Elektronik Güvenlik Aktüatörü

Yayın TarihiEylül-Ekim, 2019 Randy Dube, Peter Herkel, Pascal Rebillard and Rubén Sánchez Muñoz Yazdır

ISO standartlarının gelişimi ve durumu ile ilgili tarihçe ve görüşler ile yeni bir asansörün tesliminde asansör sahibine nelerin temin edileceği konusunda bilgiler.

Bu makale ilk olarak 2018’de İstanbul’da düzenlenen Uluslararası Asansör ve Yürüyen Merdiven Sempozyumunda sunulmuştur. Kasım 2019’da Las Vegas’ta düzenlenecek etkinlikle ilgili daha fazla bilgi edinmek ve bu etkinlikte yer almak için www.elevatorsymposium.org adresini ziyaret ediniz.

Makine dairesiz asansör (MRL) sistemlerinin ortaya çıkmasından bu yana, mühendislik ekiplerine yıllardır meydan okumakta olan asansör endüstrisi bazı büyüyen pazar trendlerini gözlemlemiştir: asansör kuyusu ebadının optimizasyonu, güvenliğin arttırılması ve montaj zamanının kısaltılması. Bu trendlere yönelik temel müşteri gereksinimlerini karşılayan Otis inovasyonlarından biri Elektronik Güvenlik Aktüatörüdür (ESA). Bu şekilde mevcut aşırı hız regülatör sistemi ve güvenlik tertibatı modülünün (güvenlik bağlantıları ve kaldırma milleri gibi) yerini kabinin iki tarafındaki bir çift bağımsız elektromekanik güvenlik aktüatörü ile güvenlik aktüatörü için tahsis edilmiş devreleri (SAB), güvenlik kontrol sistemi ve güç kaynağı arayüzünü içeren bir tertibat yer alır.

Ancak, hız regülatörünün elektronik olanıyla değiştirilmesi bütün güvenlik gereksinimlerine yanıt vermemektedir. Sistem-tasarım yaklaşımı izleyen ESA, aşırı hız fonksiyonunu bir dizi kilitleme fonksiyonuna genişleten bir çok fonksiyonlu elektronik güvenlik sistemine entegredir. Bu çok fonksiyonlu güvenlik sistemi güvenlikle ilgili olan veya olmayan mesajları asansör kontrol sistemi üzerinde iletmek için bir seri veriyolu üzerinden iletişim kurmaktadır.

Asansörün genel güvenlik durumunu değerlendirebilmek için bu çok fonksiyonlu güvenlik kontrol sistemi güvenlikle ilgili bütün sinyalleri toplar. Güvenlik Aktivasyon Panosu kabinin hız verisini bağımsız bir hız sensöründen alır ve hız aşımı olup olmadığını belirler.

Bu kararlar aşırı hız durumunu çok fonksiyonlu emniyet sistemine ileterek asansör kontrol sisteminin motor tahriğini harekete geçirerek asansörden torku ortadan kaldırmasını ve emniyet aksamının harekete geçerek elektromakyetik güvenlik aktüatörlerinin harekete geçmesini veya makine freninin devreye girmesini sağlar.

Asansör kontrol sistemi ve kabin üzerindeki Güvenlik Aktivasyon Panosu ile haberleşerek asansörün güvenlik değerlendirmesi arasındaki karmaşık kilitlenmenin yüksek güvenilirliğini sağlamak için model tabanlı bir tasarım yaklaşımı uygulanmaktadır.

Giriş

Yukarıda bahsedildiği gibi, Avrupa Asansör Direktifinin mümkün kılması sayesinde, 1990’larda makine dairesiz asansör (MRL) sistemlerinin ortaya çıkmasından bu yana asansör sektörü asansör kuyusu optimizasyonunu arttırmaya yönelik artan talepleri incelemiş ve bu da kuyu üst boşluğunun veya kuyu alt boşluğunun daha alçak olduğu sistemlerin ortaya çıkmasına yol açmıştır.

Bunun teknik bir zorluk olduğu ve olmaya da devam ettiği açıkça görülmektedir, çünkü mühendislik ekiplerinin daha ufak bir alanda kullanılabilecek daha küçük ve daha kullanışlı komponent ve alt sistemlerin geliştirmelerine ilaveten aşağıdaki temel hususları da dikkate almaları gerekmektedir:

  • Asansörde kalmaya neden olmaksızın teknisyenlerimizin ve yolcuların güvenliğini arttırmak
  • Montaj süresini kısaltmak ve bakım işlemlerini daha etkin hale getirmek

Geleneksel regülatör alt sistemlerinin ESA ile değiştirilmesi, bu hususların yerine getirilmesini sağlayan ve böylelikle hem müşterilerimiz hem de yolcular açısından kazan-kazan prensibine dayanan çözüm getiren birçok avantajı beraberinde getirir:

  • Asansör kuyusu etkinliğinin arttırılması: Regülatör, regülatör halatı ve regülatör halatının gerdirme aparatı olmadığı için daha çok yer kalır, güvenlik zincirleri belirgin bir biçimde azalır.
  • Montaj süresinin kısaltılması: ESA ve güvenlik tertibatı daha fabrikadayken kabin iskeletinin üzerine takılabilir ve böylelikle sahada montaj ve ayar yapma ihtiyacı ortadan kalkar.
  • Sistem Sağlığı İzleme: ESA alt komponentlerinin sağlığını izler.
  • Yanıt süresinin iyileştirilmesi: Akıllı bir kontrol biriminin entegrasyonu kontrol algoritmasına fırsat tanır. Belirlenen hızdan serbest düşüşe verilen yanıt, kodla tanımlanmış maksimum sürüş hızına ulaşmadan önce ortaya çıkabilir.
  • Hatalı aktivasyonun gerçekleşmemesi: Mekanik mekanizma tabanlı regülatörler asansörün güvenlik mantığına hatalı yanıt göndererek asansörün gerekmediği hallerde durmasına ve yolcuların asansörde kalmasına neden olabilir. Herhangi bir açırı hız durumu yaşanmadığı durumda mekanizmanın acil duruma duyarlı oluşu hatalı aktivasyona ve yolcuların kabin içerisinde sallanmalarına neden olur. Hız ve izmeyi baz alan algoritmalar kullanan akıllı bir kontrol ünitesi sayesinde bu sorun ortadan kaldırılabilir.

ESA, hız regülatörü ile Güvenlik Etkinleştirme Modülü (SAM) fonksiyonunu tek bir interaktif komponentte bir araya getiren yeni bir Otis tasarımıdır. Aşağıdaki temel fonksiyonları yerine getirmek üzere tasarlanmıştır:

  • Asansör kabininin belli bir eşiğin ötesinde aşırı hız yapıp yapmadığını belirlemek ve böyle bir durum karşısında asansörün güvenlik mantığı sistemini (PES sistemi) alarma geçirmek.
  • Kabin hızının eşiği geçmesi veya kabinin istenmeyen bir büyüklükteki bir hıza ulaşması (serbest düşüş durumu da dahil) durumunda kabin iskeletine dik şekilde monte edilen her bir SAM çiftindeki elektromanyetik aktüatörü harekete geçirerek bir çift bitişik kaymalı emniyeti devreye sokmak.
  • Anormal yolcu davranışları ile acil duruşları aşırı hız durumundan ayırt ederek istenmeyen sistem reaksiyonlarının ve yolcuların asansörde kalmalarının önüne geçmek.
  • Yetkili makamlarca istenen periyodik test ve denetimleri yaparak güvenli çalışma koşullarınının teminini sağlamak.

ESA Güvenlik Aktivasyon Panosu endüstri standardı olan bir kontrolör alanı ağı (CAN) veriyolu ara yüzü aracılığıyla hız sinyalini işlemek için elektronik devre sistemi kullanır. ESA Güvenlik Aktivasyon Panosu asansör sisteminin kontrolör alanı ağı veriyolu vasıtasıyla asansörün PES sistemi ile haberleşir. Manyetik bağlantılı sabit mıknatıslı (PM) elektromanyetik aktüatörler içeren ESA SAM'lar, emniyet tertibatı bağlantısı ve kollu şalterler ESA'nın ayrılmaz birer parçasıdır. Elektrik tesisatı (kablolar) ESA’nın parçaları ile ESA’yı asansör sistemine bağlar.

İlave fonksiyonlar ise arıza teşhis sisteminin çalışmasını ve ara yüzleri arasındaki bütünlüğü bozulmuş ve birincil fonksiyonlarını yerine getirme imkanının ortadan kalkmış olduğunu gösteren arıza durumları ile alakalı haberleşmenin gerçekleşmesini sağlar.

Mevcut Aşırı Hız Tespiti ve Güvenlik Tertibatı Tahrik Sistemleri

Günümüzde asansörlerinde aşırı hız tespitinde kullanılan geleneksel ve baskın yöntem “halatlı” regülatör alt sistemlerinin bir parçası olarak kalibre edilmiş mekanik mekanizmalardan oluşur. Mekanik sistemli bu mekanizmalar farklı formlarda olmakla birlikte dönme dinamikleri prensiplerine göre çalışır. Bu mekanizmaların en önemli avanytajı çalışmaları için herhangi bir gücün gerekmemesi, yalnızca yerçekimine ve bunları döndürecek bir araca gereksinimleri olmasıdır. Bakınız Resim 2’deki örnekler.

Asansör kabininin dikey hareketi mekanizmanın dönüşüyle ilişkili bir hareket sağlar ve böylelikle asansörün hız tespiti için temel unsurlar bir araya gelmiş olur.

Normalde, gerilimli bir regülatör bir kasnağın (örn, “regülatör kasnağı”) mekanizmaya bağlı olduğu bir konfigürasyonda kasnakları sarar ve hız korelasyonunu yönlendirmede kullanılır. Bu aşırı hız tespit cihazı düşük maliyetli, sağlam ve tüm asansör artışları ve hızları için geçerli olan ölçeklenebilir bir uygulamadır.

Hız tespitine ilaveten, bu tür “halatlı” regülatör alt sistemlerinin bir diğer belirgin faydası ise gerilmiş halatı halatın farklı bölümlerinde gerginlik dengesizliği yaratmak suretiyle çeşitli şekillerde yavaşlatarak kabine monte edilmiş bir emniyet temin mekanizmasına yönlendirme kabiliyetidir. Bu mekanizma normalde kabinin üstünde veya altında bulunur ve güvenlik tertibatının senkronize bir biçimde çalışmasını sağlayan birbirine bağlı mekanik unsurlardan oluşur. mekanizmaya bağlı olan kasnak veya regülatör kasnağının bir ucu ya bir makine odasına ya da asansör kuyusunun içinin en üstüne sabitlenir, kuyunun içindeki diğer uçta ise kasnağın gerginliğini temin eden ağırlıklı bir gergi kasnağı bulunur. Bakınız, Resim 3’teki çizim.

Kasnak halat kanalı geometrisi halat gerilimi ile bir araya gelmesi daha önce tarif edildiği üzere kabinin hareket etmesiyle hız korelasyonunu tehlikeye atacak olan halat kaymasını önler. Diğer konfigürasyonlarda kuyu alt boşluğundaki ağırlıklı bir tertibatta yer alan regülatör kasnağı halat gerilimini sağlar ve asansör kuyusunun en üstünde yalnızca bir gergi kasnağı kullanılır. Bu konfigürasyonlarda, kabin hareket ettiğinde regülatör halatı döner.

Regülatör kasnağı ile bir gergi kasnağının kabine monte edilmiş bir düzeneğin içine yerleştirildiği ve halatın asansör boşluğunun tepesine sabitlendiği ve çukurda asılı bir kütle veya yay tarafından gerildiği sabit halatlı regülatör kasnağı alt sistemleri de vardır. Kabine monte edilmiş düzenekteki mekanik bir eleman doğrudan emniyete veya asansör kabini üzerindeki emniyet çalıştırma mekanizmasının kumanda manivelası kısmına bağlanır. Bu konfigürasyonun faydalarından bazıları daha hızlı yanıt vermesi, daha az halat ve malzemenin kullanılıyor olmasıdır. Resim 4’te bir örneği görülmektedir.

Tarif edilen bu konfigürasyonların hepsinde, kumanda manivelasına net bir “kaldırma” kuvveti oluşturmak ve emniyet tertibatının takozlarını veya makaralarının hareketine, kılavuz raylarla birleşmesine ve kabinin yavaşlatılmasına yol açan kabine monte edilmiş mekanizmanın çalışmasını sağlamak için üç teknikten biri kullanılır. En popüler teknikte paralel çene düzeneği kullanılır. İstenen hızda (sürüş hızı), yay ile gerilmiş sabit bir çenenin karşısına hareketli bir çene yerleştirilir ve kumanda manivelası bağlantısının üzerindeki hareketli regülatör halatına bir sıkma gücü uygulanır. Bakınız örnek Resim 5.

Diğerinde ise regülatör kasnağındaki yüksek sürtünmeli halat kanalı geometrisi mevcuttur (örn, V kasnağı). Sürüş hızında kasnak birdenbire durdurulduğunda, kumanda manivelasının üzerindeki halatta altındakinden daha yüksek bir gerilim meydana gelir. Bir diğerinde ise V kanalı yerine yuvarlak bir regülatör kasnağı halatı kanalı kullanılarak önceki yaklaşımdaki yöntem kullanılmaktadır. Bu tasarımda, halat gerilimindeki dengesizliğinin çoğu Resim 6’da görüldüğü gibi regülatör kasnağının etrafına sarılı halatın karşısında tek bir konkav yarıçaplı tırnak veya çene kullanımından kaynaklanır.

Alternatif hız tespiti (“halatsız” denen türden) ve emniyet tertibatı tahrik sistemi tasarımları fikri mülkiyet yayınının gelişmesiyle birlikte son 10-15 yılda ortaya çıkmıştır, fakat komponent tedarikçilerinin liderlik ettiği pazarda yayılması sınırlı olmuştur.

Aşırı hız tespitine yönelik bazı tasarımlarda kodlayıcıları döndürmek için kabin kılavuz raylarından birine sarılmış elemanlar, kabine monte edilmiş ve ivmeölçerli sistemlerle okunan, asansör kuyusuna asılı metal bantlar kullanılmıştır. Ancak mevcut sistemlerle maliyet, performans, hata türleri, ölçeklenebilirlik karşılaştırması yapılması ve yazılım ve güç yönetimi ihtiyacı gibi zorlukların üstesinden gelinmesi gerekir.

Yeni fikirlerin önündeki engeller, geleneksel "halatlı" sistemlerle karşılaştırıldığında, çeşitli ebatlardaki emniyet tertibatlarını istenen zamanlarda senkronize tutmayı sağlayan güçler üretmek için birer araçtır. Burada maliyet verimliliği sürekli bir zorluk olarak karşımıza çıkmaktadır fakat ivmeölçerler, temassız sensörler, sabit mıknatıslar, vb. temel yapıtaşı olan komponentlerin maliyet eğrilerinindeki hızlı düşüş ile nesnelerin interneti merkezli yaklaşım ve elektronik/yazılım kontrollü emniyet fonksiyonlarının kabulü yeni fikirlerin yeniden canlanmasına neden olmuştur.

Mevcut Aşırı Hız Tespiti ve Güvenlik Tertibatı Tahrik Sistemleriyle İlgili Sistem Entegrasyon Hususları

Genel olarak, geleneksel çözümlerin baskın biçimde kullanılması standartlar ile istenen fonksiyonları karşılayacak performansa, kanıtlanmış güvenilirliğe sahip olması, hata türlerinin kısıtlı ve iyi anlaşılır olması, kullanılan komponentlerin düşük maliyetli olması ve piyasada bulunurluğu ile alakalıdır. Ancak, sistem entegrasyonu açısından bakıldığında, asansörün aşırı hız tespitinde geleneksel biçimde mekanik mekanizmaların kullanılması aşağıdaki hususlarda sıkıntı yaratır:

  • Kuyu randımanı: Hız regülatörünün ya kuyuya, ya MRL sistemleri için kabine ya da makine odasına monte edilmesi gerekir. Her durumda, regülatör üzerindeki yönlendirmeyi sağlamak için çelik bir halat gerekir. Halat,(genelde kabine) bir kumanda manivelası ile bağlıdır ve bir regülatör-halat germe aracı gerekir. Son olarak, kabinin her iki yanına monte edilen emniyet tertibatlarının kabin tavan seviyesinin üstünde veya kabin platform seviyesinin altında olmasını zorunlu kılan bir senkronizasyon bağlantısı ile bağlanması gerekir, aksi takdirde alçak tavan veya alçak kuyu sistemi temin etme fırsatını tehlikeye atılmış olur.
  • Kabin iskeleti tasarımının esnekliği: Emniyet tertibatının iki yanında (solda ve sağda) yer alacak regülatör alt sistemine bağlı emniyet mekanizmasına duyulan ihtiyaç kabinde hem yer işgal eder hem de kabine ek yük getirir.
  • Montaj süresi: Yukarıda belirtilen geleneksel çözümlerin en büyük dezavantajı, regülatör halatı, kasnaklar ve halat gerilim aparatlarının kullanımı ile regülatör halatı uzunluğunun artması ve bunun montaja yük getirmesidir.

ESA Tanımı

Mekanik

ESA mekanik olarak regülatör alt sistemi ile emniyeti devreye alma modülünün fonksiyonlarını bir araya getirir. Kabinin aşırı hızlanması durumunda emniyet tertibatını aktive etmek için gereken yeterli gücü üretme ve iletmeyle sorumludur. Bu amaca yönelik olarak, bir sabit mıknatıs ve çelik parçalardan oluşan bir düzenek vasıtasıyla üretilen, kılavuz rayı ile sürtünmeden gereken kuvveti yaratacak bir elektromanyetik aktüatör (Resim 7) geliştirdik.

Sabit mıknatıs düzeneği çekilerek çelik bobin göbeğine bağlanır ve böylece kabin normal çalışması esnasında emniyet tertibatı devreye girmeden hareket edebilir. Bu çekim, sabit mıknatıs düzeneği tarafından yaratılan alanın, bobinin çelik çekirdeği ile etkileşime girmesiyle elektriksiz olarak üretilir; bu da ESA’nın ömrünün büyük kısmında enerji tüketimine yol açmaz.

Emniyet tertibatını devreye almak gerektiğinde, Güvenlik Aktivasyon Panosu bobini çalıştırarak milisaniyeler içinde sabit mıknatıs düzeneği ile aynı polaritede bir elektromanyetik alan üretmesini ve aralarında bir itme gücü oluşmasını ve sabit mıknatıs düzeneğinin kılavuz rayına manyetik çekimiyle meydana çıkan normak kuvvet nedeniyle sabit mıknatıs düzeneğinin rayın karşısında yer almasını sağlar. Kabin hareket halindeyken bir sürtümme kuvveti üretilir, sabit mıknatıs düzeneğini frenler ve emniyet tertibatının makaraları üzerinden bir kuvvet uygulayarak alçalmakta olan asansörün yerinde tutulmasını sağlar. (Resim 8)

EN 81-20’in 5.6.2.2.1.1 d) maddesi uyarınca, üretilen bu kuvvetin emniyet tertibatını devreye sokmak için gereken kuvvetin en az iki katı kadar olması gerekmektedir. Sabit mıknatıs düzeneğinin rayın karşısına yerleştirilmesiyle birlikte, asansörün emniyet mantığına bir kollu şalter aracılığıyla bir sinyal gönderilir ve böylece EN 81-20’nin 5.6.2.1.5 no’lu maddesi uyarınca kontrol sisteminden asansöre giden gücün kesilmesine yönelik bir komut iletilir. Tek bir emniyet tertibatının devreye girmesi durumunda, bu anahtar sabit mıknatıs düzeneğinin ilk hareketinden bu durumu tespit eder, Güvenlik Aktivasyon Panosu aktüatörleri harekete geçirir ve böylelikle emniyet tertibatının tek taraflı çalışmasının önüne geçilir.

Emniyet tertibatının devreye girmesinin ardından, asansör kabininin sabit mıknatıs düzeneği çelik çekirdekli bobin ile eşmerkezli şekilde hizalanana kadar kaldırılması gerekir. Bu hizalanmanın sağlanmasından sonra, Güvenlik Aktivasyon Panosu bobini çalıştırarak zıt kutuplu bir manyetik alan oluşturur. Bu, sabit mıknatıs düzeneğini çelik çekirdekli bobine bağlamak ve aktüatörün resetlenmesini tamamlamak için çekici bir güç görevi görür.

Manyetik işlemlerle ilgili önceki tüm işlemler çeşitli manyetik hava boşluklarından etkilenir. Bu hava boşluklarını kullanıma hazır bir aralıkta tutmak için, emniyeti devreye sokma modülünün tamamı asansör kabini çerçevesine, yani kılavuz rayına yatay bir biçimde hareket edebilir.

Elektronik donanım ve yazılım

Önceki bölümlerde de söz edildiği gibi, ESA elektronik aksamları aşağıda bahsedilen üç ana fonksiyonu yerine getirirler:

  • Yukarı doğru hareket eden kabindeki aşırı hızın tespiti (EN 81:20:2014, 5.6.6)
  • Aşağı doğru hareket eden kabinde serbest düşüş ve aşırı hız tespiti (EN 81:20:2014, 5.6.2.2.1)
  • Kuyu alt boşluğundaki küçültülmesi için önceden tetiklenen durdurma sistemi (EN 81-21:2018, 5.7.2.3)

Avrupa asansör standardı bizim elektronik akşamlarda kullandığımız mekanik araçların kullanımını tarif eder. Ancak, Avrupa asansör standardında güvenlikle ilgili uygulamalar için elektronik aksamın dizaynı ile ilgili kurallar, örneğin, EN 81-20: 2014 ve atıfta bulunulan EN 81:50: 2014, 5.16’daki tablolar artık geçerli değildir. Bu yüzden IEC 61508 standardına uyulmuştur. Bu standart güvenlikle ilgili uygulamalardaki elektronik aksamın kullanımında ve bu elektronik güvenlik aksamının dizaynı, onaylanması ve geçerliliğinin kabul edilmesi gibi konularda rehber görevi görür.

Asansör standardı mekanik bir çözüm ararken fonksiyonların Güvenlik Bütünlüğü Seviyesi tanımı yapılmamış, EN 81-20 ve EN 81-21’in Ek A kısmında bu konuya yer verilmemiştir. Burada atılması gereken ilk adım bir risk analizi yaparak ve Onaylanmış bir Kuruluştan teyit alarak gerekli Güvenlik Bütünlüğü Seviyesini belirlemekti. İkinci adım ise asansörün montajı ve devreye alınması sırasında, müşteriler ve servis personeli tarafından asansör kullanılırken ESA’nın kullanım senaryolarını tanımlamaktı.

Analizin sonucunda bütün asansör sistemlerine ilişkin ESA için yüksek düzey gereksinimler belirlenir. Sistem mühendisliği yöntemleri kulanarak, Güvenlik Aktivasyon Panosu için işlev tahsisi yapılır, aktüatöre, diğer emniyet sistemine, asansör kumandasına ve kabin hız sensörü sistemine ara yüz tanımlanır.

Sistem mühendisliği yaklaşımının faydası ESA’nın anormal yolcu davranışları ile baş edebilmesini sağlamasıdır. Kabinin hızı ve ivmesinden kabin içerisinde bir kişinin sıçraması veya ritmik bir biçimde zıplaması ile kabinin başka nedenlerle sallanması (örn, acil duruş) arasındaki fark anlaşılabilmektedir.

Teknik Zorluklar

Her tür ürün geliştirmenin doğasında bulunan iş değeri olan proje çıktıları ve maliyet hedeflerinin yanı sıra bazı teknik zorlukların üstesinden gelme ihtiyacı da ortaya çıkan tasarımı şekillendirmiştir. Bu zorluklar genel olarak üç kategoride toplanabilir: sistem entegrasyonu, performans ve test. Ayrıca, projenin yapısının da tasarımın uygulanmasında rolü vardır.

Model Tabanlı Tasarım Yaklaşımı

Emniyet tertibatının devreye girme performansının kritik parametresini belirlemek için aktüatör çalışmasını analiz etmek ve incelemek için bir yapı geliştirilmiştir. Farklı donanım mimarilerini incelemek ve regülatörün belirlenen aktüatör donanımıyla istenen tepki süresinde çalışması için gereken uygun yazılım algoritmasını belirlemek için bir simülasyon yapısı kullanılmıştır. Yazılım tasarım sürecini iyileştirmek ve yazılım kalitesini artırmakk için yazılım işlevlerini tasarlamak üzere ikinci bir yapı daha oluşturulmuştur. Bu yapıya genel olarak Model Tabanlı Tasarım denir.

Doğal dilde yazılan gereksinimlerden iki model elde edilmiştir: bunlardan biri işlevsel harekete dayanan fonksiyonel bir model, diğeri ise uygulamaya odaklı bir tasarımsal modeldir. Öncelikle, her iki model ayrı ayrı analiz edilir, uygulanır ve tasarımın doğruluğunu kontrol etmek üzere test edilir. Burada, otomatize bir test vakası oluşturma yoluyla tasarım verifikasyonu yapılır ve kapsam analizi dikkate alınır. İkinci adımda, her iki model de aynı test vektörleri ile çalıştırılır ve her iki modelden elde edilen sonuçların tutarlılığı kontrol edilir. Üçüncü adımda, fonksiyonel modelden elde edilen test vakaları tasarımsal modelde, tasarımsal modelden elde edilenler ise tasarımı doğrulamak için fonksiyonel modelde uygulanır. Bu son adım, oluşturulan yazılım kodunu doğrulamak ve sağlamasını yapmak için için tasarımsal modelden elde edilen çalıştırılabilir kod kullanılarak tekrarlanır. Emniyetle ilgili elektronik aksama yönelik standartta ve diğer son teknoloji literatürde belirtilen güvenlikle ilgili uygulamaların bütün yönleriyle test edilmesi için oluşturulan yazılım kodunda ilave testler de yapılır.

Sistem Entegrasyonu

Mekanik

Sistem entegrasyonu temel fiziki ebatı, montaj yapısını ve kabin iskeletine (her iki yanına) bağlanacak ve belirlenen emniyet tertibatı ile çalışacak gerekli komponentlerin kompakt bir biçimde düzenlendiği tasarım gereklerini içeriyordu.

ESA ile çalışan emniyet tertibatı türü %100 “simetrik” değildir, bu yüzden birtakım yanal kabin hareketlerinin sağlanması ve kılavuz rayına göre aktüatör yuvasının kılavuzluk ihtiyacına yanıt verilmesi gerekir. Buradaki zorluk, rayla temastaki bütün kısımların aşınma ömrünü uzatırken istenmeyen akustik gürültüye neden olmadan kılavuzluk miktarını kontrol etmekti. Bunu sağlamak için kılavuz-ray temasını temin etmek için çapraz sabit mıknatıs kullanılan makaralar seçilmiştir. Fiziksel yapıyı bozabilecek bir emniyet tertibatı uygulamasının önüne geçebilmek için solda ve sağdaki aktüatörlerin elektriksel ve mekanik olarak senkronizasyonu DFMEA perspektifinden de analiz edilmiştir.

Elektronik Aksam ve Yazılım

Tasarım sırasında karşılaşılan en belirgin zorluk herhangi bir gereksinim ile bunun yazılımda uygulanması arasındaki izlenebilirlik ve son olarak da doğrulama testi olmuştur. Bu üç alanda farklı araçların kullanılması zorluğu artırmıştır.

Sorun, sistem seviyesindeki gereksinimlerin donanım ve yazılım seviyesindeki gereksinimlerin izlenebilirliğini destekleyen bir uygulama yaşam döngüsü yönetim aracına arayüz oluşturan bir dizi araç sayesinde çözülmüştür. Bu, uygulanmış olan yazıım kodunda bir iz bırakır, model tabanlı tasarım aracı ile otomatik olarak veya manuel bir biçimde yaratılan test vakalarına bağımsız bağlar kurulmasını sağlar ve son olarak da test sonucuna etki eder.

Performans

Manyetik ve elektromanyetik aksam tasarımı ESA’nın çalışma sisteminin temelini oluşturur. Hızlı mıknatıs aktivasyonunu, güvenlik tertibarınun takozlarını harekete geçirmek için yeterli gücün temini ve sabit mıknatıs düzeneğini raydan kaldırarak daha yüksek güvenilirlikteki çelik çekirdekli bobine bağlamak için gereken pasif sabit mıknatıs ile aktif elektromanyetik devre tasarımları arasındaki bağlılığı dengelemek bir hayli güç olmuştur. Nihai tasarıma uyum sağlamak için devre analizi optimizasyonu ve ampirik test ile birlikte ticari manyetik tasarım yazılımı kullanılmıştır. SIL 2 ve 3 güvenilirliğini kanıtlamak önemli tasarım tekrarlarına neden olmuş ve ekibin hatalarından ders alarak tasarımı geliştirmesini sağlamıştır.

Test

Alışılagelmiş test altyapısı (serbest düşüş asansör kuyuları, asansör sistemleri ve klima odaları gibi), ESA yazılımının, manyetik elemanların ve devrelerinin performansını ölçümlemek için ESA tasarımını detaylı bir biçimde test edebilecek yeterlilikte değildir. Bu yüzden ilave test teçhizatı ve tesisatı geliştirilmiş ve zaman içinde istenen performans ve güvenilirliği sağlamada en kritik özelliklere odaklanan test prosedürleri belirlenmiştir. Yeni ve eski test altyapısının bir arada kullanılması istenen hedeflere ulaşmada gereken iyileştirmeyi ve tecrübeyi sağlamıştır.

ESA projesi birkaç yıl içinde fikir, konsept fizibilitesi ve risk değerlendirmesi gibi adımları içeren bir teknoloji geliştirme aşamasından ürün geliştirme projesine geçmiştir. Dört ülkede (Almanya, İspanya, Fransa ve ABD) bulunan üst düzey mühendisler, teknisyenler ve yöneticiler ile daha az tecrübeli uluslararası bir geliştirme ekibi genel organizasyona meydan okuyarak daha etkin çalışabilmek için güçlü bir işbirliği içinde yer aldılar. Otis geliştirme projelerinin çoğunda merkezi olmayan küresel bir yapıyı tercih eder fakat bu projenin geleneksel güvenlik tertibatı çalışmalarından farklı olması herkesin ortak katkısından yararlanma ihtiyacını doğurmuştur.

www.otis.com

Randy Dube Otis’in regülatör alt sistem dizayn ve kalifikasyonun dünya çapındaki standartlarından sorumludur. 30 yıldır Otis’te komponent tasarımı üzere çalışan Dube, makine mühendisidir. Çeşitli asansör komponentlerinin tasarımı konusunda deneyimlidir fakat son 12 yıldır güvenlik komponentlerinin dizaynına ve bu alandaki dünya çapında ürün stratejisine, özellikle de hız regülatörü alt sistemlerine odaklanmıştır.

Peter Herkel EN 81’de asansörlerde programlanabilir elektronik güvenlik fonksiyonları kullanımı konusundaki gerekli önlemler üzerinde güncelleme yapan ekibin üyelerinden biridir. 1985’te Otis’te çalışmaya başlayan Herkel Güvenlik Sistemleri ve Kontrol ekibinde yer aldı. Herkel, Almanya’nın Kaiserslautern kentinde bulunan Kaiserslautern Üniversitesi'nde Mühendislik üzerine yüksek lisans yapmıştır.

Dr. Pascal Rebillard Otis Lead Design Center Avrupa'da Sistem Analizi ve Modelleme Bölümü’nde kıdemli yöneticisi olarak çalışmakta ve dünya üzerindeki asansör sistemi geliştirme ekiplerini desteklemek üzere teknik yöneticisi olarak görev yapmaktadır. Fransa’nın Gien kentinde gürültü ve titreşimle ilgili konuları ele almak için bir akustik laboratuvarın kurmak için görevli bir araştırma mühendisi olarak kariyerine başlamış, 1991’de Otis’e katılmıştır. Daha sonra Otis GeN2™ ürün yelpazesinin geliştirilmesi sırasında proje müdürü olarak görev almıştır. Fransa’nın Le Mans kentinde bulunan Maine Üniversite’sinde Fizik doktorası yapmıştır.

Rubén Sánchez Muñoz 2010 yılında Madrid’deki Otis Komponent Mühendisliği Merkezi’ne katıldı. Makine Mühendisi olan Munoz daha önce farklı şirketlerde çeşitli elektromekanik ürünlerin geliştirilmesi üzerinde çalıştı.