时间:2022-08-23 20:42:53
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电梯安全论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:电梯,振动,测试
电梯的振动是电梯乘座舒适性评价的重要指标。尽管人乘座电梯的时间是短暂的,且振动幅值较小,在正常情况下,不至于达到影响乘客的健康和安全的程度。但振动达到一定量值,且振动频率在人的敏感频带时,或者电梯的起制动持性较差时,都会使乘座者有明显的不适感。因此电梯的振动是电梯整机性能质量评价的综合指标。
一、电梯轿厢振动舒适性评价方法
轿厢振动信号一般用加速度时间历程来描述,在电梯一个运行周期中,有起制动过程和平稳运行过程之分。对于变极调速梯,还要考虑其减速过程。
电梯起制动过程中的振动与选用的拖动控制型式及现场安装调试密切相关的。一台性能好的电梯,既能控制起制动加减速速度幅值,又有较高的运行效率。但有时这二者往往很难协调。如,为了提高运行效率,则要缩短起制动时间,但由此而产生了较高的起制动加减速度,急剧的加减速度使乘客产生了有附加载荷感觉,即有明显的“超重”和“失重”感觉。反之,起制动时间长了,运行效率降低了。因此轿厢的加减速度曲线是电梯拖动控制系统调试的依据。
起制动加减速度对人体的影响是因人而异的,取决于各人的年龄、体质、健康及心理等各种因素。一般急剧的加减速度,使乘客的内部器官在体内移动了,以至于引起头昏、恶心及其他不适甚至是痛苦的感觉,如在高速电梯中,听觉器官有疼痛感觉。
平稳运行中的垂直振动主要来自曳引机啮合振动,曳引机在旋转过程中的脉动(即曳引轮旋转速度的不均匀量又称扭振)是轿厢振动的激励源。轿厢水平振动则与导轨安装密切相关。免费论文,测试。。我国电梯技术条件中对客梯和医梯的振动加速度规定,垂直方向不大于25cm/s2,水平方向不大于15cm/s2(均指时域记录曲线中的最大单峰值)。一般水平振动分析的频率限较低,大多在10Hz之内。
轿厢水平振动主要与这些因素有关:导轨安装的垂直度,轿厢的静平衡状态,滚动导靴的外形,井道外形及气流,轿厢速度的高低等。
二、轿厢振动的测试方法
在测试电梯的起制动加减速度和轿厢运行中的垂直振动加速度时,传感器应安放在轿厢地板的正中,并紧贴地板(应搬掉可移动的地板上的衬垫),传感器的安放方向与轿厢地面垂直,并用水平仪作水平校准,以便减小加速度曲线零位漂移和横向振动的影响。分别在轿厢只载测试仪器和2名测试人员以及额定负载两种情况下,以额定速度运行,单层上、下行至少3次;每隔两个层站以上,上、下行各至少3次,由底层到顶层端站上、下行宜驶至少1次。
在进行轿厢运行中的水平振动加速度试验时,传感器同样安放在地板正中并紧贴地板,传感器的安放方向分别与轿厢门平行和垂直。电梯振动的测量系统与其他机器的振动测量相类似,一般总是采用传感器、放大器、记录仪、分析仪等测试仪器。免费论文,测试。。利用多路信号记录仪,可以同时测取多种参数,同时记录多路信号。免费论文,测试。。但由于整机性能测试须在安装现场进行,因此测试系统应能适用于现场检测,即轻便可靠,功能又要适用于电梯振动的测试要求。.电梯振动测试系统的选择和配置应注意到如下几个问题:
(一)测试系统的频率响应范围
电梯振动测试系统最大的特点是,测试系统的低频响应好。为了能响应电梯振动的起制动特性,测试系统的频率响应特性应从直流分量开始,因为电梯是从静止开始一直至额定速度为止。从这个要求出发,传感器就应选择低频响应较好的电阻式、差容式等加速度计。
(二)测试系统的动态范围
测试系统的动态范围要求在40dB以上,这是因为,如果用同一系统测量起制动加减速度及平稳运行过程中的振动加速度,两者的幅值相差很大,对平稳运行过程而言,振动加速度的测量级是cm/S2级,希望分辨率能达到1mm/s2。而起制动加减速度的量级是m/s2。起制动性能差的电梯最大加减速度达2.5m/s,以上,因此,只有较宽动态范围的测试系统才能适应电梯振动的测试要求。为现场测试携带方便,输出设备可选用类似PP40型打印机。
(三)记录(或采样)系统应能适应不同梯速要求
测试振动时,如果采用记录仪直接记录振动曲线,则记录仪应有不同的记录速度,且应有与电梯测试要求相适应的频率响应范围,目前一般的笔式函数记录仪频响低,分辨率差,虽然光线示波器振子频带宽,灵敏度高。且能同时记录多路信号,但因其笨重,携带不便,记录纸又不易保存而逐渐被淘汰。从现有的记录系统看,频响较好的热敏记录仪是可以借鉴使用的。
如果不用直接记录,而用数据采集系统,则A/D采样系统的速率及机内存贮应能满足不同梯速及不同层高电梯的测试要求。为现场测试携带方便,输出设备可选用类似即PP40型打印机。
三、电梯振动数据的处理
对于电梯振动信号,可以根据不同的评价要求而采用不同的数据处理方法,即从不同的角度来评价电梯的振动问题。垂直振动加速度最大值一般出现在接近上端站处,因为此时曳引钢丝绳最短,由曳引系统形成的垂直振动最容易传到轿厢。免费论文,测试。。
(一)取峰值(或峰一峰值)
在起制动过程中需要限制最大的加减速度。为了全面评价起制动特性,除应考虑电梯在不同负载工况下作单层、多层、全层运行外,还应考虑整个起动、制动过程中的二次谐波分量,并把其峰值限制在一定的幅值范围内。
(二)取平均值
在电梯振动分析中,对大于lm/s速度的电梯,需求起制动过程中平均加减速度。计算时,一种方法是对起制动过程的加减速度曲线积分后再除以起(制)动时间,用这种方法求取平均值。另一种方法是在电梯的速度曲线上考虑,将所得到的稳定速度值除以加(减)速时间,即δ=vm/t
式中t—电梯运行加速时间
vm—电梯运行稳定速度
可在机房内测取速度,测量精度为土1%,虽与轿厢实际运行速度稍有差别,但其误差一般在工程允许范围之内。
(三)取均方根值
均方根可以避免振动幅值的正负问题,它像平均值一样,能兼顾整个振动的时间历程,不像峰值那样只说明一个瞬间值。
(四)取加速度的变化率
在测取加速度信号后,只要对原信号再微分一次,就可以得到加速度变化率曲线。免费论文,测试。。免费论文,测试。。如果放大器带有微分网络,就可以直接记录出加速度变化率曲线。
(五)频谱分析
测量振动信号的幅值能反映出被测信号的总能量和时间波形的特征值。这样的数据处理结果,在一般情形下是很不够的,在许多场合中,必须了解被测信号的频率分量与幅值之间的关系,即频谱。频谱分析的目的是求出信号的频率成份,也就是分析振动信号由哪些简谐分量所组成。如对电梯轿厢振动分析时,就要限制电机旋转频率和蜗轮(或齿轮)的啮合频率分量所对应的幅值。这种分析方法的原理是将时域振动信号通过富里哀变换式变换成频域信号。这种计算总是由计算机(主要是专用机)来完成。
参考文献:
[1]曹柯宇,樊社新.电梯振动多自由度分析[J]装备制造技术,2006,(03).
[2]武丽梅,巩煜琰,李雪枫.曳引式电梯机械系统垂直振动动态特性分析[J]机械设计与制造,2007,(10).
论文摘要:针对电梯存在的不同运行状态,参考相应的标准、规范,正确理解各种运行状态的实质。并通过横向比较,分析各种运行状态之间的优先级别关系。从而使大家对电梯的控制系统有更深地了解。
1 引言
对从事电梯行业的人员来讲,大家在平时的工作中接触最多的是电梯的正常运行和检修运行。而电梯的紧急电动运行、对接操作运行和消防运行容易被大家忽视。而且电梯在日常运行中,后述的几种运行状态也很少被人们真正意义上地运用。因此,阐明电梯的各种运行状态,并把各种运行状态的优先级别进行排序,那么不仅有利于大家认识和理解电梯,而且还会对电梯的维修和诊断作业带来很好的指导作用。
2 运行状态
下面,我们从每种运行状态的规范进行分析,大家不仅能很好地理解和把握每种运行状态的规范特征,而且还能够清晰地认识到它们之间的级别关系。
2.1正常运行
我们先看看使用最多、最熟悉的正常运行的规范。GB7588-2003的14.2.1.1规定:这种控制应借助于按钮或类似装置、如触摸控制、磁卡控制等。这些装置应置于盒中,以防止使用人员触及带电零件。随着科学技术的迅猛发展,先进的控制技术已源源不断地应用于电梯控制中,过去的手柄、按钮控制已逐渐退出历史舞台,取而代之的是先进的集选、并联、群控控制等。这不仅提高了电梯的输送效率,更重要的是为确保电梯安全、正常地使用提供了坚实的技术保障。
2.2检修运行
GB7588-2003的14.2.1.3(检修运行)规定: 为了便于检修和维护,应在轿顶装一个易于接近的控制装置。该装置应由一个能满足14.1.2的电气安全装置要求的开关(检修运行开关)操作。
该开关应是双稳态的,并应设有误操作的防护。同时应满足下列条件:
2.2.1 一经进入检修修运行,应取消:a.正常运行控制,包括任何自动门的操作;b.紧急电动运行;c.对接操作运行。
只有再一次操作检修开关,才能使电梯重新恢复正常工作。如果取消上述运行的转换装置不是与检修开关机械组成一体的安全触点,则应采取措施,防上14.1.1.1列出的其中一种故障出现在电路中时轿厢的一切误动作。
2.2.2 轿厢运行应当依靠一种持续揿压按钮,防止误操作,并标明运行方向;
2.2.3 控制装置应包括一个符合14.2.2规定的停止装置;
2.2.4 轿厢运行速度应不大于0.63m/s;
2.2.5 不应超过轿厢正常的行程范围;
2.2.6 电梯运行应仍依靠安全装置;
控制装置也可以与特殊开关一起防止从桥顶上进行控制门机构动作的误操作。
GB/T10058-1997《电梯技术条件》的3.3.9条的g)规定:轿顶应装设一个检修运行装置,如轿内、机房也设有检修运行装置,应确保轿顶优先。
这是检修运行最准确、最完整的规范,我们从这个规范里可以清楚地看出,只要电梯切换到检修运行状态,什么正常运行、紧急电动操作、对接操作统统失效。在检修运行状态下,你可以大胆作业,也甭担心锁梯钥匙的关断造成电梯的运行,因为检修运行是最高的级别。也只有撤消检修运行,才能使电梯转入其他运行状态。
我们知道,在电梯的使用中,检修人员的安全容易受到伤害,因此该规范也是最大限度地保障其安全。规范中的a)确立了检修运行的级别地位。防范了在检修运行过程中可能会出现的一切危险,并以严密的技术规范予以保证。
2.3紧急电动运行
在GB7588-2003的12.5.2条中,首先提出了紧急电动运行的运用:如果12.5.1规定的力大于400N,机房内应设置一个符合14.2.1.4规定的紧急电动运行的电气操作装置。
我们再来看GB7588-2003中14.2.1.4的规定:对于人力操作提升轿厢额定载重量大于400N的电梯驱动主机,其机房内应设置一个符合14.1.2的紧急电动运行开关。电梯驱动主机应由正常的电源供电或由备用电源供电(如有)。同时下列条件也应满足:
a)应允许从机房内操作紧急电动运行开关,由防止误操作的持续揿压按钮控制轿厢的一切运行;
b)紧急电动运行开关操作后,除由该开关控制的以外,应防止轿厢的 一切 运行。检修运行一旦实施,则紧急电动运行应失效;
c)紧急电动运行开关本身或通过另一个符合14.1.2的电气开关应使下列电气装置失效:1)9.8.8安全钳装置上的电气安全装置;2)9.9.11.1和 9.9.11.2要求的用于限速器的电气安全装置失效;3)9.10.5轿厢上行超速保护装置上的电气安全装置;4)10.5极限开关;5)10.4.3.4缓冲器上的电气安全装置。
d)紧急电动运行开关及其操纵按钮应设置在使用时直接观察电梯驱动主机的地方。
e)轿厢运行速度应不大于0.63m/s。
相比较GB7588-1995里对紧急电动运行的阐述,我们不难发现,在GB7588-2003版本b)条中新加入了对检修运行的描述。从而明确地知道检修运行的优先级是大于紧急电动运行的。另外在GB7588-2003版本c)对部分电气装置应该失效的描述上由原来95版中的“可使”改为“应使”。强调了紧急电动运行后部分电气装置的失效是必须的,是不可选择的。
2.4对接操作运行
GB7588-2003电梯对接操作运行的规范14.2.1.5 条对接操作运行规定:
对于7.7.2.2 b)中述及的特殊情况,并同时满足下列条件,才允许轿厢在层门和轿门打开时运行,以便批准的且受过训练的使用者为电梯装卸货物而进行对接操作:
a)轿厢应只能在相应平层位置以上不大于 1.65m的区域内运行;
b)轿厢运行受一个符合14.1.2要求的定向的电气安全装置限制;
c)运行速度不应大于0.3m/s;
d)只能从对接侧打开层门和轿门(如果有);
e)从对接操作的控制位置应能清楚地看到运行的区域;
f)只有在钥匙操作的安全触点动作后,方可进行对接操作。此钥匙只有处在切断对接操作位置时,才能拔出。
g)钥匙开关操作的安全触点动作后:
1)应使正常控制失效。如果使其失效的开关装置不是与钥匙操作的触点机构组成一体的安全触点,则应采取措施,防止14.1.1.1条列出的其中一种故障出现在电路中时轿厢的一切误运行。2)仅允许用持续揿压按钮使轿厢运行,轿厢运行方向应标明。3)钥匙开关本身或通过另一个符合14.1.2要求的电气安全装置,可使下例装置失效:相应层门门锁装置的电气安全装置;验证相应层门关闭状况的电气安全装置;验证对接操作入口处轿门关闭状况的电气安全装置。
h)检修运行一旦实施,则对接操作应失效;
i)轿厢内应设有一停止装置。
我们从这个规范里可以清楚地看出,对接操作运行必须在钥匙操作后方可进行。也就是说,对接操作运行须要与一个钥匙操作配合进行。而且除了钥匙操作以外,还必须在轿厢内设置停止装置,三者缺一不可。此外我门不难发现,相比较检修运行和紧急电动运行,对接操作运行的速度也要慢很多(不应大于0.3m/s),这样的要求,确保了电梯在开门情况下运行的安全性。
2.5消防运行
我们再看看消防运行的规范。一般地说,电梯的消防控制功能会因为国家和地区的消防规范不同而有所不同,即使在同一个地区也可能由于大楼的功能、防火级别以及基站的不同而有些差异。为此,我查阅了高层民用建筑设计防火规范(GB 50045-95)。规范在6.3节中是这样规定消防电梯的:火灾时,为使消防队员尽快由室外进入消防电梯前室,因此,强调它在首层应有直通室外的出入口;消防电梯要求它的梯井、机房与其它电梯的梯井、机房之间,应该由具有一定耐火等级的墙体分隔开;对高层建筑,要尽快地将火灾扑灭在初起阶段,为此对消防电梯的行驶速度作了必要的规定;为对井道内的动力、控制线路采取防火措施,如在电梯门口设高4~5cm的漫坡;专用操纵按钮使电梯降到首层,以保证消防人员的使用。从规范中我们知道,在消防开关动作后,电梯应立即返回底层或基本站,以适应消防工件的要求。为此控制系统应实现:打下消防开关后电梯不再应答轿内指令信号和层外召唤信号;正在上行的电梯要紧急停车,对于速度≥1.0m/s的电梯要先减速再停车,且停车时不允许开门;正在下行的电梯,中途不再应答任何外召唤和执行轿内指令而是直达基本站。待电梯返回基本站进入消防运行状态以后,控制系统应能做到:只应答轿内指令信号,而不应答层站外召唤信号,且轿内指令的执行都是“一次性的”;门的自动开关功能消失,进入点动运行状态。当消防开关复原后,电梯应能立即转入正常运行,这也是消防运行的基本特征。
3 优先级别
经过对上述几种电梯运行状态的描述与分析,我们已经可以清楚地发现以下几个特点:检修运行的优先级别是最高的;如果轿内、机房也设有检修运行装置,应确保轿顶优先;紧急电动运行和对接操作运行并不完全依赖整条安全回路与门锁回路的闭合;如何区分紧急电动运行和对接操作运行的优先级,我们可以看GB7588-2003中14.2.1.4里的b)条:“紧急电动运行开关操作后,除由该开关控制的以外,应防止轿厢的一切运行。”所以,紧急电动运行的优先级高于对接操作运行高于正常运行;消防运行高于正常运行,低于紧急电动运行和对接操作运行;优先级别由低到高依次是:正常运行
参考文献
[1]电梯制造与安装安全规范,GB 7588-2003.
[2]电梯、自动扶梯、自动人行道术语,GB/T 7024-1997.
答辩时,台下一位老师听不清楚台上同学说什么,于是转头与另一位老师小声交谈。台上答辩的同学见状立即停下来大声问:“老师在说什么?”一时间全场爆笑,老师尴尬无语。该同学做的PPT最后一部分是致谢词,内容基本上叙述了导师的一生,还说自己多喜欢导师,还没读到一半导师就“刷”的一下站起来,面容扭曲地说:“我不是让你删掉这些吗?!”全场爆笑……
我做的一个MIS(管理信息系统),开始老师就狂说,做系统一定要考虑安全性、容错性,然后就问:如果突然断电你的系统能保证安全吗?我郁闷了,说:不光是断电没考虑,机器还可能被偷,管理员还会发生意外呢,我只做软件,其他的不关我事!老师眼睛瞪得大大的,最后让我过了。
中午12点半,室友是上午最后一个答辩的,老师们已经饿得不行了。本来室友准备了一大堆的论文陈述和相关问题的资料,正准备说时,答辩主席说:“××同学,经过我们委员会的研究,大家一致觉得你的论文写得很全面,我们没有什么问题要问你了,请问你有什么问题要问我们?”室友欣喜地答道:“老师,我也没有什么问题需要问的,谢谢老师!”于是答辩结束。
当年答辩,“台下坐满老师(有很多牛人在),台上同学讲得支支吾吾,台下老师不知所云。其中最牛的一个老师发话:“你导师是谁啊?怎么这么不负责任,基本知识都不懂?”只见该同学还是支支吾吾,老师发火了:“快说!”同学口中蹦出俩字:“是你!”老师晕倒。
一同学的毕业论文是有关电梯的,论文是抄的。老师问什么他都不知道,最后老师急了:“那么你知道什么?”他说:“我知道电梯按向上的按钮它会上去,按向下的它会下去。”老师吐血,60分让他走人!
室友答辩遇到了最好通过的一组,意外的是一个很严格的副院长来到了这组,形势变得严峻起来。室友做的是一种果汁,副院长问:这个要是有沉淀怎么办?答:喝前摇一摇。此副院长当时郁闷了,随后就出去了再没回来,后面答辩的同学拍手称快。
某财大博士在答辩会上,一评委抱怨说:“你这论文写的什么啊,我看了3天都没看懂!”博士暴怒道:“这篇论文我写了3年,你才看了3天居然就想看懂,你当我在写小说啊!”会场一片寂静,遂全票通过答辩。
李金锋荐自《重庆商报》
关键词:电梯;PLC;编程;抗干扰
中图分类号:TU857文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010)16-0000-01
The Simple Analysis of PLC in Elevator Control
Feng Aimin
(Liaoning First Construction Design Co.ltd,Shenyang110001,China)
Abstract:Through simple analysis of PLC in elevator control,the thesis explains the requiremts of elevator to PLC and analyzes the advantages of PLC system compared with relay sistem.It discusses the basic elements in the design of the PLC system and put emphasis on the mode choice of the system and the basic method of anti-disturbance.
Keywords:Elevator;PLC;Programming;Anti-disturbance
随着科学技术的发展,电梯成为高层建筑中垂直升降的重要交通工具。国内的电梯产品和正在运行的电梯大多采用继电器组成的控制系统,缺点是触点多,故障率高,可靠性差和体积庞大等,采用PLC控制是解决上述问题的重要途径。PLC已拥有门类齐全的各种功能模块和强大的网络通讯能力。其控制范围由单机自动化、简单生产过程直至大型集散系统,可以覆盖现代工业的各个应用领域,满足绝大部分受控对象的不同控制要求。
一、PLC用于电梯控制的简单分析
(一)电梯对控制信号的响应要求
电梯一般是由电动机来拖动,运行过程包括起动、正(反)转、加减速、稳速、制动、停止等。具体的控制主要是对电动机及开门机的起动、换速、停止、运行方向、楼层显示、层站召唤、轿厢内指令、安全保护指令信号进行管理。
1.电梯无司机人工驾驶,完全自动响应层站召唤和轿厢内指令。
2.电梯起动后,轿厢在一楼,若一楼有呼梯信号,则开门。
3.当电梯“悬停”时,若有呼梯信号且信号对应的楼层高于当前楼层时,则电梯上升,反之则下降。
4.电梯运行时只响应顺向呼梯信号,对反向呼梯信号只作记忆。
5.电梯在运行过程中应具有自动换速、楼层显示、状态指示、极限位置保护等功能。
(二)PLC能满足电梯要求的控制功能
在现代电梯上,乘员对电梯只要完成很小的操作,其他动作由自动控制系统进行。要完成这一系列复杂的功能,一台五层五站交流双速电梯,控制继电器达50个,而每增加一层就要增加5个,楼层越高继电器数目就越多。PLC的逻辑运算功能完全可以代替继电器,满足电梯的控制要求。使用继电器30个以上的线路,采用PLC代替继电器可获得很好的性能价格比,电梯的楼层越高,使用PLC控制的优越性就越显著。
(三)运行的安全性
PLC既无内部配线,不必顾虑馈线松脱、接触不良、线路漏电或短路,又无接触点,既不会接触不良,亦不会由于接触产生火花干扰电路,可靠性极高。其无故障运行时间达一万小时以上,其寿命为半永久性,因而可大大提高电梯控制系统的安全性和可靠性。
(四)维护简单,检修方便
PLC控制系统具有自诊断功能,其输入输出均有信号灯指示,维修人员甚至不必动用电表就可以发现故障。若为内部故障,找到故障的模块,拆卸几个螺钉即可更换。
(五)电气柜体积小,制造安装工效高
PLC电梯的电气柜要比同样功能继电器电气柜小得多,可小l/3到1/8,层越高其差值越大。而PLC备料品种简单,安装方便容易,只要几个螺丝即可装好,更不必内部配线,制造安装PLC电梯电气柜比同样数目楼层继电器电梯电气柜提高工效几倍到十几倍。
(六)器件标准化,编程工程化
器件标准化按产品目录选用,可以免除电梯厂要建立自己工控微机产品的投资。编程工程化,简单易学,极易为熟悉继电器线路的电梯厂工程技术人员所掌握。使电梯企业可以在不增加投资,不更换人员的情况下进行产品改型换代,生产可编程控制器控制的电梯。
(七)功能性强
用PLC可设计更多的功能,如呼叫切除、重要层密码停靠、盲层设置等。还具备停电记忆功能,保护断电前的状态。
(八)通用性强
仅需简单修改程序,PLC系统就可与任一种拖动系统相连接的灵活性,同时还具有故障诊断、状态指示、运行监控等功能。
二、PLC系统设计
(一)电梯方面要考虑的因素
1.电梯的用途。是客梯、货梯、还是病梯等。
2.电梯的层站数。层数与站数是否一致,有无盲层。
3.电梯的拖动方式。应熟悉拖动系统接口信号的意义、电平和要求的时序。
4.电梯的控制方式和功能。包括信号控制、集选、并联、有/无司机、消防以及超载、满载、直驶等。
5.信号采集和输出方式。层站信号是使用磁感应器、双稳态开关、光电开关等进行层站记数,或是由旋转编码器全程或层站间记数;称重信号的方式是由分离开关产生,还是由压力传感器产生;楼层信号的输出方式是七段码还是BCD码或其它编码输出等。这些决定了PLC的I/O点数,PLC的选型,程序容量。
(二)PLC的选型方法
选型时应详尽了解和掌握产品性能,一般选择自己熟悉的产品,各公司的PLC产品呈系列化,具体型号应根据电梯控制系统的具体情况,综合考虑以下几个方面:
1.I/O点数及方式:输入分为开关量或模拟量,输出为继电器、可控硅、晶体管等形式。
2.存储容量和存储器类型:存储器容量有1K、2K、4K、8K等。EPROM要用专门的写人器完成程序的存入,且现场不能更改,适合定型后的大规模生产;E2PROM和FlashR0M无须专用写入器写入,程序也可现场修改,FlashR0M需要电池维持,E2PROM也适用于定型后的大规模生产。
3.结构:有单元式、模块式、积木式等。单元式I/O结构固定,而模块式I/O点可灵活配置。
4.工作电压:交流10O-240V,直流24V等。
(三)PLC在电梯控制中的编程技术
PLC具有很强的逻辑处理能力,由于电梯在运行过程中各种输入信号是随机出现的,同时信号需要自锁保持、互锁保护、优先级排队、数据比较等,因此信号之间就存在复杂的逻辑关系。编程工作主要是针对各种信号进行逻辑判断和处理。
(四)抗干扰措施
[关键词] 高速电梯;水平振动;主动控制
中图分类号:TU976.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0253-01
一、前言
近年来,随着各种高楼大厦拔地而起,高速电梯成了穿梭高楼大厦的必备产品,电梯事故也时有发生,这给人们的生活和生命安全带来严重的威胁。对高速电梯水平振动问题的研究对提高高速电梯的运行安全和乘客的舒适度具有重要意义。我国在该方面虽然取得了一定的成绩,但依然存在一些问题和不足需要改进。
二、高速电梯水平振动概述
电梯是高层建筑中的重要运输工具。随着城市的扩张和高层建筑的发展,电梯的速度不断提高。速度的提高使得电梯振动加剧,影响了乘坐舒适性以及电梯的使用寿命。因此,振动控制是高速电梯需要解决的重要课题。电梯的振动包括垂直振动和水平振动两方面,目前国内对电梯振动的研究主要集中于垂直振动方面,关于高速电梯水平振动的研究还处于起步阶段。其中天津大学的李立京等人建立了2自由度的电梯水平振动模型,在此基础上分析了电梯导轨对振动的影响。傅武军,朱昌明等建立了基于ADAMS的电梯虚拟样机模型,进行了轿厢水平振动的分析。国外关于电梯水平振动的研究要领先于国内,UTSUNOMIYAK等人进行了基于电磁作动器的电梯水平振动主动控制研究,日本三菱等知名电梯公司已经取得了高速电梯水平振动主动控制的技术并申请了专利保护。
三、系统组成及工作原理
电梯系统属于一个复杂的多体系统,造成电梯轿厢水平振动的因素是多方面的,其中最重要的就是导向系统。轿厢是电梯的载客部分,主要由轿厢体、轿架以及导靴系统组成。轿厢体与轿架连接在一起,导靴安装在轿架的上下两侧,中、高速电梯一般采用滚动式导靴,传统的滚动式导靴安装有减振弹簧,导轮在弹簧力作用下紧贴在T型导轨的3个工作面上,带动轿厢上上下下地运动。导轨表面的不平通过导靴系统传递给轿厢,引起轿厢的水平振动。采用主动导靴可以降低电梯的水平振动。以液压油缸为主动导靴的执行机构,液压油缸安装在导靴支架与导轮的支撑摇臂之间,替代被动导靴中的减振弹簧。
以高速开关阀作为控制阀,通过阀的开启和关闭来控制油缸内的油压。系统的控制机理为恒压力控制,当电梯沿着平直的理想导轨运行时,两个阀处于关闭状态,液压执行器的油腔为密封腔,油压值保持为初始设定值P0,导轮在预紧力F0的作用下紧贴在导轨上,电梯轿厢处于平衡状态;当导轨表面有突起的时候,导轮随之向着轿厢方向偏移,油缸内的油压升高,进油阀关闭,回油阀开启,油缸回油,压力降低,直到恢复为P0;反之,当导轨表面有凹陷时,开关阀执行相反的动作,使油缸内的油压保持为P0。这样,只要控制得当,则油缸内的油压始终恒定为P0,既保证了导轮与导轨的紧密接触,同时使电梯轿厢免受导轨不平度的影响而达到减振的目的。为了吸收及消除压力脉动,提高液压系统的性能,每一液压油缸连接了一个蓄能器。
四、高速电梯水平振动主动控制分析
1、电梯导轨对各导靴的作用力分析
高速电梯是非常复杂的多体运动系统,电梯桥厢发生水平振动的诱因有很多种,其中电梯的导向系统对电梯的水平振动影响最大。电梯的导向系统由导靴和导轨两部分组成,导靴一般安装在电梯导轨支架的两侧,高速电梯的导靴一般使用滚动式导靴。
研究表明高速电梯的水平振动幅度和电梯的速度成正比例关系,并且在高速电梯中导轨的激励状态是影响电梯振动的关键因素之一。高速电梯中导轨对电梯桥厢的激励主要受电梯导轨的弯曲程度、施工工艺误差和接头间隔距离等因素影响。在对高速电梯的水平振动问题进行仿真时,一般会在电梯桥厢上加上短脉冲、阶跃、三角等激励,这种仿真方式有较高的仿真效果,但是依然存在很多问题需要改进。本文针对现阶段高速电梯水平振动仿真存在的问题同时兼顾模型的实用性,将电梯系统中的导靴、桥架、导轨的弯曲和不平整度等因素考虑在内,并且将导轨激励引入到电梯水平振动的模型中,这样缩小了各种类型激励对电梯水平振动的影响,建立起比较完善的电梯桥厢水平振动模型。因为高速电梯采用滚动导靴,因此高速电梯的导轨和滚动导靴属于滚动接触并且两者之间会产生Herta接触力。根据Kaler博士提出的三维接触滚动理论可知,电梯的导轨和导靴接触点的位移值和该点受到的力的方向有关,从而可以建立导轨和导靴的接触模型
,高速电梯的导靴受力方向是沿着z方向的,并且电梯导轨和导靴之间的接触面上单位长度所受到的力可通过下式(1)计算出来
P=F/L (1)
上式(1)中L代表圆柱体轴线方向的长度,F代表圆柱体上受到的总负荷。
2、高速电梯水平振动主动电气控制设计
根据上文中高速电梯导靴和导轨接触的模型,本文设计了基于液压作动器的电梯主动导靴,然后采用模糊控制实现对电梯的主动电气控制达到降低高速电梯水平振动的目的,以液压油缸为主动导靴的执行机构,液压油缸安装在导靴支架与导轮的支撑摇臂之间,替代被动导靴中的减振弹簧。以高速开关阀作为控制阀,通过阀的开启和关闭来控制油缸内的油压。系统的控制机理为恒压力控制,当电梯沿着平直的理想导轨运行时,可以通过液压装置保证导轮与导轨的紧密接触,同时使电梯轿厢免受导轨不平度的影响而达到减振的目的。为了吸收及消除压力脉动,提高液压系统的性能,每一液压油缸连接了一个蓄能器。
本文在采用液压主动导靴减缓高速电梯振动的基础上采用模糊控制算法对液压系统进行电气控制从而进一步减低电梯水平振动程度。因为液压控制系统属于非线性的控制系统,一般的控制方法不能取得较好的效果,而模糊算法可以实现输入和输出变量的模糊化,并且具有良好的鲁棒性能可以实现对液压系统的有效控制。
3、控制仿真分析
本文采用matlab软件液压主动导靴及其模糊控制模型进行仿真,在进行仿真时将电梯的速度设定为3.5m/s并且将电梯桥厢底部中心的水平振动加速度作为观测值。通过仿真对比可以发现,采用被动导靴控制时振动平均加速度为0.277m/s2,方均根值为0.091m/s2,而采用主动导靴控制时振动的平均加速度为0.157m/s2,方均根值为0.052m/s2,与被动控制相比平均加速度降低了43.7%。
通过对比可知采用主动控制策略能够有效降低高速电梯的水平振动。
五、结束语
通过对高速电梯水平振动主动控制问题的分析,进一步明确了研究高速电梯水平振动主动控制的重要性。因此,在高层楼宇后续的建设中,我们要加强对高速电梯水平振动主动控制问题的重视,确保电梯的稳定运行。
参考文献
[1]李立新.高速曳引式电梯振动主动控制技术研究[J].振动与冲击,2015(4):56-59.
[2]周志翔.超高速电梯发展中存在的问题与研究方向[J].控制工程,2014(5):87-89.
[3]杨小锋.超高速电梯气动特性及其优化的数值模拟研究[硕士学位论文].北京:北京航空航天大学,2014(12):23-25.
关键词:《高层民用建筑设计防火规范》,排烟
《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)自1995年实施以来,已于1997年、1999年、2001年和2005年共进行了4次局部修订,始有现在的《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(2005年版)[1](以下简称《高规》)。但近些年来由于单体建筑的规模日渐增大,建筑层数越来越多,建筑功能越来越复杂,《高规》已显得难以适应。另外,《高规》头疼医头、脚疼医脚式的局部修订方式难以改变某些条文不尽合理、不够确切的状况,甚至有诸如正压送风的条款出现在机械排烟章节(第8.4.3条)中的情况。随着防排烟理论的不断更新和发展以及性能消防理念的引入,消防建审部门及建筑设计人员等普遍认为《高规》已经到了进行全面修订的时候了。本文谨对《高规》的防排烟条款提出建议,供讨论和修订规范时参考。
1 关于机械排烟的设置原则
1.1 无窗井的地下设备用房的排烟系统设置《高规》第8.4.1条规定“除利用窗井等开窗进行自然排烟的房间外,各房间总面积超过200 m2或一个房间面积超过50 m2,且经常有人停留或可燃物较多的地下室”,“应设置机械排烟设施”。地下设备用房是否也在此列,《高规》的正文及条文说明中均未述及。因此,地下设备用房设置机械排烟与否是有争议的,各地做法也不尽相同。第1种做法是,以排风系统兼作排烟系统,排风量按平时用途确定,排烟量按《高规》第8.4.2.1条确定。系统中往往装设双速风机,平时低速运转,火灾时高速运转。为使排烟量不致过大,人为地划分成数个小的防烟分区。第2种做法,同样以排风系统兼作排烟系统,但排烟量取与排风量相同。第3种做法则是根本不考虑排烟。笔者认为,采用第2种做法是合理、可行的。合理之处在于,设备用房虽经常有人停留,但人员较少,且人员熟悉周围环境,疏散起来相对容易,以一般排风系统的排风量进行排烟已可满足要求。而其可行之处在于,无窗井的地下设备用房中排风系统是必备的。利用其进行排烟,只需对风机和防火阀稍加改动即可满足要求。在修订《高规》时如认可此种做法,可对最小换气次数作出规定。
1.2无窗井的地下库房的排烟系统设置
地下库房与地下设备用房不同,虽非经常有人停留,但可燃物较多。按《高规》第8.4.1.4条规定,地下库房是应该设置机械排烟设施的。但这一做法是否合适也是值得探讨的。同样是国家标准,《人民防空工程设计防火规范》(GB 50098-98)(2001年版)[3]第6.1.3条明确规定:“丙、丁、戊类物品库宜采用密闭防烟措施。论文大全,排烟。”其条文说明中指出:“密闭防烟’是指火灾发生时采取关闭设于通道上(或房间)的门和管道上的阀门等措施,达到火区内外隔断,让火情由于缺氧而自行熄灭的一种方法。对于库房这类工程,进入的人员较少,又不长时间停留,发生火灾时人员能比较容易疏散出去。论文大全,排烟。采取密闭防烟这种方法,可不设防排烟通风系统,既经济简便,又行之有效。”这一论述应该是很有道理的。因此,建议将“无窗井的地下库房宜采用密闭防烟”的条款纳入《高规》。
2关于机械排烟设施
2.1《高规》第8.4.1规定,一类高层建筑和建筑高度超过32 m的二类高层建筑,“无直接自然通风,且长度超过20 m的内走道或虽有自然通风,但长度超过60 m的内走道”应设机械排烟设施。此处的内走道长度无明确定义。
例如,建筑中常有围绕核心筒的环形或井字形走道,以及类似情况,其总长度超过20m或60 m的规定,但从走道任一点至疏散出口的距离均不超过20m或60 m,是否设置机械排烟设施是有争议的。内走道的长度如何进行丈量,是否应体现疏散距离的概念,修订《高规》时应予以关注。
2.2《高规》第8.4.11条规定:“设置机械排烟的地下室,应同时设置送风系统,且送风量不宜小于排烟量的50%。”条文说明中解释道:“对地下建筑来说,其周边处在封闭的条件下,如排烟时没有同时进行补充,烟是排不出去的。”对于此条规定也存在着不同看法。封闭空间烟气的排出过程,应该是开始时能够顺利排出、及至排出困难、排烟量减少、空间形成某种程度的负压的过程,人员疏散条件已有所改善。相反,此时如果送风,则可能出现空气助燃、风助火势的状况。建议就地下室排烟是否需要送风、送风量的大小等进行试验研究,以得出令人信服的结论。
2.3为执行《高规》第8.4.11条的规定,需设置送风系统。为了与通常意义上的送风系统加以区别,下文中将密闭空间排烟时所需设置的送风系统称作补风系统。论文大全,排烟。对于这种补风系统或送风兼补风系统,出机房的总风管上是否设置防火阀以及防火阀的熔断温度,《高规》中无明确规定。这就造成了设计中无所适从、各行其是。实践中存在着3种做法。第1种做法是设置70℃熔断的防火阀;第2种做法是设置280℃熔断的防火阀;第3种做法是不设置防火阀,当排烟系统所装设的280℃防火阀熔断关闭时,由消控中心发出信号关闭排烟风机的同时,关闭补风机。第1种做法所依据的是《高规》第8.5.3.2条。该条适用于平时使用、火灾时不再运行的、一般的通风或空调系统。而补风系统则不同,火灾时必须正常运行,完成向密闭空间送风的任务。论文大全,排烟。若装设70℃熔断的防火阀,在火灾发生时则有可能熔断关闭,而使补风系统处于瘫痪状态。这种做法应属使用规范不当。第2种做法,改设280℃防火阀,固然可以保证火灾时的正常运行,但由于风道中所输送的是室外空气,防火阀有可能一直处于开启状态而形同虚设。相比较而言,第3种做法应该是值得推荐的。
2.4《高规》第8.4.2.1条规定“单台风机最小排烟量不应小于7200 m3/h”,依据不明,是否可取消。
2.5《高规》第8.4.2.2条规定,“担负两个或两个以上防烟分区排烟时,应按最大防烟分区面积每平方米不应小于120 m3/h计算。”可否改为按两个最大防烟分区面积之和每平方米不应小于60 m3/h计算?
2.6 当中庭设置机械排烟设施时,排烟量按第8.4.2.3条规定的换气次数确定。但一些情况下,中庭的底层周边不设置卷帘,此时中庭边缘是否需设挡烟垂壁?其底层面积如何确定?应该明确规定。
3 关于自然排烟
3.1《高规》第8.1.1条规定:“高层建筑的防烟设施应分为机械加压送风的防烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。”而第8.1.2条规定:“高层建筑的排烟设施应分为机械排烟设施和可开启外窗的自然排烟设施。”虽然从根本上讲,排烟也可达到防烟的目的,但是在规范条文中,自然排烟既作为“防烟设施”,又作为“排烟设施”,逻辑上不够清楚。建议自然排烟只列于第8.1.2条中。
3.2《高规》第8.4.1.3条规定,“净空高度超过12 m的中庭”“应设置机械排烟设施”。理由是烟气上升有“层化”现象,上升到一定高度的烟气随着温度的降低又会下降,使得烟气无法从高窗排至室外。而新版的《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)[2](以下简称《建规》)则否定了这种烟气“层化”的理论,并在自然排烟一章中规定,对于中庭,只要自然排烟口净面积不小于地面面积的5%,即可采用自然排烟。并无净空小于12 m的限制条件。《高规》是否应作出相应的修改?
3.3是否需引进“自然排烟口距该防烟分区最远点的水平距离不应超过30米的规定”(《建规》第9.2.4条)?
3.4《高规》第8.2.1条规定“除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外,靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室,宜采用自然排烟方式”。此条规定在执行时对于首层或2层设有商业用房的居住建筑,判定其是属于居住建筑,还是属于公共建筑(商住楼),存在界定的问题。2005年版以前的《高规》第1.0.3.1条规定,“首层设置商业服务网点的住宅”属居住建筑。但是没有给出“商业服务网点”的定义,难以执行。2005年版《高规》术语一章中增添了“商业服务网点”,并定义为“住宅底部(地上)设置的百货店、副食店、粮店、邮政所、储蓄所、理发店等小型商业服务用房。该用房层数不超过二层、建筑面积不超过300 m2,采用耐火极限大于1.50 h的楼板和耐火极限大于2.00 h且不开门窗洞的隔墙与住宅和其它用房完全分隔,该用房和住宅的疏散楼梯和安全出口应分别独立设置”。该定义的要点是:1)层数不超过2层;2)面积不超过300 m2。但可惜的是,其第1.0.3.1条未作相应改动。条文说明也仍然是“第二层也设置商业网点,应视为商住楼”。界定难的问题没能得到根本解决。因此建议第1.0.3.1条改写为“十层及十层以上的居住建筑(包括设置商业服务网点的居住建筑)”。
对于商住楼,其性质属于公共建筑,当高度超过50 米时,按《高规》第8.2.1条的规定,“不宜”采用自然排烟。对于一些要求偏于严格的场所,则实际演变为“不应”采用自然排烟。其实第6.1.3A条规定“商住楼中住宅的疏散楼梯应独立设置”,实际设计中消防电梯及客梯也是独立设置的。既然均为独立设置,商住楼中住宅的竖直疏散通道的防排烟设计是否可按居住建筑考虑?
4 关于机械防烟
4.1前室和合用前室的加压送风口,应明确规定其“常开”或“常闭”的属性。如规定为“常闭”,应明确火灾发生时需开启的层数,以确定控制程序和加压送风口的风量分配。当前较为常见的做法是风口为“常闭”,火灾时,由消控中心发出指令,开启着火层及其上下层的加压送风口。论文大全,排烟。对此,也有人提出质疑。火灾发生时烟气只会由下面楼层向上面楼层扩散。开启着火层下1层的加压送风口似无理由,而上海市地方标准《民用建筑防排烟技术规程》(DGJ 08-88-2000)则规定,火灾时只开启着火层1层的送风口。
4.2在12~18层的单元式住宅中,消防电梯前室往往与封闭楼梯间(满足第6.2.2条规定)相连。此种情况下,消防电梯前室除有通向走廊或住户的门,还有通向楼梯间的门,已与合用前室类似。论文大全,排烟。消防电梯前室的加压送风量仍按表8.3.2—3确定似不合适,可否参照表8.3.2—4确定?建议在修订《高规》时加以明确。
4.3《高规》第6.2.8条规定:“地下室或半地下室与地上层不应共用楼梯间,当必须共用楼梯间时,应在首层与地下或半地下层的出入口处,设置耐火极限不低于2.00 h的隔墙和乙级防火门隔开,并应有明显标志。”但是,当地上楼梯间为防烟楼梯间或封闭楼梯间时,地下楼梯间是否有同样的要求?
《高规》中无明确规定。在《人民防空工程设计防火规范》(GB50098--98)(2001年版)第5.2.1条有规定:“人防工程的下列公共活动场所,当底层室内地坪与室外出入口地面高差大于10 m时,应设置防烟楼梯间;当地下为两层,且地下第二层的地坪与室外出入口地面高差不大于10m时,应设置封闭楼梯间。1电影院、礼堂;2建筑面积大于500rn2的医院、旅馆;3建筑面积大于1000 rn2的商场、餐厅、展览厅、公共娱乐场所、小型体育场所。”平时使用的人防工程,在防火这一点上,应该与一般地下室是一样的。而且,与地上建筑是高层还是非高层应该没有关系。建议《高规》对此内容进行修改补充。
4.4对于消防电梯是否需要下到地下室,《高规》中无明确规定。实践中,消防电梯下到地下室与不下到地下室两种情况均有,当消防电梯下到地下室时,其属性是消防电梯还是兼用客梯?是否需要设置消防电梯前室?当地上的消防电梯前室或合用前室依靠自然排烟,其地下部分无自然排烟条件时,是否需要设置加压送风?
4.5《高规》第6.2.10条规定,“室外楼梯可作为
辅助的防烟楼梯”,是否需要设前室?其前室若需设置加压送风,其风量是否可按楼梯间为自然排烟时的规定(表8.3.2—4)确定?
参考文献:
i11中华人民共和国公安部.GB50045--95高层民用建筑设计防火规范(2005年版)[S].北京:中国计划出版社,2005
关键词:电梯安全检验; 导轨;曳引钢丝绳;功能试验;智能化
中图分类号:TU857 文献标识码:A
0 前言
电梯安全问题已成重大民生问题,电梯及电梯安全检验技术对控制和预防电梯发生安全问题的重要作用越来越突出。以河北省为样本,目前河北省在册电梯数目超过10万部,仅2013年新增近2万部,这一统计数字较2009年时增加了7万部,其中住宅电梯占总电梯数的90%以上。另据河北省质监部门统计,住宅电梯位居特种设备投诉举报之首,且逐年上升。科学的电梯安全检验技术,能够帮助及时排查发现电梯运行中存在的隐患和被忽略的质量缺陷,从而及时解决问题,避免酿成重大安全事故。
1 电梯安全检验技术进展
按照《电梯监督检验和定期检验规则―自动扶梯与自动人行道》和《电梯监督检验和定期检验规则―曳引与强制驱动电梯》,现场检验在所有的模块中,占用的时间最长,工作最复杂。电梯检验包括机房、井道、轿厢、层站、底坑、整机功能检验、整机性能试验等项目,对这一系列项目进行安全检验,是定期检验的主要工作,它包括有目视检测、导轨无损检测、曳引钢丝绳漏磁检测等,每个检测技术的针对项目和检测工具与方法的技术进展各异。
1.1 目视检测技术
目视检测用于电梯外观检测和前期检测。它通过搭配游标卡尺、钢直尺、卷尺等常用专用工具手动检查和测试电梯各相关设施及零部件的有效性和功能可靠性及各种尺寸的达标性。该技术是基于检验人员的电梯型号、结构及运行原理等专业知识,通过耳听、目测、手触等一系列感性手段进行检测。该方法一般需参照有关标准数据,且一般劳动强度大,漏检率高,所以多数仅使用于电梯检测校准期。
1.2 导轨无损检测技术
导轨多为“T”字形,分实心导轨、对重空心导轨和扶梯导轨三种。它安装在电梯井道中或楼层之间,保证轿厢和对重沿其作上下运动,为电梯轿厢、对重装置或梯级提供导向。直线度和扭曲度是导轨的两大核心要素,它们确保了电梯的安全性和舒适度,是导轨检测重点。
传统的导轨检测方法为线锤法,虽然使用的测量工具简单,但测量数据直观,缺点是基准难以固定、误差大、数据记录繁琐、工作效率低。约上世纪70年代,诞生了电梯导轨检测激光垂准仪,其原理只是用激光代替传统吊线,但仍需人工检测和记录数据。近年,常使用激光垂准技术和图像识别处理相结合的原理,采用CCD摄像模块作为激光光斑接收器,经PC机进行光斑位移数据处理。此方法测速较快,精度也得到了相应提高,但激光发射器和光斑接收器件分离,还需要对激光垂准校直,仍然存在费时费力、检测器件分散等缺点。
随着电梯的不断升高,导轨的高精度、高速度发展,糅合激光器、光学准直系统、自动补偿系统、供电系统及相关专用机械为一体的垂直度自动监测仪越来越受青睐,它与数显光靶等配合应用,小巧便捷,使用方便。近两年,更有刘旭、戴士杰等人撰文研究《电梯导轨垂直度检测机器人机构设计》,利用前后顶磁轮、导向轮、压紧轮、倾角传感器、位移传感器、驱动装置和控制等系统,设计出自动检测机器人。它基于倾角的检测原理,新颖别致,摒弃了传统检测法,同时将检测装置和信号采集集成在同一机构,大大提高了检测效率和精确性。
1.3 曳引钢丝绳无损检测技术
钢丝绳受静应力、动应力、弯曲应力、接触应力、编捻应力等作用易造成静载安全系数、挠性、磨损性等安全性能的降低,因此需定期检查。
钢丝绳检测通常采用观察法、摸查法、无损探伤法等方法。观察法指在电梯检修慢速行使状态下,检查人员在轿顶对曳引钢丝绳的整体及局部状态进行检查,一般可用于扭结、弯折、畸变等情况;摸查法指在电梯检修慢速行使状态下,检查人员在轿顶用手(带手套)握紧对重侧曳引钢丝绳通过手的触觉,感觉钢丝绳是否存在变形、扭结、弯折、断丝、直径变化等情况,以及了解钢丝绳的整体含油量是否充足,用此方法可以大致掌握整条钢丝绳的质量状态。上述两种方法虽配合以放大镜、 卡尺等工具,但多难免因精度不高出现错判。所以利用钢丝绳探测仪的无损探伤法更为关键。
钢丝绳探测仪自百年前在南非诞生后,经历了技术的不断革新,主要分磁检测技术和非磁检测技术两类,其中声学检测、射线检测、机械检测、涡流检测、超声波检测、振动检测等非磁检测因易受干扰、结果难记录、设备费用高、局限性大而未能普及发展,电磁检测技术成为钢丝绳检测的核心技术。从早期的LF检测到上世纪80年代的LMA检测,再到之后的LF和LMA双功能检测,电磁检测发展迅猛。目前,我国市场该设备主要有国产的TCK、MTC、KST,美国产的LMA,俄罗斯产的IN TROS等。但是,电磁无损检测仪还需进一步改造传感器,适应无机房电梯的狭小空间,解决抗干扰性差、人工选择设定参数等问题,并向检测钢丝绳金属截面积损失、钢丝绳强度评估寿命预判等方向发展。
1.4 功能试验中的无损检测技术
姚泽华、沈功田在《电梯无损检测技术》一文中指出:“功能试验是检验电梯各种功能和安全装置的可靠性,多是带载荷和超载荷的试验。”电梯功能测试是按照需求编写出来的测试用例,输入数据在预期结果和实际结果之间进行评测,进而提出等价类划分、边界值分析、错误推测、因果图和综合策略等,从而使产品达到用户使用的要求。各类无损检测技术在不同的功能实验中都极有帮助。上述一文中同样总结出有电梯平衡系数测试、电梯速度测试与电梯起制动加速度和振动加速度测试、电梯噪声测试等几方面无损功能试验检测。
1.4.1电梯平衡系数试验无损检测
平衡系数是曳引式驱动电梯的重要性能指标,关系到电梯运行性能和曳引电动机输出功率(能耗)大小。目前,检验人员主要通过采取轿厢和对重处于同一水平时的“电流-负荷曲线图”测量平衡系数检测。这种动态检验方法未综合考虑曳引轮轿厢侧与对重侧的重量差,电梯运行中的轿厢导靴、对重侧导靴等的摩擦阻力影响,以及人工标示目测的误差。
平衡系数检测一般有以下几种测量方法:①直接测量法,直接测量电梯轿厢总重P和对重总重量W,然后计算得出平衡系数K=(W―P)/QR。这种方法虽然直接,但需将轿厢和对重搬至井道外组装,操作繁琐且极易出现遗漏,一般不适用;②手动盘车法,根据预设平衡系数,往轿厢内装相当定量载荷,然后手动盘车,人为感知两侧平衡后,通过平衡装置测得此时的两侧重量差值B,则有:W=P+M+B,而又:W=P+KQR,由此可得平衡系数:K=。此方法虽较上述方法可信度高、过程方便,但仍然人力作用多,存在很大误差;③电流法,这是国家标准上所推荐的方法,但也如上文提及存在一定不足。
其实,平衡系数的检测关键在于找准轿厢与对重的平衡状态。随着科技发展,平衡状态的检测越来越自动化、智能化,逐渐开始摒弃以往的层高估计法、钢丝绳标记法,诞生出许多非接触式接近开关(接近开关指:利用传感器对物体接近的敏感特性来实现通断控制目的)检测,该类检测包括涡流式接近开关、霍尔式接近开关、光电开关、限位开关等技术,还可以利用超声波测量距离的原理进行超声波检测等。
另外,近年来,无载测试技术也得到了大量研究。安徽省特种设备检测院研发了通过检测曳引轮两侧钢丝绳张力确定平衡系数的方法和检测仪;辽宁石油化工大学研发出轿厢与对重的质量差称量法及便携式电梯平衡系数测试仪,能一次性完成测试并现场打印输出结果;德国TUV公司推出ADIASYSTEM电梯检测系统,利用轿厢侧加力平衡法,测量结果可通过USB电缆直接传输到电脑,再用专用软件详细分析得出平衡系数;湖南省地方标准DB43/T561-2012提出曳引驱动电梯平衡系数免载荷检测法,通过两次不同状态下的张力值FB和载荷率K1、K2计算平衡系数:K=(FA/Q+FB/Q)/2g或K=(K1+K2)/2。近两年,温州特检院借鉴湖南特检院科技和TUV公司测试方案开发的无载动态平衡系数检测仪,是如今市场推出最具性价比的仪器,但也存在无机房电梯安装不便等问题。
1.4.2电梯起制动加速度和振动加速度测试
电梯运行时垂直Z方向、水平X、Y方向的振动,电梯平稳运行时的速度及电梯的制动距离,都是表征电梯质量的重要参数。电梯起制动、振动加速度的测算方法主要是位移微分法,因为根据加速度是速度的微分,速度是位移的微分,只要测出其中一项,理论上就可求出其余两项。目前,在实践操作中,有关加速度测算的测试仪相对发展成熟,市场上产品较多,总结起来该类仪器主要由传感器、数据采集器和计算机等三方面构成。传感器经过发展已经进入3D版传感器应用时代,它可以高精准度的测量三个维度方向的相关变量;计算机则直接实现对电梯起制动及振动特性各项参数和图谱(起动加速度、A95加速度、制动减速度、A95减速度和最大速度、振动A95值等数条曲线)的测量、实时动态显示、存储、分析和打印。随着技术的发展,数字滤波、振动频谱分析功能等得到应用,零点动态校零技术产生,有的检测仪还可实现电梯运行过程速度曲线的全程动态显示,且速度曲线归零。
1.4.3电梯噪声检测法
GB/T10058-2009《电梯技术条件》中对乘客电梯噪声的检验内容作了规定。电梯噪声包括运行时的机房噪声、电梯轿厢噪声、电梯开关门噪声和房屋室内关键点噪声。电梯噪声值为: 额定速度不大于2.5m/s的电梯,额定速度运行时机房内平均噪声不大于80db(A),额定速度大于2.5m/s、小于等于6.0m/s的电梯,额定速度运行时机房内平均噪声不大于85db(A);额定速度不大于2.5m/s的电梯,运行中轿厢内最大噪声不大于55db(A),额定速度大于2.5m/s、小于等于6.0m/s的电梯,运行中轿厢内最大噪声不大于60db(A);;开关门过程最大噪声不大于65db(a)。
依据《社会生活环境噪声排放标准》及《声环境质量标准》仪器要求:“用于环境噪声监测的仪器为积分平均声级计或环境噪声自动监测仪”,即至少要能测量等效连续声级Leq 值。噪声的声压、声强、声功率等物理参量中,声压因较易用仪器来度量检测,而用声压级作为检测噪声的基本物理量。
声级计按精度可分为精密声级计和普通声级计。精密声级计的测量误差约为土1dB,普通声级计约为土3dB;按用途可分为两类:一类用于测量稳态噪声,一类则用于测量不稳态噪声和脉冲噪声。噪声剂量计也是一种积分式声级计,主要用来测量噪声暴露量。积分式声级计是用来测量一段时间内不稳态噪声的等效声级。
目前国外有丹麦B&K2636、2610(在实验室作标准仪器使),B&K2203、2609、2210(在实验室作精密测量用),B&K2219(现场测量的通用仪器)。我国自主研发的与丹麦用途相对用的仪器有NF系列、ND系列及SJ系列等产品,还有台湾地区研发生产的TES系列产品。近年来,声级计还可以外接滤波器和记录仪,对噪声做频谱分析。
1.5 电梯综合性能检测法
随着科技的发展,多功能一体化的便携式综合性能检测装置得到发展。它充分利用现代化的信息网络技术和高科技硬件技术,通过多种电子传感组合设备,高效的数据采集方式和强大的数据分析软件,对电梯进行综合性检测。
现在,EVA 系统和LiftPC系统是这方面技术的典型代表。EVA-625系统的宽带响应可诊断电梯和扶梯系统的机械和控制元件,使有缺陷和已磨损的组件在电梯发生故障前就可辨别出来。由德国HENNING 公司研发的电梯综合性能检测系统LiftPC,实现了在电梯运行时使用笔记本电脑即时测量。使数据迅速处理、文件管理、针对性保养和目的性维护成为可能。除了笔记本电脑,它也可以接手持终端进行测量。由此可知,这种综合性能检测仪器越来越表现出强烈的开放性和兼容性特征。
2电梯安全检验技术发展趋势
前瞻产业研究院在其的《2013-2017年中国特种设备检验检测行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》中提出电梯安全检验技术将呈现绿色化、智能化、远程化的发展趋势,笔者以为这种论述还有待补充。
2.1机械化,去人为化。
电梯检验是一种科学检验,随着电梯设备与技术的精准化发展,对检测过程当中测量误差值要求越来越高。而人为手动和感官性目测正成为阻碍精准发展的客观障碍。因此在今后的电梯安全检验技术发展中会越来越表现出去人为化特征。而随着电梯检测技术的成熟性发展,相关机械设备将会不断创新,检测流程的全面机械化将成为可能。
2.2多功能化,智能化。
多功能化又称集成化检测在如今的电梯检测中已经有了一定发展。当前我国普遍采用的是德国的ADIASYSTEM智能化电梯检测系统,我国自主研发的智能化电梯检测集成系统于2008年诞生。集成化检测有可自动采集数据、检测数据精确、检测项目齐全、省时高效的特点,并且携带方便,安全可靠。
数字化技术、计算机网络技术、云技术等高精尖科技的发展,将促使电梯检验技术智能化。当下,美日等发达国家已经使用机器人进行电梯检验工作和故障救援工作,我国也在不断努力进行相关设备、技术的研究工作,并且已获得一定进展。
2.3环保化,节能化。
低碳环保成为社会共同的追求,也转变了电梯安全检验的发展思路。在实践中,技术人员不断探索,完善电梯设备的设计工作,努力研究低能耗、环保的检验设备和检验方法。如一些单位在检测中使用了环保的磁力线锤,这有利于延长电梯设备使用寿命的延长,同时还能够有效缓解电厂污染现象。另外电梯安全检验环保化,还可以确保避免因处理方式不当而产生二次污染。
减少能耗一直是电梯检验追求的方向。经过努力,检测实践中已推出“空载法”和“加码法”两种测试电梯能耗的方法,把单位重量提升一定的距离作为能耗的一个衡量指标,这两种技术将是未来我国电梯能效检测的发展重点。
2.4远程化。
电梯安全检验是一项颇具危险性的工作,在检测期间存在无可预料的风险。要想克服这种突发性、随机性问题从根本上需改变传统的现场化操作模式。通过使用机器人等替代设备,将人力从检验现场解放出来,对电梯检验工作进行远程控制。如今随着网络化的技术覆盖,远程操作逐渐成为可能。
3 结语
通过电梯安全检验方面的经验总结和理论梳理,可以对当前的电梯安全检验工作建立一整套符合实际和紧跟技术发展趋势的理论认知。这一电梯安全检验技术理论和经验的全面总结,有利于构建检验人员较完整的安全检验知识体系和方法体系,提高检验人员的专业技术知识素养,并通过诉诸实操,帮助检验工作提高效率,对今后的电梯检验过程中的安全把控起着重要指导意义和参考价值,也对电梯无损检测技术的下一步研究发展起到一定的理论借鉴作用。
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做好高层建筑防火安全,需要注意两个关键因素:①高效便捷的消防设计系统和消防构造,并符合实际建筑物的特点,对建筑及居民的消防安全具有重要的保护作用;②足够数量的灭火器材,出现火灾事故时提取方便。这两种因素也可以概括成基础和应用,只有将二者有机地结合在一起,才能达到建筑工程所预期的消防效果,从而确保高层建筑的消防和人们的生命财产安全。
1、屋顶消防系统工程设计
1.1 直升机停机坪设计
直升机停机坪是高层建筑空中营救渠道,其设计不仅可以提高高层住宅建筑的整体美观性和档次性,同时还可以为火灾逃难人员拓展逃生通道。停机坪一般设计在屋顶俯视图截面中心位置,平衡楼顶受力,在实际设计中,可以通过ANSYS 软件解析屋顶实际受力情况,明确结构支持力位置,停机坪要根据设计规定要与避雷针等建筑物机房保持至少5m 的距离。环绕停机坪设置4 个消防水泵灭火系统和SOS救援箱,其中灭火系统中的水炮出水量要高于500L/min,以实现10min 内高层建筑灭火要求,利用计算机远程技术将水炮与高层住宅建筑消防中心连接,实现对水炮消防设备的远程控制。在直升机停机坪施工中,要选择防火涂料防止火势进入停机坪范围,选择40mm 厚的混凝土,在屋顶结构称重范围内,可将混凝土升级到100mm 后,以提高屋顶防火性。
1.2 高位消防水箱设计
在高位消防水箱设计中,水箱管路要保证其独立性,主管和支管外置,以防止楼板间管路孔洞发生蹿火现象,节省不必要的孔洞封堵工序。在高层住宅建筑发生火灾时,由于水箱本身具有极强的吸热性,在火势大到一定程度时,屋顶消防水箱可起到抑制火势的作用。消防水箱附近的温度一般不会太高,在夏季可起到隔热作用。在水箱顶部要设计斜顶,以达到防积雪的作用,同时设置外保温层避免冬季结冰。高位消防水箱的位置要顺风势迎风设置,高位消防水箱周围增设手动消火栓,为避难人员提供避难空间,消火栓可与高位消防水箱连接,为消火栓提供必要水源。在设计高位消防水箱时,动压静压与储水量要符合工程质量标准,静水压力要保证报警阀门开关正常,动水压力促发阀门运作后满足全楼动力供应,其储水量要保持10min 拟定喷水强度中水量要求,其静水压力控制在785×103Pa,水柱高为82m,保证消防给水部件的完整度。为降低高位消防水箱内部压力,在低层消防栓中可添设铜制减压孔板,以降低内部压强,进而保证高层住宅建筑屋顶高位消防水箱设计的科学性和合理性。
2、高层住宅建筑主体消防系统设计
2.1 消防电梯设计
在高层住宅建筑设计的过程中,设置消防电梯主要用于火灾安全疏散,消防电梯直接通向地下停车场全层,若地下发生火灾,身处于地下停车场的住户可以通过消防电梯离开火场,有效提高高层住宅建筑的火灾救援程度。在日常生活中,消防电梯可以设置为残疾人电梯,以提高建筑竖向交通能力。消防电梯数量设置要根据高层住宅建筑实际面积确定,每个消防分区要保证至少1 个消防电梯,1500m2 以内的建筑面积设置1 个消防电梯,1500 ~ 4500m2 以内建筑面积设置2 个消防电梯,高于4500m2建筑面积设置3 个消防电梯。在前室面积方面,根据高层住宅建筑特点和每层建筑面积而定,一般住宅建筑前室面积控制在4.5m2,若消防电梯与防烟楼梯合用前室时,或者在消防电梯与客梯合用前室的情况下,由于前室人流量大,人员停留较多,要适当增加面积,其面积可达到6 ~ 10m2。
2.2 自动报警系统设计
高层住宅建筑自动报警系统包含集中报警器、探测器以及区域报警器等部分构成,建筑首层消防车道位置要建立消防控制中心,其内部涉及到人工报警电话、报话机以及报警按钮,以构成建筑火灾报警系统联动机制。在进行探测器安装设计的过程中,工作指示灯要面朝工作人员的方向设置,以便于工作人员的观察和检测,及时了解探测器的工作状态。在自动报警器施工过程中,要在建筑地面工程竣工后进行施工布线。布管时要先清洁管内与线槽内,以避免积水杂物影响线路的绝缘性;导线通常情况下要采取暗敷设的方式,若由于工程需要进行明敷设时,工作人员则要将导线封闭在金属线槽内,并在线槽外部涂抹防火涂料,以保证导线的安全性,提高自动报警系统的有效性。安装完成后,工作人员要对自动报警系统进行调试,感烟器加烟试验,将烟枪接触探头,观察探头是否启动报警装置,若启动报警后观察报警信号,核查探头位置。
2.3 阳台和防火隔离带设计
在高层住宅建筑发生火灾时,玻璃幕墙缝隙很容易导致火灾竖向蔓延。采用新型防火幕墙玻璃,在发生火灾爆炸时,其碎玻璃会粘在防火胶片上,尽量维持玻璃原状。若在建筑施工中没有设置玻璃幕墙,可设置1m 阳台,与防火隔离带有效搭配,以达到高层住宅建筑消防功能。在进行阳台与防火隔离带设计中,阳台底部钢筋厚度为1cm 时,其阳台耐火极限为0.9h;将其钢筋厚度提升至2cm 时,耐火极限为1.25h;当阳台底部钢筋厚度达到3cm 时,耐火极限为1.5h,而耐火极限1.5h 则为耐火等级建筑的耐火极限要求。阳台属于选调结构,其底部钢筋最薄也可以达到6cm 左右,因此其耐火极限会比标准值1.5h 要高。通过以上分析,在进行高层住宅建筑消防系统设计时,可在窗口外部设置1m 阳台板,采用非水平上扬的设计方式,同时在外墙设置隔离带,以实现火势垂直蔓延的阻碍。把防火隔离带与阳台搭配,视作分支子系统合并使用。防火隔离带水平长度需环绕整层;垂直方向设置于建筑每层窗户之间间隔空隙,高度尽量充满窗间距,每层的下窗顶部增设宽度至少70cm 的混凝土水平挑檐板。[本文转自WWw.dYLw. nEt 医学论文]
【关键词】:节能;电梯基本构造;控制系统中能量回馈的应用;
[Abstract]: With the rapid development of social economy and science and technology, building automation has become more perfect, the form also gradually increased, a corresponding increase in the number of elevators, this paper is to introduce the basic principle of elevator, and the control system of the principle of energy feedback structure.
[Keyword]: energy saving; the basic structure of the elevator control application; energy feedback system;
中图分类号: TU229 文献标识码:文章编号:
节能环保是我国当前提倡的具有现实意义的一样基本国策。在电梯行业日益竞争激烈的今天,采用新技术,速度更快,载重量更大虽然是最能突出产品优势的几大方面,但是不可否认,电梯投入使用后的经济性和环保性也是电梯采购时必须考虑的因素。
一、电梯基本构造和运行现状。
1.电梯的基本构造
现在电梯主要由曳引机系统、导向系统、轿厢系统、门系统。重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统等组成。这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。通常采用钢丝绳传动,钢丝绳绕过曳引轮,两端分别连接轿厢和对重,曳引机驱动曳引轮使轿厢升降。
2.电梯运行现状分析:
当电梯向上运行时,要消耗能量,当电梯从高处下行时,电梯要放出能量。电梯由曳引机拖动的负载是由载客轿厢和对重块组成,为了均衡拖动负载,只有当轿厢载重量加上轿厢额定载重的50%(例如载重为1050kg载客电梯乘客为7人左右)时,两者才相互平衡。此举虽然改变了用能的峰值点,但却不能改变平均能耗。而在实际使用的过程中轿厢重量加上乘客的体重正好等于对重平衡块的重量出现频率较低。所以电梯的运行状态基本上都是处在一种非平衡的状态,而且还非常有可能出现乘客较多的时候轿厢下降,乘客较少或者没有乘客的时候轿厢又上升,若出现第一种情况是乘客的重力势能释放的情况,出现第二种情况的时候又是对重的重力势能的释放,这两种状况下由于位能负载的作用,使其转速高于同步转速,即n>no时,转差率s=(no一n)/no<0,转子感应电动势反向,定子绕组向电网回馈电能,T方向与转速方向相反,电动机既回馈电能,又在轴上产生了机械制动转矩。但由于电梯用变频器的交一直一交主电力AC/DC整流电路是不可逆的,发出来的电无法回馈到电网上去,造成主电路电容器二端电压升高,产生了“泵升电压”。 一般变频电梯采用电阻消耗电容中储存电能的方法来防止电容过压。电梯运行中,这些电阻都会散发出很大的热量(其表面温度100℃以上),浪费的这部分能量占电梯用电总量的25%~40%。电阻耗能不仅降低了系统的工作效率,而且电阻产生的大量热量加速了机房空气中尘埃的流动,吸附静电,就大大的影响了电梯控制柜周边的环境。同时温度的升高会大幅缩短电梯的原器件的使用寿命,器件老化故障不断。为了使机房温度降低到常温状态,让电梯免于因高温而产生故障,用户需要安装大排风量的空调或风机;在电梯功率较大的机房,往往需要多台空调、风机同时启动。使得电梯和空调成为耗能最大的“电老虎”。
二、电梯能量回馈装置的运行原理
电梯要节能,关键就是电梯的曳引机工作中要把其在发电状态时产生的电能利用起来,将制动电阻所消耗的那些发热的能量 ,通过逆变再重新转化为交流电,或供给其他电气设备使用,或回馈致电网。一般能量逆变效率在85%左右,上面提到的制动电阻消耗能量占电梯用电总量的25%~40%,那么电能的回馈效果就可以达到在21%~34%,若楼层越高或者电梯速度越快的时候,那么电能的回馈效果就更明显了。能量回馈系统的主回路结构主要是由滤波电容、三项IGBT全桥、串联电感以及电路所组成的,电梯能量回馈系统的输入端与电梯变频器的直流母线侧连接,输出端与电网侧连接。当电梯曳引机工作在电动状态时,能量回馈系统的开关全部处于关断状态,当曳引机工作在发电状态的时候,变频器直流母线侧的泵升电压升高,并满足了其他逆变条件后,能量回馈系统开始启动,随着直流目前上的能量的回馈至电网,直流母线电压下降,直到回落至设定值后,系统停止工作。
将直流电能转换为交流电能的有源逆变是电梯能量回馈的本质,目的是将曳引机在发电状态下产生的电能通过逆变回馈,实现节能且需注意避免逆变输出电能对电网的污染。所以在曳引机发电产生的能量回馈过程中,要在相位、电压、电流方面满足四个控制条件:
a)不能随便启动系统,须当直流母线电压超过设定值时,逆变装置才开始启动,进行能量的回馈;
b)逆变电流必须满足回馈功率的需求,且不可大于逆变电路所容许的最大电流;
c)逆变过程需要与电网相位保持同步,向电网回馈的能量要在电网的高压端;
d)尽可能的减少逆变过程对电网的污染。
三、电梯能量回馈系统硬件的设计
1.功率逆变电路
功率逆变电路中通过控制开关的通断,把电梯曳引机工作在发电状态时存储在电梯变频器直流母线侧的直流电转换为交流电。是电梯能量回馈系统的主回路,根据逆变电路不同分类,均有不同的结构。通过控制开关的通断,把曳引机工作在发电状态时存储的在电梯变频器直流母线侧的直流电转换为交流电。在电路中,同一桥臂上的上下两个开关不能同时导通,每一项的导通时刻和时间根据逆变控制算法进行控制。
2.并网同步电路
电梯能否有效的将直流母线上的能量回馈到电网,相位同步控制起到关键作用。并网同步电路采用电网线电压同步,同时为了避免换相时的死区影响,在同一个桥臂上下开关工作120度。通过比较器得到并网同步信号与电网过零点信号的逻辑关系,通过Multisim仿真得到各开关器件的并网同步信号和电网电压的关系,每个开关工作角为120度,且依次间隔60度。逆变桥中任何时候只有两只开关管导通,工作安全可靠,且每两个开关都在电网线电压的最高电压段工作,逆变效率高。
3.电压检测控制电路
由于电梯变频器直流母线侧的电压较高,需先利用电阻进行分压,再通过霍尔电压传感器将母线电压隔离降压,并转换为低电压信号,在电压检测控制电路中采用滞环跟踪比较控制方式,滞环比较是在比较器的基础上又增加了正反馈,给比较器提供了两个比较值,即上下阀值。由硬件电路实现,控制即迅速又准确。电压检测控制电路不仅可以避免干扰信号瞬间叠加在电压信号上,造成比较器的输出状态出现抖动,还可以避免能量回馈系统过于频繁的启动关闭。
4.电流检测控制电路
能量回馈过程中,电流必须满足其功率的要求,回馈电网的功率必须大于或等于曳引机处于发电状态时的最大功率,否则直流母线上的电压降继续升高。当电网电压一定时,系统能量回馈功率由回馈电流决定,另外,回馈电流须限定在逆变器功率开关器件的额定范围内,而且电网和逆变器之间电抗扼流,容许大电流通过又希望电抗器的体积尽可能的小,所以电抗器的电感量必须是一个较小的值,这样能量回馈时。电流变化速度就很快。同时采用电流滞环控制方式也能有效控制回馈电流防止过流事故。
5.主控制电路
电梯能量回馈系统的中央处理单元是主控制电路,它用来控制整个系统的工作。主控电路由单片机和电路组成,一方面根据控制算法产生高精度的PWM波;另一方面根据并网同步信号,IPM故障控制整个能量回馈过程中的安全和有效的进行。
6.逻辑保护控制电路
并网同步信号,电压、电流的控制信号,IPM故障信号,以及主控制电路输出的驱动信号都需要进过逻辑保护控制电路,进行逻辑运算,最终送入功率逆变电路,控制回馈过程的进行。这样,既可以保证逆变输出的交流电与电网同步,又可以在电路过流,过压,欠压和IPM故障时,封锁驱动信号,使能量回馈过程停止。
四、结论
由于电梯能量回馈系统只有在曳引机处于发电状态才启动的,所以使用寿命要比电梯还要长。由此可见,电梯能量回馈系统的运用不管从原理,节能效果,还是性能,都值得在能源日趋匮乏的今天大力推广,这样既营造了健康良好的绿色节能环境,又响应了国家和政府关于节能降耗,建设节约型社会的号召,为国家的节能减排贡献力量。
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七七级大学生, 1986年留美,学商从商。1999年《北京青年报》开办《陈屹视线》专栏,2007年《北京青年》周刊开办《陈屹 VS大使夫人》采访系列。先后在哈佛大学、哥伦比亚大学、美国西点军校等美国、中国学府与省市受邀演讲。已出版《背洋书包的孩子》、《困惑与诱惑-美国教育参考》等书。2009年在网易“中国制造”系列中,被评为《60年中国影响力女性》 。
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最近,有关留学生频发意外的报道不少。先是南加大留学生瞿铭和吴颖在夜间从实验室回到自己住处,在停车的地方被歹徒枪杀。一对风华正茂、怀揣理想抱负的情侣,突然离开父母亲人,惨死在异国他乡。悲痛万分的瞿铭和吴颖父母,已经抵达美国,经历着白发人送黑发人的不幸。
时隔不久,美国艾奥瓦州21岁的中国留学生唐鹏(音译)被控以租房为借口女房东,后这位女房东报了案,中国留学生唐鹏被捕。当获知儿子在美国被捕的消息, 他的爸妈赶赴美国,然后直接找到受害者,试图通过金钱上的补偿,让其改变口供,结果被警方,一家三口已经全被拘留,三口人的照片上了媒体新闻,他们的保释金升至百万美元。一旦事实成立被判罪,唐鹏将有可能要在监狱度过余生。
当我读到这条新闻时,第一个想喊出来的就是:“这对父母为何如此无知,美国最忌讳被告与原告在没有美国律师安排的情况下,私下接触。”突然我又联想到数年前的另一条新闻:一位从上海来纽约读书的学生,凌晨与男友从酒吧出来过街时,被迎面过来的车撞死。自己当时为这位独女父母伤心的同时,再想:这位如花似玉、才华横溢的孩子,怎么能半夜出行在纽约街道上啊?
今年夏季开始马上就要有成千上万的国内的高中生、大学生、研究生,赴往美国留学。如何让每位即将赴美的留学生,方方面面了解留学生活,需要一本书才能阐述清楚,在此文章里,作者只希望提出基本的六点提醒,给孩子及家长一个初步的了解,切记不要因为中美两国法律、教育、文化习俗等各方面差异缺乏认识,从而导致法律上的纠纷和生命的危机。
提醒一:每次签字都要认真
如果需要本人签字,一定要先看懂文件,再签。一旦签字,签字人即需要履行其内容中的一切法律责任和义务。一般美国正规的学校,都会为学生发一本学生手册,而且有的还要求学生、父母签字,表示同意执行。 一方面,让本校生对学校的规章制度有所了解;另外一方面,以委婉的方式声明,该告诉你们的,已经告诉了。签字是把双刃剑,有的内容是对对方的权益保护,如果你们不按照规章制度执行,一旦触及责任时,校方将不负责。
提醒二:买车后的几个基本注意事项
首先,不要开别人的车,也不要轻易把自己的车借给别人, 一旦出事,受害方可以把车的主人,甚至车主的家人,告到法庭,如果车祸致残或者出现人命,受害方可以把你们搞得倾家荡产。其次,没有保险的车一定不要开。更不要用自己的车随便接送其他人,因为司机承担乘客的安全和法律责任。
如果被警车叫停,一定要坐在座位上,千万不要开车门走出来,与警察交涉。 因为有些州法律允许,警察在感到自己受到威胁时可以开枪自卫。
提醒三:夜里不要出门
美国都市并非像电影中的繁华,晚间八点过后,上班的人纷纷赶回乡下与家人团聚,街道人流稀少。美国的乡村更加偏僻,大家住得很散。愈是交通方便的地方,犯罪率愈高。另外,美国的大学不像国内的大学, 一方面校园基本没有围墙,许多宿舍散落在周边街道或者村落; 另外一方面,千万不要图租房便宜,独自去租治安不好的区域。
提醒四:千万不要招摇,终究你是为学业而来
其实愈顶尖的学府,有钱人家的孩子愈有沉浮, 他们更多要展现的是个人的修养和自身的能力,而绝非金钱物质上的优越感。儿女私立高中里的同学里,来自名望、富有家庭的很多,但是,已经不止一次听到孩子们这样说:“我父母很有钱,但是,那是他们自己的,我要努力。” 招摇不仅令人厌恶,更会招来麻烦,惹祸上身。
提醒五:诚信至关重要
千万不要犯任何诚信上的错误,包括抄袭、让别人写论文。 在寄宿私立高中的学生,绝对不允许吸毒、喝酒, 美国顶尖高中的校规,一旦发现,即刻开除学籍。
提醒六:不要整天局限在内地同学的圈子里
如果可能,最好多多参与社会上的公益服务, 这是美国社会的人文精神,作为留学生,不仅能交往到非常好的朋友,而且也让自己在品德上、能力上得到锻炼,文化上更多的了解,许多意想不到的机会,也是从这里来的。
到了海外留学,要有一种把心归零的状态,重新开始,对于远在异乡的孩子们,安全、健康、快乐最最重要,孩子好了,家长才能真正幸福。
插画by向朝晖
英国公司打造饼干电梯
关键词:限速器寿命试验台、电梯限速器、寿命试验。
中图分类号:U464文献标识码: A
一 .引言
限速器是电梯最重要的机械安全装置,限速器的制造质量、选型、校验、维护保养、检测设备的制造质量及正确操作,直接影响电梯的安全使用。而电梯限速器寿命试验台正是对限速器进行寿命试验的一种机电设备,它能够在实验室中模拟限速器实际使用工况进行长期寿命性试验,从而判断其是否满足设计要求及安全标准。
二.电梯限速器寿命试验台
电梯限速器寿命试验台是专门为电梯限速器的研发而开发设计的机电一体化的试验设备,满足
不同梯速的限速器寿命试验需求,其主要特征是系统的速度及加速度可调;测试试验台的使用不受限速器的中心高度、绳轮直径大小及底座安装宽度限制,兼容性极高;全自动数据采集、曲线生成,拥有数据储存、数据管理、数据备份及数据报表打印功能,从而使得使用人员能对测试过程进行监控。
2.1机械部分介绍
试验台采用卷筒缠绕钢丝绳直接拖动限速器绳轮转动,主要由驱动负载装置、机械底架及防护罩构成,见图1。
图1电梯限速器寿命特性试验台示意图
2.1.1 驱动负载装置:主要由驱动系统、卷筒装置及负载装置构成。
2.1.1.1驱动系统
试验台由伺服电机驱动,通过减速机减速,采用同步带联接方式,驱动钢丝绳卷筒按给定的速度曲线运行,进行试验。
(1)伺服电机的选取计算举例:
限速器转动惯量:93660.6kg.mm2=0.0937kg.m2
限速器额定速度540m/min,绳轮中心径φ360,对应钢丝绳卷筒直径φ360
绳轮线加速度:1.5m/s2
减速机减速比:1:3
减速机转动惯量:12.14kg.cm2=0.001214kg.m2
卷筒惯量及惯性矩计算
J2=π/4 ×(0.3572-0.3272)× 946×7.85×(0.1785 2+0.16352)/2=3.5063 Kg.m2
J卷筒2= =3.5063 +2×(0.144 +0.0013-0.0458)=3.7053 Kg.m2
ε2=ω/t=v/(r2×t)=a/r2=1.5/0.18=8.333 rad/s2
J丝杆2=π/4 ×0.0482×1230×7.85×0.0242/2=0.005 Kg.m2
J主轴2=π/4 ×0.0542×1295×7.85×0.0272/2=0.0085 Kg.m2
J负2=3.7053 +0.0937+0.005+0.0085+0.0012=3.8125 Kg.m2
T2= J负2× ε2=31.77Nm
伺服电机转速校核
电机减速后输出转速n=n0/i=1500/3=500rpm,
额定速度540 m/min限速器,对应φ360规格卷筒,最大转速n2=540/(π×D2)=477.5 rpm<n
故速度满足要求。
卷筒旋转驱动功率计算
按其负载的2倍计算,P= 2T2×n2/9550=2×31.77×477.5/9550=3.177kw。
卷筒移动驱动功率计算
按最大负载320KG计算,额定速度540m/min=9m/s,对应转速477.5rpm=7.958r/s
加速度1.5m/s2,加速时间t=9/1.5=6s
丝杠螺距11.5mm,即每转一圈移动11.5mm,移动速度为7.958r/s ×11.5mm/r=91.52mm/s,
移动加速度a′=91.52/6=15.25 mm/s2
加速段称动距离S= a′t2/2=274.5mm
功率P′=m a′×S/t=0.22w<<P,故忽略不计。
所选电机功率4.4KW>3.177KW
因此,所选电机满足设备要求。
2.1.1.2钢丝绳卷筒装置
由卷筒、支座及同步丝杠组成,试验不同型号的限速器时,使用不同规格的卷筒。卷筒更换要借助叉车等外部设备,将卷筒及其支座整体更换。卷筒表面均布螺旋槽,槽内缠绕钢丝绳,转动时带动限速器不停地作正、反向交替运动。
按540m/min额定速度运行时,每半个周期工作钢丝绳长度为72m,卷筒直径为φ360,工作圈数为64圈,两端各留6圈,实际采用76圈。
卷筒旋转的同时伴随轴向往复移动,移动是由同步丝杠机构完成的,同步丝杠材质为40Cr,两套不同螺距的同步丝杠都安装到设备上,切换同步带的连接位置和丝杠螺母的连接方式(锁紧或松开),就可改变同带丝杠的工作状态(是否参与工作),并有专门的检测信号,保证丝杠和卷筒不会紊乱。
2.1.1.3负载装置
负载装置起固定和加载作用,有固定的旋转轴心,利用钢丝绳卷绳筒装置及其本身的重力涨紧钢丝绳。缠绕钢丝绳时需转动顶紧螺栓,托高卷筒装置辅助完成。
2.1.2 机械底架由型钢焊制,外形尺寸约为L2520×W1100×H1150。
2.1.3防护罩:采用透明板制成,固定在工作台面上。
2.2 电气部分
电气系统由驱动、检测、PLC、操控显示四部分硬件组成,由程序控制实现自动控制试验功能,整个系统见下图。
2.2.1 驱动功能
驱动部分由伺服电机和驱动器组成,驱动器接收PLC的指令,控制电机通过减速机驱动绳筒正反向旋转和水平往复运动。
2.2.1.1试验驱动
试验时,如果绳筒本周期离开原点,下个周期则应回到原点,不应有位置误差。否则经过上百万次的累计误差,钢丝绳两端的余量和绳筒行走的行程余量都是不够的。但如果严格按速度曲线进行控制,位置偏差是难以消除的。因此,伺服系统采用位置控制模式,在基本满足速度曲线的前提下,保证每个周期钢丝绳的工作长度一定,绳筒每2个周期就可回到原点。
位置控制时,PLC向伺服控制器输出脉冲,脉冲总数对应每个周期钢丝绳工作长度,而脉冲频率则对应绳筒的旋转速度,按照正向起动加速恒速减速停止反向起动加速恒速减速停止的顺序周期运转。
2.2.1.2 维护驱动
当安装钢丝绳或检修时,需要绳筒动作配合。在操作箱上设“模式选择”开关,选“维护”模式时,可低速点动进行正反向运转;选“试验”模式则可进行正常试验。
2.2.2 测速功能
考虑到绳筒、钢丝绳和限速器轮三者间无打滑现象,可通过测量绳筒线速度替代限速器线速度。而绳筒的转速在伺服系统由可准确测量,由PLC读取转速,并根据不同绳筒直径换算成线速度即可。考虑到伺服控制器测速运算处理、信号输出、PLC采样和程序计算的误差,最大测速误差可控制在0.5%之内。
实时速度值在显示屏上以数值和曲线的方式显示。
2.2.3 计数功能
试验中绳筒每往复运动一次,算2个周期。为了计数,在绳筒附近安装1个接近开关,位置固定,在绳筒水平运动座中间安装1个感应片。开关每触发一次,PLC内部的周期累计值自动加1。累计值在显示屏上显示,最大计数值可达109。新试验开始时可人为清“0”,但有密码保护。
为做到断电后累计值不丢失,选用有停电数据保存功能PLC,将需要停电保存的数据保存在非易失性RAM中,或者将其数据写在SD卡中。
在显示屏上可预置试验周期数(密码保护),最大值109,最当累计次数达到时,自动停止试验。
试验中每间隔50万周期,系统自动停止运行,需人为起动可继续。
2.2.4 运行记录功能
正常试验中,每隔5万次需记录对应的时间、系统状态;每次起动、停止操作、自动停止或故障引起停止均要记录对应的时间和状态。为此,系统需有实时时钟供记录归档用。系统的PLC具备实时时钟功能,即使断电后在后备电池支持下,时钟会正常运行。
人机界面从PLC中读取时钟、计数值、相关事件和系统状态,在归档文件内对其进行记录。记录在单独画面内显示,并可以文件格式用SD存储卡(16GB)导出或打印输出,记录表格式大体如下表所示。
为防止存储卡容量不足引起记录丢失,建议每次新试验前将上次试验记录导出,画面届时作出提示。
2.2.5 保护功能
2.2.5.1钢丝绳联锁保护
试验过程中,钢丝绳应在绳筒上正常缠绕且处于张紧状态,如果缠绕错乱或断绳,应及时停止试验。正常状态时,钢丝绳的2个竖直段与台体的水平相对位置不变,而发生故障时,绳必定离开固定位置,因此系统实时监视钢丝绳1个竖直段的位置,一旦绳偏离位置,立即停机并报警。
在钢丝绳的1个竖直段附近呈90°安装2个槽形光电开关进行检测,信号同时有效为正常。当安装钢丝绳时将其移走,以防受损;钢丝绳就绪后,再移回来,并调整位置使信号正常。
2.2.5.2钢丝绳伸长保护
试验过程中,负载装置应该处于悬挂状态。如果钢丝绳少量伸长,只改变负载装置的倾角,只要不触底,不影响试验进行。如果伸长量过大,则负载装置会触底,试验必须中止。
因此,在负载装置侧面安装接近开关来检测其位置,保证在钢丝绳过量伸长时,自动停止试验并报警。
2.2.5.3绳筒行走装置联锁保护
选不同限速器试验,必须选择对应的绳筒和行走机构,而且要打开另1个行走机构的丝杠螺母,才能保证机构正常工作。为防止人为安装失误或运行中传动带损坏造成设备事故,在2个皮带和2个丝杠螺母处设置光电开关,检测其状态并与限速器型号在程序中建立联锁保护关系。试验启动时检查联锁状态,错误时禁止运行;运行中皮带状态异常,立即停机并报警
2.2.5.4绳筒行走限位保护
试验中绳筒往复行走,到端部时机械行程应有余量,绳筒上钢丝绳也有余量。控制中虽有误差消除措施,但位置累计误差仍然难免,当绳筒走到机械极限时,会造成设备损坏。因此,在两端设置绳筒行走限位开关,正常时其不会超越保护位,开关不动作。一旦开关动作,立即停机并报警。
2.2.5.5超速保护
试验中每种限速器的速度应该控制在相应范围内,系统设置各种限速器速度上限为110%额定值,正常试验时不应超速。一旦发生超速,PLC触发系统停机并报警。
2.2.5.6急停
操作箱面板上设“急停”按钮,紧急情况下按下,伺服系统断电停车。
2.2.6 人机界面规划
HMI设主画面、记录画面、参数画面共3个。
主画面:显示试验限速器型号、当前运行速度、速度曲线、预置周期数、当前累计周期数。
记录画面:显示试验的正常间隔、启动操作、停止操作、故障停车的记录列表,提供输出操作。
参数画面:密码进入,可选试验速度、设置总试验周期数、对累计周期数清“0”。
四.结束语
本文研究设计的电梯限速器寿命试验台用于电梯限速器开发过程的寿命试验,具有装夹方便,操作简单,方便的人机界面操作,准确而系统的数据采集能力及强大的数据库储存管理能力,有利于电梯限速器的开发及研制,更大大提高了电梯限速器设计效率,减少设计成本,缩短研发周期。
参考文献
[1] GB 7588 2003电梯制造与安装安全规范 [S].
[2] 成大先.机械设计手册(第五板)[S].化学工业出版社.第三圈
[论文摘要]在我国现在的多高层建筑中,钢筋混凝土结构应用最普遍,其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。依据GB 5002022002 混凝土结构设计规范和GB 5001122001 建筑结构抗震设计规范,对抗震等级的选取,振型组合数的合理选取,轴压比限值等问题的计算容易被设计人员,进行初步探讨,并取得较好的效果,可供设计人员参考。
一、概述
在我国现在的多高层建筑中,钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。因为其具有足够的强度,良好的延性和较强的整体性,目前广泛用于地震设防地区。
在多层钢筋混凝土框架结构的设计过程中,笔者通过切身体会,总结归纳了一些不符合规范要求的问题。较常见的有在结构施工图中将场地类别写成了场地土类别,结构设计使用年限与建筑施工图不一致,抗震措施和抗震构造措施不明确,柱纵筋在基础内锚固长度不足,周期该折减而未折减等,应引起足够的重视。
二、框架结构的耗能机理
框架结构主要是以压弯构件——竖向框架柱和以弯剪构件——水平框架梁组成的。实际工程计算的例子表明,框架结构的延性很大程度上取决于框架梁和框架柱构件本身的延性和屈服弯矩。
在地震作用下,框架结构每经过一个循环,加载时先是结构吸收或储存能量,卸载时释放能量,但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗失能量”(耗能) ,也即一个滞回环内所含的面积。结构吸收的地震能量可以由力——位移曲线所包围的面积来表示。
三、钢筋混凝土框架结构设计中的两个注意问题
(一)抗震等级的选取
对于乙类建筑,建筑抗震设计规范3.1.322规定:地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求,但是抗震措施(主要体现为抗震等级)在一般情况下,当抗震设防烈度为6度~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求。实际设计中经常发生抗震等级选错的情况,如:位于8度区的某乙类建筑,应按9度由建筑抗震设计规范表6.1.2确定,为一级抗震等级。
(二)振型组合数的合理选取
应按以下规则选取:对于较高层建筑,当不考虑扭转耦联时,振型数应不小于3;当振型数多于3时,宜取为3的倍数(由于程序按3个振型一页输出),但不能多于层数。当房屋层数不大于2时,振型数可取层数。对于不规则建筑,当考虑扭转耦联时,振型数应不小于9,但不能超过结构层的3倍,只有定义弹性楼板且按总刚分析法分析时,才可以取更多的振型。建筑抗震设计规范在条文说明中明确指出:振型数可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数。
目前satwe等程序已有这种功能,这是一个重要指标。如:对于某一建筑,选取的振型数为15,但振型参与质量系数只有50%,说明振型数取得不够,可能由于此建筑过于复杂或由于某些杆件不连续导致局部震动引起的,应仔细复核。
四、独立基础拉梁的问题
当基础埋置较深,为了减小底层柱计算高度及底层侧向位移,可在±0. 000附近设置基础拉梁,但不宜按构造设置,宜按照框架要求设计,应注意此时需将板厚取为0,定义弹性结点,按总刚分析法分析计算,且基础应设成短柱基础。
五、构造方面的若干问题
(一)框架梁的通常面积配筋率ρsv不满足规范要求
GB 5001022002混凝土结构设计规范11.3.9明确规定了最小面积配筋率,容易被忽视。如:二级框架,500mm×800mm,C40,非加密区箍筋
(二)当框架梁端纵向受拉筋配筋率大于2%时,箍筋直径没有增大2mm
设计中经常碰到梁端纵向受拉筋配筋率大于2%的情况,往往不注意GB 5001022002混凝土结构设计规范11.3.623的规定,导致箍筋直径偏小。如:某二级框架梁截面尺寸为250mm×400mm,梁端负筋为4Φ25,混凝土为C30,箍筋为2%,故箍筋直径应至少为10mm,原配箍筋直径偏小。
(三)框架梁加密区箍筋肢距不满足规范要求
如:宽300mm框架梁,箍筋为
(四)框架柱纵筋间距和净距不满足规范要求
按GB 5001022002混凝土结构设计规范10.3.123和11.4.13的规定,框架柱纵筋的净距不宜小于50mm,且当柱截面尺寸大于400mm时纵筋的间距不宜大于200mm。边柱有可能会遇到这种情况,特别是当边跨较长,柱的计算长度较长,沿边跨方向框架的抗侧刚度较弱时。这时框架柱边跨方向计算配筋较大,另一方向配筋较小,如某框架柱高7.0m,截面尺寸为500mm×700mm,短边配8Φ25,长边配4Φ25,两方向均不满足规范要求。
(五)地下室顶板厚度不够
按建筑抗震设计规范6.1.4的规定,当作为上部嵌固部位时,应避免开大洞口,采用现浇结构,且板厚不宜小于180mm,实际设计中在此种情况下经常会忽视此条规定,导致板厚偏小。
(六)短柱位置未明确
楼梯平台梁或者雨篷梁支撑在框架柱上,容易形成短柱,应按要求全长加密箍筋。框架外围填充墙开窗,由于窗台处砌体对框架柱作用,容易形成短柱,也应全长加密。若不加密,可将砌体墙与框架柱设成柔性连接(如:墙柱之间留有缝隙,填充一些松散材料,但应有钢筋与柱拉结),或从边框梁处出挑挑耳,上砌砌体填充墙,消除对框架柱的作用。
六、关于框架结构电梯井的问题
由于在地震作用下高层框架结构的位移较难控制,而多层框架结构的位移控制要比其容易许多,故对于多层的钢筋混凝土框架结构电梯井,完全可以采用框架加填充墙形式,只是这时应加密填充墙构造柱,且应注意加强电梯井周围的框架梁柱的配筋,因其刚度影响在计算中无法反映出来。若要将电梯井做成钢筋混凝土形式,由于井筒会吸收较大地震力,相应减少框架部分吸收的地震力,则框架部分偏于不安全,且井筒基础设计也较为困难,故应对整个结构按有无钢筋混凝土井筒分别计算,取最不利结果配筋,且对井筒墙壁采取做薄墙厚、构造配筋、开竖缝、开计算洞等办法来弱化电梯井刚度。这样的墙体布置,在地震作用下不至于由于电梯井筒的破坏,而导致结构整体丧失稳定性。
参考文献
[1]GB 5001022002,混凝土结构设计规范[S].
[2]GB 5001122001,建筑抗震设计规范[S].