Vážení zatížení u výtahů

Úvod

Nájemníci, majitelé bytů a lidé pracující nebo žijící ve výškových budovách používají výtahy, které je účinně, plynule a bezpečně dopravují na místo určení v budově. Normy pro výtahy často obsahují mechanismus pro měření zatížení ve výtahu. Čím je budova prestižnější, tím vyšší je požadavek na přesnost zařízení pro vážení.

Proč vážit zatížení klece?

Zajistit dobrý chod výtahu je záležitostí řízení výtahu řádně provádět naprogramované funkce a k tomu je třeba řada informací:

• Požadavky na jízdu zadané ve stanicích - představují osoby čekající na dopravu výtahem do dalších podlaží
• Požadavky na jízdu v kleci - představují osoby v kleci požadující dopravu do jiných podlaží
• Denní doba - aktivace dopravního programu, silný provoz ráno, v době oběda a večer, omezený provoz ve dnech víkendu
• Zatížení klece výtahu - představující počet osob nebo nákladu v kleci, s ohledem na bezpečnost, jestliže dojde k přetížení klece.

Účinný provoz výtahu je klíčem pro posuzování kvality výtahu. Úspora času, i když je to několik vteřin při jedné jízdě, může značně zvýšit účinnost výtahu. Těchto několik vteřin se násobí, když je vynásobíte počtem jízd výtahu za celý den. Jestliže řízení výtahu nemá přesné údaje o zatížení klece, účinnost výtahu se snižuje. Například, bez informace o zatížení, plná klec zastaví na požadavek ze stanice, otevřou se dveře a čeká se na odmítnutí nástupu, dveře se zavřou a výtah pokračuje v jízdě. S informací o zatížení řízení výtahu může řízení výtahu udělat inteligentní rozhodnutí o projetí stanice a zabránit tak ztrátě času požadovaného pro zastavení, když už nemůže žádný cestující nastoupit do klece. Tato ztráta na účinnosti také způsobuje vyšší spotřebu energie. Toto se stává důležitým pro majitele budovy s rostoucími náklady na spotřebu elektrické energie.

Cestující také očekávají vysokou kvalitu jízdy. Obecně to znamená plynulý rozjezd a plynulé a přesné zastavení. K zajištění této úrovně kvality jízdy potřebuje řízení výtahu přesný údaj o zatížení v kleci. Signál zatížení umožňuje řízení výtahu měnit napětí a/nebo frekvenci poháněcího motoru. Řízení výtahu je pak schopno zajistit plynulý rozjezd a zastavení. Ovšem pro dobrý provoz to vyžaduje signál, který je velice přesný a dlouhodobě stabilní.

Systémy vážení zatížení

Existuje řada metod pro stanovení zatížení klece výtahu. Liší se nejen provedením, ale také tím, co váží. Některá zařízení váží "visící" zatížení. To je tíha klece a všeho el. vedení, závěsných kabelů a vyvažovacích řetězů. Toto poskytuje velice přesné zjištění, jestliže předem nastavujete krouticí moment. Jiná zařízení váží zatížení "v kleci". To je pouze zatížení nacházející se v kleci, každá změna tíhy kabelů a řetězů se zpracovává softwarem řídicího systému.

Další metoda pro vážení zatížení v kleci jsou čidla umístěná pod podlahou klece. Vážicí čidla pracují stejně jako čidla v elektronických váhách. Tento systém je velice přesný. Avšak je velice drahý a vyžaduje úpravu existující podlahy a tak ho lze použít jenom při nové konstrukci.

Jiná metoda vážení používá bezdotykový snímač nebo měnič lineárního napětí (LVDT). Ty mohou být namontovány pod nebo nad klecí. Bezdotykový snímač/LVDT snímají pohyb klece v kostře klece při zatížení cestujícími nebo nákladem. Mohou být namontovány pouze na kleci, která je izolována od kostry klece. Izolace se provádí pomocí pryžových bloků, které potřebují stlačení okolo 12 mm při plném zatížení. Klec musí být řádně uložena v kostře klece, aby se mohla pohybovat úměrně zatížení v kleci. Je třeba ji přesně a jednoduše seřídit, ale je třeba ji často kalibrovat. Když klec není řádně usazena a/nebo pryžové bloky jsou znečištěny, zařízení ztratí svou přesnost a opakovatelnost. Náprava se musí provést důkladně a proto je nákladná.

Metoda vážení "visicího zatížení" používá pružinový mechanismus namontovaný mezi kostru klece a nosná lana. Pružiny jsou v mechanizmu stlačovány v závislosti na zatížení výtahu. Moderní verze používá bezdotykový snímač nebo LVDT. Nedostatkem tohoto systému je, že je drahý a nemůže být namontován na některé stávající výtahy, především na ty se spodním závěsem. Tento systém se proto používá především u nových instalací.

Jinou technikou je snímač napětí lan. Tohoto systému je řada provedení - jeden, který snímá všechny lana nebo jeden snímač na každé lano. Také provedení "visícího" zatížení snímá prohnutí lana/lan a jak se zvyšuje zatížení v kleci, lana zmenšují tento průhyb. Zařízení zjišťuje toto napnutí v závislosti na zatížení visícím na lanech. Samozřejmě seřízení napětí lan se musí udržovat v původní přesnosti. Kromě toho u výtahů bez strojoven (MRL) není často volné lano pro instalaci snímače.

Pravděpodobně nejlepší metodou pro zjišťování zatížení je použití tenzometrického snímače připevněného k závěsnému nosníku nebo k jinému konstrukčnímu prvku. Tento vysoce citlivý tenzometrický snímač je prvkem, který mění svůj odpor při svém prodlužování. Používá se přesný zesilovač k zesílení nízkého signálu k dostatečnému zjištění 1% nebo méně celkového zatížení. Zesilovač je nastaven pro sledování paprsku a nastavení kalibrovacích potenciometrů. Díky vysoké citlivosti tenzometrický snímač také zjišťuje mechanické změny a teplotní účinky vznikající v konstrukci klece v průběhu doby. Pro minimalizaci těchto změn při provozu a pro minimalizaci nebo odstranění údržby by tento systém měl mít automatickou funkci pro samočinné zachovávání původního nastavení. Je důležité poznamenat, že jakmile se provede původní nastavení se zatížením, není třeba žádné zatížení k zachování nastavení při této samočinné funkci.

Systém pracuje u většiny druhů výtahů, nových i modernizovaných, včetně jak odizolovaných nebo neodizolovaných klecí v rámu a je použitelný u výtahů MRL, se spodním závěsem a i u hydraulických výtahů. Je to jednoduchá instalace a snadno přístupná. Protože to je zařízení pro vážení "visícího" zatížení, je to velice přesný systém pro nastavení krouticího momentu motoru před jízdou, což zajišťuje plynulý rozjezd a zastavení. Pro zatížení "v kleci" může řídicí software brát v úvahu vnější vlivy, aby zajistil správnou funkci, jako je projetí stanice bez zastavení a zabránění zneužití výtahu.

Alternativním prostředkem pro vyvážení přídavného zatížení, které pracuje nezávisle na řídicím softwaru lze nalézt v K-Tech´s- kompenzačním modelu. Tento systém vylučuje vnější vlivy a poskytuje přesné zatížení "v kleci". Tento systém se může použít nezávisle na řízení výtahu pro přetížení, na příklad u nákladních výtahů, nebo u výtahů s řízením, které vyžaduje právě zatížení "v kleci". Tento systém má samočinné nastavování snižující potřebu údržby.

Údržba - provoz

S požadavkem ke zvýšení přesnosti systém vážení zatížení požaduje více údržby k zachování potřebné přesnosti. Například systém, který potřebuje přesnost ± 20% vyžaduje méně údržby než zařízení s přesností ± 5%. Aby se dosáhlo správného chodu při minimalizaci pracovních nákladů je třeba vybrat výrobek se samočinným udržováním původního nastavení. Tento obvod rutinně kalibruje vážicí systém, šetří náklady na práci a udržuje špičkový chod po celou životnost výtahu.

Závěr

Vážení zatížení je základním požadavkem provozu každého moderního výtahu. Avšak splnit očekávání uživatelů výtahu je pro majitele výtahů a konstruktéry velice obtížné. Stáří výtahového zařízení může kolísat mezi desetiletími, nosnost výtahu může kolísat mezi velkými hodnotami a poloha klece v šachtě může kolísat v hodnotách desítek metrů. Počet změn směr jízdy a počet rozjezdů jsou také faktory ovlivňující snímací místa zatížení. Při všech těchto proměnných, neměl by být výběr systému vážení zatížení považován za zdánlivě "bezvýznamný".

Uveřejněno se souhlasem vydavatele časopisu Elevator World pana R.S. Caporaleho.