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电梯人生

花果山的电梯人生……

 
 
 

日志

 
 
关于我

来自于黄海之滨、花果山上的一只猴。 读书时即与电梯结缘。工作后最大的心愿是争取做一名出色的电梯电气工程师。偶有技术及管理类文章散见于《中国电梯》、《微计算机信息》、《电气传动》、《自动化应用》、《变频器世界》等专业期刊。

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电扶梯模块化改造方案浅析  

2009-09-12 08:19:42|  分类: 文章发表 |  标签: |举报 |字号 订阅

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随着国民经济的飞速发展,预计到2009年底我国电扶梯保有量将突破100万台。巨大的保有量意味着巨大的电梯维护、保养、改造、升级等需求,任何一家有远见的电梯整梯和配件企业都有必要正视这个急剧扩大的市场。

1电扶梯改造的市场机会

电梯最终是要靠服务来赢利的,这是发达国家以及国内发达地区(如香港、上海)得来的经验。服务作为第三产业,它的赢利模式显然和现在的制造业不同,一方面要通过配件控制来多抓客户,另一方面要通过系统优势来降低服务成本,还需要通过新技术来提高服务效率赢得客户满意。

电梯行业与其它制造业的不同还在于,目前国内巨大的在用电梯保有量给我们提供了巨大的利润挖掘空间。经济增速可以放缓,但是服务公众交通的电梯还得使用。要突破以往的电梯改造大多局限于老旧电梯的观念,将视线转移到新的商机中来。

1.1 节能改造

2008年4月1日,修订后的《中华人民共和国节约能源法》正式施行;紧接着,由国务院颁布的《公共机构节能条例》也于2008年10月1日实施,电梯节能将进入法制化时代。2008年8月21日的《陕西日报》刊载了题为“电梯不节能不得上岗、西安将完成百部电梯改造”的新闻,并迅速被各大媒体转载。

但是,何为“节能电梯”?目前仍无统一的标准。目前得到大家公认的是,电梯上采用能量反馈装置将原本由制动电阻消耗的能量经一系列处理后反馈回电网,扶梯上加装特殊的变频装置让扶梯在无人运行的时候慢下来或者停下来。这些都属于投资小、见效快、投资回报期短,利国利民的节能举措。

1.1.1 电梯节能改造

自OTIS在国内首推“锐进”能源反馈电梯以后,XIZI OTIS又宣布在部分电梯系列产品线上将能量反馈装置作为标准配置。

电梯的整个运行过程的数学模型可以用一个四象限区域来区分。其中,当电梯空载时,轿厢重量小于对重重量,电梯上行时处于制动状态;同样,当电梯满载时,轿厢重量大于对重重量,电梯下行时处于制动状态。电梯制动的过程,是电梯曳引电动机释放机械动能的过程。

升降电梯还是一个势能性负载。为了均匀拖动负载,电梯曳引机拖动的负载由载客轿厢和对重平衡块组成,只有当轿厢载重量约为50%(额定载重1000Kg载客电梯乘客在7人左右)时,轿厢和对重平衡块才相互平衡。否则,轿厢和对重平衡块就会有质量差,使电梯运行时产生机械势能(电梯重载下行和轻载上行)。

电梯运行中多余的机械能(含势能和动能),通过曳引电动机和变频器转换成直流电能储存在变频器直流回路中的电容中。此时电容就好比是一个小水库,回送到电容中的电能越多,电容电压就越高(好比水库水位超高),如不及时释放电容器储存的电能,就会产生过压或者过流故障,造成变频器停止工作,电梯无法正常运行。目前,国内绝大多数变频调速电梯均采用制动电阻消耗电容中储存电能的方法来防止电容过压,但是电阻耗能不仅降低了系统的效率,电阻产生的大量热量还恶化了电梯控制柜周边的环境。

电梯能量反馈装置的出现很好地解决了这一难题。电梯能量反馈装置能有效的将电容中储存的电能回送给交流电网供周边其他用电设备使用,节电效果十分明显,一般相比加装能量反馈装置前的节电率可达21%--40%。此外,由于无电阻发热元件,机房温度下降,可以节省机房空调的耗电量,在许多场合,节约空调耗电量可带来更大的节电效果。

1.1.2 扶梯节能改造

    在大部分的机场、地铁车站、高档商务酒店以及大型购物中心,自动扶梯并不是每时每刻都在运送乘客。考虑客流量的影响,如果在自动扶梯无人使用的时候慢速运行或者停止下来,当有乘客使用的时候再以满速运行。不仅可以有效节约电能,还因为扶梯大部分部件之间都是采用滑动摩擦,更可有效降低机械磨损,延长扶手带、梯级链、梯级轮等部件的使用寿命。

1.2标准符合性改造

全国电梯标准化技术委员会(SAC/TC 196)需要在近两年内完成近20多个标准的编制、修订工作。其中《在用电梯安全提高规范》、《电梯安全要求 - 第1部分:电梯基本安全要求》两个标准均为强制性执行标准。这两个标准对在用的老旧电梯提出了更高的要求,并使这些要求“标准化”。一旦这两个标准正式实施,目前的很多电梯都需要整改、大修以符合标准的规定。

1.3配件控制

由于种种可以想见的原因,一些品牌电梯一直以来强调对专有电梯配件的控制,电梯配件的价格居高不下。一块普通的扶梯微机控制板,市场售价在九千元左右;某品牌的电梯变频驱动器,市场售价在两万元左右。毫无疑问,电梯配件一直存在不错的利润空间。

如果将原本配件价格高昂的一些电梯,在有效技术保障的前提下进行改造。不仅使改造后的电梯维护成本降低,改造前电梯的一些“紧缺”配件还可作为其它同类型电梯的维修备用,或者作为二手配件在市场上出售。

1.4 传统的改造机会

传统的改造机会无外乎以下几点原因。第一,使用时间太长, 电气部件已老化带来的安全堪忧 ;第二,电梯机械部件老旧带来的整梯不美观;第三,由于当时的控制技术落后带来的乘坐感很不舒适;第四,因生产年代久远,大部份零件停产带来的维修周期长;第五,早期的电梯性能与现代科技发展不相适应,电梯对乘客缺乏人性化的关怀。

2模块化改造的优势

2.1花更少的钱,降低客户花费。可以有选择地保留有价值的部件,不需要全部更换。同时先进技术的应用,使得能源消耗电力降低,更是不间断的节省。

2.2保证大厦内正常的工作、生活。不破坏门面装潢、楼板免修补,灰尘量少。相对新梯更换,可大大缩短施工工期,把现代化更新对大厦的影响降到最低。

2.3提升大厦价值先进科技的应用。时尚装饰的环境、现代化更新使设备焕然一新,提升了整体价值。

2.4乘客对设备的抱怨大大降低。更加高效的运行、更加舒适的乘梯环境、更加安全的乘梯体验,提升了乘客对电扶梯的满意度。

3电梯模块化改造方案

3.1电梯电气系统改造

对电梯电气控制的改造,可以从本质上提高电梯的运行舒适感和可靠性。

3.1.1节省能源的消耗

─马达速度控制的变频化,改善了能源效率、电力消费可节省50%以上。停层精确、高度信赖。

─由于微电脑化,速度演算变得非常精细,减速停层时的平层精度非常高。

─控制器无接点化、电子化、高性能化的演进,大幅低减关人故障事件。

3.1.2实现平稳舒适乘坐

─电梯走行中的振动、摇晃变小,平滑的加减速之下,实现平稳舒适的乘坐感。

3.1.3全年守护远程监控

─故障信息自动传送,即时安抚乘客,防止意外发生;直接通话,更加安心。远程监控系统是基于尊重人性、关怀使用者的初衷出发的,能够提供更安全舒适的搭乘环境,以及更顺畅便捷的服务。

─防捣乱指令登录取消功能,预防被胡乱呼梯做无效运行,可避免浪费能源。

3.2电梯机械系统改造

如果说电梯电气系统的改造是让电梯有了一个更灵活可靠的大脑(电梯控制柜)和漂亮的外表(操纵箱、召唤盒的改造),那么电梯机械系统的改造则是让电梯有一个更健康稳固的身躯。

3.2.1曳引机的改造

─曳引机的耐用年限比一般电气部件长久,因此当电梯开始需要进行改造规划时,通常都建议客户暂时不必更换曳引机。

─利用原来马达进行变频速度控制,在性能上仍然可以达到改造预期的效果,安全性也不成问题。

─不过,一旦曳引机的蜗轮蜗杆经过长年磨耗后,产生齿轮间隙过大状况,电梯运行中,在轿厢内也能够感受到异常抖动现象,此时就必需更换曳引机。 还可考虑采用高效率的永磁同步行星齿轮曳引机,这种曳引机可不改变传统电梯中占大多数的绕绳比为1:1的绕绳方式。行星齿轮减速箱的应用,还使得曳引电动机功率相对于原来的曳引机功率得到降低。如载重1000Kg、速度1.75m/s的电梯采用传统的涡轮蜗杆有齿轮曳引机时,电动机功率一般为18.5KW;而采用永磁同步行星齿轮曳引机时,电动机功率为12.1KW。

3.2.2轿门机、厅门更新

─焕然一新的情境,完美改观大楼的形象,开门、关门圆滑顺畅,快速、静音的实现。

─安全保障,可将传统的安全触板保护改为光幕保护。

─改善门开闭的咯哒咯哒声,实现开闭门无噪音;防止夹人机能,保障安全。

如果考虑到门机的改造成本,在门机机械结构较为可靠的前提下,还可采用更换门电机、增加门电机编码器和门机一体化控制器的方式改造门机。

3.2.3轿厢内装璜改造 

─轿厢壁板、地板、轿门更新 ,华丽、爽朗、明亮新空间,舒畅的搭乘环境。

─对于电梯,就如同您对待自己的轿车一般,要求安全,追求性能更在乎美观。

3.3节能改造及其他人性化改造

电梯节能改造除了体现为将原有的直流驱动、交流双速驱动、交流调压调速驱动的改造为交流调压变频调速(VVVF)的驱动控制以外,还可考虑将现有的采用制动电阻消耗VVVF制动时能量的方式改造为能量反馈单元,将电梯制动时的能量反馈回电网。

另外,为了物业管理和安全管理的方便,增加IC卡控制,在轿厢中增加语音报站、电梯专用空调等人性化功能,也是目前电梯改造的新趋势。

4扶梯模块化改造方案

自动扶梯广泛应用于大型商场、超市、机场、地铁、宾馆等场合。大多数扶梯在客流量大的时候,工作于额定的运行状态,在没有乘客时仍以额定速度运行,具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命低等缺点。扶梯的模块化改造可将现有的非节能扶梯改造为节能扶梯,让扶梯在无人使用的时候慢下来或者停下来,有乘客使用的时候再恢复扶梯正常速度运行。

4.1 扶梯模块化改造方案的系统组成

4.1.1 在原有的扶梯控制柜基础上增加扶梯一体化改造柜(型号为WISH6000-B)

4.1.2 增加扶梯入口乘客检测装置(传感器)。

4.1.3 增加运行方向指示灯(可选)。

4.1.4 根据原设备的现状,为了满足现行国家标准的要求,可能还要增加主机测速保护装置、防逆转检测开关、故障提示、远程监控等。

4.2 扶梯模块化改造方案实施

苏州远志科技有限公司生产的WISH6000-B扶梯万能改造柜很好地解决了上述问题。WISH6000-B扶梯万能改造柜采用扶梯一体化变频控制。“一体化”的概念是在原本变频器的基础上有机集成了扶梯所需的控制功能。系统内置了全变频控制、旁路变频控制、星三角驱动控制三种模式,快-慢、快-停、快-慢-停三种循环方式都可通过参数可以选择。不仅可驱动异步电机,还可驱动永磁同步电机并适配U、V、W增量型编码器和Sin/Cos编码器(通过参数选择)。控制系统包含的扶梯主机测速保护、防逆转、扶手带测速、梯级遗失检测等安全防护措施不仅让自动扶梯变得更加安全,更因增加了附加制动器控制、自动加油控制、紧急状态转换等人性化功能使得该系统可适用于目前任何品牌的扶梯节能改造。

为了解决在旁路变频驱动存在的工频控制与变频控制切换的冲击问题,采用一个相序检测器检测跟踪准备切换时的电网的相位和频率,与此同时,将变频器的输出尽量调整到与电网的相位与频率一致,当误差在允许的范围内的时候,进行切换。

在实际改造过程中,仅需将原本扶梯控制柜的逻辑输入信号交由WISH6000-B扶梯万能改造柜处理,原控制柜内的一些执行器件如上行接触器、下行接触器等由WISH6000-B扶梯万能改造柜来控制。值得一提的是,WISH6000-B扶梯万能改造柜还设计了星三角紧急备用运行,当变频驱动部分发生故障的时候,通过紧急备用运行转换开关,系统可实现普通的星三角驱动运行。

5结语

电扶梯改造是一项较为复杂的施工过程,很多时候,电扶梯改造的技术难度要远远超过新产品设计。必须对需要改造的电梯进行详细的现状分析,才可能拟定较为合理的改造方案;针对需要更换的部件,选择合理的供应商不仅可以保证部件的质量,更会给改造施工带来意想不到的便利;改造施工过程中,还须严格遵守制定的安全作业程序……

正因为如此,在新修订的《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》中,重点提出“改造或者重大维修的清单、改造的相关图样和计算资料以及施工方案,施工方案的审批手续齐全。”从制度上要求改造方案必须经过计算和认证,如更换曳引机时曳引机布置方案和曳引力的计算、部件选型的计算过程等。

苏州远志科技有限公司是一家专注于为电梯整机制造企业和电梯改造提供完备解决方案的新型科技企业,致力于电梯一体化控制系统及其相关配件的研发、生产、销售和相关服务。公司目前的产品系列涵盖电梯一体化控制柜(器)、扶梯一体化控制柜(器)、电梯专用变频器、电梯专用能量反馈单元、门机一体化控制器等。自2007年2月在电梯扶梯改造市场首推“一体化”解决方案以来,频获标志性项目订单。

公司拥有一批在电梯行业工作多年并具有丰富经验的高级管理和专业技术人员,不仅仅限于为电梯改造工程施工单位提供整套电梯电气系统,还可根据电梯改造施工单位的需求,安排有丰富经验的现场工程师量身定做个性化的服务,还可提供包括曳引机、门机、轿厢装璜等在内的配套服务。

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