□ 蔣守祥 江蘇省特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院無錫分院

電梯系統(tǒng)檢測及故障診斷研究

□ 蔣守祥 江蘇省特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院無錫分院

［導讀］ 電梯是現(xiàn)代生活中重要的運輸裝備，隨著社會現(xiàn)代化程度的日益提高，其應用范圍也越來越廣，尤其在高層建筑中更是必不可少。從安全性角度出發(fā)，電梯作為一個封閉狹小的空間，缺少解決突發(fā)性事件的靈活機制，因此對系統(tǒng)檢測和故障診斷做出了更嚴格的要求。本文以下結合特種設備檢測的技術要求，對電梯系統(tǒng)檢測和故障診斷做出評估。

狹義概念中的電梯指的是高層建筑中垂直上下運輸?shù)慕煌üぞ撸且环N用途廣泛的特種設備，不僅要求在乘坐中具有舒適性、便捷性、高效性，更要求其具有較高的安全性、穩(wěn)定性。尤其近年來，我國頻頻發(fā)生電梯傷人事故，國家發(fā)布了一系列針對電梯系統(tǒng)檢測和故障診斷的標準要求，因此，不論是對于生產企業(yè)還是業(yè)主而言，都應該具有電梯安全運行意識。

一、電梯系統(tǒng)的故障特點

（一）復雜性

交流變頻調速電梯出現(xiàn)故障時的一個主要特點就是復雜性，這主要是因為組成電梯控制系統(tǒng)的各個部分之間是相互聯(lián)系和耦合的，那么發(fā)生故障原因彼此之間的關系就會變得十分復雜，也就是 說即使是同一種事故的發(fā)生，原因也很多。正是由于征兆和原因之 間的這種不確定的關系，也導致了在檢測和診斷電梯故障時是十分困難的。

（二）相關性

當電梯控制系統(tǒng)某一個層次的某一個元素出現(xiàn)了故障時，那么與這一元素相關的其他因素肯定也會隨之發(fā)生變化，那么這一層次 就可能會產生別的故障。可見，在系統(tǒng)的同一個層次中，可能是存在 著多個故障的，并且某一個原發(fā)故障肯定也存在著多條傳播途徑， 那么就會出現(xiàn)多個故障并存的現(xiàn)象，這就是所謂的電梯系統(tǒng)故障的 相關性。因此，在電梯系統(tǒng)的故障檢測和診斷工作中，我們應高度重 視多故障診斷這一問題，其主要體現(xiàn)就是相互信號輸入線接錯的情況。

（三）不確定性

在電梯控制系統(tǒng)的故障檢測工作中，不確定性也是一個重點特點，對電梯控制系統(tǒng)的控制器往往都要設置很多的參數(shù)，而只要對其中的一個參數(shù)設置錯誤了，那么就可能會導致不確定的故障，這 就是所謂的電梯系統(tǒng)故障不確定的特點。

二、電梯系統(tǒng)檢測及故障診斷技術現(xiàn)狀

（一）系統(tǒng)檢測技術現(xiàn)狀

值得注意的是，電梯系統(tǒng)檢測技術并不能起到維護的功能，特別是我國實行每年定期檢測，只能排除一小部分故障，服役電梯的具體情況每天都在變化；就國內而言，用于電梯系統(tǒng)檢測的技術主要有兩種，分別是遠程監(jiān)控系統(tǒng)和動態(tài)性能監(jiān)測系統(tǒng)。

第一，遠程監(jiān)控系統(tǒng)。遠程監(jiān)控系統(tǒng)是存在于電梯控制系統(tǒng)內部的信息采集分支，通過傳感器、攝像頭等來收集電梯運行數(shù)據(jù)，經過控制中心的分析做出進一步指示。隨著科學技術的發(fā)展，尤其是智能技術的發(fā)展，遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以自動讀取電梯控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并通過微處理器分析判斷，來完成是否開啟故障警報以及是否進行安全防范等操作。

第二，動態(tài)性能檢測系統(tǒng)。電梯系統(tǒng)的運行周期較長、使用頻繁，在制動系統(tǒng)連續(xù)運轉的過程中，電梯動態(tài)性表現(xiàn)出滿負荷的狀態(tài)；實時速度、加速度、自由落體速度等都是需要考慮檢測要素。國內較大的電梯公司中，對動態(tài)性能檢測系統(tǒng)的依賴程度較高，主要有電梯專項性能測試設備和電梯性能跟蹤測試設備兩類。

（二）故障診斷技術現(xiàn)狀

廣義地電梯故障判斷技術包括一切發(fā)現(xiàn)電梯故障的方式，按照國際上較為流行的故障判斷理論，則劃分為以下三類。

第一，基于解析模型的故障診斷技術。顧名思義，首先要根據(jù)故障診斷的對象來構建模型，被診斷的對象是較為固定的，這一種方法比較適合大型電梯的系列產品，特別是一些具有針對性、獨創(chuàng)性的技術。通過解析對象模塊，可以獲得標準電梯設備的系統(tǒng)參數(shù)差異，并對差異進行進一步分析，最終得到故障的所在。

第二，基于信號處理的故障診斷技術。電梯是一種構造復雜的機電設備，有很多不同的模塊組成，雖然這些模塊在功能、構成等方面存在很大差距，但在信號利用方面卻大同小異，無論是函數(shù)、頻譜等，都能夠很快地基于信號警報進行診斷，因此也被視為一種傳統(tǒng)的故障診斷技術。

第三，基于知識故障的診斷技術。這一方法中所指的知識主要是專業(yè)領域的判斷知識，避免了對數(shù)學模型和復雜設備的依賴。目前國外很多大型電梯公司都策培訓了自己的電梯維修團隊，對于故障的判斷更多地通過實地考察來獲知，維修人員的經驗比例所占較大。

三、電梯故障分析及檢測系統(tǒng)設計

根據(jù)使用場合的不同，電梯的結構也表現(xiàn)出不同的變化，如平移式、斜坡式和垂直式。但從完成運輸功能的角度分析，電梯在構成上幾乎都是一致的，包括機械、電氣和安全裝置三大部分。其中，機械部分指的是構成電梯的材料，如骨架；電氣部分則是動力部分，完成拖動和控制功能；而安全裝置則是以前兩部分為基礎，實現(xiàn)完整統(tǒng)一的結合。

電梯故障分析和檢測是另外分離的系統(tǒng)，在不同時期表現(xiàn)出不同的特點，結合當前計算機技術和網絡技術的廣泛應用，CAN總線技術被廣泛地應用，以下結合這一技術進行探討。

（一）分析及檢測系統(tǒng)硬件部分設計

根據(jù)一般系統(tǒng)設備檢測的原理，檢測單元設計要相對獨立，減少彼此的影響。電梯故障分析和檢測系統(tǒng)中為了避免影響回路干擾，可以采用低開通電流的光耦方案。最簡單的做法是，將樓梯層控制、終止控制、呼叫控制、stop控制等采取微電（）（接上頁）子設備連接，電阻與對應的開關并聯(lián)之后，再串聯(lián)介入CAN總線。

（二）分析及檢測系統(tǒng)軟件部分設計

軟件設計是對電梯故障分析和檢測的判斷部分，根據(jù)軟件設計的規(guī)律，應該針對重點故障部分展開詳細設計。數(shù)據(jù)顯示，電梯門作為故障的主要來源，約占所有故障的70%-80%，并且其開關動作頻繁，容易受到外界的干擾，因此有必要針對門鎖的軟件部分加強魯棒性改善。結合安全回路的原理，開關功能中有兩種類型：其一為開關動作，當發(fā)生觸電連接的時候表示運行出現(xiàn)故障，其二是門鎖開關，主要故障為短路、短路。根據(jù)這一特點展開軟件設計，滿足識別、警報和控制功能，并圍繞著這一故障進行周邊檢測，可以達到事半功倍的效果。

四、結束語

隨著我國經濟發(fā)展和城市化水平提高，電梯運用的范圍越來越廣，在各類建筑中發(fā)揮著重要的運輸功能。電梯故障同樣也是影響人們日常生產生活的重要因素，針對電梯故障進行系統(tǒng)檢測和診斷，不僅有利于提高效率，同時也可以避免安全事故的發(fā)生，具有重要的現(xiàn)實意義。

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