故障診斷技術在電梯檢驗中的應用研究

崔東 姜滔

摘 要：隨著我國建筑行業不斷發展，新建工程多數都是高層建筑，這也增加了電梯的使用頻率，如何保障電梯運行安全、及時排除電梯故障是需要重點考慮的問題?；诖?，本文首先提出故障診斷技術的重要性，分析電梯故障原因，最后探究故障診斷技術在電梯檢驗中的應用。

關鍵詞：故障診斷技術;電梯檢驗;應用;故障

隨著電梯數量不斷增多，電梯安全問題也廣受人們關注。如果在電梯運行中沒有合理展開檢測，則電梯運行故障會大大增加，不僅會對人們正常出行造成影響，甚至會產生安全事故。造成電梯出現故障的因素有很多，如在電梯運行當中如果電梯樓層按鈕頻繁操作造成的按鈕失靈或竄改，從而影響電梯正常使用;電梯開關門中，傳感器故障始終檢測到門口有異物，電梯無法正常關門，導致電梯長時間報警等等。因此，在電梯檢驗中，應合理應用故障診斷技術，提高電梯檢驗的效率性、精準性，改善電梯的使用性能。檢驗人員應熟練掌握故障診斷技術應用流程，提高電梯的檢驗效率，從而更好的維護自身安全和電梯使用安全。

1 故障診斷技術應用的重要性

1.1 提高電梯使用效率

電梯如果在長期運行中沒有展開過維護維修，不僅會增加電梯故障頻率，甚至會破壞電梯的安全系統，降低了電梯運行的穩定性、安全性。因此在電梯檢驗當中，借助不同類型故障診斷技術除了可以提升電梯檢驗效率，還可以大大降低電梯后期運行中的故障幾率，提升了電梯使用效率[1]。再者，在電梯檢驗當中運用故障診斷技術，還能夠快速檢測到電梯故障類型，從而快速開展電梯檢修工作，讓電梯可以盡快的投入到日常應用當中。

1.2 延長電梯使用壽命

故障診斷技術有別于人工檢查方法，人工檢查更多是憑借個人經驗對故障表現進行判定，無法保證檢驗精度，在實際檢修中沒有找出電梯故障的具體原因，導致電梯在后期應用中由于故障診斷不精準影響檢修效率和使用性能。而借助故障診斷技術，可以快速判定電梯故障類型、定位故障點，并通過展示相關數據，電梯檢修人員可以采用更加合理的維修方法，解決電梯故障，延長電梯使用壽命。

2 電梯故障的原因

2.1 使用環境

電梯作為一種大型電氣設備，隨著技術的完善和國家準

入標準的限制，其可靠性也非常強，但對運行環境要求較高，因此會因為環境問題增加故障概率。如轎門周圍垃圾過多關門受阻、電梯控制系統受到電磁影響無法正常升降運行、電梯運行環境潮濕或粉塵過多造成電氣系統短路等。

2.2 元器件損壞

電氣系統中涵蓋了非常多的元器件，不同元器件的使用壽命也存在差異。通過分析電梯故障統計數據，很多故障都是元器件損壞造成的結果。近些年，電梯設備都應用了變頻技術，其可靠性也有所提升，但與雙速電梯一樣，也會出現接觸器觸點變形、電弧損壞等故障問題。此外，廳門觸點、觸板開關等故障也占有很高比例。

2.3 使用與保養方面

如果使用或保養不當，也會增加電梯故障幾率。在電梯

使用中，由于使用者行為不當，如敲擊按鈕、掰撬轎門等，容易造成電機機械受損，導致電梯停止運行。還有很多電梯故障問題是因為檢驗人員沒有掌握電梯潛在故障，沒有合理應用故障診斷技術或在元器件損壞前沒有排除故障。

2.4 電梯設計安裝不合理

電梯設計缺陷是故障出現的根本原因，部分電梯設計不合理造成故障問題頻發，再加上電梯安裝時質量管理不到位，也會增加安全隱患問題。如門導軌垂直度安裝存在偏差，導致電梯門觸點接觸不良;井道基礎不牢固遇到荷載時偏斜嚴重，導致接觸不良等等。

3 電梯故障診斷技術在電梯檢驗中的應用

在科學技術不斷發展下，電梯故障診斷技術種類也不斷增多，在電梯檢驗中均有所應用，其主要表現在：

3.1 故障樹分析法

故障樹分析法是將某一類故障從一個起點逐漸分枝成多個支點，從而找出各個點之間關系的一種分析法，是以即不發生頂級事件為分析目標，以研究頂級事件發生的直接或間接關系為方法，通過“邏輯門”加強各個原因之間的聯系，最后形成一個樹枝狀結構。故障樹可以表達出各個故障事件之間的內在聯系，找出系統故障、單元故障之間的邏輯關系進行定性分析，找出頂級事件發生的最小割級，還可以根據底部事件定量分析頂級事件發生概率。結合電梯的運行機理，電梯故障大體上可以劃分為安全回路故障、指令召喚故障、選向故障、選層故障、運行故障、門故障等，結合不同故障類型建立故障樹模型，結合以往的電梯檢驗經驗羅列分枝，判定故障原因和故障點。

3.2 專家系統診斷方法

該方法是結合專家檢修電梯的經驗，將其故障與方法歸納成一個系統，常見的專家系統表示形式為“IF.... THEN”，通過觀察故障表現找出故障點。主要是由故障規則庫、動態數據庫、推理算法組成。診斷規則庫負責產生故障規則，以“IF...THEN”分析故障;動態數據庫是通過分析故障表現信息、信息推理實現中間界;推理算法是以控制產生的方式對系統整個過程進行診斷[2]。規則故障診斷方法作為一種反演診斷法，其最大的缺陷就是可能出現錯誤結論。專家系統診斷方法通常只能進行單故障診斷，多故障診斷難度較大。專家系統診斷作為智能診斷方法的一種，在電梯檢驗領域還處于初期發展階段，未來還有很大的發展空間。

3.3 多傳感器信息融合技術診斷法

多傳感器信息融合技術可以解決復雜故障的診斷方法，也是電梯故障診斷的一種新途徑，同樣是一種新型故障診斷方案，主要是接住了多傳感器獲取電梯的電壓信息、電流信息、運行溫度信息等參數，對電梯系統展開全方位動態監測，多傳感器可以同時采集不同的信息，并將這些信息加以融合，綜合判斷信息閾值和動態值，大大提升了系統監測水平。

3.4 數據融合多元信息綜合處理技術

該項技術同樣是借助了多傳感器提供電梯運行信息，以多方采集信息提升傳感器采集信息精度。數據融合結構模型可以分為多個種類，如今國內外電梯故障診斷數據融合都是以融合層次進行劃分，大體上可以分為三個不同層次的融合，包括數據層、特征層、決策層。數據層作為數據信息的最底層融合，最明顯的特征是可以提供大量電梯運行細節信息，但是數據層獲取數據量非常大，因此處理代價更高，缺乏實時性;特征層融合是將傳感器原始信息進行提取，將所獲取的信息壓縮，融合結果可作為決策層的信息分析;決策層是高等級融合，通信量最小，具有較強的抗干擾能力，無需過多的傳感器，魯棒性、容錯性較好，決策層融合最診斷的故障結果可以直接用作電梯檢修依據[3]。

3.5 CAN總線故障診斷

計算機網絡技術的發展，讓傳統的串口通訊技術逐漸被CAN總線技術所取代。CAN總線技術故障診斷技術是以CAN總線技術為電梯檢驗開發的診斷技術，將電梯分布式控制的一部分與CAN總線連接，實現安全回路故障檢測。整個CAN總線故障診斷技術包括檢測單元、處理器、CAN通信、保護單元設計等[4]。

在檢測單元設計方面，為了保證被檢測回路電氣穩定性，要對設計電路中檢測端口展開精準計算，確?？紤]周全。借助底開通電流光耦方案以最小的電流實現檢測。在檢測電路硬件設計中，為了保證安全回路檢測精度，設計中應使用專門定制的一套dsPIC單片機作為核心，負責電路檢測工作。

4 結束語

綜上所述，隨著科學技術不斷發展，電梯故障診斷技術也更加先進，雖然電梯故障診斷技術在多方面取得了進步，但理論與實踐依然存在著一定差距。未來，還會有更多的理論引入到故障診斷領域當中，如agent故障診斷、向量機、核方法等診斷技術，診斷系統集成度會進一步提升，多個診斷方法融合實現全方位診斷，進一步提升診斷精度和效率。

參考文獻：

[1]徐勝軍.故障診斷技術在電梯檢驗中的應用[J].中國特種設備安全，2019 （11）：62-64.

[2]方馨悅.基于故障樹的電梯故障診斷專家系統設計[J].百科論壇電子雜志，2019（03）：77-78.

[3]趙飛.電梯電氣控制系統故障診斷研究[J].機電工程技術，2020（02）：566-567.

[4]王鵬.神經網絡技術在電梯變頻器故障診斷中的應用[J].中國電梯，2014（03）：88-90.