物联网技术在特种设备的应用及其原理

杨锦辉

浙江省特种设备科学研究院 浙江省 310020

摘要：电梯作为我国八大类特种设备中占比最大的一类设备，其安全性和可靠性一直都是社会关注的焦点，国家从生产、使用、检验检测三个环节也有严格规定并实行全过程监督。在新型冠状病毒肺炎疫情防控期间，为保障人民群众安全乘用电梯，国家市场监督管理总局针对疫情防控期间电梯安全监管工作发布通知，要求各地市场监管部门切实落实地方疫情防控指挥要求，督促电梯使用和维保单位做好疫情防控期间电梯日常管理和维护保养，鼓励通过物联网远程监测系统实施在线实时检查维护。

关键词：物联网技术;特种设备;应用;原理

引言

伴随着中国经济的高速发展，中国在用电梯数量2018年底就已超过欧洲所有国家在用电梯数量的总和。当前，公众聚集性场所的电梯安全管理一直是监管的重中之重，因其使用频次高，使用人数多，发生困人、故障的概率就高，对于社会影响也大。机场、车站、轨道交通、校园、社会场馆等场所一旦发生电梯故障或困人，若不能及时预警，将造成人员的恐慌甚至引发社会性事件。目前电梯各厂家对于电梯的预警，并无因场所特殊而进行特殊性设计，仅仅在于使用管理者加强管理，增添监控，仍处于被动接受警情状态。随着物联网技术的发展，主动预警的应用越来越多，需要电梯自有设备或增添设备通过采集信息、传递信息、处理信息的方式，主动发现故障或困人，及时传递信息，进行故障清除和救援工作。

1物联网技术的发展

物联网技术的发展主要涉及到以下方面具体内容：电梯数量随着社会的发展和城市化的进程急剧增加，在现有安全监管体系下，采取“电梯故障或困人—乘客主动报警—通知维保人员—维保人员到场—开展维修或救援”的被动方式，已经不能够满足现阶段的电梯管理，一旦因为报警系统发生故障或管理疏忽，造成的后果不堪设想。各大电梯厂商面对这种情况，针对性开发了各类物联网系统，如采用电梯远程监控系统REMS（RemoteElavatorMonitorSystem）,可以对自家产品进行实时的故障报警，但此类系统封闭性较强，仅仅针对各自的产品，通用性差。同时因其价格昂贵、布线复杂、无线网络资源利用率低等缺陷，并未进行广泛的应用。物联网指的是通过条码、RFID、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息感知设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物在任何时间、任何地点的连接，从而进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种庞大网络。物联网已经应用于智能家居、交通物流、环境保护、工业检测、个人健康、公共安全等各个领域。

2物联网技术在特种设备的应用及其原理

2.1系统总体设计

系统总体设计主要是考虑到整个软件系统涉及了终端、服务器、用户端和管理方，故软件系统主要由终端软件、服务器软件、用户端软件和管理平台软件组成。其中，终端软件主要负责与电梯控制系统中的感知元件对接、用户端软件于用户对接、管理平台软件与管理员、监控部门对接，服务器软件的主要工作是存储和统筹信息。程序设计方面，管理平台软件和用户端软件可利用C#语言来设计，服务器则利用C++语言来编制设计。利用C#快捷便于使用的特点和C++语言编程效率高的特点，为实现管理方、用户方、感知层以及数据处理服务器四方的双向通信平台提供软件基础。

2.2管理方平台软件系统设计

管理方平台软件系统设计主要指的是管理方通常是专业的电梯维保公司或者政府特种设备监督管理部门，这也就是意味着管理方软件面向的电梯数量群体的巨大的。为给硬件设备的管理提供便利，在这里将电梯设备本身、电梯运行情况监控设备、电梯控制器和视频影响存储设备都统一视作终端设备，工作人员考勤登记卡需要相应的充磁登记并且注册才能够生效，所有的管理账号均由后台进行分配。

2.3物联网技术下安全监管平台功能要点

应急处置系统是特种设备安全监管平台的一个业务系统，通过呼叫中心子系统、特种设备基础数据、大数据云平台、决策系统和预案系统等系统功能的综合应用，结合各类专业人员构成的三级网格化的应急处置及急救网络，实现特种设备应急救助处置。通过PC终端（IE浏览器）和手机APP终端实现特种设备监管业务管理。通过PC终端（IE浏览器）和手机APP终端实现特种设备检验业务管理。通过使用单位专用的管理账号，实现使用单位各类业务的网上申报和网上办理。通过专用的管理账号，实现各类特种设备的许可业务员和收费业务的网上申报和网上办理。通过PC终端（IE浏览器）和手机APP终端实现特种设备维保人员和维保企业综合管理、维保业务管理。通过该平台实现监管部门通过业务管理平台对维保人员信息全方位监控。使维保人员通过该系统可实时监控业务范围内的设备状态信息，可以实现与现场进行交互式沟通。并可以使设备终端实现自动化信息采集，出现异常及时上传信息，实现设备主动预警，提高自动化程度，减少作业的强度，增加人员调用的效率。完全达到整体的提高系统操作效率，和减轻人员劳动强度。

2.4故障控制面板

为了达到在不破坏电梯结构的情况下实现模拟电梯运维和电梯日常工作中的典型故障和多种困人场景的目的，系统配置了包含12个故障或困人的控制面板，通过这些控制面板上的按钮可以在系统运行状态下模拟12种非正常的场景。这12个按钮及其功能分别为:(1)停电。输入电源切断，系统无电;(2)平层困人模拟。平层位置电梯发生困人，到保护时间60s后，输出故障信号;(3)非平层区不能开门保护。自动状态下，没收到平层信号，电梯不会输出开门;(4)运行中门锁断开。电梯运行中，门锁信号断开，电梯报故障停止运行;(5)安全回路断开。电梯运行中，安全回路信号断开，电梯报故障停止运行;(6)非正常开关门。系统没收到正常开关门限位信号，电梯系统报故障;(7)照明失效。模拟实体轿厢的照明不亮，只要打下此开关;(8)光幕失效。模拟实体轿厢的光幕不起作用;(9)抱闸接触器触点保护。触点黏连不会弹起报系统故障;(10)编码器断线。模拟编码器断线，系统不能运行报故障;(11)强迫减速失效。模型电梯的减速开关信号失效，电梯报故障;(12)超载保护。电梯处超载状态时，轿厢禁止关门。

结语

总而言之，得益于互联网、大数据和机电设备控制技术的规模化高速发展，电梯物联网技术为电梯安全监管、维护保养、应急处置等方面工作都带来了新的发展机遇，随着电梯物联网技术更加深入广泛的应用，电梯在科学化管理、智慧化服务方面必然会产生更大的飞跃。

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