电梯的数字概念

“数”是人们再熟悉不过的了，人类的祖先为了生存首先要解决饥饿，他们或采摘野果或打猎。这时就在思维中产生了“有” 、“没有” 的概念，要知道这是个非常重大的思维变化，极为朴素的“二进制” 即“0、1” 的概念由此确立。当人类的祖先在生活中有了较多的乃至剩余的食物，他们为了记住收获和剩余量在绳子上打结来作标识也就产生了连续的数字记忆，1、2、3、4、5、6……由此出现了“数”的概念。在这里说这些只是想表述“数字量”和“模拟量”的由来和关系。 今非昔比，人类处在21世纪的今天，处在一个科学技术极大发展的信息时代，“数字将主宰我们的生活方式”，这是20世纪末最热门的话题。今天，用时代的目光来观察研究我们的电梯，用时代的精神、信息的导引和数字的概念来看电梯的历史、现在和未来。这一系列的活动形成了一个研究电梯的网，一个把电梯的科学技术、生产制造和电梯的社会学问题编织在一起的网，一个我们天天接触和研究的网络，在这个网络中我们看到了“数字电梯”应运而生。“数字电梯”的概念在考量着电梯行业的人们，要求我们在日常工作中不断关注科学技术的发展并“化”在自己的电梯上来，使之全面的、立体的发展。在这里提出“数字电梯”，或者换一个说法电梯被“数字”化了。被“数字”化了，是一个`很形象的概念，例如，无论使用胶片或是数码相机拍照且得到照片，都可以说是把被拍照物“数字”化了的过程。而人被数字化了或者叫“数字人”是什么概念呢？就是将人从头顶到脚底以2.5mm的厚度横剖,把每一层都“数字”化分析，得到的结果就是数字人的信息，这个信息的得来和应用都将是开天辟地的。试想，把电梯系统横剖，或者将电梯系统数字化分析到最小单元，我们会得到前所未有的信息，这是又一个全新的“数字电梯”的概念，是需要我们不断认识、不断探索、以求突破。 在“电子电路”学中有“模拟电路”和“数字电路”的研究。“数字电路”讲的就是“有”或“没有”某一个物理量或信号，研究这个信号并用它去实施控制。例如灯的开关，两个状态，灯亮或灯灭。“模拟电路”说的是一个连续的物理量或信号的变化研究，例如：“调压器”遵循的就是模拟量的控制。提出“模拟电路”和“数字电路”是想分析它们在电梯中的应用和相互的关系。 大家知道交流双速电梯在运行中有一个技术上的重要环节，就是要达到控制电动机的转速从1000（名义上的转速）转过渡到250转，这个过渡从控制上就是出现了一个突变的点，不线性了。如果技术措施不力就会造成电梯运行上的一个“抖动”，使乘客不适。早在上个世纪80年代中期有一种交流调速电梯，在轿顶上装有一个约1m长的电阻排，用它来进行电梯到达预定层站的调压、力图平缓降低电动机的转速从而造成轿厢平稳停靠。这个电阻排的设计者是力求电动机的转数可以线性的变化（线性和模拟在电子学上是一个概念），以求达到电梯的减速停靠能更自然、平滑或曰更线性，这个追求和双速梯的控制要求雷同仍是在线性电路的控制方法上探索。 交流电动机的转速由下式表述： n=(1-s)60f/p 其中f:电源频率；p:电动机的极对数；（1-S）：电动机的转差率 从这个公式看到，改变极对数p可以改变电动机的转数，这就是双速或多速的电梯的调速原理，电动机的极对数在制造上的体现是相对独立的，如何作到平滑过度，显而易见控制的难点也在这里。改变转差率（1-S）也是调速的方法，这就是交流调压调速的原理所在，比较常见的有，改变定子电压和转子电路串接电阻等方法，调速范围窄调速前后的运行仍不够平滑以及能源没有节约。 随着电动机拖动理论的发展，变频变压应运而生，可以从上式清楚的看到电源频率f的变化将直接带来电动机的转速的改变。变频变压调速的优越性在于可以在控制上达到以很小的f的变化量来调节电动机的转速，实现平滑的调速、调速范围宽且节能。在这里叙述电动机的调速是要说在控制理论上数字量和模拟量的不同作用。 大家知道，电梯的信号系统是从分立元件搭成的一个系统、一个可编程序控制器为核心的控制系统发展到今天的以一个计算机系统为核心的系统，这个进步使我们看到数字化的控制在电梯控制上的变化历程。 为什么计算机控制的实现就说是数字化的实现呢？因为计算机的基础就是“二进制”，这是有别于“模拟量”的；再就是计算机技术的发展是以数字化的发展为基础。数字量或数字控制在电梯的应用是要进一步研究开发的，前面说的计算机控制系统（这是指对电梯的信号系统的控制）也只是一个部分。还可以用计算机系统把对电梯的电气系统（这是指对电梯的拖动系统和信号系统的总合，另外还应包括对所有参与工作的元器件的工作监督）包容，作到全方位的控制，形成一个闭环的大系统从而使之成为更加智能化的指挥中心，一个真正的“电脑”。用这个电脑来指挥电梯的所有动作，包括机械的动作。用它收集、归纳、整理电梯的各种信息，并依此不断调整自己的“行为”（形成一个高精密高准确率的自适应系统）使之更好的适应乘客的需求。讲一个例子来说明这个自适应系统的作为，大家知道电梯“并联”或“群控”的概念和目前的作法，如果很好的注如“数字电梯”的概念，充分利用一切可以得到并利用的信息加入到“并联”或“群控”的控制之中，那么电梯的运行、满足乘客的需求和节约能源都将非常精致。试想，除现在依据的“内选、外呼”信号外，我们还可以把本梯和系统内的电梯轿厢内和各个层站的乘客人数、乘客的可能载荷和他们流动的方向等诸多信息“采集”起来集中“分析”处理，从而决定系统内各电梯的运行方向，这将完全“人性化” 、“智能化”而且赋予“并联”、“群控”一个全新的定义。再例如，过去电梯的满载、超载控制多是运用模拟量控制技术来实现，称量不准确是其缺陷；现在已经直接运用数字控制的方式来实现，就是将电梯的称量装置的输出数字化，从中取出满载、超载的特征点施以精确的控制，而称量装置的模拟量输出刚好用来和电梯的驱动系统组合成一个闭环系统，用此信号随着电梯的运行来监控和修正其运行轨迹以此控制电梯的运行达到最佳的效果。 电梯的生产制造的过程也有要求我们重新认识的地方。例如生产一个电梯的零部件，使用什么设备？材料和能源消耗量多少？加工质量如何？答案应该是，努力促进节能经济的发展、降低能源占有量是一个重要的具有战略意义的考核指标。在生产制造过程中采用数字化的加工设备和组合机床，而且充分利用一切可以利用的资源或曰资源最大限度的社会共享才是长远目标。研究能源消耗量，是要生产制造者把这个严肃且时尚的话题纳入自己的思维，把它和产能利用率和净利润连结起来、把“数字”和“绿色”连接起来。 “绿色”更多的说的是环境、环境保护和“以人为本”的思考和实施。电梯的生产制造过程、电梯的使用过程有没有污染环境是要认真对待的，废气、废物、油污、噪声污染、电磁污染、化学污染都要分析，要追根溯源。“绿色”还有一个含义，就是平和的应用先进的科学技术、平和的将资源最大限度的做到社会共享、平和的利用社会上的各种资源，这是时代进步的要求也是社会之必然。所谓平和就是既要高瞻远瞩又脚踏实地、身体力行、务求实效。 由于计算机技术的强大发展趋势和这门学科带来的科学技术的全线发展结果正在深深的改变着世界。计算机、电脑、数字化、数字控制等等在各个领域各个角落向我们发起进攻，大量的无法形容的巨大信息量向潮水般涌来，令人类还来不及思考而被置于其中。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心作了“数字地球—认识21世纪我们这颗星球”的演讲，拉开了用数字的概念来观察认识世界和其间的一切事物的帷幕。戈尔提出数字地球的构想，“我们需要一个‘数字地球’，一个多种分辨率，三维的表达方式，使我们能嵌入巨大数量的地理坐标系数据”。这段话给我们的启示是，充分利用有关地球的所有信息，建立一个地球信息模型，该模型将地球上每一角落的信息都收集、整理、归纳，并且按照地球坐标建立完整的信息模型并且用网络联结起来。从而使地球上的每一个人都可以快速、完整、形象地了解地球宏观和微观的各种情况，充分发挥这些数据的作用，以促进社会进步和经济发展。信息化、全球化和网络化是这个时代的特征是社会发展趋势。从以上的论述可以使我们非常简捷的得到有价值的启示，一个电梯公司、一个城市、一个组织完全可以利用网络的巨大功能把各自需要管理的电梯纳入之中，做到实时监控，即时跟踪电梯的运行、记录电梯的状态、通知并督促进行故障电梯的修复；做到采集网络内电梯的各种信息并进行整理、分析和研究进而得到有价值的、带有指导作用的结论。这是网络和“数字电梯”带给我们的又一个惊喜,这个远程监控系统有别于单独设计的远程监控系统，是一个真正的数字远程监控系统、一个纳入了网络的网络资源共享的系统、一个把电梯的安全、电梯的监控完全更新概念的革命，使电梯时时处于我们的控制。正可谓：驰骋千里，尽在掌握之中。 数字电梯的另一个表现形式就是电梯的人性化。我们首先定义电梯这个设备所涉及到的人，就是包括设备的使用者、管理者（包括设备的维护保养者）和设备可能关联到的人（如处于自动扶梯周围的人、井道暴露的观光电梯周围的人）。那么，第一：电梯设备要营造一个氛围、形成一个安全的环境，第二：充分利用先进的传媒方式给设备的使用者在使用设备的全过程中成为传媒的受众者且体现了设备给予的人性化服务。实际上这又是一片天地，一个有作为的数字化革命的战场。 数字化给产业带来了技术革命的一个很难得的机会，带来了产业实现跳跃式发展的机会。认真的跟上时代步伐的学习、深入和独特的思考、脚踏实地的建设，进而使我们从技术、市场、文化、观念、网络（时代）层面上深入到“0”和“1”的电脑世界。今天我们面对数字化挑战，抓住数字化产生的新的机遇，抓住新的经济增长点，建立新的主体及“支持产业”结构，会