CN111422719A - 一种电梯能耗智能管理统计系统及其管理方法 - Google Patents

一种电梯能耗智能管理统计系统及其管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电梯能耗智能管理统计系统及其管理方法，其中电梯能耗智能管理统计系统特征在于：包括数据采集器，用于监控轿厢内是否有人，用于采集记录每天电梯待机状态下的运行时间T1、空载上行状态下的运行时间T2和空载下行状态下的运行时间T3；电梯能耗管理平台，用于计算每天电梯待机状态下的无用功率P1、空载上行状态下的无用功率P2和空载下行状态下的无用功率P3，用于计算每天电梯待机状态下的无用功耗W1、空载上行状态下的无用功耗W2和空载下行状态下的无用功耗W3，及根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下不同时间段的楼层停留情况制定相应的电梯能耗优化管理方案。本系统能大大降低电梯的能耗。

Description

一种电梯能耗智能管理统计系统及其管理方法
技术领域
本发明涉及一种升降电梯，具体是一种电梯能耗智能管理统计系统及其管理方法。
背景技术
升降电梯在不使用的时间段内轿厢一般停留在一楼，但是某些商业楼在某个时间段使用最频繁（停留次数最多）的可能不是一楼，所以升降电梯中的轿厢需要不断从一楼运行至使用频繁的楼层，这样不但耗电，还降低了使用效率；如：某个商业楼五楼是电影院、二楼和一楼均为大型超市、负一楼为停车场，每天下午四点电影播放完毕时，大量用户需要从五楼下行至大型超市（二楼或一楼）或停车场（负一楼），初始使用升降电梯时，轿厢需要从一楼上升至五楼；又如：某个写字楼中十楼以上的办公人员较多，每天下午五点至六点之间是下班高峰期，大量用户需要从十楼以上楼层下层至一楼，初始使用升降电梯时，轿厢需要从一楼上升至十楼以上；上述情况下，轿厢上行时往往为空载导致电能浪费，而且用户等梯时间较长，电梯的效率较低。
因此，需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种电梯能耗智能管理统计系统及其管理方法，本系统能根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态的楼层停留情况制定相应的能耗优化管理方案，以大大降低电梯的能耗。
本发明的目的是这样实现的：
一种电梯能耗智能管理统计系统，其特征在于：包括：
数据采集器，用于监控轿厢内是否有人，及用于采集记录每天电梯待机状态下的运行时间T1、空载上行状态下的运行时间T2和空载下行状态下的运行时间T3；
电梯能耗管理平台，用于计算每天电梯待机状态下的无用功率P1、空载上行状态下的无用功率P2和空载下行状态下的无用功率P3，用于计算每天电梯待机状态下的无用功耗W1、空载上行状态下的无用功耗W2和空载下行状态下的无用功耗W3，用于储存一个以上被管理电梯相应的电梯档案以及根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下不同时间段的楼层停留情况制定相应的电梯能耗优化管理方案；
所述数据采集器设置于轿厢上；所述电梯能耗管理平台装载于智能终端上；所述数据采集器通讯连接电梯能耗管理平台。
所述轿厢上设置有物联网网关，数据采集器通过物联网网关与电梯能耗管理平台沟通互联。
所述数据采集器包括用于计算电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下运行时间的计时模块以及用于识别轿厢内是否有人的人员识别模块。
所述电梯能耗管理平台上设置有用于记录电流值和电压值的电流电压设置模块；所述电流电压设置模块记录的电流值包括电梯待机状态下测得的电流I1、空载上行状态下测得的电流I2和空载下行状态下测得的电流I3，记录的电压值包括电梯待机状态下测得的电压U1、空载上行状态下测得的电压U2和空载下行状态下测得的电压U3。
电梯待机状态下的无用功率P1=I1·U1；空载上行状态下的无用功率P2=I2·U2；空载下行状态下的无用功率P3==I3·U3。
电梯待机状态下的无用功耗W1=T1·P1；空载上行状态下的无用功耗W2=T2·P2；空载下行状态下的无用功耗W3=T3·P3。
一种采用上述的电梯能耗智能管理统计系统的管理方法，包括以下步骤
A、在所述电梯能耗管理平台上建立要管理的电梯对应的电梯档案；测定电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的电流和电压，并在所述电梯能耗管理平台上设置相应的电流值和电压值，以计算出电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的无用功率；
B、数据采集器在设定的数据采集周期内每天采集记录电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的运行时间以及一天中各个时间段电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的电梯分别停留在哪个楼层次数最多；所述电梯能耗管理平台计算出电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下一天消耗的无用功耗；
C、电梯能耗管理平台根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下不同时间段的楼层停留情况制定相应的电梯能耗优化管理方案，以控制电梯每天在相应的时间段停留在优化前停留次数最多的楼层。
所述数据采集周期为一周、一个月、一季度或一年等，或通过自定义设置。
本发明的有益效果如下：
数据采集器能有效采集每天电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态的运行时间以及一天中各时间段电梯停留哪个楼层次数最多，电梯能耗管理平台根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态的楼层停留情况制定出相应的电梯能耗优化管理方案，以大大降低电梯的能耗。具体地，本系统能统计电梯一个数据采集周期内每天各时间段停留哪个楼层次数最多，还能根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的电流电压计算出所耗的电量（无用功耗），以便制定相应的电梯能耗优化管理方案；电梯则会根据电梯能耗优化管理方案在指定时间段内优先停留在对应时间段常用的楼层，以减少电梯的空载运行时间（减少无用功），提高电梯的使用率，降低电梯的能耗，而且可减少用户等梯的时间，大大提升电梯的使用体验。
附图说明
图1为本发明一实施例中数据采集器的电路图。
图2为本发明一实施例中控制电源的电路图。
图3为本发明一实施例中安全及门锁控制的电路图。
图4为本发明一实施例中轿厢接线端的电路图。
图5为本发明一实施例中开门控制的电路图。
图6为本发明一实施例中电梯能耗管理平台的电流I电压U设置界面。
图7为本发明一实施例中电梯能耗管理平台的楼层停留记录界面。
图8为本发明一实施例中电梯的结构示意图。
图9为本发明一实施例中能耗智能管理统计系统的管理流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图8
本实施例涉及的电梯包括用于载人的轿厢1。
本实施例涉及的电梯能耗智能管理统计系统，包括：
数据采集器3，用于监控轿厢1内是否有人，及用于采集记录每天电梯待机状态下的运行时间T1、空载上行状态下的运行时间T2和空载下行状态下的运行时间T3；
电梯能耗管理平台4，用于计算每天电梯待机状态下的无用功率P1、空载上行状态下的无用功率P2和空载下行状态下的无用功率P3，用于计算每天电梯待机状态下的无用功耗W1、空载上行状态下的无用功耗W2和空载下行状态下的无用功耗W3，用于储存一个以上被管理电梯相应的电梯档案以及根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下不同时间段的楼层停留情况制定相应的电梯能耗优化管理方案；
数据采集器3设置于轿厢11顶部；电梯能耗管理平台4为软件程序，其装载于智能终端上，智能终端包括智能手机、PC电脑等；数据采集器3通讯连接电梯能耗管理平台4。
进一步地，轿厢11顶部设置有物联网网关2，数据采集器3通过物联网网关2与电梯能耗管理平台4沟通互联，物联网网关2与电梯能耗管理平台4之间有线或无线通讯连接。
进一步地，数据采集器3包括用于计算电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下运行时间的计时模块（图中未标示）以及用于识别轿厢1内是否有人的人员识别模块；其中，人员识别模块可以是红外传感器，利用红外线感应的方式能有效检测轿厢1内是否有人。
进一步地，电梯能耗管理平台4上设置有用于记录电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下测得的电流值和电压值的电流电压设置模块；电流电压设置模块记录的电流值包括电梯待机状态下测得的电流I1、空载上行状态下测得的电流I2和空载下行状态下测得的电流I3，记录的电压值包括电梯待机状态下测得的电压U1、空载上行状态下测得的电压U2和空载下行状态下测得的电压U3。具体参见图6可见，电流电压设置模块相应的电流电压设置界面中有电梯选择栏和电流电压设置栏；管理人员根据实际需要从电梯选择栏中选择相应的电梯（如图中的D3栋4号梯，当然这里只是举例说明，实际应用中需要按照所在电梯网中相应的编号选择）；电流电压设置栏中包括轿厢待机电流输入项、空载上行电流输入项、空载下行电I输入项和电网电压输入项，其中U、V、W分别为电流对应的三相，电网电压输入项则包括单相和三相（需要注意的是图中的数据为具体的例子，实际应用中数据有相应改变）。
进一步地，电梯待机状态下的无用功率P1=I1·U1；空载上行状态下的无用功率P2=I2·U2；空载下行状态下的无用功率P3==I3·U3。
进一步地，电梯待机状态下的无用功耗W1=T1·P1；空载上行状态下的无用功耗W2=T2·P2；空载下行状态下的无用功耗W3=T3·P3。
进一步地，参见图1，数据采集器3包括一组以上相互并联的数据采集模块NH，至少一数据采集模块NH上的采集信号输入端连接控制电源回路中的电源输入端、采集信号输出端连接相应的单片机。本系统中，单片机利用ADC技术（即数模转换技术）识别采集信号输出端输出的模拟信号，以达到采集数据的目的；同时，基于单片机能识别采集信号输出端输出的模拟信号，使线性光耦N5的光敏管可以工作在截止区、放大区和饱和区；具体有以下优点：1.去除了传统结构中电阻选择开关、多个限流降压电阻等相关器件，使数据采集器3中的数据采集电路更加简洁；2.单片机利用ADC技术识别采集信号输出端输出的模拟信号即可达到数据采集的目的，所以不需要设置电阻选择开关进行高低压的选择切换，直接用模拟信号进行区分，本模拟信号识别方式可适应不同信号点的电压U，进而可适用于不同的升降电梯中；3.单片机可识别模拟信号，所以不管输入高电平电压U（DC100V）还是低电平电压U（DC60V）都有电压U的变化，即单片机可识别高电平电压U和低电平电压U，且可识别的信号点电压U有效值范围更广。
进一步地，数据采集模块NH包括一号限流降压电阻N1、整流桥N2、滤波电容N3、二号限流降压电阻N4和线性光耦N5；一号限流降压电阻N1分别连接采集信号输入端和整流桥N2；线性光耦N5分别连接整流桥N2和采集信号输出端，线性光耦N5连接单片机；滤波电容N3并联在整流桥N2与线性光耦N5之间；二号限流降压电阻N4并联在滤波电容N3与线性光耦N5之间。
进一步地，数据采集器3的采集对象包括电源信号、轿门锁信号、轿厢1安全回路信号、检修信号和门区信号；具体是，
电源信号：参见图1和图2，数据采集器3中， Q1端子中的1号端口和2号端口分别连接控制电源电路中的603端口和604端口；
轿门锁信号：参见图1和图3，数据采集器3中， Q1端子中的3号端口和4号端口分别连接安全及门锁控制电路中的JM2端口（门锁开关的后级）和04端口（接地）；
轿厢1安装回路信号：参见图1和图3，数据采集器3中， Q1端子中的5号端口和6号端口连接安全及门锁控制电路中的3端口和04端口（接地）；
检修信号：参见图1和图4，数据采集器3中， Q1端子中的7号端口和8号端口连接轿厢1接线电路中的49端口（或59端口）和COM端口（24V的负极）；
门区信号：参见图1和图5，数据采集器3中， Q1端子中的9号端口和10号端口连接开门控制电路中的SFL端口（或XFL端口）和COM端口（24V的负极）。
参见图9，上述管理方法包括以下步骤
A、确认数据采集器3正确安装于轿厢1顶部，并确保其正常运作；在电梯能耗管理平台4上建立要管理的电梯对应的电梯档案；人工或通过系统测定电梯各空载状态（包括电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态）下的电流和电压，并在电梯能耗管理平台4上设置相应的电流值和电压值，以计算出电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的无用功率，无用功率为没有人使用电梯时所消耗的电量；
B、数据采集器3随时监控轿厢1内是否有人；数据采集器3在设定的数据采集周期内每天采集记录电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的运行时间以及一天中各个时间段电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的电梯分别停留在哪个楼层次数最多；电梯能耗管理平台4计算出电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下一天消耗的无用功耗；
C、电梯能耗管理平台4根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下不同时间段的楼层停留情况制定相应的电梯能耗优化管理方案，以控制电梯每天在相应的时间段停留在优化前停留次数最多的楼层；后续继续通过数据采集器3和电梯能耗管理平台4以上述方法计算出电梯优化后电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态的无用功耗（各数据中，一般只有运行时间是改变的，无用功率是不变的），将电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态优化后相应的无用功耗与优化前相应的无用功耗做对比，如果优化后电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下产生的无用功耗减少了则说明优化成功，否则电梯能耗管理平台4会重新采集各运行时间的数据、并重新制定相应的电梯能耗优化管理方案。
进一步地，数据采集周期为一周、一个月、一季度或一年等，或通过自定义设置。
进一步地，参见图7，管理人员可在电梯能耗管理平台4中的楼层停留记录界面查看电梯的楼层停留记录；以图7显示的采集数据为例：查询的日期为2020-5-1至2020-5-3，可见，时间段00:01-06:00中、电梯空载状态（包括电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态）下停留最多的楼层为4楼，时间段06:01-12:00中、电梯空载状态（包括电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态）下停留最多的楼层为2楼，时间段12:01-18:00中、电梯空载状态（包括电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态）下停留最多的楼层为2楼，时间段18:01-00:00中、电梯空载状态（包括电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态）下停留最多的楼层为2楼；电梯能耗管理平台4根据上述资料制定相应的电梯能耗优化管理方案，即控制电梯在时间段00:01-06:00停留在4楼，在时间段06:01-12:00、时间段12:01-18:00和时间段18:01-00:00停留在2楼，以此降低电梯空载状态（包括电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态）下一天产生的无用功耗，以达到效率高，省电，能耗低等目的。
上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种电梯能耗智能管理统计系统，其特征在于：包括：
数据采集器（3），用于监控轿厢（1）内是否有人，及用于采集记录每天电梯待机状态下的运行时间T1、空载上行状态下的运行时间T2和空载下行状态下的运行时间T3；
电梯能耗管理平台（4），用于计算每天电梯待机状态下的无用功率P1、空载上行状态下的无用功率P2和空载下行状态下的无用功率P3，用于计算每天电梯待机状态下的无用功耗W1、空载上行状态下的无用功耗W2和空载下行状态下的无用功耗W3，用于储存一个以上被管理电梯相应的电梯档案以及根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下不同时间段的楼层停留情况制定相应的电梯能耗优化管理方案；
所述数据采集器（3）设置于轿厢（1）上；所述电梯能耗管理平台（4）装载于智能终端上；所述数据采集器（3）通讯连接电梯能耗管理平台（4）。
2.根据权利要求1所述电梯能耗智能管理统计系统，其特征在于：所述轿厢上设置有物联网网关（2），数据采集器（3）通过物联网网关（2）与电梯能耗管理平台（4）沟通互联。
3.根据权利要求1所述电梯能耗智能管理统计系统，其特征在于：所述数据采集器（3）包括用于计算电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下运行时间的计时模块以及用于识别电梯轿厢（1）内是否有人的人员识别模块。
4.根据权利要求1所述电梯能耗智能管理统计系统，其特征在于：所述电梯能耗管理平台（4）上设置有用于记录电流值和电压值的电流电压设置模块；所述电流电压设置模块记录的电流值包括电梯待机状态下测得的电流I1、空载上行状态下测得的电流I2和空载下行状态下测得的电流I3，记录的电压值包括电梯待机状态下测得的电压U1、空载上行状态下测得的电压U2和空载下行状态下测得的电压U3。
5.根据权利要求4所述电梯能耗智能管理统计系统，其特征在于：电梯待机状态下的无用功率P1=I1·U1；空载上行状态下的无用功率P2=I2·U2；空载下行状态下的无用功率P3==I3·U3。
6.根据权利要求1所述电梯能耗智能管理统计系统，其特征在于：电梯待机状态下的无用功耗W1=T1·P1；空载上行状态下的无用功耗W2=T2·P2；空载下行状态下的无用功耗W3=T3·P3。
7.一种采用权利要求1 所述的电梯能耗智能管理统计系统的管理方法，其特征在于：包括以下步骤
A、在所述电梯能耗管理平台（4）上建立要管理的电梯对应的电梯档案；测定电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的电流和电压，并在所述电梯能耗管理平台（4）上设置相应的电流值和电压值，以计算出电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的无用功率；
B、数据采集器（3）在设定的数据采集周期内每天采集记录电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的运行时间以及一天中各个时间段电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下的电梯分别停留在哪个楼层次数最多；所述电梯能耗管理平台（4）计算出电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下一天消耗的无用功耗；
C、电梯能耗管理平台（4）根据电梯待机状态、空载上行状态和空载下行状态下不同时间段的楼层停留情况制定相应的电梯能耗优化管理方案，以控制电梯每天在相应的时间段停留在优化前停留次数最多的楼层。
8.一种根据权利要求7所述的管理方法，其特征在于：所述数据采集周期为一周、一个月、一季度或一年。
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