Thiết bị thông minh Volkspace Tô Châu nâng cao độ tin cậy và an toàn của thang máy như thế nào?

Trong lĩnh vực thiết bị vận tải, "độ tin cậy" thường đề cập đến khả năng của thiết bị duy trì chức năng bình thường trong các điều kiện và khung thời gian xác định; "an toàn" nhấn mạnh liệu hệ thống có thể duy trì hoặc chuyển sang trạng thái an toàn mà không gây hại trong trường hợp hỏng hóc, vận hành sai hoặc các điều kiện khắc nghiệt hay không. Đối với các hệ thống giao thông công cộng như thang máy, thang cuốn và đường đi bộ di động, hai chiều này có liên quan chặt chẽ nhưng khác biệt.

Hệ thống có độ tin cậy cao giúp giảm tỷ lệ hỏng hóc và thời gian ngừng hoạt động, trong khi hệ thống có độ an toàn cao đảm bảo sự an toàn và sức khỏe-của hành khách và người đi bộ trong trường hợp có sự cố bất thường, hỏng hóc hoặc điều kiện biên khắc nghiệt.

Từ giữa thế kỷ 19, các tính năng an toàn trong thang máy và thang cuốn đã dần phát triển. Trong những ngày đầu, tai nạn thường xuyên xảy ra do thiếu phương tiện dự phòng, công trình bảo vệ và giám sát điện tử. Với những tiến bộ trong công nghệ công nghiệp, phanh cơ, thiết bị an toàn và bộ giới hạn tốc độ đã được giới thiệu, giúp giảm đáng kể nguy cơ rơi tự do và kẹt cửa. Với sự ra đời của thời đại điện tử, các cảm biến, bộ điều khiển, hệ thống dự phòng và công nghệ chẩn đoán lỗi đã trở thành những thành phần cốt lõi của độ tin cậy và an toàn.

Người đàn ông và cộng sự. chỉ ra trong bài báo của họ rằng để đáp ứng nhu cầu cao về thang máy/thang cuốn trong môi trường-có lượng hành khách cao, con người đã liên tục giới thiệu các công nghệ phát hiện lỗi, theo dõi tình trạng và dự đoán bảo trì trong vài thập kỷ qua để cải thiện độ tin cậy tổng thể và khả năng đảm bảo an toàn của hệ thống.

Mặc dù thang máy, thang cuốn và lối đi khác nhau về cấu trúc nhưng chúng có những điểm chung về độ tin cậy và thiết kế an toàn. Sau đây là những lĩnh vực quan tâm chính.

Các hệ thống này thường bao gồm: hệ thống truyền động (động cơ, hộp giảm tốc hoặc động cơ kéo), bộ điều khiển và bộ logic, cảm biến an toàn, ray dẫn hướng, khung kết cấu, hệ thống cửa và cơ cấu đường ray hoặc bàn đạp. Các nguồn rủi ro tiềm ẩn có thể được phân loại như sau:

Lỗi hệ thống truyền động (lỗi động cơ, trục trặc bộ điều khiển, mất điện đột ngột, hỏng điện, v.v.)
Sự mài mòn cơ học, ăn mòn, mệt mỏi và bôi trơn kém
Cảm biến cảnh báo sai, lỗi hoặc tắc nghẽn
Hệ thống cửa bị vướng, va đập và đóng mở bất thường
Thành phần kết cấu bị gãy, biến dạng hoặc lỏng lẻo
Lái xe hoặc hành khách vận hành sai, chở quá tải và vướng vật sắc nhọn
Các yếu tố môi trường bên ngoài (nhiệt độ, độ ẩm, độ rung, bụi,…)

Để giải quyết những rủi ro nói trên, các thiết kế hiện đại thường sử dụng dự phòng không đồng nhất. Điều này liên quan đến việc sử dụng các kênh khác nhau (cơ khí và điện tử) trong cùng một chức năng an toàn. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi một kênh bị lỗi thì kênh kia vẫn có thể thực hiện chức năng an toàn, cải thiện độ tin cậy tổng thể.

Ví dụ, trong hệ thống định vị/cân bằng ô tô thang máy, có thể sử dụng phép đo khoảng cách điện (quang điện/laser) trong khi vẫn giữ lại các công tắc giới hạn cơ học hoặc rơle an toàn. Hệ thống cửa cũng thường được thiết kế với cạnh an toàn cơ học và kênh phát hiện rèm hồng ngoại hoặc ánh sáng để bảo vệ chống{1}}kẹp.

Ngoài ra, thiết kế an toàn còn bao gồm các khía cạnh sau:

Thiết kế không an toàn-an toàn: Hệ thống chuyển sang trạng thái an toàn (không-an toàn) hoặc trạng thái tắt trong trường hợp xảy ra lỗi.
Giám sát và tự chẩn đoán: Hệ thống phải có khả năng phát hiện những điều bất thường và đưa ra cảnh báo hoặc tắt.
Kiểm tra và bảo trì định kỳ: Các bộ phận chính cần được kiểm tra định kỳ theo yêu cầu của quy định hoặc tiêu chuẩn.
Tiêu chuẩn và quy định: Các tiêu chuẩn như IEC 61508, ISO 22201-2, dòng EN 81 và tiêu chuẩn thang cuốn EN 115 cung cấp hướng dẫn cho khung tiêu chuẩn.

Độ tin cậy và an toàn của thiết bị thang máy hiện đại ngày càng phụ thuộc vào công nghệ giám sát và dự đoán tiên tiến. Man và cộng sự, trong bản tóm tắt của họ, chỉ ra rằng chẩn đoán/phát hiện lỗi, theo dõi tình trạng và dự đoán bảo trì tạo thành các phương pháp tiếp cận công nghệ chủ đạo hiện nay. Sau đây là một số phương pháp điển hình và ứng dụng của chúng.

Để theo dõi trạng thái thiết bị trong thời gian thực, hệ thống thường triển khai gia tốc kế, cảm biến rung, cảm biến nhiệt độ, máy đo biến dạng, cảm biến dòng điện/điện áp và các cảm biến khác. Những cảm biến này cho phép hệ thống thu thập dữ liệu đặc tính vận hành từ các bộ phận chính (chẳng hạn như vòng bi động cơ, ray dẫn hướng, thanh trượt và bánh răng).
Các đặc điểm miền-miền thời gian, miền tần số- hoặc miền thời gian{2}}tần số- (chẳng hạn như giá trị RMS, đường bao quang phổ, độ nhọn, v.v.) được trích xuất từ dữ liệu cảm biến thô. Sau đó, việc xác định và phân loại lỗi được thực hiện bằng cách sử dụng ngưỡng, phán đoán dựa trên quy tắc-, học máy hoặc học sâu. Trong những năm gần đây, một số nghiên cứu đã sử dụng học sâu (chẳng hạn như mạng lưới thần kinh tích chập) để xác định và dự đoán các điều kiện bất thường của thang máy/thang cuốn. Ví dụ, trong việc theo dõi tình trạng của thang cuốn, một mô hình dự đoán tuổi thọ còn lại có thể được xây dựng để đưa ra cảnh báo sớm về các lỗi thiết bị có thể xảy ra trong tương lai.
Bằng cách lập mô hình xác suất hỏng hóc và các chỉ số tình trạng, hệ thống có thể ước tính thời gian sử dụng hữu ích còn lại (RUL) của các bộ phận chính hoặc toàn bộ thiết bị, cho phép lập kế hoạch bảo trì, thay thế hoặc nâng cấp. Việc bảo trì dự đoán này giúp tránh thời gian ngừng hoạt động một cách hiệu quả, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí vận hành.

Hơn nữa, việc tích hợp công nghệ IoT và nền tảng đám mây cho phép giám sát và chẩn đoán từ xa. Việc tổng hợp dữ liệu trạng thái từ nhiều thiết bị cũng có thể cho phép phân tích dữ liệu lớn, dự đoán xu hướng và tối ưu hóa hoạt động.

Để xác định tính hiệu quả của việc cải tiến hoặc dự phòng, cần phải đánh giá định lượng độ tin cậy của hệ thống. Các phương pháp phổ biến bao gồm:

Phân tích cây lỗi (FTA): Phân tách lỗi-cấp cao nhất thành các đường dẫn lỗi-phụ và tính toán xác suất lỗi.
Mô hình Markov: Thích hợp để mô hình hóa các quá trình chuyển đổi trạng thái và bảo trì.
Phương trình độ tin cậy và mô hình dự phòng: Đối với các cấu trúc dự phòng (chẳng hạn như kết nối song song và kênh dự phòng), các công thức dạng{0}}đóng được sử dụng để tính toán độ tin cậy của hệ thống.
Mô phỏng Monte Carlo: Thực hiện mô phỏng ngẫu nhiên các hệ thống phức tạp để ước tính số liệu độ tin cậy của hệ thống thống kê.

Trong các hệ thống dự phòng không đồng nhất, do các kênh khác nhau có đặc điểm hư hỏng khác nhau (ví dụ: các kênh cơ học thường bị hao mòn và lão hóa, trong khi các kênh điện tử có thể gặp các hư hỏng ngẫu nhiên), nên các hàm tỷ lệ hư hỏng có thể khác nhau, đòi hỏi phải có mô hình hóa và tích hợp riêng biệt. Hơn nữa, có thể thực hiện phân tích so sánh các số liệu về độ tin cậy của hệ thống (chẳng hạn như thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF), xác suất lỗi và tính khả dụng của hệ thống) trước và sau khi cải tiến để xác minh tính hiệu quả của cơ chế dự phòng hoặc chẩn đoán.

Chúng tôi đã đạt được tiến bộ đáng kể về mặt lý thuyết về độ tin cậy và an toàn, nhưng các nhà sản xuất và nhà cung cấp dịch vụ phải áp dụng những nguyên tắc này trong-các tình huống thực tế để cung cấp các giải pháp đáng tin cậy và an toàn. Với tư cách là một công ty thang máy-dựa trên công nghệ, Suzhou Works Intelligence Equipment Co., Ltd. là minh chứng cho sự tích hợp này.

Works là một công ty thang máy toàn diện tích hợp R&D, thiết kế, sản xuất, bán hàng, lắp đặt, bảo trì và đào tạo dịch vụ. Chúng tôi cung cấp các giải pháp một-một cửa, bao gồm mọi giai đoạn trong vòng đời dịch vụ, từ-lập kế hoạch tùy chỉnh và thiết kế trước bán hàng cho đến-bảo trì sau bán hàng và đào tạo kỹ thuật. Hơn nữa, Works còn thể hiện những thế mạnh đặc biệt trong việc lập kế hoạch dự án,-lắp đặt tại chỗ, kiểm soát chất lượng và quản lý-bảo trì dài hạn, đảm bảo chất lượng và độ tin cậy nhất quán trên tất cả các dự án.

Thang máy Walkers cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của sự lựa chọn của khách hàng: một hệ thống hỗ trợ toàn diện bao gồm phát triển sản phẩm, kỹ thuật, sản xuất, lắp đặt và dịch vụ sau bán hàng. Cam kết cung cấp các sản phẩm-chất lượng cao và hỗ trợ kỹ thuật toàn diện, công ty tự khẳng định mình là đối tác đáng tin cậy trong ngành thang máy.

Cách tiếp cận thực tế của Thang máy Walker được liên kết chặt chẽ với các chiến lược an toàn và độ tin cậy hiện đại:

Thiết kế và Sản xuất Tích hợp: Bằng cách kiểm soát toàn bộ dây chuyền sản xuất, Thang máy Walker có thể tích hợp các mô-đun an toàn dự phòng, cấu hình cảm biến và chiến lược điều khiển trực tiếp vào thiết kế sản phẩm, cải thiện độ tin cậy của hệ thống ngay từ đầu.
Bảo trì và đào tạo: Độ tin cậy và an toàn không chỉ phụ thuộc vào thiết kế mà còn phụ thuộc vào việc bảo trì thích hợp. Các chương trình đào tạo và dịch vụ chuyên nghiệp của Thang máy Walker đảm bảo hoạt động tại hiện trường được tiêu chuẩn hóa và nhất quán.
Phản hồi-Tối ưu hóa theo hướng: Sử dụng dữ liệu được thu thập từ các dự án thực tế, Thang máy Walker liên tục cải tiến các thuật toán điều khiển, mô hình chẩn đoán và chiến lược theo dõi sức khỏe.
Khả năng tùy chỉnh: Đối với các dự án phức tạp (chẳng hạn như-tòa nhà cao tầng, trung tâm mua sắm và trung tâm giao thông), Thang máy Walker có thể tùy chỉnh các giải pháp giám sát và dự phòng an toàn để cân bằng hiệu suất, chi phí và an toàn.

Bằng cách kết hợp các phương pháp thực hành này, Thang máy Walker thu hẹp khoảng cách giữa nghiên cứu học thuật và ứng dụng công nghiệp một cách hiệu quả, cung cấp cho khách hàng hệ thống thang máy-chất lượng cao, đáng tin cậy và an toàn.

Mặc dù có những tiến bộ đáng kể nhưng vẫn còn một số thách thức cùng với những cơ hội phát triển trong tương lai:

Mặc dù việc triển khai tính năng dự phòng đa kênh- giúp nâng cao độ tin cậy nhưng nó cũng làm tăng chi phí phần cứng, độ phức tạp của hệ thống dây điện, độ khó logic điều khiển và nhu cầu bảo trì.
Nhiễu cảm biến, dữ liệu không đầy đủ hoặc nhiễu loạn bên ngoài có thể dẫn đến chẩn đoán sai hoặc lỗi không được phát hiện. Cải thiện độ chính xác của chẩn đoán vẫn là một thách thức kỹ thuật quan trọng.
Mặc dù dữ liệu vận hành quy mô lớn-hỗ trợ mô hình dự đoán, nhưng sự khác biệt giữa các dự án (tải, cấu trúc, môi trường) thường hạn chế việc khái quát hóa mô hình.
Sự khác biệt về tiêu chuẩn và giao diện giữa các nhà sản xuất khiến cho việc tích hợp giám sát và bảo trì trở nên khó khăn. Các tiêu chuẩn thống nhất và giao thức truyền thông là rất cần thiết.
Các hệ thống trong tương lai dự kiến sẽ kết hợp các tính năng quản lý tình trạng và kiểm soát thích ứng, thông minh hơn, cho phép tối ưu hóa chiến lược theo thời gian thực, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và ngăn chặn lỗi có thể dự đoán.

Từ những phát triển lịch sử cho đến những tiến bộ trong chẩn đoán lỗi, theo dõi tình trạng, bảo trì dự đoán và đánh giá độ tin cậy định lượng, ngành này đã tích lũy được nền tảng kiến thức và thực tiễn vững chắc. Những thách thức như chi phí, độ phức tạp của hệ thống, khái quát hóa mô hình và khả năng tương tác của các tiêu chuẩn vẫn là những vấn đề cấp bách.

Các công ty như Thang máy Walker, với khả năng thiết kế, sản xuất, lắp đặt, bảo trì và đào tạo từ đầu đến cuối, có vị thế đặc biệt để áp dụng các cải tiến về độ tin cậy và an toàn cho các ứng dụng thực tế. Bằng cách đưa các chiến lược dự phòng vào quá trình thiết kế, đảm bảo chất lượng bảo trì và tận dụng phản hồi để cải tiến liên tục, Thang máy Walker chứng minh lý thuyết và thực hành có thể hợp nhất như thế nào để cung cấp các giải pháp thang máy vượt trội.

Đạt được độ tin cậy và an toàn cao trong hệ thống thang máy không chỉ là thách thức về mặt kỹ thuật mà còn là bài kiểm tra năng lực quản lý và dịch vụ toàn diện. Chỉ bằng cách tích hợp những hiểu biết sâu sắc về mặt lý thuyết với việc triển khai thực tế, ngành này mới có thể hướng tới một tương lai an toàn hơn, ổn định hơn và thông minh hơn.