高速電梯運行特征與急停故障的分層關(guān)聯(lián)分析目錄TOC\o"1-3"\h\u32535高速電梯運行特征與急停故障的分層關(guān)聯(lián)分析 1173221.1引言 152801.2高速電梯急停故障及其成因 188001.1.1高速電梯急停故障概述 284901.1.2電梯急停故障產(chǎn)生原因 2283781.3高速電橫運行特征大數(shù)據(jù) 484601.3.1高速電梯運行特征大數(shù)據(jù)選取 431701.3.2高速電梯運行特征大數(shù)據(jù)采集 6分析了高速電梯急停故棒成因和高速電梯運行特征大數(shù)據(jù)，通過采集高速電梯運行特征參數(shù)，構(gòu)建了高速電梯急停故障原因的層次結(jié)構(gòu)模型，實現(xiàn)了基于分層映射的高速電梯運行特征參數(shù)與急停故障原因的關(guān)聯(lián)陜射。1.1引言高速電梯的常見故棒有平層不準(zhǔn)確、運行時急停、運行時強烈震蕩、轎口不能關(guān)閉、轎口關(guān)閉后不走梯、起動就停、驕廂蹲底、轎廂沖頂、到站不停等。其中運行時急停是高速電精中最常見故障之一。高速電梯發(fā)生急停故障時，轎廂會在沒有經(jīng)過勻減速過程而緊急停止，很容易對乘客造成為、理恐謊甚至是人身傷害。如果能夠?qū)Ξa(chǎn)生急停故障的成因詳細(xì)分析，在急停發(fā)生時能迅速的判斷出急停的原因，則對急停電精的快速修復(fù)、避免二次傷害大有禪溢。本章從安全回路、鎖回路斷開等角度詳細(xì)分析了高速電橫急停故障的原因，建立了高速電梯急停故障原因的層次結(jié)構(gòu)。分析了高速電構(gòu)運行特征大數(shù)據(jù)，采用傳感器采集了高速電梯運行特征大數(shù)據(jù)并傳輸?shù)竭h(yuǎn)程故障診斷中瓜。從整機、部件、零件王個層次建立了高速電梯運行特征參數(shù)與急停故障原因的關(guān)聯(lián)映射。1.2高速電梯急停故障及其成因1.1.1高速電梯急停故障概述高速電梯在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、控制方式上比普通電梯復(fù)雜得多，一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，就可能會引發(fā)整機故障。在高速電精的各類故障中，急停是非常常見的一種故障。急停故障是在運行時突然發(fā)生的沒有經(jīng)過勻減速過程而停止的故障。高速電梯發(fā)生急停時，由于速度突變?yōu)榱?，轎廂運行突然停止，轎廂的位置、速度及加速度均會發(fā)生變化。其中，位置變化的特征是轎廂停在了非口區(qū)，速度和加速度變化的特征是方向不斷改變而大小迅速衰減。高速電梯在運行時速度比通電梯高很多，目前速度最高的是安裝于上海中成大廈的王菱電梯，速度0.5米／秒。高速運行的電構(gòu)如果發(fā)生急停，速度和加速度的大小和方向急劇變化，豎直方向加速度最大值甚至可達(dá)到額定值的１０倍Ｗ上。這通常會引起轎廂的劇烈震動和噪聲的明顯變大。因此很容易形成乘客驚懼及其他風(fēng)險事端。1.1.2電梯急停故障產(chǎn)生原因通常曳引高速電梯急停的主要原因是安全回路斷開和口聯(lián)鎖回路不通。安全回路和口聯(lián)鎖回路任何一個不通都會導(dǎo)致高速電梯控制部件自動執(zhí)行安全保護，從而引發(fā)鳥速電橫急停。高速電梯的安全回路是連接所有安全裝置的開關(guān)構(gòu)成的電路回路。安全裝置的開關(guān)主要包括限速器開關(guān)、主接觸開關(guān)、強制停車開關(guān)、超載保護開關(guān)。只有在所有安全開關(guān)都閉合時，高速電梯才能運行。任一開關(guān)斷開都會引起繼電器失電，安全回路斷開，電梯停駛。安全回路的每個開關(guān)是否接通表示著相對應(yīng)的安全部件是否正常。安全回路工作原理如圖1.1所示，其中X為輸入電壓，Ki為限速器開關(guān)，K2為超載保護開關(guān)，K3為主接觸開關(guān)，K4為麗制停車開關(guān)。安全回路的運行原理如下：在高速電梯正常運行時，安全回路接通，Y1、Y2是有通過。巧當(dāng)強制停車時，Ｋ４斷開，Y2無電流流過。當(dāng)高速電梯趙速時，限速器動作，暇速器開關(guān)斷開，Yi無電流通過轎廂超重時，超載保護開關(guān)斷開，Yi無電流通過。通過上述分析可知高速電梯超載、超速、鋼絲繩斷引發(fā)趙速、主機斷電都引起安全回路的斷開。因此，高速電梯發(fā)生急停故障的原因有：速度過大引起限速器、安全錯等超速保護裝置動作，載重過大引發(fā)超載保護裝置動作，鋼絲繩斷，主機電流過大引發(fā)保險絲路斷等原因引起的安全回路斷開｜＾及口聯(lián)鎖回路不通。為了解高速電梯急停故障與各零部件及電氣系統(tǒng)的關(guān)系，對這些原因進一步分析如下：(1)高速電梯載重過大當(dāng)轎廂載重相比額定載荷過大時，安裝在轎頂、轎底、或機房中的超載保護裝置動作，轎廂停止運行。目前常用的超載保護裝置是基于電阻應(yīng)變片設(shè)計而成的，它的工作原理是當(dāng)電阻應(yīng)變傳感器受重力作用時，輸出與重力線性相關(guān)的電壓信號，經(jīng)放大器放大后輸入到Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中即可獲得轎廂載重值。當(dāng)?shù)玫降姆Q重值超過額定值時，切斷供電回路，使高速電梯不能運行。高速電梯稱重值過大可Ｗ分為Ｗ下兩種情況：轎廂實際載重超過額定值稱重裝置的量程不準(zhǔn)。轎廂實際載重小于額定值，但因為稱重裝置故障，得到的稱重值虛高，超過額定值。（２）高速電梯速度過大高速電梯的超速保護裝置由限速器、安全甜組成。當(dāng)電梯速度達(dá)到額定值的115％時，限速器動作，曳引繩被卡住從而引起安全回路斷開。制動器故障、絲繩打滑、曳引機故障都會引起高速電梯超速。制動器方面的問題制動器故障會引起高速電梯超速，限速器和安全錯動作，高速電梯急停。制動器的主要故障及原因如表1.1所示。從表1.2中可看出，高速電梯制動器的故障可通過閥瓦間隙信號來反映，在制動器的鬧巧上安裝一個高精度電巧流位移傳感器采集間巧間隙信號，經(jīng)放大器放大輸入到多通道A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C處理即可用于制動器故障的診斷。1.1制動器主要故障及原因編號故障名故障原因1制動磨損制動彈簧緊2制動不順暢部分不潤滑3制動不夠彈簧松弛當(dāng)曳引鋼絲繩與曳引輪之間的最大靜摩擦力不足Ｗ提供高速電梯穩(wěn)定運行所需的曳引為時，鋼絲繩打滑從而引發(fā)高速電梯急停，鋼絲繩打滑可細(xì)分為表1.2所示的幾種原因。1.2打滑主要故障及原因編號故障名故障原因1超速上行配重輕2超速下行轎廂自重3上行/下行磨損比較大1.3高速電橫運行特征大數(shù)據(jù)1.3.1高速電梯運行特征大數(shù)據(jù)選取高速電椅的運行特征大數(shù)據(jù)主要來自高速電梯的實時運行數(shù)據(jù)和企業(yè)內(nèi)部的運行特征歷史數(shù)據(jù)兩個方面。高速電梯的實時運行數(shù)據(jù)為了解高速電梯的運行狀況，各大電梯制造商，都會在高速電梯的關(guān)鍵部位安漠傳感器，采集速度、加速度、電流、電壓、噪聲、受力等高速電梯的重要的運行數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡髽I(yè)的遠(yuǎn)程故障診斷中。如果某臺高速電梯發(fā)生故障，則還需把該臺高速電梯的編號、地址、故障原因、故障發(fā)生時間、故障描述故障發(fā)生時的高速電梯運行數(shù)據(jù)記錄下來。采用不同的格式轉(zhuǎn)換方法將不同類型的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)。在檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后存入到數(shù)據(jù)庫中。遠(yuǎn)程故障診斷中記、的數(shù)據(jù)庫中存儲著來自全圍各區(qū)域甚至海外的高速電梯運行特征數(shù)據(jù)。企業(yè)內(nèi)部的高速電掙運行特征歷史數(shù)據(jù)企業(yè)內(nèi)部的高速電梯運行特征歷史數(shù)據(jù)中存在著大量的與故障有關(guān)的信息，對于高速電梯故障的分析有重要意義，因此在數(shù)據(jù)采集過來之后需要把這些數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，并記錄該數(shù)據(jù)所采集的時間與所對應(yīng)的高速電梯編號。高速電椅運行特征數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)量會隨時間的推移呈指數(shù)形式增長。分布在全國各地甚至境外的各臺高速電梯產(chǎn)生的實時運行數(shù)據(jù)和企業(yè)內(nèi)部巧高速電梯運行特征歷史數(shù)據(jù)共同構(gòu)鹿了高速電精的運行特征大數(shù)據(jù)，如圖２．２巧示。江蘇某大型電梯企業(yè)為例，該公司所掌握的高速電橫運行特征的數(shù)據(jù)量達(dá)到ＺＢ級并＾兩五年翻一番的速度快速增長。高速電機運行特征大數(shù)據(jù)的價值密度較低。高速電梯在運行過程中產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，故障數(shù)據(jù)占比極小，絕大數(shù)都是正常數(shù)據(jù)。然而相比于正常數(shù)據(jù)，占比極小的故障數(shù)據(jù)對于分析高速電梯的故障情況有更大價值。在一臺高速電梯產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中，并不是所有數(shù)據(jù)都能反映高速電椅的運行狀態(tài)，大＃數(shù)數(shù)據(jù)是不必要的。這么大量的數(shù)據(jù)如果都采集過來會影響數(shù)據(jù)處理的可靠性和實時性。因此為了較為全面的反映高速電描的運行狀況的同時又不收集較多的冗余信怠，需要采集的參數(shù)為：高速電梯運行時的機房噪聲、機房溫度、豎直方向加速度、豎直加速度變化率、前后方向加速度、左右方向加速度、轎廂噪聲、主機供電電壓、安全回路電流、開關(guān)口的速度、開關(guān)口過程噪聲、稱重值、鋼絲繩轎廂側(cè)曳引為、速度、閩瓦間隙、銅繩對重側(cè)的曳引力、主軸轉(zhuǎn)速、齒輪轉(zhuǎn)速、蝸桿轉(zhuǎn)速、口刀距離口輪間隙、鎖回路電流、主機供電電流等數(shù)據(jù)。1.3.2高速電梯運行特征大數(shù)據(jù)采集高速電梯運行特征數(shù)據(jù)的采集主耍是應(yīng)用傳感技術(shù)、測試技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)對與高速電梯運行狀惑相關(guān)的數(shù)值進行采集?？紤]到數(shù)據(jù)傳輸需要實時性和高可靠性的要求，采用ＣＡＮ總線技術(shù)作為高速電梯運行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核Ａ技術(shù)。將高速電梯運行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分為采集裝置、傳輸網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程故障診斷中成、部分姐成，知圖1.3所示。采集終端采集高速電梯運行數(shù)據(jù)，所有采集數(shù)據(jù)通過CAN總線或串口收集到下位終端，下位終端中配置了傳送報警信息和實時數(shù)據(jù)的無線發(fā)射裝置。數(shù)據(jù)收集后，可在遠(yuǎn)端任意一臺具有么網(wǎng)ＤＰ的主機上進行數(shù)據(jù)分析。CAN總線接收傳感器采集過來的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合把ＡＮ協(xié)議的串行通訊數(shù)據(jù)傳輸給下位終端。下位終端將采集到的高速電梯運行數(shù)據(jù)通過無線通訊技術(shù)模塊傳送至遠(yuǎn)程上位計算機，在遠(yuǎn)程故障診斷中可隨時監(jiān)測高速電構(gòu)狀況。遠(yuǎn)程故障診巧中冶可Ｗ把采集到的高速電梯運行特征數(shù)據(jù)＾乂可視化的形式顯示出來。圖1.5和圖1.6為江蘇某大型電梯企業(yè)兩臺焉速電梯在運行時的速度曲線，圖1.5描述的是高速電樣在正常運行過程中速度隨時間的變化曲線，圖1.6播迷的是高速電梯在行駛過程申瞬間發(fā)生趨速而引起運行偉止的速度曲線。圖1.7和圖1.8為兩臺高速電梯運行時的加速度變化曲線，圖２．７所示的加速度曲線１為某臺正常運行的高速電梯從啟動開始加速至最大速度然后減速至高速電梯運行停止的加速度變化過程，從圖中可Ｗ看出該高速電梯的加速度變化比較平緩。而圖1.8所示的加速度曲線２反映的高速電梯在剛開始運行時加速度變化幅度在正常范圍，在７ｓ左右因發(fā)生急停故障，導(dǎo)致高速電梯的速度在一兩秒的時間內(nèi)突變?yōu)椋?，這表明在高速電梯急停故障發(fā)生時，加速度急劇變化