试析电梯故障检测的相关技术

段九君

摘 要：现阶段，电梯已经成为了我国高层住宅小区以及商务写字楼等高层建筑的重要交通工具，其在广大日常生活中以及国民经济建设中发挥着重要的作用，同样这也就对负责电梯维修、操作和保养人员提出了更高的要求。电梯是一类特种设备，同时其也是一类结构较为复杂的机电一体化设备，在人们的使用过程中，人们既要求乘坐电梯时的舒适性，同时也希望能够更加方便快捷的乘坐电梯，并且应尽可能的降低维修电梯和等候电梯的时间。因此，应对电梯可能发生故障有一个充分的了解，并且针对这些故障应及时的采取检测和诊断技术。文章就电梯发生故障时的现象、电梯系统故障特点以及电梯系统故障的检测和诊断技术三个方面的内容进行了详细的分析和探讨，从而详细的论述了电梯系统故障检测和诊断工作。

关键词：电梯系统故障；特点；检测诊断技术

1 电梯发生故障时的现象

通常情况下，在人们乘坐电梯过程中，如果电梯系统出现了故障，主要有以下两种现象：（1）电梯会出现明显抱闸过早的现象，无论是上行还是下行都无法达到平层位置，并且会出现停止冲击的情况。导致这类故障出现的位置应是安全回路两个节点之间的并联支路出现问题。如果电梯系统是正常运行的，那么在电梯轿厢即将达到停站门区的位置时，提前开门继电器吸合，同时短接门连锁触点，这样当轿厢提前开门时，电梯也能顺利的到达平层位置。而如果这个支路是断线的，或是继电器的接线出现松脱的情况，那么当轿厢提前开门时，安全回路会随着门连锁触点的断开而断开，电梯系统会出现急停的现象，也就出现了此类故障；（2）电梯在检修运行时无法在轿顶开慢车，而在机房控制电梯时是可以开慢车的，或是在电梯正常运行时是无法开快车，导致这类故障出现的主要原因是安全回路不通，那么就应依次检查上下极限开关、限速器触点、安全钳触点和缓冲器触点，它们之中有一个存在问题时就会导致此类故障的出现。

2 电梯系统的故障特点

2.1 复杂性

交流变频调速电梯出现故障时的一个主要特点就是复杂性，这主要是因为组成电梯控制系统的各个部分之间是相互联系和耦合的，那么发生故障原因彼此之间的关系就会变得十分复杂，也就是说即使是同一种事故的发生，原因也很多。正是由于征兆和原因之间的这种不确定的关系，也导致了在检测和诊断电梯故障时是十分困难的。

2.2 层次性

电梯控制系统本身就是一个较为复杂的多层次系统，那么故障肯定也具有层次性的特点，在同一个系统的某个层次中，故障肯定是有所关联的，高层次的故障可能是由于低层次的故障导致的，也可能是由于其他原因导致的，而低层次的故障必定会引起高层次的故障，而这种从低层次向高层次发展的故障形成方式就是电梯系统故障的层次性，也就是所谓的纵向性。而电梯系统故障的这种特点在一定程度上也为检测和诊断故障时提供了方便，提升了解决电梯系统故障的工作效率。

2.3 相关性

当电梯控制系统某一个层次的某一个元素出现了故障时，那么与这一元素相关的其他因素肯定也会随之发生变化，那么这一层次就可能会产生别的故障。可见，在系统的同一个层次中，可能是存在着多个故障的，并且某一个原发故障肯定也存在着多条传播途径，那么就会出现多个故障并存的现象，这就是所谓的电梯系统故障的相关性。因此，在电梯系统的故障检测和诊断工作中，我们应高度重视多故障诊断这一问题，其主要体现就是相互信号输入线接错的情况。

2.4 不确定性

在电梯控制系统的故障检测工作中，不确定性也是一个重点特点，对电梯控制系统的控制器往往都要设置很多的参数，而只要对其中的一个参数设置错误了，那么就可能会导致不确定的故障，这就是所谓的电梯系统故障不确定的特点。

3 电梯系统故障的检测和诊断技术

3.1 基于系统数学模型的故障检测诊断技术

这类电梯系统故障诊断技术主要是通过对构造观察器输出情况进行了解掌握，之后用输出的测量值与其进行对比和分析，从而找到相应的故障信息。这一方法与电梯控制系统能较为紧密的联系起来，并且电梯系统修复、重构、监控和容错控制等操作都是要以此为基础，以系统化的数学模型作为基础，以现代优化方法和现代控制理论作为指导，借助于参数模型预估、等价空间方程、滤波器、观测器以及辨识等方法产生残差，之后根据相应的阈值和准则来评价并且决策所产生的残差。

3.2 基于非模型的故障检测诊断技术

3.2.1 基于故障诊断专家系统的诊断技术。专家系统主要包括了诊断知识的表达、不确定性的推理、诊断推理的技术方法以及获取相应的诊断知识等内容。在我国计算机技术以及人工智能技术都得到了较快发展的情况下，基于专家系统的故障检测和诊断技术对于模型也不再依赖，其在电梯系统的故障检测工作中也取得了良好的效果。

3.2.2 基于故障树的故障诊断技术。所谓故障树就是指系统以及设备的特定时间或是不希望事件与它的每一个子系统或是每一个部件故障事件之间的逻辑结构图，在这一逻辑结构图中，我们可以以树状的形式，从总体到部分详细并且系统的分析导致故障发生的原因，故障树的诊断技术实际上就是一种图形演绎的方法，其将故障本身与导致故障发生的各类因素绘制成一个故障图表，从而更加直观并且准确的反映出了故障、每一个部件、导致故障出现的原因以及系统中各元素之间的相互关系，从而定量的计算出系统发生故障的概率、导致故障出现的原因以及故障的发生程度等。

3.2.3 故障模式识别的故障诊断技术。作为一种静态的故障诊断技术，故障模式识别的技术基础就是模式识别，其核心的内容则是选取并且提取故障模式的相应特征量。这一技术的应用主要分为两大阶段，分别为离线分析阶段和在线分析阶段，前者的主要任务是准确的确定系统故障状态的特征向量集合，并且根据这一向量集合来描述出故障模式的向量，这样就会形成一个故障的基准模式集，同时也得到了能够有效识别故障模式向量的判定函数，之后再通过在线分析的阶段提取出故障的特征向量，并借助于之前得到的判定函数来定位和分析故障。

3.2.4 基于人工神经网络的故障诊断技术。这一故障诊断技术是在上个世纪90年代初期才逐步发展起来的，最初发明这一技术时，这种技术的实用性较差，随着更多科学技术人员对其进行的不断改进，其才得到了更好的发展，神经网络通常都具有原则上容错、结构自学习、自适应、记忆、联想、推理以及能有效处理复杂模式的功能。因此，如果是在对复杂并且庞大的系统和机器进行检测工作时，或是如果控制系统中存在着大量的故障或是突发性故障，那么通常建议采用这一故障诊断技术。

4 结束语

通过以上论述，在我国各类型的建筑结构中，电梯的作用就好比是公路汽车，其起着重要的交通运输作用，当其出现故障时，对用户的生命财产安全都会造成极大的威胁。因此，我们应充分掌握电梯发生故障时的特点，同时应深入的了解并且科学的使用电梯故障检测和诊断故障的各项技术，从而最大限度的保证用户使用电梯时的安全。

参考文献

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[2]陈建武.电梯故障检测中故障树理论的应用分析[J].商品与质量，2012.

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