淺談電梯故障中的原因分析及診斷方法

1、淺談電梯故障中的原因分析及診斷方法    摘要：本文分析了電梯運(yùn)行中發(fā)生故障的主要原因以及表現(xiàn)形式；依據(jù)筆者實(shí)際經(jīng)歷總結(jié)了日常工作中常用的幾種電梯故障診斷方法，不僅闡述各種方法、特點(diǎn)和操作過程，僅供同行參考。 關(guān)鍵詞：電梯；故障；原因分析；診斷方法 中圖分類號(hào)：TU857文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1電梯出現(xiàn)故障的原因分析 11使用環(huán)境 電梯雖然是一種安全可靠性很強(qiáng)的升降設(shè)備，但對(duì)工作環(huán)境要求很高，電梯環(huán)境不好很容易造成電梯故障。例如，電梯廳門、轎門門槽垃圾較多致使廳、轎門運(yùn)行受阻時(shí)，會(huì)使電梯不能正常運(yùn)行；過多的粉塵一旦受潮會(huì)使電梯電路短路；潮濕、腐蝕

2、性的環(huán)境會(huì)引起電梯發(fā)生多種故障等。 12元器件損壞 電梯的控制系統(tǒng)由眾多元器件組成，各種元器件的使用壽命也有較大的不同。從電梯故障發(fā)生的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，元器件損壞是電梯故障的主要原因之一。近年來，電梯大都采用變頻變壓技術(shù)，提高了其可靠性。但同雙速電梯一樣，其主接觸器觸點(diǎn)變形、電弧損壞也并不少見。此外，廳門觸點(diǎn)、行程開關(guān)、門安全觸板開關(guān)、轎門觸點(diǎn)開關(guān)的損壞也占同類故障的較大比例。 13使用和保養(yǎng)不當(dāng) 電梯使用和保養(yǎng)不當(dāng)會(huì)造成多種故障。日常電梯使用過程中，使用者的不當(dāng)行為主要表現(xiàn)在對(duì)電梯操作按鈕的敲擊、阻擋、掰撬等，這些行為的直接后果是機(jī)械損壞，從而造成停梯。 還有很多電梯故障是由于電梯的維修人員未

3、能及時(shí)了解電梯潛在的問題引起的。管理者要及時(shí)維護(hù)電梯并對(duì)電梯的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，從而在元器件失效前排除故障隱患。 2電梯故障的診斷方法 電梯故障診斷的發(fā)展經(jīng)歷了從簡易到精密診斷，從一般到智能診斷，從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)診斷等過程。綜合起來可以概括為基于數(shù)學(xué)模型和基于非模型的診斷方法。目前在理論探討以及實(shí)際工作中，較為常見的電梯故障診斷方法主要有以下幾種。 21故障樹分析法 故障樹分析法以系統(tǒng)最不希望發(fā)生的頂事件為分析目標(biāo)，研究分析造成頂事件發(fā)生的各種直接和間接原因，并用“邏輯門”將各個(gè)原因相聯(lián)系，建立起一棵倒立的樹形結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)清晰的故障樹可表達(dá)故障事件的內(nèi)在聯(lián)系，并指出單元故障與系統(tǒng)故障之間的邏輯聯(lián)系。

4、對(duì)故障樹進(jìn)行定性分析，可尋求頂事件發(fā)生的最小割集，還可由基本事件，即底事件的發(fā)生概率來定量評(píng)價(jià)頂事件發(fā)生的概率。 依據(jù)電梯的運(yùn)行機(jī)理，電梯故障大體分為安全回路系統(tǒng)故障、指令召喚系統(tǒng)故障、選向系統(tǒng)故障、選層系統(tǒng)故障、運(yùn)行系統(tǒng)故障、門系統(tǒng)故障和樓層系統(tǒng)故障7類。根據(jù)電梯的各類故障，分別建立其故障樹模型。 22基于專家系統(tǒng)的診斷方法 該方法是根據(jù)專家以往的經(jīng)驗(yàn)，將其歸納成規(guī)則，通常以“IFTHEN”形式表示對(duì)被診斷系統(tǒng)所觀察到的癥狀與可能故障之間的關(guān)系。主要由診斷規(guī)則庫、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫和推理算法組成。診斷規(guī)則庫是產(chǎn)生式規(guī)則的集合，規(guī)則的形式為“IFTHEN”。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫用以存放所診斷問題的已知癥狀信息和

5、推理過程的中間解。推理算法用以控制產(chǎn)生式診斷系統(tǒng)的整個(gè)過程。基于規(guī)則的故障診斷方法屬于反演診斷，它的缺點(diǎn)是可能會(huì)出錯(cuò)誤的結(jié)論。因此基于專家系統(tǒng)的診斷方法通常只能診斷單個(gè)故障，在診斷多重故障時(shí)難度較大。 23故障模式識(shí)別的診斷方法 故障模式識(shí)別的故障診斷是以模式識(shí)別為基礎(chǔ)，以選取和提取模式的特征量為關(guān)鍵，綜合離線分析和在線分析過程，從而得到特征向量集以及故障的基準(zhǔn)模式集，然后給定判別函數(shù)，在線診斷提取故障所需的特征向量，再由給定的判別函數(shù)對(duì)故障分離定位。 24多傳感器信息融合技術(shù)診斷方法 多傳感器信息融合技術(shù)為解決復(fù)雜系統(tǒng)故障診斷的不確定性問題提供了新的途徑，其應(yīng)用于故障診斷領(lǐng)域才剛剛起步。它充

6、分利用了多傳感器采集電壓、電流、速度、溫度等參數(shù)對(duì)電梯系統(tǒng)進(jìn)行多方位動(dòng)態(tài)監(jiān)測，融合了多傳感器輸出的不同信息，強(qiáng)調(diào)了各種參量信息的綜合判斷，使系統(tǒng)的監(jiān)測水平大大提高。 25數(shù)據(jù)融合多元信息綜合處理技術(shù) 數(shù)據(jù)融合多元信息綜合處理技術(shù)是充分利用多種傳感器提供的信息，提高檢測系統(tǒng)的精度。數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)模型分類方法有多種。目前國內(nèi)外電梯故障監(jiān)測及診斷的數(shù)據(jù)融合應(yīng)用是以信息融合的層次來劃分的，它包含3個(gè)不同層次的融合，即數(shù)據(jù)層(又稱像素層)、特征層、決策層的融合。數(shù)據(jù)層融合是信息最底層的融合，其突出特點(diǎn)是可提供大量現(xiàn)場細(xì)節(jié)信息，但是由于數(shù)據(jù)層信息量大，處理的代價(jià)較高且實(shí)時(shí)性差。 26基于CAN總線技術(shù)的故障

7、診斷方法 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用CAN總線通訊取代通常的串口通訊使電梯的分布式控制成為了可能?；贑AN總線技術(shù)的故障診斷方法就是基于采用CAN總線的電梯開發(fā)的，作為電梯分布式控制的一部分并接到CAN總線上，來完成對(duì)安全回路開關(guān)故障的檢測。其中包括檢測單元、處理器、CAN通信、保護(hù)單元等的設(shè)計(jì)。 (1)檢測單元設(shè)計(jì)。為了滿足不影響被檢測回路的電氣特性，必須對(duì)所設(shè)計(jì)的電路中檢測端口進(jìn)行周密的計(jì)算以及全面的考慮。通過采用低開通電流的光耦的方案來實(shí)現(xiàn)取微小電流進(jìn)行檢測的目的。 (2)完成檢測電路全部的硬件設(shè)計(jì)。為滿足系統(tǒng)對(duì)安全回路的檢測要求設(shè)計(jì)了一套以dsPIC單片機(jī)為核心的檢測電路，

8、其中包括檢測單元、處理器接口、CAN通信模塊、保護(hù)單元、輸入接口、電源電路等的設(shè)計(jì)。 27基于Multi-agent分布式電梯故障診斷系統(tǒng) 基于Multiagent分布式電梯故障診斷系統(tǒng)由若干個(gè)現(xiàn)場智能體和一個(gè)管理中心智能體組成。每個(gè)現(xiàn)場智能體由若干個(gè)具有Agent特征的模塊組成，包括數(shù)據(jù)采集Agent、監(jiān)控Agent、知識(shí)管理Agent、通信Agent以及管理協(xié)調(diào)Agent，這些Agent構(gòu)成一個(gè)Agent基組織，各個(gè)現(xiàn)場智能體由網(wǎng)絡(luò)相互連通。通過此網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)現(xiàn)場智能體可相互學(xué)習(xí)、相互協(xié)作，協(xié)同完成電梯故障的智能診斷。根據(jù)故障的等級(jí)和復(fù)雜程度，有以下4種故障診斷方法。 (1)獨(dú)立診斷。當(dāng)電梯

9、發(fā)生故障時(shí)，現(xiàn)場智能體根據(jù)故障征兆，能夠獨(dú)立地根據(jù)自身的知識(shí)庫進(jìn)行診斷，發(fā)出維修提示信息并能迅速提供最有可能的故障點(diǎn)，使維修人員迅速檢測和排除故障。 (2)協(xié)作診斷。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障征兆不能準(zhǔn)確預(yù)測故障點(diǎn)的情況下，現(xiàn)場智能體除其自身進(jìn)行診斷的同時(shí)，還可以由其協(xié)調(diào)Agent通過通信網(wǎng)絡(luò)向其它所有的現(xiàn)場智能體發(fā)出協(xié)作診斷邀請(qǐng)，找出最可能的故障點(diǎn)并得出維修方案。 3電梯故障診斷方法的展望 近年來由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理、人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能故障診斷方法得到廣泛的研究。目前故障診斷研究主要集中在以下幾個(gè)方面： (1)；一些新的理論引入故障診斷之中，如支持向量機(jī)、基于Agent故障診斷、基于核方法的故障診斷等。 (