浅析电梯故障检测的相关探讨

Abstract: since the reform and opening in China. Science and technology rapid development and people's living standard is increasing day by day, the city modernization is developing rapidly, and the masses in elevator demand also will also increase, virtually increased staff elevator maintenance, operation of the difficulty and the workload, practice will have higher and better fault inspection and the solution, this paper focused on increasing the elevator is discussed.

Keywords: elevator fault detection; Control system maintenance; Mechanical system checks

改革开放30年我国经济的飞速发展，各地城市化进程在迅速建设，更多的高层建筑拔地而起，电梯作为高层建筑的必需品，已逐步成为人们生活中必不可少的工具，电梯发挥着十分重要的作用。电梯是机电一体化的特殊设备，运行中发生的故障要比汽车发生问题严重的多，电梯事故以危害到人们的生命安全。在发生故障时，如维修人员没能及时、准确的发现故障产生的原因，不仅会使电梯用户不能正常使用，还有可能致使人被关在电梯内，造成人身损害。因此对电梯故障快速维修、及时、有效、准确地解决故障的能力，就成了一个十分重要的问题。

一、电梯的运行原理，系统结构分析。

在市场上销售或常见的电梯种类很多，虽结构各有不同，但是运行的道理都使一样的，它们之间有很大的共性存在，都是由三个部分分别组成：一是机械系统是由电梯的骨架构成;二是电气系统，其主要工作原理是拖动和控制，保障电梯正常运行;三是安全保护系统，保证系统之间相互控制，因而保证电梯正常安全的运行。

(一)、电梯的机械系统方面。

我们所熟知的电梯机械系统，也就是电梯的骨架，保证电梯运行过程中起着非常重要的作用，但是电梯机械又是由以下几个方面够成，依次是导向系统部分、曳引系统部分、门系统部分以及重量平衡系统部分。下面我们主要阐述、分析门系统和曳引系统。

1、我们所说的曳引系统，就是向设备输出动力以及传递动力的组件，也就是使电梯能上升、下降，并正常工作的装置。主要是绳头的均衡装置、曳引机、曳引钢丝绳、复绕轮以及导向轮等组成。这样论述我们就直观的了解到，曳引机就是起着提供动力来源的作用。

2、所谓电梯门结构就是由轿门以及层门组成的，也就是说电梯门系统是由门机系统、控制器、厅门以及轿门等安全装置组成构件。但是门系统开关信号还是要靠控制器接受完成，例如发出开门的信号，受控制门会正转运行，反向操作就会反转，然后通过门的联动机构来带动轿门正常运动，厅门就会和轿门一起开启;当门到达限位点的时候，电机停止工作，电梯门就开启完成。

(二)、电梯的电气控制系统方面。

电梯的电气系统主要是由电力驱动，以及电梯信号控制两个部分够成。电梯的电气系统工作原理。是根据操作人员的意愿对电梯发出启动、运行、停止、开门、关门等工作命令。

1、电梯的电力驱动系统，主要由四个部分够成，依次为控制系统、传动机构、电梯轿厢等部分以及电动机组成。其中电力驱动系统是依照调速方式具体分为：交流变压调速系统部分、交流变极调速系统部分还有变频变压调速系统部分组成。

2、现在的电梯信号控制系统主要是由：继电器逻辑型和微机控制型两种型号，我们最常用的是微机控制，它是用来采用CAN的技术来作为传递电梯指令信号的通信方法。

3、安全保护系统方面，电梯安全保护系统由多种电梯安全保护装置组合而成：超速保护装置—限速器、安全钳;超越行程的保护装置—强迫减速开关、终端限位开关;冲顶(蹲底)保护装置——缓冲器;门安全保护装置—层门门锁与轿门电气联锁及门防夹人的装置;轿厢超载保护装置及各种装置的状态检测保护装置;供电系统保护、电机过载、过流等装置及报警装置等。

二、常见电梯系统故障的成因。

随着科学技术的飞速进步和发展，加上地区的差异原因，因而电梯种类非常多，但是他们的故障特点综合起来有以下几点：

1、故障问题的复杂性。是电梯的控制系统中间的互相传递和配合，诱发是故障的原因，故障前的征兆十分复杂，也有可能是一种征兆多种故障可能，原因也不尽相同。但是征兆和原因之间的不确定关联，造成电梯故障诊断有非常大的复杂性和不确定性。

2、故障问题的层次性。众所周知电梯是由很多系统部件组合而成的，例如机械系统、电气控制系统等，但是组成系统中间也是有层次的，从而造成电梯故障复杂，且具有层次性。因此故障之间或者是由系统层次间的关联，如低层次故障会引起高层次故障，但是层次低的故障必定会诱发高层次故障的发生。因此这种低层次引发高层次故障，也就被定性为故障的层次性。

3、电梯故障的相关性。电梯事故的发生都有互相的关联性，因此电梯控制系统故障也在内，如果电梯控制系统中间的某个层次诱发生故障后，必然会引起和它相关的部件发生故障，必定会引起该部件很多功能发生故障，最后导致同一层发生新的故障问题，也不称之为同层次多故障并存的情况。对于这种情况也可称作电梯故障的横向性发展。

4、电梯故障的不确定性。实际中电梯控制系统故障的诊断，存在着一个重要的特点，那就是故障判断的不确定性。也就是电梯控制系统中有非常多的技术参数设置，都有可能发生一个参数设置的错误，致使电梯故障产生不确定性，这就是电梯故障诊断的不确定性。

三、诊断电梯故障的方法。

诊断电梯故障的方法是经历了从简单到精准的诊断过程、从人工到智能的诊断过程、从单机诊断到网络诊断的过程，如果要具体分类的话，就要概括为：基于数学模型以及基于非模型两种诊断方法，在此我们就以上两种情况进行阐述。

(一)、基于系统数学模型的故障诊断方法

作为电梯设计中的系统数学模型，用以诊断故障的方法是以数学模型为依据，并以现代优化方法以及现代控制理论为指导，结合等价空问方程、参数模型、观测器的识别以及数据产生的误差，再以故障判定的准则对误差进行分析以及相关的判定。实际情况只要使用观测器判断系统的输出值参数，再跟输出值比较，来获取故障信息的准确位置。

(二)、基于非模型的故障诊断方法。

伴随着科技的飞速发展，电梯故障的诊断方法不断完备和先进，重点是非模型这方面，以下着重阐述基于非模型的故障诊断方法：

1、以诊断专家系统的方法进行诊断。所谓的诊断专家系统的故障诊断，主要是以诊断知识系统的总结论述、诊断、推理的方法、诊断推理不确定性和诊断结果数据的获取。

2、诊断故障模式鉴别的诊断方法。诊断故障模式识别是以故障诊断的模式识别为准，并以选取及提取模式特征为依据，整合离线分析以及在线分析的全过程，以此获得特征向量集和故障基准模式集，而后确定判别函数，并以在线诊断提取故障时所需特征的向量为标准，结合给定的判别函数，来判定故障分离定位。

3.电梯的故障树诊断方法。电梯的故障树故障诊断是以系统以及设备特定成因、不希望成因、各个部分的子系统和各部件故障，组成的故障逻辑结构图，通过逻辑结构图，进行分析系统故障的原因，在由整体到部分依树的形状，进行详细的划分判定，具体的说就是图形演绎法，简单的解释就是把系统故障，以及系统故障的各种成因制成图集，使之直观的反应故障点、系统以及元部件和故障之间的联系，依次给予定性、定量，用以计算故障的概率和程度。

4、采用人工神经网络诊断办法。

人工神经网络的故障诊断技术,主要通过对故障信息和诊断经验的训练学习,操作分布在网络内部的连接权值，使之表达所学习的故障诊断知识,具体的将它有对故障模式的联想记忆、模式匹配和相似归纳能力,实现故障与征兆之间复杂的非线性映射关系。

所谓的人工神经网络故障诊断是很容易操作的故障诊断方法，具有下面的优点：第一是原则上可以容错;第二是结构合理;第三是有联想空间、推测准则以及易记忆的优点;第四是能适应和学习的功能;第五是能够自行处理复杂的问题。以上的优点故障诊断中有很大的优势和作用。

四、总结

作为现代高层建筑的必要交通工具“电梯”，已经在我们的日常生活和社会的发展中起到了非常重要的作用，它也成了我们生活的重要组成部分，关系到我们的生命和财产安全，电梯作为特种设备，国家对它的质量和安全提供有效的安全保证，在实际工作中这也是我们的职责和判定电梯故障的方法。

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