韋榮貴

摘 要：近些年來，經(jīng)濟高速發(fā)展，社會不斷進步，而電梯在方便人們的生活、工作等方面發(fā)揮著巨大的作用，但是電梯也經(jīng)常會出現(xiàn)故障，故障的出現(xiàn)影響了人們的正常生活，因此，解決各種電梯故障是我們當下必須高度重視的話題。鑒于此，作者在文中對電梯故障檢測系統(tǒng)設(shè)計進行詳細的分析和全面的探究，希望對有需要的人士提供綿薄之力。

關(guān)鍵詞：電梯故障；檢測系統(tǒng)；設(shè)計

眾所周知，我國的經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)又快又好的態(tài)勢，而當今社會發(fā)展最為火熱的行業(yè)非房地產(chǎn)行業(yè)莫屬，而建筑行業(yè)作為與房地產(chǎn)行業(yè)最為密切的行業(yè)也迎來了不可多得的發(fā)展機遇，我國雖然幅員遼闊、疆域縱橫萬里，但是由于人口基數(shù)較大，所以人均土地資源占有量遠遠低于世界平均水平，為了解決土地資源日益短缺的問題，我國的建筑開發(fā)商和政府更加青睞于高層建筑與超高層建筑的開發(fā)和建設(shè)。很明顯，高層建筑的最大特點是就是高度非同尋常，所以電梯被普遍的應(yīng)用到高層建筑中，以方便人們的上樓和下樓，與此同時，我們也要看到，由于各種原因發(fā)生的電梯故障也越來越多。這不僅影響了電梯的正常運行，嚴重的還會給電梯的使用者帶來巨大的傷害，因此必須加強對電梯故障檢測系統(tǒng)設(shè)計的研究，以不斷提高預測故障、解決故障的水平。

1 電梯系統(tǒng)的組成及故障診斷方法

1.1 電梯系統(tǒng)的組成

現(xiàn)代的電梯系統(tǒng)主要由兩部分組成，即機械部分和電氣控制部分。機械部分又包括轎廂、導向系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)和門系統(tǒng)等。電氣控制部分主要由電梯信號控制部分和電力驅(qū)動部分組成。電梯信號控制系統(tǒng)主要由層站控制器、機房控制器和轎廂控制器等部分組成。電力驅(qū)動部分主要由電動機、控制系統(tǒng)、電梯轎廂及傳動機構(gòu)等組成。

1.2 電梯故障的診斷方法

隨著科學技術(shù)的高速進步，我們可以利用的電梯故障診斷方法與技術(shù)數(shù)不勝數(shù)，其發(fā)展和時代、社會的發(fā)展相一致，從簡單到復雜，從手動到自動化，但是歸根結(jié)底，進行電梯故障的診斷可以從以下兩方面著手，即基于一定數(shù)學模型的診斷方法和非基于模型的診斷方法。

1.2.1 基于一定數(shù)學模型的診斷方法。系統(tǒng)而全面的數(shù)學模型是基于一定的數(shù)學模型這一診斷方法的主要基礎(chǔ)，而現(xiàn)代化的控制理論則是這一模型的指導思想。以下是其診斷原理：首先建立數(shù)學模型，然后對于其輸出值進行估計，隨后比較輸出值和輸出的測量值，接下來對二者產(chǎn)生的殘值進行估計，需要利用一定的參數(shù)模型和空間方程，還需要對殘差進行適當客觀的評價，評價殘差需要利用相關(guān)準則，在此基礎(chǔ)上對電梯的故障信息進行獲取。

1.2.2 非基于模型的診斷方法。和基于一定數(shù)學模型的診斷方法不同，非基于模型的診斷方法有很多的種類，以下是其主要的種類：（1）基于故障模式識別的診斷方法。這種方法屬于靜態(tài)故障診斷方法，模式識別技術(shù)是其基礎(chǔ)。利用這種方法診斷故障的時候主要分為兩個階段，分別是離線分析階段和在線分析階段。前者主要是對表達故障的模式進行確定，并對向量的識別函數(shù)進行確定；而后者首先提取表達故障的向量，然后在對函數(shù)進行判別的基礎(chǔ)上對故障予以定位。（2）基于專家系統(tǒng)的診斷方法。單純從名稱來看，我們便不難發(fā)現(xiàn)這種故障診斷方法是較為先進的，其基于專家系統(tǒng)的診斷方法的主要組成部分是診斷的知識表達、診斷推理以及獲取診斷知識等。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和進步為這種診斷方法的應(yīng)用和普及創(chuàng)造了良好的機會，增強了這種方法的穩(wěn)定性和可靠性。（3）基于故障樹的診斷方法。從本質(zhì)上來說，這種診斷方法屬于是邏輯結(jié)構(gòu)圖，其意思就是通過圖表的形式將電梯使用過程中可能會發(fā)生的故障以及故障出現(xiàn)的原因顯現(xiàn)出來，其優(yōu)點在于可以直觀形象的展現(xiàn)故障的類型、出現(xiàn)的原因，并精準的計算故障的發(fā)生概率、可能造成的損害等情況。

電梯的故障診斷方法不僅僅包括以上幾種，作者只是挑選了最具代表性的進行了闡述，除了上述診斷方法，還包括基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法，需要明確的是，我們對任何一種方法都應(yīng)該一分為二的看待，既看到其優(yōu)點，又要看到其缺點。以基于數(shù)學模型的故障診斷方法為例來說，這種方法的優(yōu)點是具有較強的容錯控制能力，但是其對于所建立的數(shù)學模型的依賴性太強，因為電梯發(fā)生故障的原因和類型是多種多樣的，而這個時候單純的依據(jù)數(shù)學模型有時候是無法找出故障發(fā)生的具體原因。

3 一種基于CAN總線技術(shù)的電梯故障檢測系統(tǒng)設(shè)計研究

CAN網(wǎng)絡(luò)，又稱控制器局域網(wǎng)，其被涵蓋了現(xiàn)場總線技術(shù)的范圍之內(nèi)，是一種可以有效支持實時控制和分布式控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)。CAN技術(shù)即多種優(yōu)勢于一身，正是憑借著這一優(yōu)勢，其在診斷電梯故障方面得到了廣泛的應(yīng)用并受到了青睞。這項技術(shù)的主要組成部分有兩個，即硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。

3.1 硬件設(shè)計部分

檢測單元的設(shè)計和檢測回路的硬件設(shè)計是硬件設(shè)計部分的兩個主要組成部分。（1）檢測單元的設(shè)計。應(yīng)該全面的考慮并仔細的計算設(shè)計回路中的檢測端口，主要目的就是保證被檢回路的電氣特性不受影響。低開通電路光耦方案當前比較常用和實用，在這一方案的利用之下，可以通過微小電流檢測電梯故障。（2）檢測回路的硬件設(shè)計。為了保證電梯故障診斷系統(tǒng)對安全回路進行檢測的要求需要完成檢測回路的硬件設(shè)計，檢測回路的硬件部分以PIC單片機為核心，包括檢測單元、保護單元、CAN通信模塊等設(shè)計。

3.2 軟件設(shè)計部分

檢測安全回路是檢測系統(tǒng)的主要功能，而開關(guān)動作和門鎖開關(guān)是安全回路中的兩個主要開關(guān)，開關(guān)動作表示電梯在使用的過程中發(fā)生了故障，而且一旦觸點粘連，就被表明情況比較危急；斷路和短路是門鎖開關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)的故障。開關(guān)種類的不同決定了軟件設(shè)計也應(yīng)該有所不同，門鎖開關(guān)發(fā)生故障的概率較大，故障也是相當復雜和繁瑣，應(yīng)該將其作為故障檢測的關(guān)鍵點，所以要重點分析這一故障模式。

電梯門在很大程度上影響著電梯的使用，開門關(guān)門的動作一天可能重復成千上萬次，這就決定了其發(fā)生故障的概率較大，加之受到外界因素的影響和制約，所以一旦電梯門出現(xiàn)任何故障，將影響電梯的正常運行，作者查閱了相關(guān)的書面資料之后發(fā)現(xiàn)，在所有的故障類型中，由門引起的故障占絕大多數(shù)。門鎖是組成電梯門系統(tǒng)的元部件中的微不足道的一個，但同時又是十分特殊的一個，其直接連接電梯的主系統(tǒng)，作為主系統(tǒng)和門系統(tǒng)的接口。門鎖發(fā)生故障的概率也較高，主要包括兩種：一是在電氣觸頭閉合的情況下門鎖與鎖鉤的嚙合不好而發(fā)生的掉鎖鉤故障；另外一種是鎖鉤嚙合良好，但是電氣觸頭閉合不好。《TSG-T7001-2009電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅(qū)動電梯》轎廂應(yīng)當在鎖緊元件嚙合不小于7mm時才能啟動，門的鎖緊元件應(yīng)當有一個電氣安全裝置來驗證。在分析門系統(tǒng)故障的基礎(chǔ)上，需要通過以下幾點做好軟件部分：

當有人按下開門的按鈕后，電梯控制系統(tǒng)的主機會發(fā)出相應(yīng)的信號，同時電梯故障檢測裝置的控制器PIC也會接收到這一信號，如果開門信號存在，通常來說都是門鎖在開關(guān)延時后斷開，但是如果延時之后沒有斷開，這個時候就斷定發(fā)生了粘連。同樣的道理，如果關(guān)門信號存在，通常來說都是門應(yīng)當閉合，電梯的安全回路一般都是常閉的，所以這種現(xiàn)象可以成為安全回路不通。如果使用電梯的過程中門鎖斷開，這也表明有故障發(fā)生，可能由于機械原因門沒有閉合，可能控制系統(tǒng)沒有問題比如層門被擋著或者卡阻，這個時候應(yīng)是將故障信息或者信號傳到控制器，從而控制曳引機。

4 結(jié)束語

通過作者在文中的詳細敘述我們會發(fā)現(xiàn)，電梯在運行的過程中發(fā)生故障的現(xiàn)象屢見不鮮并且屢禁不止，對電梯故障檢測系統(tǒng)進行研究分析和完善是保障人民生命健康與財產(chǎn)安全的需要，作者就對電梯故障檢測系統(tǒng)進行了分析，由于篇幅有限，所以不能面面俱到，但是仍然希望通過本人的簡短敘述為讀者提供參考和借鑒。

參考文獻

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