传感器在监控电梯运行状态中的应用

传感器在监控电梯运行状态中的应用

摘要：电梯远程监控系统集数据采集技术、通信技术、数据分析技术、故障诊

断技术、计算机控制和地理信息于一体。系统通过安装在现场的数据采集装置收

集电梯的运行状态数据，然后通过通信网络将数据传送至监控中心，经分析处理，实现对电梯运行状态监控、故障诊断、故障预警等，为电梯安全提供保障。本文

论述电梯远程监控系统组成及功能，对电梯远程监控技术的应用进行分析。

关键词：电梯远程监控系统；运行状态；故障监测

通过电梯远程监控系统，管理人员可以实时监控电梯的运行状态，及时发现

电梯运行中存在的问题，并可以对故障进行快速诊断，迅速找出故障原因，缩短

故障停梯时间，为电梯安全提供可靠保障。随着电梯在生产生活中的广泛使用，

作为电梯领域的一门先进技术，电梯远程监控系统必将在故障预警、设备健康状

况评估等方面获得更大的发展。

1电梯远程监控系统组成及功能

电梯安全运行远程监控系统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，分别由相关硬件及管理软件两部分构成，采取分散采集、

集中控制的管理模式。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、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。当现场监控单元检测到电梯发生故障时，自动通过有线或无线（GSM/GPRS）通讯网络，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。数据监控单元还通过RS232/485

接口总线或GSM/GPRS无线通信方式与楼宇远程监控中心相连接，传输电梯正常

运行数据。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。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故障信息统计分析功能。能对发生的故障类

型信息进行统计分析，包括按时间段分类统计故障发生的次数、各类故障发

生的频率等，并且根据统计结果生成各类图形和报表，为电梯易损、老化零部件

的维修、更换提供量化依据。例如电梯的维护保养和器件的替换计划表是基于电

梯运行周期的数量、电源的待机时间、在每一层机门开门的次数生成的。这些信

息与机械磨损和故障率数据相结合，通过有计划的监控检测，电梯系统中不可靠

器件的更换将更加科学和及时，避免事后维修而造成的安全性下降。

2电梯远程监控技术的应用分析

2.1现场电梯运行数据的采集技术。一种方式是通过电梯本身控制系统内的数据接口采集电梯运行数据，目前国内生产的电梯一般都有数据接口，可以通过串口、并口或其它接口采集，这种方式的优点采集的数据准确及时。缺点但是由于

各厂家的数据接口的通讯协议不一致，需要厂家提供相关通讯协议。且若电梯本

身控制系统出问题，如控制系统死机时，就无法采集到电梯的运行数据。另一种

方式是独立于电梯本身的控制系统，将电梯的各个运行参数通过独立于电梯本身

控制系统的传感器采集回来，在井道、机房、轿厢、层门内安装各种接近开关、

红外开关及一些模拟量传感器。通过采集这些传感器的状态，得知电梯的运行状态，这种方式的优点采集监测电梯的运行状态时不依赖于电梯的厂商和型号，可

以做到比较通用，缺点是对于每部需要监控的电梯需要做传感器的布设及数据线

缆的敷设，工程施工量较大且造价较高。第三种方式是从电梯控制柜中引出相关

需要监测的开关量信号，按接线表中的接线指引，将信号线按不同厂家、不同型

号的电梯产品的要求分别与电梯运行采集装置连接。目前最多的可采集到18个

开关量信号，基本满足使用需求。但是机房温度、机房湿度、电梯运行速度这三

项模拟量需要单独安装传感器进行采集。

2.2数据远程通讯技术。第一种是有线通讯方式，通过电话线、ISDN等通信

线路采用调制解调器通讯。此方式通信在实时采集中数据通信速率可满足数据采

集的要求，成本较低，但只能实现通讯实时的点对点通信，有时存在传输不稳定，掉线较频繁，且按时间计费等不足之处。第二种是总线通讯方式，监控主机、分

机之间通过较高的波特率的485总线或CAN总线进行通讯。RS-485总线，具有高噪声抑制、宽共模范围、长传输距离、冲突保护等特性，但需要考虑合理的网络

布局、连续的信号通道、周全的保护措施等，否则在实际工程中容易出现一些接

线的问题。CAN总线是一种支持分布式实时控制系统的串行通信的局域网络。具

有布线少，通讯可靠，布线灵活，抗干扰性能优良、通讯距离一般在2000M内、容易扩充等特点。线路采用8芯带屏蔽双绞线，其中两芯用作信号传输，其余6

芯组合一起用作电源线。布线方式一般以尽可能短为原则，布线处应避免和强电

电源线布在一起，远离强干扰源，否则会影响通讯距离。此种方式由于各种电梯

控制器的通讯协议不同，所以需要在数据传送模块中进行协议转换，将电梯状态

信号的格式转换成符合工作站软件协议要求的数据格式，从而使监控软件可以兼

容不同类型的电梯。第三种是无线通讯方式，通过中国移动推出的GPRS方式进

行通讯。通用分组无线业务GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新无线数

据传输业务。GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40～

100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等

应用。GPRS采用分组交换技术，在实时数据采集时可做到一点对多点，数据通讯实时性较高，GPRS永远在线，按流量计费，从而提供了一种高效、低成本的无线通讯方式。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、点多分散、中小流量的数据

传输。此方式每台电梯信息采集终端需配备一台GPRS数据传输终端，用以与远

程监控单元相互交换数据，并控制电梯轿箱与远程监控中心的内部通信。

电梯作为机电一体化大型设备，在高层建筑运输中起着重要作用。由于电梯