电梯远程故障诊断系统设计与实现

陈 余

（河源职业技术学院，广东河源517000）

电梯检测系统与故障诊断系统的整体设计。为分电梯远程故障数据采集和信号处理功能模块，对电梯运行过程中的特征参数利用原有的传感器实时采集，以电梯实际维修中专家的一些经验知识和常见故障来组建专家诊断系统， 利用专家系统对电梯的故障发生进行辩识，建立了电梯故障诊断知识库，为故障诊断系统提供信息、资源。

在上位机软件设计过程中，采用开发的操作系统为Windows 操作系统。 使用VC 作为的开发工具，采用CAN 总线数据接口进行程序设计。 软件系统开发的过程中的难点在各个模块和子系统的相互匹配。而软件模块开发中的难点主要体现在各个模块间的数据访问技术，每一模块中的计算算法，界面的调用与隐藏，防止内存泄露、程序代码的优化等技术问题。不同的功能模块根据内容的复杂程度来确定界面的数量，各个界面独立为一个类。如服务管理模块，其中的数据有独立数据、提供接口的数据以及全局数据等。

1 系统用户介面

系统配置主要包括系统管理权限、 员工管理、CAN 通讯设置、电梯运行监控和故障诊断系统等功能， 系统管理权限由系统管理员设定。权限管理功能可以设定用户对电梯的权限。CAN 通讯是设置服务器端数据接口，依据参数该设定完成通讯和数据采集任务。 电梯运行监控可以进行对底层电梯监控以及重要数据采集。故障诊断系统可以进行报警条件设置、故障报警和故障诊断，当数据不符合设定条件波动范围时触发报警后就可以进行故障诊断得出初步诊断结果。

2 数据采集模块的实现

本模块通过设备CAN 总线接口与在线前端机连接， 把在线实时采集的原始数据传输到系统数据库中，以备诊断推理之用。 本方法适用性广、 不占用主机的I/O 扩展槽， 也不受I/O 扩展槽总线规格的限制。

采用VC 设计调试界面和串口设置界面。通过“CAN 通讯设置”可以进行CAN 总线的参数设置和连接功能调试，可以对完成寄存器、计数器等各种发送接收功能调试，通过接收对话框可观察接收到的数据检查总线能否正常通讯等。

3 故障诊断模块实现

电梯在实际使用中维修人员的一些实践经验和总结出的一些故障原因是电梯诊断知识库的知识的主要来源，我们以产生式规则的形式把具有维修专业人员的这些经验知识表示出来，采用判断条件进行查询，其中A 为条件，B 是结论或动作。 条件A 可以是作为一个事实，或是多个事实的逻辑组合。那么诸如执行一段标准程序，向用户提问，向外设交换信息或修改知识库等各种操作是结论或动作B 的含义。建立一个基于专家经验规则的知识库就是通过开发平台在计算机当中输入各种故障诊断规则来实现的。知识获取模块是专家系统中不可缺少的组成部分，是系统收集信息的主要渠道，它的责任是管理知识库中的知识，包括修改、删除、更新知识以及扩充新知识等。 在电梯故障诊断系统中，知识获取模块的智能独立运行的，主要功能是用于收集电梯维修专家和技术人员在维修中的丰富的知识和经验，保存并积累到扩充系统的知识库中，使专家系统的知识库随着使用率的提高使电梯故障诊断系统具有全面性和准确性。

4 系统功能实现

监控系统的主要监测电梯内容包括桥厢的速度曲线，电气控制的安全回路，机械行程的各路信号。 也包括监测桥厢在井道里运行情况数据，轿厢的关门信号和开门信号，运行方向，楼层招唤信息等。 同时轿厢的运行可以通过监控系统的CAN 总线通信控制。 可以在监控室内操作桥厢选层、数层招唤，控制电梯运行。

推理诊断是通过VC 语言编程设计实现， 当选择诊断按钮时，由软件中推理机内部调用Access 数据里子知识库进行故障查找和诊断。 将最终查找和诊断的结果在人机对话窗口中显示出来。 可以选择采用笔记本电脑在现场进行故障诊断， 如果遇到困难也可通过CAN总线进行远程诊断。由网络服务器提供可参考的故障原因以及合理的故障排除方案给维修人员。

当故障原因输入“变频器大功率晶体管过流保护”时，点“开始诊断”软件完成诊断后，在人机对话窗口中给出诊断结论，主要显示的内容有：查找到的诊断结论的条数为3 条，当前显示信息为第一条，得出的结论内容是“急停”“电脑发出急停信号”、处理方法和解释部分。 在诊断过程中软件会显示当前电梯运行值如电梯安全回路是否正常，抱闸信号是否正常，变频器信号值是否正常。 需要维修工作人员来填写当前的问题和诊断过程。 输入数据库信息窗口可用在离线工作方式时，工作人员把故障现象信息输入到诊断的初始条件中。 左边给出了电梯故障前的运行信号，维修工作员可以进行校验核对参数，是自动诊断的判断依据。 系统通过Access 对表的增、删、改功能对知识库进行自动或手动更新。对于自动更新的成功故障诊断后将正确结论的规则推出强度加强，这样体现了知识库的个性化诊断信息，融入当前电梯中，又可实现自学能力，通过多次使用可提高电梯故障的准确率和诊断效率。 还将记录此电梯的故障排查备案，以备电梯定期的查询使用。

5 小结

随着科学技术的发展，楼宇智能化技术的需要，给电梯这个复杂的机电一体化产物在故障排除的及时率和乘座的可靠性等提出了更高的要求。 计算机控制技术和网络通讯技术的发展使电梯的远程监控技术成为了可能，通过电话线或专用线路，对分布在各地的电梯进行运行状态远程监视和操作，通过专家诊断系统对电梯故障及时排除。

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