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¿Está funcionando?

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Figura 4: Analizador de rendimiento en la parte superior de un automóvil

Un enfoque diferente para el monitoreo de ascensores y por qué es un gasto que vale la pena para los propietarios, ya que les ahorra dinero y tiempo de inactividad y preserva la calidad.

Los propietarios de edificios, las empresas de mantenimiento, las empresas de construcción y las empresas de alquiler de obras a menudo tienen varias razones para no querer la supervisión remota. Dado que el espionaje y el rastreo son temas importantes de actualidad, el público en general desconfía de cualquiera que los vea. Sin embargo, cualquier persona que tenga un ascensor quiere saber: "¿Está funcionando mi ascensor?" ¿Qué significa esto exactamente? Saber que la unidad está consumiendo energía y que su motor y controlador están funcionando no significa necesariamente que el elevador esté funcionando.

En una conferencia de Elevator U, sus autores preguntaron a la audiencia cómo saben que el ascensor está funcionando. Los expertos nos dieron las siguientes respuestas (A) a las preguntas (Q):

  • P: ¿Se mueve el ascensor?
  • R: Puedo sentirlo moverse; Puedo oírlo; Puedo ver el cambio del indicador de posición; mis clientes no se quejan.
  • P: ¿Se abre la puerta?
  • R: Puedo ver la puerta abierta; Puedo oírlo; Puedo salir del ascensor; mis clientes no se quejan.
  • P: ¿Va al piso correcto?
  • A: miro el indicador de posición; Leí los carteles del rellano; Anoto la hora del viaje.
  • P: ¿Es cómodo?
  • R: Puedo sentirlo vibrar; es muy ruidoso; Estoy enfermando; mis clientes se están enfermando.
  • P: ¿Es seguro?
  • R: Sentí que se detuvo abruptamente; No ha atrapado a nadie; No recibí una llamada de emergencia; No escuché la alarma; los abogados no han llamado; mis clientes aún no se han mudado.
  • P: ¿Es eficiente?
  • R: Recibo muchas devoluciones de llamada; la sala de máquinas está demasiado caliente; mis costos de mantenimiento son altos; los ciclistas se quejan porque es lento; el consumo de energía es alto.

Lo interesante de sus respuestas es que la mayoría de estos métodos se basan en la percepción humana. De hecho, la mejor herramienta de diagnóstico en tiempo real para ascensores, el operador del ascensor, ya casi no se utiliza.

Imitando la percepción

Hay muchos tipos diferentes de ascensores en uso hoy en día: viejos, nuevos, de tracción, hidráulicos, de cremallera y piñón, de carga, de construcción, etc. Pueden tener diferentes controles y muchos son obsoletos. Sin embargo, todos tienen una cosa en común: el rendimiento. El rendimiento del ascensor es realmente una medida de qué tan bien funciona el ascensor, en comparación con la forma en que fue diseñado para funcionar. La industria nacional de ascensores, Inc. (NEII®) publica los Estándares y Pautas de Transporte de Edificios, NEII-1, que identifica 52 criterios para el rendimiento del ascensor. La mayoría de estos son medidos por inspectores humanos, con o sin la ayuda de equipos de prueba. Algunos de estos criterios de rendimiento se pueden determinar a partir del control, pero muchos solo se pueden medir viajando en el automóvil.

Sería muy difícil construir una máquina que tuviera los mismos sentidos que un operador de ascensor humano, pero esto no es necesario. Una forma de lograr esto es usar sensores independientes en el automóvil para medir las propiedades físicas que contribuyen a la percepción humana. Una forma de imitar la "sensación" del ascensor es con un acelerómetro en el automóvil. La aceleración en la dirección vertical puede decir mucho sobre el rendimiento del ascensor. En el nivel básico, puede indicar lo que siente el ciclista cuando el ascensor comienza a moverse y cuando se detiene. Examinar el cambio instantáneo en la aceleración es una medida de la "sacudida" o cuán suave es el viaje. La medición de la aceleración a lo largo de los ejes xey puede determinar cuánto balanceo está exhibiendo el elevador mientras se mueve en el hueco del ascensor.

Podemos determinar la velocidad del ascensor integrando la aceleración vertical a lo largo del tiempo. Observando cuándo comienza la aceleración y cuándo termina la desaceleración, podemos determinar la duración del viaje que acaba de hacer el ascensor. La distancia recorrida por el ascensor se puede determinar integrando la velocidad a lo largo del tiempo. Alternativamente, se puede usar un altímetro en la cabina para refinar la distancia recorrida y determinar la ubicación de la cabina del ascensor en el hueco del ascensor.

Otros sensores pueden informarnos sobre diversas condiciones del ascensor. Los sensores de temperatura y los sensores de corriente eléctrica pueden indicar cómo están funcionando el motor y el variador. Los sensores magnéticos pueden indicar si los relés o el freno están activados. Una simple cámara que identifica colores puede determinar la posición de la puerta.

Una regla bien conocida en la fabricación es que los instrumentos utilizados para fabricar un producto no deben usarse para probar el producto. Idealmente, el equipo utilizado para monitorear un ascensor debería ser independiente del propio ascensor. Estos pueden ser dispositivos instalados permanentemente en la cabina del ascensor para registrar y evaluar datos de forma continua. O pueden ser dispositivos portátiles que se utilizan de forma intermitente, ya sea en un horario y / o según sea necesario. Los datos deben ser consistentes para todos los tipos de ascensores.

Analytics

Según Wikipedia, “Analytics es el descubrimiento y la comunicación de patrones significativos en los datos. . . . La analítica se basa en la aplicación simultánea de estadísticas, programación informática e investigación de operaciones para cuantificar el rendimiento ”. [1] La analítica de ascensores utiliza datos de múltiples fuentes (a menudo sensores), junto con estadísticas, para determinar qué tan bien está funcionando un ascensor. Esto se puede hacer inmediatamente mientras el elevador está en funcionamiento o durante un período de tiempo más largo (días a años).

Los datos brutos de los sensores nos informan sobre las condiciones actuales del ascensor. El uso de análisis nos cuenta una historia más completa del ascensor. Por ejemplo, podemos medir la corriente que va a la cabina del ascensor para luces, teléfono, etc. Esto se puede usar para ayudar a determinar la energía instantánea utilizada por el ascensor. Sin embargo, si observamos la corriente del automóvil a lo largo del tiempo, podemos determinar si hay un problema (Figura 1). Aquí, la corriente normal del automóvil es de 2 amperios, pero saltó a 6 amperios y luego bajó a 1.5 amperios. Claramente, sucedió algo que provocó este comportamiento. (El motor del ventilador se atascó y luego se quemó.) Al establecer los límites para que la corriente del automóvil espere el consumo de 2 amperios, se podría emitir una alerta para advertir de un problema.

Un elemento clave de la analítica es utilizar un modelo del proceso que se va a evaluar. En este caso, el proceso consiste en mover un ascensor de piso a piso para transportar pasajeros. Afortunadamente, excepto quizás para los ascensores de construcción, el comportamiento del ascensor debe ser consistente: la puerta se cierra, el ascensor se mueve, la puerta se abre. Hay más detalles de este comportamiento, pero el modelo es relativamente simple. Las desviaciones del modelo a menudo se basan en la medición de los tiempos (apertura de la puerta, cierre de la puerta, etc.) y comparándolos estadísticamente con el comportamiento "normal" del ascensor. También hay desviaciones del comportamiento, como cuando un ascensor se estaciona y la puerta no se abre después de moverse. En el modelo se consideran otros parámetros, como la corriente del motor, la presión hidráulica y la temperatura de la sala de máquinas. No es necesario que el modelo del comportamiento del ascensor sea muy preciso; a menudo, basta con observar cómo cambian los datos con el tiempo.

Sería prohibitivo pedirle al usuario de un sistema analítico que especifique todos los detalles de un ascensor. Para minimizar la participación del usuario, la construcción del modelo a menudo implica el uso de heurísticas ("reglas generales"), como, "El ascensor no se usa mucho los fines de semana, por lo que los tiempos de inactividad serán largos". El aprendizaje automático también se puede utilizar para construir el modelo. Por ejemplo, el sistema de diagnóstico puede aprender el diseño del edificio (número y espaciado de descansos, etc.) mientras el ascensor funciona. Se puede utilizar un período de "entrenamiento" para determinar las estadísticas del modelo de un buen ascensor.

Gestión de riesgos

Ninguna máquina, incluidos los ascensores, funcionará perfectamente todo el tiempo. Siempre que el ascensor esté disponible, sea seguro y cómodo, podemos aceptar las imperfecciones. El modelo utilizado para evaluar el rendimiento del ascensor debe tener en cuenta factores como la edad, la tecnología y la criticidad. En otras palabras, el modelo debe gestionar los riesgos de operar el ascensor. Estos riesgos no son consistentes para todas las personas. Existen riesgos obvios para la seguridad del pasajero, pero en su lugar analizaremos los riesgos monetarios para las personas que poseen, operan y mantienen ascensores.

Decisión de modernización

La decisión de modernizar un ascensor y cuándo hacerlo está llena de riesgos monetarios. Hacer demasiado o muy poco puede tener graves consecuencias presupuestarias. La modernización de un ascensor puede costar más de 250,000 dólares en un edificio de oficinas de clase A.[2] Saber cómo se está comportando un ascensor es importante a la hora de decidir entre una reparación (que no afecta el código aplicable al sistema) y una modernización completa que puede estar sujeta a un código más nuevo.

Una aplicación en la que se utilizan análisis para facilitar el proceso de decisión es en una universidad con 200 ascensores de varios tipos y edades. Dado un presupuesto fijo para la modernización, es importante priorizar los ascensores candidatos. Se puede utilizar un sistema de diagnóstico de ascensores portátil para evaluar y comparar el funcionamiento de estos ascensores. Se puede instalar en cada ascensor durante un período de algunos meses, que abarca períodos de diferentes densidades de tráfico.

Varios factores afectan la decisión de modernización. Se debe considerar el uso total del ascensor y su distribución diaria de viajes en relación con los de otros ascensores en un edificio. La figura 2 muestra la distribución de viajes por hora del día. Este elevador se usa principalmente de 7:00 am a 4:00 pm y realiza aproximadamente 350 viajes por día. Se trata de un ascensor de poco uso, pero es el único ascensor del edificio, lo que aumenta su prioridad.

El uso de energía también es una consideración importante en la decisión de modernización. La Figura 3 compara la energía utilizada por cinco ascensores de tracción en un día. Los ascensores 3-5 tienen grupos de motor-generador, que utilizan proporcionalmente más energía cuando están inactivos que cuando están en movimiento.

Hay otros factores que contribuyen a la decisión de modernización, como la antigüedad del ascensor, la disponibilidad de piezas, el tiempo de inactividad y la frecuencia de las reparaciones. Pero, poder comparar el desempeño de diferentes ascensores candidatos reducirá el riesgo monetario de cualquier decisión.

Mantenimiento

Existen riesgos monetarios en el mantenimiento de ascensores tanto para el propietario del edificio como para la empresa de mantenimiento. Ambas partes tienen el mismo objetivo de mantener el ascensor funcionando de manera segura y rentable. Los propietarios de edificios enfrentan el riesgo de perder los ingresos de los inquilinos y los costos de reparación. Las empresas de mantenimiento con contratos de servicio integrales corren el riesgo de costos de servicio innecesarios.

La analítica de ascensores se puede utilizar para reducir el riesgo al ayudar a comprender el comportamiento de un ascensor durante el período de servicio y antes de que se redacte el contrato. El uso de un analizador de rendimiento pequeño y portátil antes de proponer un contrato puede ayudar a la empresa de mantenimiento a comprender en qué se está metiendo. Una vez que el contrato ha comenzado, un analizador de rendimiento remoto (Figura 4) puede proporcionar un historial completo de cada viaje de ascensor.

Saber lo que le sucede a un ascensor antes de una llamada de servicio puede determinar la gravedad de un problema. Esto facilitará la programación de reparaciones, garantizará que se envíe al personal adecuado con las piezas necesarias y minimizará el tiempo de inactividad.

Los análisis de ascensores se utilizan para diagnosticar problemas difíciles. Las fallas rara vez son eventos aislados, que a veces ocurren durante días antes de que se informen. A menudo ocurre que el ascensor se comporta normalmente mientras el técnico está en el lugar. Este fue el caso que se muestra en la Figura 5, donde el ascensor realizó dos viajes de bajada normales (a la izquierda). Luego, estaba haciendo otro viaje hacia abajo, cuando se detuvo abruptamente con una desaceleración de 20 fps2. Luego, el ascensor se reinició por sí mismo y se detuvo abruptamente de nuevo. Después de esto, comenzó a comenzar y detenerse abruptamente cada 7 s. Esto continuó durante 8 min.

Cuando se informó el problema y llegó el técnico, se descubrió que el problema se debía a un sensor que detectaba el estiramiento de las cuerdas. Cada vez que el elevador comenzaba a moverse, estiraba ligeramente las cuerdas, lo que hacía que el sensor activara un interruptor para apagar el elevador. El examen de los datos mostró que el comportamiento ocurrió varias veces en la semana anterior, pero solo cuando el ascensor estaba vacío y estacionado. Si se hubiera establecido el límite de aceleración, el monitor habría alertado a la empresa de mantenimiento cuando comenzó el problema.

Alquiler de construcción

En ninguna parte existe más riesgo monetario que en el alquiler de ascensores para la construcción. Estas máquinas son elevadores de piñón y cremallera (Figura 6) que tienen características que los hacen diferentes a otros elevadores: son operados manualmente y el dueño del elevador no tiene control sobre su operación; están sujetos a cargas pesadas y malas condiciones climáticas; a menudo se encuentran a cientos o miles de millas de la oficina del propietario, lo que hace que las llamadas de mantenimiento sean costosas; y se desmontan y vuelven a montar cuando se trasladan de un trabajo a otro.

La recesión en la industria de la construcción debido a la recesión hizo que la industria del alquiler fuera muy competitiva en precios. Controlar los costos es extremadamente importante, y con las empresas de construcción bajo estrictas restricciones de horario, hubo una mayor presión para reducir el tiempo de inactividad. Estas máquinas siguen siendo ascensores y un sistema de diagnóstico debe responder a la misma pregunta: "¿Está funcionando?" preguntas. La seguridad y la fiabilidad son tan importantes para estos ascensores como para los ascensores de los edificios.

Cómo y cuándo se usa el ascensor afecta la rentabilidad del propietario. Los ascensores de construcción generalmente se alquilan por un número fijo de horas al mes y en ciertos momentos del día. El propietario puede saber si el arrendatario está cumpliendo con el contrato analizando el patrón de uso del ascensor. En este ejemplo, el ascensor se alquiló por 220 horas. por mes y 8 hr. por día. Sin embargo, los datos muestran que el ascensor se utilizó de 9 a 16 horas por día (Figura 7) y por un total mensual de 328 horas (Figura 8).

La forma en que los clientes usan el ascensor afecta los resultados del propietario (uso, desgaste, etc.). Cada vez que un mecánico regresa al sitio de construcción, el propietario del ascensor pierde ganancias. La Figura 9 muestra cómo la suavidad de un ascensor cambió con el tiempo. En ambos gráficos, el operador realizaba viajes únicos entre las aperturas y cierres de la puerta. Cuando se instaló por primera vez, se registró un solo par de aceleración / desaceleración durante estos tiempos. Después de seis meses de uso, el acelerómetro registró múltiples movimientos. En el último caso, el ascensor se sacudía significativamente cuando debería haberse movido suavemente. Esto puede indicar que el elevador necesitaba lubricación, estaba levantando cargas desequilibradas o simplemente se estaba desgastando. La operación continua en tal caso podría resultar en fallas o reparaciones.

¿Funcionará mi ascensor mañana?

El objetivo final de la analítica de ascensores es predecir el comportamiento de un ascensor. Esto tendrá un efecto profundo en el costo y el riesgo asociados con la propiedad de un ascensor. Saber cómo y por qué cambia el rendimiento de un ascensor con el tiempo es el primer paso para reconocer sus patrones de comportamiento.

La creación de un sistema predictivo requiere una cantidad significativa de datos. Además de los datos de uso, se necesita información sobre el mantenimiento y las reparaciones realizadas en el ascensor. Antes de poder predecir las fallas, es necesario tener un historial de cuándo ocurren. También es importante tener información sobre cuánto duran las piezas, cuánto cuesta realizar las reparaciones, etc. La recopilación automática de datos sobre el rendimiento del ascensor es fácil. Obtener la otra información sin dolor es la parte difícil.

Referencias
[1]Wikipedia. “Análisis” (en.wikipedia.org/wiki/Analytics).
[2] Collins, Jeff. “Los detalles ocultos de la modernización”, ELEVATOR WORLD, septiembre de 2014.
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Rich Madarasz y Kathy Mutch

Rich Madarasz y Kathy Mutch

Rich Madarasz es director ejecutivo de Qameleon Technology, que construye sistemas industriales especializados para ayudar al personal técnico a hacer mejor su trabajo. Qameleon ha estado construyendo sistemas de diagnóstico y monitoreo remoto de ascensores durante ocho años.

Kathy Mutch es presidenta y directora de tecnología de Qameleon Technology.

Mundo del ascensor | Diciembre de 2014 Portada

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