浅谈电梯故障远程监控系统

浅谈电梯故障远程监控系统

沈景恒

广东省特种设备检测研究院湛江检测院524000

摘要：文章通过对电梯远程监控进行需求分析，研究设计了基于GPRS电梯远程监控系统，并阐述了基于GPRS电梯远程监控系统的组成，包括远程终端、通讯控制器、数据库服务器、远程监控通信服务器、Internet服务器以及监控中心等。

关键词：电梯；远程监控；GPRS

引言：近年来，电梯事故频发，死亡率高，这不仅给人们带来了巨大的损失，也加剧了人们对电梯的恐惧。电梯远程监控系统开始越来越受到人们的重视，越来越受到人们的青睐。学术界对电梯稳定运行、有效维护和故障报警系统进行了一系列研究。通过电梯远程监控系统，一方面鼓励企业和用户对电梯运行进行及时监控，在出现问题之前，及时维护，降低事故发生的概率；另一方面，提高企业收集和处理产品信息和数据的能力，不断改善电梯设备的问题，提高技术和安全水平。

1、电梯远程监控系统概述

随着大量高层建筑的出现，如何确保电梯的安全可靠运行成为众多电梯用户关注的焦点。国家出台了一系列强制规范，针对电梯生产、安装、运行、维修、改造、保养等过程进行监管。但是，目前普遍依靠维保公司每15日一次的定期维保和质监局年检的监管模式存在以下问题：

（1）电梯数量急剧增加，监督检查工作繁重，维修人员技术能力参差不齐，任务数量增加，电梯的维护质量无法保证。

（2）电梯日常运行出现故障，一般只能由乘客手动进行故障报警，响应速度慢，同时查找分析故障原因需要一定时间，不能迅速恢复电梯运行。

（3）电梯无运行资料库管理，故障维修保养记录仍是手工记录或计算机辅助管理。

（4）维修人员不能完成，正确，电梯的实际情况，一些间歇性、累积性和进步性的隐性故障很有可能被检测到，但没有及时有效的处理，最终积累起来，其特点是更严重的故障，甚至导致事故。

（5）电梯年检时无电梯全年运行的故障记录，不能全面准确地评估电梯安全使用状态的问题。

电梯远程监控系统是集地理信息、计算机控制和远程通讯技术于一体，通过安装的电梯现场数据采集器和信息网络系统将分布在各处的电梯运行状况和故障信息及时传递到监控中心的监视终端或管理层网络终端，具有数据实时存储、在线分析、在线干预与监控以及数据报告自动生成功能的软硬件系统，电梯远程监控系统是提高电梯安全运行服务质量的重要工具。

2、电梯远程监控系统需求分析

基于GPRS电梯远程监控系统要实现对电梯运行状态的实时远程监控、远程配置管理和远程故障处理等功能。

2.1电梯远程监控功能

电梯的远程监控功能是通过轿顶数据采集器采集电梯运行状态数据，并将采集到的数通过短距离无线射频通讯技术传递给控制柜数据传输器，控制柜数据传输器再将数据进行打包，通过无线GSM网络的GPRS方式将数据包传送到监控中心，通过软件转化为可视化的监控界面，同时还可以在监控界面上查询监控对象的历史运行数据。

2.2电梯故障报警功能

基于GPRS电梯远程监控系统除了对入网电梯实时监控，收集电梯日常运行数据，如电梯门开关状态、运行方向、运行速度、所到楼层外，同时可以将电梯经常发生的问题进行采集，比如关人、电梯冲顶和超速等这些问题。如果系统检测后发现入网电梯不能够正常工作的时候，系统能够迅速响应，通过GPRS方式发出故障处理指令，通过远程传输，对故障电梯进行简单的故障处理，如暂停运行、故障报警、缓慢下降至一楼等。

2.3数据统计、分析和存储功能

电梯远程监控系统对入网电梯实时监控，每时每刻都在产生大量的数据，这些数据通过GPRS技术传输到监控中心的服务器上，形成体量庞大的数据库。系统可以实现这些数据的存储、挖掘、统计和分析，同时能够和当下的电梯管理档案数据库连接起来，借助于这个系统，能够对所有被监控的电梯数据库中的数据进行报表的打印，通过数据处理，如数据挖掘技术，统计分析每台电梯的故障率，分析其故障原因。

3、电梯远程监控系统组成及功能

为了使电梯的运行管理更加合理化、标准化、科学化，使用户更加放心，国内外厂商应用音视频控制技术、工业自控技术及网络技术，研制开发应用于跟踪电梯运行状态、分析电梯运行数据、报警信号传输、实时视频监控图像的传输、音视频对讲，对电梯实现计算机远程集中监视和管理的电梯安全运行监控系统。电梯远程监控系统的安全运行一般分为电梯运行数据远程监控系统和音视频远程监控报警联动系统，分别由相关硬件和管理软件组成，采用分散采集、集中控制管理模式。

电梯运行数据监控硬件部分分为现场数据监控单元、通信控制单元和监控中心计算机组成。数据监控单元由温湿度或噪音传感器、A/D数据采集电路、信息处理器（通常为单片机）、存储器、及数据通信模块组成。温湿度及噪音传感器安装于电梯机房，以采集机房设备环境，另外数据采集端口分别与电梯控制柜、电梯轿厢相连接，数据采集电路从电梯控制柜、电梯轿厢得到各种运行数据后送至信息处理器，处理器对收到的信号数据进行处理，根据各个信号的情况及其相互关系判断电梯系统是否存在故障，并将处理后的数据和故障信息存储在存储器中。

电梯音视频监控报警联动系统一般由音视频控制调制器、音视频联动控制器、切换器和管理电脑组成。摄像机安装在监控的电梯轿厢内部，采集轿厢内部的图像。音视频传输利用有线电视音视频信号传输技术，将摄像机0～6MHz的视频信号调制到49.75MHz以上的高频频段上，利用同轴电缆0～1GHz带宽传输音视频信号。电梯内的报警按钮直接采用常开报警方式，利用同轴电缆低频频段直接将报警信号传向终端控制器。通过视频电缆将广播信号由终端控制器传向电梯内广播喇叭。系统采用RS232和RS485控制方式使电脑和音视频联动控制器、联动控制信号切换器实现双向数据通信。当按动电梯内报警按钮，远程监控中心监视器上自动切换显示报警电梯的视频图像和监听电梯内的声音。控制器有报警提示音，切换广播信号可以实现与电梯内人员语音对讲。电梯音视频监控报警联动系统基本上满足了电梯安全防范的主要需求，它兼容现有的硬盘录像机等设备，提升了安全防范的效果。电梯音视频监控系统一般集成到楼宇安防系统。

楼宇远程监控中心的监控计算机和显示屏作为远程终端，一般提供或部分提供以下各项功能：

（1）登记电梯的厂家技术信息和参数、安装信息、维保单位及相关责任人等。

（2）以地理信息显示电梯安装位置及运行位置，并能实时切换到电梯内视频图像，可以进行音频对讲。

（3）实时监测功能。在监控中心能实时显示电梯的运行状态和故障报警信息等。

（4）远程故障报警功能。当电梯出现故障，系统具有自动和手动双重

报警功能，系统自动用手机短信方式向电梯管理人员的手机发出短信息，报告电梯的故障情况，同时将故障数据传送到电梯监控平台上，便于电梯管理人员迅速予以处理，消除安全隐患。

（5）电梯辅助控制功能。在监控中心的监控计算机上可以远程召唤、锁梯、远程消防、远程控制进入VIP专用状态、远程控制进入司机状态。

4、电梯远程监控系统设计

为了能够满足电梯远程监控要求，就要结合软件和硬件来展开设计，对实现的过程加以分析。

4.1系统远程终端

远程终端由轿顶数据采集器和控制柜数据传输器两部分构成，电梯工作信息被数据采集系统搜集，同时数据采集系统和上级通信控制器连接在一起，将所采集到的数据进行上级传输。

4.2系统通信控制器

电梯远程监控系统的通信控制器是一个小型的单片机控制系统，其核心采用一个MSC-51系列的单片机，与电梯的远程终端数据采集系统联合使用。为了能够满足各种型号电梯远程终端接口需求，笔者在通信控制器扩展上选择了RS232串口、RS485和CAN串口，来提升系统的通用性。借助于各个接口和小区内部的各个电梯形成一个分布式数据采集系统。在该系统中，远程终端的主要构成部分是GPRS网络和监控中心。另外各个通信控制器中的ID号是唯一的，方便和监控中心进行数据的传输。

4.3数据库服务器

在电梯远程监控系统数据库服务器上安装有ORACLE8i数据库软件。在该数据库软件中，主要作用是保存各种资料，比如客户资料，电梯故障，电梯运行资料等。

4.4远程监控通信服务器

通过电梯远程监控系统的远程监控通信服务器，电梯和监控工作站之间的得以联系，服务器面向电梯和监控工作站给出通信工具，实现彼此的数据传输。远程监控通信服务器和每个监测工作站上有着协议，其中被用作SocketServer的是远程监控通信服务器，被用作SocketClient的是各个监测工作站。

4.5Internet服务器

电梯远程监控系统监控中心接入互联网，Internet服务器提供DNS和WebServer服务。Internet服务器能够访问远程工作站和现场调试检测工作的相关资料，一般是借助于网页的方式进行资料数据访问。系统通过WindowsNT集成的IISCInternetInformationServer），它是一种Web服务器。

5、结束语

本文对基于GPRS电梯远程监控系统系统的做了需求分析，然后对系统作了总体构架设计，整个系统由监控中心、基于GPRS数据传输部分和远程终端三大部分组成，并阐述了基于GPRS电梯远程监控系统设计，包括远程终端、通讯控制器、数据库服务器、远程监控通信服务器、Internet服务器以及监控中心等的设计过程。

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