q_b)，发出维保报警信息

表五升降机移动距离超出维保规定(L_s＞L_b)，升降机运行时间超出维保规定(T_s＞T_b)，发出维保报警信息

Claims (10)

1.一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置，其特征在于它包括：微处理器(1)、加速度传感器(2)、存储器(4)、提醒指示器(5)、通讯接口(6)、实时时钟(7)和电源(8)，微处理器(1)分别与加速度传感器(2)、存储器(4)、提醒指示器(5)、通讯接口(6)、实时时钟(7)和电源(8)相连，加速度传感器(2)实时采集升降机加速度参数(a_s)传送给微处理器(1)，微处理器(1)实时计算升降机移动距离(L_s)、升降机运行时间(T_s)和升降机启停次数(Q_s)三个实际运行参数并保存在存储器(4)中，升降机安全运行维修保养规定的移动距离(L_b)、升降机运行时间(T_b)和升降机启停次数(Q_b)三个维保规定参数也保存在存储器4，微处理器(1)存取实际运行参数(L_s、T_s、Q_s)和维保规定参数(L_b、T_b、Q_b)并进行比较，若升降机实际运行参数超出升降机安全运行维修保养规定参数，微处理器(1)发送信号给提醒指示器(5)，提醒用户进行维保，同时，微处理器(1)也通过通讯接口6，将维保信息发送给第三方。

2.如权利要求1所述的一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置，其特征在于：所述加速度传感器的输出信号是数字信号或模拟信号。

3.如权利要求1或2所述的一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置，其特征在于：所述提醒指示器(5)为LED指示灯或蜂鸣器。

4.如权利要求1或2所述的一种基于加速度传感器的升降机维保的控制装置，其特征在于：所通讯接口(6)是无线通讯或有线通讯。

5.一种基于加速度传感器的升降机维保控制方法，其特征在于：通过加速度传感器采集升降机运行时的加速度参数(a_s)，计算出升降机实际移动距离(L_s)、升降机实际运行时间(T_s)、升降机实际启停次数(Q_s)三个实际运行参数，将上述三个实际运行参数(L_s、T_s、Q_s)和升降机安全运行维修保养规定的移动距离(L_b)、运行时间(T_b)、启停次数(Q_s)三个维修保养规定参数相比较，当升降机实际运行参数超出安全运行维修保养规定的参数时，发出保养信息，提醒用户及时保养，确保升降机安全运行。

6.如权利要求5所述的一种基于加速度传感器的升降机维保控制方法，其特征在于：当满足表达式(L_s＞L_b)+(T_s＞T_b)+(Q_s＞Q_b)＝1时，即满足(L_s＞L_b)或满足(T_s＞T_b)或满足(Q_s＞Q_b)任意条件时，升降机实际运行参数超出维保规定参数。

7.如权利要求5或6所述的一种基于加速度传感器的升降机维保控制方法，其特征在于：升降机n次移动以后，移动距离

运行时间

其中i代表任意一次升降机的移动，n代表升降机总的移动次数，升降机任意一次从开始到停止的移动距离l_i＝l_k+l_y+l_t，l_k为升降机加速过程移动的距离、l_y为匀速过程移动的距离、l_t为减速过程移动的距离，升降机任意一次从开始到停止的运行时间t_i＝t₄-t₁，t₁为启动升降机时刻，t₄为升降机停止运动时刻。

8.如权利要求7所述的一种基于加速度传感器的升降机维保控制方法，其特征在于：升降机加速过程移动的距离

匀速过程移动的距离

减速过程移动的距离为

其中t₁为启动升降机时刻，t₂升降机加速时刻，t₃升降机开始减速时刻，t₄为升降机停止运动时刻。

9.根据权利要求5或6所述的一种基于加速度传感器的升降机维保控制方法，其特征在于：加速度传感器的输出信号是数字信号或模拟信号。

10.根据权利要求5或6所述的一种基于加速度传感器的升降机维保控制方法，其特征在于：加速度传感器测量方向可以是单轴也可以是多轴。

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