CN220364193U - 一种高层电梯模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电梯技术领域，具体公开了一种高层电梯模拟装置。为解决传统的控制系统在实际电梯中进行测试成本高且实验观察不方便的问题，采用以下技术方案：包括箱体，箱体一侧开有观察窗，箱体内设有机械模拟组件和电气模拟组件；机械模拟组件包括导轨、伺服皮带、滑台和模拟轿厢，模拟轿厢上设有用于模拟电梯门的电磁阀。电气模拟组件包括设置于箱体内的PLC控制器、与控制器电性连接的传感器组、与PLC控制器电性连接的伺服调速器、与伺服调速器连接用于驱动伺服皮带的伺服电机、设置于箱体表面与PLC控制器电性连接的操控组件和设置于箱体表面与控制器PLC电性连接的指示灯组。通过机械模拟和电气模拟，实现了对高层电梯的模拟功能，降低了成本。

Description

一种高层电梯模拟装置

技术领域

本申请涉及电梯技术领域，具体公开了一种高层电梯模拟装置。

背景技术

纵观我国近年来发生的高层建筑火灾，尤其是几起重特大火灾事故，通过深入分析其起火、蔓延与扑救过程，暴露出我国在高层建筑的火灾扑救、疏散逃生等方面还存在一些亟待研究解决的问题，尤其是高层建筑的人员安全疏散问题已经成为国际上普遍关注的一个难题。

随着高层建筑的高度不断提升，高层建筑火灾救援难度增大，传统疏散方式的局限性突出，导致受困火场人员所面临的生命风险也增加。因此，迫切需要寻找新的疏散方式，以期提升高层建筑的安全疏散能力。电梯的应急疏散不受疏散逃生人群的性别、年龄、健康状况和类型等的影响，具有广泛的适用性，势必会成为一种有效的疏散方式。

但是在实际测试的过程中，电梯与电梯控制控制系统之间需要经过大量的调试，例如电子接线或软件升级等硬件和软件的操作。然而，在控制系统前期开发的实际测试中，若将控制系统和传感器放置于楼宇中的电梯进行测试，往往需要耗费大量的时间，并妨碍楼宇中的电梯的正常使用，带来诸多不便，且难以观察到电梯在测试中实时运动的具体情况，降低测试效率、测试准确性和方便性，因此提出一种能够配合控制系统使用，对电梯在楼层内的情况进行模拟的高层电梯模拟装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决背景技术中在实际电梯中进行控制系统测试成本高且实验观察不方便的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案提供一种高层电梯模拟装置，包括箱体，箱体一侧开有观察窗，箱体内设有机械模拟组件和电气模拟组件；

机械模拟组件包括设置于箱体内的导轨、滑动连接于导轨上的滑台、设置于滑台与导轨之间用于带动滑台升降的伺服皮带和固接在滑台上的模拟轿厢，模拟轿厢上设有用于模拟电梯门的电磁阀；

电气模拟组件包括设置于箱体内的PLC控制器、设置于箱体内与PLC控制器电性连接的传感器组、与PLC控制器电性连接的伺服调速器、与伺服调速器电性连接用于驱动伺服皮带的伺服电机、设置于箱体表面与PLC控制器电性连接的操控组件和设置于箱体表面与PLC控制器电性连接的指示灯组。

本基础方案的原理及效果在于：

1.与现有技术相比，本实用新型通过设置机械模拟组件和电气模拟组件，使得本装置可以通过控制器控制伺服电机带动伺服皮带从而带动导轨上的模拟轿厢在高度方向上模拟电梯的升降运动，并通过电磁阀模拟电梯门开合，使得本装置可以模拟一般电梯的常规功能，并通过设置观察窗使得研究人员更加直观地观察电梯的实时运动状态，解决了在实际电梯中进行控制系统测试成本高且实验观察不方便的问题，提高了本装置的实用性。

2.与现有技术相比，本实用新型通过设置伺服电机驱动伺服皮带从而带动模拟轿厢升降运动，使得本装置在模拟电梯升降运动时能因为伺服电机的特性从而得到更好的高速运动时的精度和低速运动时的稳定性，定位精确且伺服电机适应性较好，抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，适用于电梯等需要快速启动的场景，提高了本装置的工作效果。

3.与现有技术相比，本实用新型通过设置PLC控制器、伺服调速器和伺服电机，使得本装置可以实现逻辑智能控制，直流伺服变频调速驱动，其上下运行硬件组成及功能与实际电梯完全一样，从而使得本装置所进行的模拟实验具有充足的可信度，从而便于将开发结果投入到下一阶段的研究中，且本装置使用的PLC控制器可靠性高,抗干扰能力强，且可以适用于多种极端环境，且价格便宜易于维护，提高了本装置工作结果的可靠性。

进一步，所述箱体两侧设有若干液压支撑杆，箱体底部设有若干万向轮。通过设置万向轮和液压支撑杆，使得本装置可以通过万向轮移动至合适的试验地点，并通过液压支撑杆固定自身位置防止其在试验过程中出现滑移，提高了本装置使用的便利性。

进一步，所述箱体内设有若干与模拟轿厢滑动连接的导向杆。通过设置导向杆使得本装置的模拟轿厢在进行升降试验时可以运行得更加平稳，提高了本装置的可靠性。

进一步，所述模拟轿厢上设有若干用于保护轿厢的液压缓冲器。通过设置液压缓冲器使得本装置的模拟轿厢不会因为电机失控或过载导致到达顶部或底部时速度过快，对轿厢体本身产生损伤。提高了本装置的安全性。

进一步，所述PLC控制器上设有用于向控制中心输送信息的RS232通讯接口。通过采用RS232通讯接口，使得本装置所使用的通讯接口易于安装和配置,且与其他接口标准兼容，提高了本装置的便利性。

进一步，所述传感器组包括若干设置于箱体内的采集终端、若干设置于箱体内的高温水浸传感器和若干设置于箱体内的烟温复合传感器。通过设置采集终端模拟了传感器安装在前室、竖井、轿厢、走道、楼梯等地方的分布，为电梯疏散动态预警支持系统提供信息支持，提高了本装置的使用便利性。

进一步，所述箱体在高度方向上分为十八层，箱体从上到下顺序分为高层、中层和低层三部分，高层和中层分别占有七层，所述低层占有四层。通过将箱体设置为十八层，使得本装置能够针对性地对低、中、高三种不同环境的电梯进行试验，提高了本装置的适用范围。

进一步，所述伺服皮带的一端与伺服电机的输出轴之间安装有驱动带轮，伺服皮带另一端设有转动连接于导轨上的从动带轮。通过采用皮带轮，使得本装置在进行升降功能试验时能获得更低的载荷冲击，且皮带轮传动运行平稳、低噪音、低振动；皮带轮传动的结构简单，调整方便。提高了本装置的适用性。

进一步，所述操控组件包括若干安装于箱体表面的门厅召唤器、安装于箱体表面的手动操作屏、若干安装于箱体表面的模拟开关和安装于箱体表面的模拟轿厢选层器。通过设置门厅召唤器、手动操作屏、模拟开关和模拟轿厢选层器，使得本装置可以通过手动控制模拟轿厢进行电梯的正常功能控制，作为电梯控制箱的替代，能更经济地模拟真实电梯工作时的情况，提高了本装置的经济性和使用便利性。

进一步，所述指示灯组包括若干安装于箱体表面的楼层状态灯、若干安装于箱体表面的故障状态灯和若干安装于箱体表面的疏散状态灯。通过设置楼层状态灯、故障状态灯和疏散状态灯，能够更加直观的表现电梯所处状态供研究人员参考，同时可以用来与控制中心的显示信息进行比对以验证系统所得信息的正确性便于维护，提高了本装置的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提出的一种高层电梯模拟装置的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提出的一种高层电梯模拟装置的右视剖面示意图；

图3示出了本申请实施例提出的一种高层电梯模拟装置的正视示意图；

图4示出了本申请实施例提出的一种高层电梯模拟装置的电气模拟组件的组成原理示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

说明书附图中的附图标记包括：箱体11；观察窗12；液压支撑杆13；万向轮14；模拟轿厢15；电磁阀16；液压缓冲器17；导轨18；伺服皮带19；滑台110；导向杆111；PLC控制器21；RS232通讯接口22；伺服调速器23；伺服电机24；驱动带轮25；从动带轮26；采集终端27；高温浸水传感器28；烟温复合传感器29；楼层状态灯31；门厅召唤器32；模拟轿厢选层器33；模拟开关34；手动操控屏35；故障状态灯36；疏散状态灯37。

实施例如图1、图2、图3和图4所示：

一种高层电梯模拟装置，包括箱体11，箱体11在高度方向上分为十八层，箱体11从上到下顺序分为高层、中层和低层三部分，所述高层和中层分别占有七层，所述低层占有四层，箱体两侧对称设有两个液压支撑杆13，箱体底部对称设有四个万向轮14，箱体11一侧开有观察窗12，箱体11内设有机械模拟组件和电气模拟组件；

具体的：机械模拟组件包括设置于箱体11内的导轨18、滑动连接于导轨18上的滑台110、设置于滑台110与导轨18之间用于带动滑台110升降的伺服皮带19和固接在滑台110上的模拟轿厢15，箱体11内对称设有两根与模拟轿厢15滑动连接的导向杆111，模拟轿厢15上对称设有四个用于保护轿厢的液压缓冲器17，其中两个液压缓冲器17缓冲伸缩部指向顶部，另外两个液压缓冲伸缩部指向底部，模拟轿厢15上设有用于模拟电梯门的电磁阀16；

具体的：电气模拟组件包括设置于箱体11内的PLC控制器21、设置于箱体11内与PLC控制器21电性连接的传感器组、与PLC控制器21电性连接的伺服调速器23、与伺服调速器23电性连接用于驱动伺服皮带19的伺服电机24、设置于箱体11表面与PLC控制器21电性连接的操控组件和设置于箱体11表面与PLC控制器21电性连接的指示灯组，伺服皮带19的一端与伺服电机24的输出轴之间安装有驱动带轮25，伺服皮带19另一端设有转动连接于导轨18上的从动带轮26，PLC控制器21上设有用于向控制中心输送信息的RS232通讯接口22；

具体的：传感器组包括十八个设置于箱体11内的采集终端27、八个设置于箱体11内的高温浸水传感器28和八个设置于箱体11内的烟温复合传感器29，本实施例中所提及的采集终端27应与所划分的楼层数量保持一致；

具体的：操控组件包括十八个安装于箱体11表面的门厅召唤器32、安装于箱体11表面的手动操控屏35、十个安装于箱体11表面的模拟开关34和安装于箱体11表面的模拟轿厢选层器33，本实施例中所提及的门厅召唤器32应与所划分的楼层数量保持一致；

具体的：指示灯组包括十八组安装于箱体11表面的楼层状态灯31、四个安装于箱体11表面的故障状态灯36和三个安装于箱体11表面的疏散状态灯37，本实施例中所提及的楼层状态灯31应与所划分的楼层数量保持一致；

具体实施方式：

本实施例中所用PLC控制器21的组成原理如图4所示，

正常状态：默认工作在正常状态，能响应内呼、外呼等一般常规电梯所具有的基本功能,通过PLC控制器21控制伺服电机24带动伺服皮带19控制同时通过模拟装置内的传感器组向PLC控制器21传递信息后由控制器向后方的控制中心持续发送当前运行状态和电梯内环境信息，并能通过采集终端27发送虚拟故障信号以进入疏散状态。

疏散状态：模拟电梯收到控制中心指令后进入疏散状态，在此状态下电梯优先响应外部指令。同时，继续将其运行状态发送到控制中心。

运行状态包括：

(a)上行或下行；

(b)运动或停靠；

(c)停靠或正在通过的楼层；

(d)轿厢门状态：开启或关闭；

(e)门厅状态：开启或关闭；

(f)外呼状态；

(g)电梯工作状态或错误代码。

停用状态：电梯收到指令后将进入停用状态，此时电梯下行到地基层。

4.PLC控制器21通过RS232通讯接口22与控制中心实施指令交互，完成指定功能。

通讯协议内容包括：

(1)发送疏散模式启动命令；

(2)发送初始着火层信息；

(3)发送层站停靠禁止命令；

(4)发送楼层定义信息(优先级别、避难层、备选出口层、修改运行区间等)；

(5)发送直达运行命令；

(6)发送人员干预命令(上行直达楼层、下行直达楼层、临时出口层、禁止停靠

层等)；

(7)发送退出疏散运行命令。

本装置解决了背景技术中在实际电梯中进行控制系统测试成本高且实验观察不方便的问题。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高层电梯模拟装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体一侧开有观察窗，箱体内设有机械模拟组件和电气模拟组件；

所述机械模拟组件包括设置于箱体内的导轨、滑动连接于导轨上的滑台、设置于滑台与导轨之间用于带动滑台升降的伺服皮带和固接在滑台上的模拟轿厢，所述模拟轿厢上设有用于模拟电梯门的电磁阀；

所述电气模拟组件包括设置于箱体内的PLC控制器、设置于箱体内与PLC控制器电性连接的传感器组、与PLC控制器电性连接的伺服调速器、与伺服调速器电性连接用于驱动伺服皮带的伺服电机、设置于箱体表面与PLC控制器电性连接的操控组件和设置于箱体表面与PLC控制器电性连接的指示灯组。

2.根据权利要求1所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述箱体两侧设有若干液压支撑杆，所述箱体底部设有若干万向轮。

3.根据权利要求1所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述箱体内设有若干与模拟轿厢滑动连接的导向杆。

4.根据权利要求3所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述模拟轿厢上设有若干用于保护轿厢的液压缓冲器。

5.根据权利要求1所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述PLC控制器上设有用于向控制中心输送信息的RS232通讯接口。

6.根据权利要求5所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述传感器组包括若干设置于箱体内的采集终端、若干设置于箱体内的高温水浸传感器和若干设置于箱体内的烟温复合传感器。

7.根据权利要求1所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述箱体在高度方向上分为十八层，箱体从上到下顺序分为高层、中层和低层三部分，所述高层和中层分别占有七层，所述低层占有四层。

8.根据权利要求1所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述伺服皮带的一端与伺服电机的输出轴之间安装有驱动带轮，所述伺服皮带另一端设有转动连接于导轨上的从动带轮。

9.根据权利要求1所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述操控组件包括若干安装于箱体表面的门厅召唤器、安装于箱体表面的手动操作屏、若干安装于箱体表面的模拟开关和安装于箱体表面的模拟轿厢选层器。

10.根据权利要求1所述的一种高层电梯模拟装置，其特征在于，所述指示灯组包括若干安装于箱体表面的楼层状态灯、若干安装于箱体表面的故障状态灯和若干安装于箱体表面的疏散状态灯。