CN113697651B - 一种电动扶梯输送能效监控方法及系统 - Google Patents

一种电动扶梯输送能效监控方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电动扶梯输送能效监控方法，包括步骤：计算第一预设周期电动扶梯在空载或负载下的能耗；计算电动扶梯在空载和负载下的平均能效；比较最近一个第二预设周期内与上一个第二预设周期内电动扶梯在空载或负载下的平均能效，更新空载动态能效参考值和负载动态能效参考值；空载时将空载动态能效参考值和动态调整因子相乘的结果与当前的空载动态能效进行比较，判断是否预警；负载时将负载动态能效参考值和动态调整因子相乘的结果与当前的负载动态能效进行比较，判断是否预警。本发明结构简单，只需在电动扶梯入口处加装红外线计数装置，可准确判断电动扶梯的实时输送能效，保障电动扶梯可靠及高效运行。

Description

一种电动扶梯输送能效监控方法及系统
技术领域
本发明属于电动扶梯技术领域，尤其涉及一种电动扶梯输送能效监控方法及系统。
背景技术
在我国，2014年建筑能耗总量超过12.5亿吨标准煤，占社会总能耗30％。电动扶梯作为建筑物内的重要运输设备，已在商场，写字楼，医院，车站，地下通道等场所得到了广泛的应用。电动扶梯在给人们提供方便的同时，也存在耗电量过大的问题。据不完全统计，目前我国电动扶梯用量超过6万台，并正以超过10％的速度逐年增长。其中，非节能电动扶梯数量占比95％以上。按1台电动扶梯功率为5.5kW，每天运行12h计算，每年每台电动扶梯降耗耗电24,090kWh。全国每年仅扶梯一项就会消耗电能约1.3×109kWh，且每台电动扶梯分别会有10％～40％不等的间断性空载现象，这意味着全国每年将有1.3×108～5.2×108kWh的电能浪费在电动扶梯上。传统的电动扶梯能效计量只是通过电能表简单统计了电动扶梯用电功率及用电量，除了可通过统计得出其空载时间区间段，却不能在有载荷时，有效的评价电动扶梯的输送效率。
发明内容
有鉴于此，本发明通过在电动扶梯入口处加装红外线计数装置，通过结合统计空载累积时间、负载累积时间、及在负载时电动扶梯上实时乘客数量，可有效的评估出电动扶梯的实时能效值及能效水平，进而指导电动扶梯运维管理人员对扶梯进行预防性维修，最终实现电动扶梯的运行节能。
具体地，本发明第一方面公开了一种电动扶梯输送能效监控方法，包括以下步骤：
S1：每隔第一预设周期测量电动扶梯的运行速度来判断电梯的空载或负载状态，并分别记录统计空载累积时间及负载累积时间；每隔第一预设周期测量电动扶梯的运行电压和运行电流，计算电动扶梯在空载或负载下的能耗；
S2：重复步骤S1，直至第二预设周期结束；
S3：统计第二预设周期内的乘搭电动扶梯的乘客数量，分别计算电动扶梯在空载和负载下的平均能效；
S4：比较最近一个第二预设周期内与其上一个第二预设周期内的电动扶梯在空载或负载下的平均能效，并将空载能效高者存入空载动态能效参考值，将负载能效高者存入负载动态能效参考值；
S5：空载时，将所述空载动态能效参考值和动态调整因子相乘的结果与当前第二预设周期的空载动态能效进行比较，判断是否发出预警和/或更新空载动态能效参考值；负载时，将所述负载动态能效参考值和动态调整因子相乘的结果与当前第二预设周期的负载动态能效进行比较，判断是否发出预警和/或更新负载动态能效参考值。
进一步地，所述每隔第一预设周期测量电动扶梯的运行速度来判断电梯的空载或负载状态，并分别记录统计空载累积时间及负载累积时间，包括：
判断电梯的空载或负载状态的方法如下式所示；
Figure BDA0003258682310000021
其中Vk me为第k时刻电动扶梯的运行速度，t0为空载累积时间，t1为负载累积时间，Vhigh为电梯负载时的额定速度，Vlow为电梯空载时的额定速度。
进一步地，，所述每隔第一预设周期测量电动扶梯的运行电压和运行电流，计算电动扶梯在空载或负载下的能耗，包括：
电动扶梯在空载或负载下的能耗的计算如下列公式所示；
Figure BDA0003258682310000031
Figure BDA0003258682310000032
其中，Q0表示电梯空载时的能耗，Q1表示电梯负载时的能耗，Uk me为第k时刻电动扶梯的运行电压，Ik me为第k时刻电动扶梯的运行电流。
进一步地，，所述统计第二预设周期内的乘搭电动扶梯的乘客数量，分别计算电动扶梯在空载和负载下的平均能效，包括：
电动扶梯在空载或负载下的平均能效的计算方法如下式所示；
Figure BDA0003258682310000033
Figure BDA0003258682310000034
其中，E0表示电梯空载时的平均能效，E1表示电梯负载时的平均能效，N为第二预设周期内的乘搭电动扶梯的乘客数量。
进一步地，，所述比较最近一个第二预设周期内与其上一个第二预设周期内的电动扶梯在空载或负载下的平均能效，并将空载能效高者存入空载动态能效参考值，将负载能效高者存入负载动态能效参考值，包括：
空载动态能效参考值和负载动态能效参考值的计算如下式所示；
Figure BDA0003258682310000035
Figure BDA0003258682310000036
其中，tnew为最近一个第二预设周期，told为tnew的上一个第二预设周期，
Figure BDA0003258682310000037
Figure BDA0003258682310000038
分别表示电梯空载时在tnew与told的平均能效；
Figure BDA0003258682310000039
分别表示电梯负载时在tnew与told的平均能效，Eref,0表示空载动态能效参考值，Eref,1负载动态能效参考值。
进一步地，，所述动态调整因子包括第一动态调整因子和第二动态调整因子，所述第一动态调整因子的值为1.05，所述第二动态调整因子的值为0.95。
进一步地，所述空载时，将所述空载动态能效参考值和动态调整因子相乘的结果与当前第二预设周期的空载动态能效进行比较，判断是否发出预警和/或更新空载动态能效参考值，包括：
空载时，如果最近一个第二预设周期内平均能效大于等于所述第一动态调整因子与所述空载动态能效参考值的乘积，则将最近一个第二预设周期内平均能效的值赋值给所述空载动态能效参考值，不发出能效偏低预警；
如果最近一个第二预设周期平均能效小于所述第一动态调整因子与所述空载动态能效参考值的乘积，但大于等于所述第二动态调整因子与所述空载动态能效参考值的乘积,则所述空载动态能效参考值保持不变，不发出能效偏低预警；
如果最近一个第二预设周期平均能效小于所述第二动态调整因子与所述空载动态能效参考值的乘积,则所述空载动态能效参考值保持不变，发出能效偏低预警，使能电梯能效总信号，提醒管理人员处理。
进一步地，所述负载时，将所述负载动态能效参考值和所述动态调整因子相乘的结果与当前第二预设周期的负载动态能效进行比较，判断是否发出预警和/或更新负载动态能效参考值，包括：
负载时，如果最近一个第二预设周期内其平均能效大于等于所述第一动态调整因子与所述负载动态能效参考值的乘积，则将最近一个第二预设周期内其平均能效的值赋值给所述负载动态能效参考值，不发出能效偏低预警；
如果最近一个第二预设周期内其平均能效小于所述第一动态调整因子与负载动态能效参考值的乘积，但大于等于所述第二动态调整因子与所述负载动态能效参考值的乘积,则所述负载动态能效参考值保持不变，不发出能效偏低预警；
如果最近一个第二预设周期内其平均能效小于所述第二动态调整因子与所述负载动态能效参考值的乘积，则所述负载动态能效参考值保持不变，发出能效偏低预警，使能电梯能效总信号，提醒管理人员进行处理。
本发明的第二方面公开了一种电动扶梯输送能效监控系统，包括：
处理器；
以及，存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行上述任一所述的可执行指令来执行电动扶梯输送能效监控方法。
本发明的有益效果如下：
本发明通过计算机软件平台和采集安装在电动扶梯的红外线采集乘客的数量信息，进行电动扶梯的实时输送能效评估和判断，从而保障电动扶梯可靠及高效运行的方法。
本发明结构简单，只需在电动扶梯入口处加装红外线计数装置，通过结合对正在运行电动扶梯上实时乘客数量的统计，及后台应用软件进行远程能效判断和预警，可有效的评估出电动扶梯的实时能效值及能效水平，进而指导电动扶梯运维管理人员对扶梯进行预防性维修，最终实现电动扶梯的运行节能。
附图说明
图1为本发明的电动扶梯输送能效监控方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的一种电动扶梯输送能效监控方法的步骤如下：
通过实时测量第一预设周期内的第k时刻电动扶梯的运行速度Vk me来判断电梯的空载或负载状态，并分别记录统计空载累积时间t0及负载累积时间t1，如公式(1)所示；
Figure BDA0003258682310000061
其中，t0，t1分别表示一个第一预设周期内统计的空载累积时间及负载累积时间，t0和t1的每个第一预设周期内的初始值都为0，Vlow，Vhigh分别表示电梯空载及负载时的额定速度，Vk me表示第k时刻实际测量的电梯运行速度；Sk表示电梯运行状态，其值为0时表示空载运行，其值为1时表示负载运行。优选地，本实施例设置第一预设周期的时间间隔为1分钟，则一天内共有n＝1440个时间间隔。本实施例对第一预设周期的时间间隔不做限制。
通过实时测量一个第一预设周期内的第k时刻电动扶梯的运行电压Uk me和电流Ik me，来计算电动扶梯在空载或负载下的能耗，如公式(2)和公式(3)所示；
Figure BDA0003258682310000062
Figure BDA0003258682310000063
其中，Q0，Q1分别表示电梯空载及负载时的能耗；Uk me，Ik me分别表示第k时刻实际测量的电梯运行电压Uk me和电流Ik me；Q0和Q1的每个日常运行周期内的初始值都为0。
重复上述步骤，直至一个第二预设周期结束。优选地，本实施例设置第二预设周期的时间间隔为一天。本实施例对第二预设周期的时间间隔不做限制。
通过入口处加装红外线计数装置，实时统计一个第二预设周期内的乘搭电动扶梯的乘客数量N；
分别计算电动扶梯在空载或负载下的平均能效，如公式(4)和公式(5)所示；
Figure BDA0003258682310000071
Figure BDA0003258682310000072
其中，E0，E1分别表示电梯空载及负载时的平均能效；N表示实时统计一个第二预设周期内的乘搭电动扶梯的乘客数量。
比较最近一个第二预设周期tnew与其上一个第二预设周期told的电动扶梯在空载或负载下的平均能效，并分别将空载或负载下能效高者存入动态能效参考值Eref,0，Eref,1作为历史比较对象，如公式(6)和公式(7)所示；
Figure BDA0003258682310000073
Figure BDA0003258682310000074
tnew，told分别表示最近一个第二预设周期与其上一个第二预设周期，Eref,0，Eref,1分别表示空载或负载下的动态能效参考值；
Figure BDA0003258682310000075
分别表示电梯空载时在最近一个第二预设周期tnew与其上一个第二预设周期told的平均能效；
Figure BDA0003258682310000076
Figure BDA0003258682310000077
分别表示电梯负载时在最近一个第二预设周期tnew与其上一个第二预设周期told的平均能效。
动态对电动扶梯在空载或负载下的平均能效高低做出判断，如公式(8)所示：
Figure BDA0003258682310000078
其中，Mlow表示电梯能效偏低报警总信号，1表示报警触发，0表示不触发；Eref,0，Eref,1分别表示空载或负载下的动态能效参考值；
Figure BDA0003258682310000079
分别表示电梯空载时在最近一个第二预设周期tnew与其上一个第二预设周期told的平均能效；
Figure BDA0003258682310000081
分别表示电梯负载时在最近一个第二预设周期tnew与其上一个第二预设周期told的平均能效；Mlow，0，Mlow，1分别表示电梯在空载时及负载时的能效偏低报警信号，1表示报警触发，0表示不触发。
空载时，如果最近一个第二预设周期内其平均能效大于等于1.05倍的动态能效参考值Eref,0，则将
Figure BDA0003258682310000082
的值赋值给Eref,0，同时Mlow＝0,不发出能效偏低预警；如果最近一个第二预设周期其平均能效小于1.05倍的动态能效参考值Eref,0但大于等于0.95倍的动态能效参考值Eref,0,则将给Eref,0值保持不变，同时Mlow,0＝0,不发出能效偏低预警；如果最近一个第二预设周期其平均能效小于0.95倍的动态能效参考值Eref,0,则将给Eref,0值保持不变，同时Mlow,0＝1,发出能效偏低预警，并使得电梯能效总信号Mlow＝1，信号通过IBMS(Intelligent Building Management System)系统提醒物业管理人员电梯在空载时出现能效问题，需要进行现场观察和运维处理。
负载时，如果最近一个第二预设周期内其平均能效大于等于1.05倍的动态能效参考值Eref,1，则将
Figure BDA0003258682310000083
的值赋值给Eref,1，同时Mlow，1＝0,不发出能效偏低预警；如果最近一个第二预设周期其平均能效小于1.05倍的动态能效参考值Eref,1但大于等于0.95倍的动态能效参考值Eref,1,则将给Eref,1值保持不变，同时Mlow,1＝0,不发出能效偏低预警；如果最近一个第二预设周期其平均能效小于0.95倍的动态能效参考值Eref,1,则将给Eref,1值保持不变，同时Mlow,1＝1,发出能效偏低预警，并使得电梯能效总信号Mlow＝1，信号通过IBMS(Intelligent Building Management System)系统提醒物业管理人员电梯在负载时出现能效问题，需要进行现场观察和运维处理。
实施例2
本实施例公开的一种电动扶梯输送能效监控系统，包括：
处理器；
以及，存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，处理器配置为经由执行实施例1任一所述的可执行指令来执行电动扶梯输送能效监控方法。
本发明的有益效果如下：
本发明通过计算机软件平台和采集安装在电动扶梯的红外线采集乘客的数量信息，进行电动扶梯的实时输送能效评估和判断，从而保障电动扶梯可靠及高效运行的方法。
本发明结构简单，只需在电动扶梯入口处加装红外线计数装置，通过结合对正在运行电动扶梯上实时乘客数量的统计，及后台应用软件进行远程能效判断和预警，可有效的评估出电动扶梯的实时能效值及能效水平，进而指导电动扶梯运维管理人员对扶梯进行预防性维修，最终实现电动扶梯的运行节能。
本文所使用的词语“优选的”意指用作实例、示例或例证。本文描述为“优选的”任意方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更有利。相反，词语“优选的”的使用旨在以具体方式提出概念。如本申请中所使用的术语“或”旨在意指包含的“或”而非排除的“或”。即，除非另外指定或从上下文中清楚，“X使用A或B”意指自然包括排列的任意一个。即，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B二者，则“X使用A或B”在前述任一示例中得到满足。
而且，尽管已经相对于一个或实现方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件(例如元件等)执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本公开的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。
本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以多个或多个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述的各装置或系统，可以执行相应方法实施例中的存储方法。
综上所述，上述实施例为本发明的一种实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、代替、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动扶梯输送能效监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：每隔第一预设周期测量电动扶梯的运行速度来判断电梯的空载或负载状态，并分别记录统计空载累积时间及负载累积时间；每隔第一预设周期测量电动扶梯的运行电压和运行电流，计算电动扶梯在空载或负载下的能耗；
S2：重复步骤S1，直至第二预设周期结束；
S3：统计第二预设周期内的乘搭电动扶梯的乘客数量，分别计算电动扶梯在空载和负载下的平均能效；
S4：比较最近一个第二预设周期内与其上一个第二预设周期内的电动扶梯在空载或负载下的平均能效，并将空载能效高者存入空载动态能效参考值，将负载能效高者存入负载动态能效参考值；
S5：空载时，将所述空载动态能效参考值和动态调整因子相乘的结果与当前第二预设周期的空载动态能效进行比较，判断是否发出预警和/或更新空载动态能效参考值；负载时，将所述负载动态能效参考值和动态调整因子相乘的结果与当前第二预设周期的负载动态能效进行比较，判断是否发出预警和/或更新负载动态能效参考值。
2.根据权利要求1所述的一种电动扶梯输送能效监控方法，其特征在于，所述每隔第一预设周期测量电动扶梯的运行速度来判断电梯的空载或负载状态，并分别记录统计空载累积时间及负载累积时间，包括：
判断电梯的空载或负载状态的方法如下式所示；
Figure FDA0003258682300000011
其中Vk me为第k时刻电动扶梯的运行速度，t0为空载累积时间，t1为负载累积时间，Vhigh为电梯负载时的额定速度，Vlow为电梯空载时的额定速度。
3.根据权利要求1所述的一种电动扶梯输送能效监控方法，其特征在于，所述每隔第一预设周期测量电动扶梯的运行电压和运行电流，计算电动扶梯在空载或负载下的能耗，包括：
电动扶梯在空载或负载下的能耗的计算如下列公式所示；
Figure FDA0003258682300000021
Figure FDA0003258682300000022
其中，Q0表示电梯空载时的能耗，Q1表示电梯负载时的能耗，Uk me为第k时刻电动扶梯的运行电压，Ik me为第k时刻电动扶梯的运行电流。
4.根据权利要求3所述的一种电动扶梯输送能效监控方法，其特征在于，所述统计第二预设周期内的乘搭电动扶梯的乘客数量，分别计算电动扶梯在空载和负载下的平均能效，包括：
电动扶梯在空载或负载下的平均能效的计算方法如下式所示；
Figure FDA0003258682300000023
Figure FDA0003258682300000024
其中，E0表示电梯空载时的平均能效，E1表示电梯负载时的平均能效，N为第二预设周期内的乘搭电动扶梯的乘客数量。
5.根据权利要求4所述的一种电动扶梯输送能效监控方法，其特征在于，所述比较最近一个第二预设周期内与其上一个第二预设周期内的电动扶梯在空载或负载下的平均能效，并将空载能效高者存入空载动态能效参考值，将负载能效高者存入负载动态能效参考值，包括：
空载动态能效参考值和负载动态能效参考值的计算如下式所示；
Figure FDA0003258682300000025
Figure FDA0003258682300000026
其中，tnew为最近一个第二预设周期，told为tnew的上一个第二预设周期，
Figure FDA0003258682300000031
分别表示电梯空载时在tnew与told的平均能效；
Figure FDA0003258682300000032
分别表示电梯负载时在tnew与told的平均能效，Eref,0表示空载动态能效参考值，Eref,1负载动态能效参考值。
6.根据权利要求5所述的一种电动扶梯输送能效监控方法，其特征在于，所述动态调整因子包括第一动态调整因子和第二动态调整因子，所述第一动态调整因子的值为1.05，所述第二动态调整因子的值为0.95。
7.根据权利要求6所述的一种电动扶梯输送能效监控方法，其特征在于，所述空载时，将所述空载动态能效参考值和动态调整因子相乘的结果与当前第二预设周期的空载动态能效进行比较，判断是否发出预警和/或更新空载动态能效参考值，包括：
空载时，如果最近一个第二预设周期内平均能效大于等于所述第一动态调整因子与所述空载动态能效参考值的乘积，则将最近一个第二预设周期内平均能效的值赋值给所述空载动态能效参考值，不发出能效偏低预警；
如果最近一个第二预设周期内平均能效小于所述第一动态调整因子与所述空载动态能效参考值的乘积，但大于等于所述第二动态调整因子与所述空载动态能效参考值的乘积，则所述空载动态能效参考值保持不变，不发出能效偏低预警；
如果最近一个第二预设周期平均能效小于所述第二动态调整因子与所述空载动态能效参考值的乘积，则所述空载动态能效参考值保持不变，发出能效偏低预警，使能电梯能效总信号，提醒管理人员处理。
8.根据权利要求6所述的一种电动扶梯输送能效监控方法，其特征在于，所述负载时，将所述负载动态能效参考值和所述动态调整因子相乘的结果与当前第二预设周期的负载动态能效进行比较，判断是否发出预警和/或更新负载动态能效参考值，包括：
负载时，如果最近一个第二预设周期内其平均能效大于等于所述第一动态调整因子与所述负载动态能效参考值的乘积，则将最近一个第二预设周期内其平均能效的值赋值给所述负载动态能效参考值，不发出能效偏低预警；
如果最近一个第二预设周期内其平均能效小于所述第一动态调整因子与负载动态能效参考值的乘积，但大于等于所述第二动态调整因子与所述负载动态能效参考值的乘积，则所述负载动态能效参考值保持不变，不发出能效偏低预警；
如果最近一个第二预设周期内其平均能效小于所述第二动态调整因子与所述负载动态能效参考值的乘积，则所述负载动态能效参考值保持不变，发出能效偏低预警，使能电梯能效总信号，提醒管理人员进行处理。
9.一种电动扶梯输送能效监控系统，其特征在于，包括：
处理器；
以及，存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行权利要求1至8任一所述的可执行指令来执行电动扶梯输送能效监控方法。
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