基于LabVIEW的曳引机电机远程温度监控系统的设计*

汤湘林，罗　飞，曾齐高（.深圳技师学院，广东深圳　58000；.深圳市龙岗职业技术学校，广东深圳　587）

基于LabVIEW的曳引机电机远程温度监控系统的设计*

汤湘林1，罗飞1，曾齐高2
（1.深圳技师学院，广东深圳518000；2.深圳市龙岗职业技术学校，广东深圳518172）

摘要：利用PT100传感器、NI9217、电脑和网络，构建了一套基于LabVIEW的曳引机电机温度远程监控系统。该系统能实现对电梯曳引机电机温度和机房环境温度的采集，自动计算电机的温升，利用温升对电机的运行状况进行监控，并能利用网络实现远程监控。

关键词：LabVIEW；曳引机电机；温度；监控系统；设计

*深圳市科技研发新增资金技术创新专项计划先进制造项目（编号：CXZZ20120618172559759）；深圳技师学院科研项目（编号：1111001）

0　前言

电梯是人们日常生活工作中使用频繁的现代楼宇设备，其安全运行与人民的生活息息相关，是现代安全生产的重要组成部分。曳引机电机是电梯的驱动设备，电梯在启停过程中由于电机铁芯处在交变磁场中会产生铁损、绕组通电后会产生铜损和内部运行的摩擦都会产生温升。特别是当电机发生故障时，温升会迅速增加，当温升超过一定时，一方面可能导致电机内部结构发生热变形，另一方面会导致内部线圈烧坏，引起更大电机故障，影响电梯的运行安全。

本文利用LabVIEW软件构建了一套电梯曳引机电机远程温度监控系统，通过采集机房环境温度和电机温度，对电机进行温升分析和运行情况显示，并对电机运行的异常进行警示。

1　电梯曳引机的介绍

如图1所示，电梯曳引机主要由电机、制动器、减速箱和曳引轮组成[1]。电梯运行时，电梯松开制动器，电机通过减速箱驱动曳引轮，曳引轮利用摩擦力驱动钢丝绳让电梯轿厢上下移动。

图1　电梯曳引机的组成

2　国标对电梯电动机的要求

《GB/T 24478-2009电梯曳引机》中“4.2性能要求”关于电梯曳引机电机的温度要求可知：

“4.2.3.2在设计规定的工作制、负载持续率、启（制）动次数的运行条件下，应满足下列条件：

b）采用B级或F级绝缘时，电动机定子绕组温升应分别不超过80K或105K；”[2]

《GB/T 10058-2009电梯技术条件》中“3.2正常使用条件”关于机房温度要求可知：

“3.2.2机房内空气温度应保持在+5℃~+40℃之间。”[3]

3　系统的设计

3.1系统的基本要求

电梯曳引机电机温度监控系统不但能实现对电机温度、环境温度的采集和显示，还能利用网络实现远程监控，主要功能如下：

（1）实现对电机和环境温度的采集、显示；

（2）实现对电机温升的监控；

（3）实现对电机运行状况的诊断；

（4）实现对电机温度异常信号的记录；

（5）实现对电机温度的远程监控。

3.2硬件设计

系统的硬件设计由如图2所示，PT100热电阻传感器分别将电机和机房环境的温度转换成电信号；NI9217数据采集卡将采集的信号传输到电脑主机中，由主机将温度信息发布到网络；电梯企业、维保人员和物业管理人员通过网络对电梯曳引机主机的温度进行实时监控。

图2　硬件结构图

3.2.1PT100热电阻

温度传感器采用PT100热电阻，即铂电阻，特点是测量精度高、性能稳定，常用于中低温的测量。其参数如下：

（1）温度系数：TCR-3850ppm/K；（2）温度范围：A级-50℃～300℃；（3）规范：DIN EN60751(符合IEC751)。

3.2.2NI9217采集卡

NI9217是National Instruments推出的一款24位热电阻模拟输入的数据采集卡，该卡可用于3线或4线的热电阻温度测量。其参数如下：

（1）通道数：4；

（2）采样率：400S/s/ch；

（3）分辨率：24位；

（4）适用热电阻：3线或4线。

3.3软件设计

3.3.1软件结构

系统的软件结构如图3所示，系统主机启动后，系统初始化硬件和软件；然后进入主界面，主界面管理参数设置、温度监控和故障查看三个子程序。

图3　系统软件结构

3.3.2软件界面设计

软件界面主要分为两个模块，分别是本地主机和客户机。如图4（a）所示，本地主机分为四个部分，分别是主界面、参数设置、温度监控和故障查看；如图4（b）所示，客户机在浏览器中输入主机地址，登录主机实现远程监控。

参数设置如图5所示，主要设置两个通道采样数、采样率和电机的绝缘等级。

温度监控如图6所示，由显示、控制和后台三个部分组成。显示包括电机温度、机房环境温度和温升的显示；控制控制系统启动和退出；后台保证当出现异常状况后，温度的信息将记录到文件中，文件包括时间和发生的温度。温度监控中，通过数据采集卡采集电机和环境温度信号，并计算出电机的温升。一是利用温升对电机的运行状况进行判断，二是对机房环境的温度进行监控。具体如下：

图4　系统主界面

图5　参数设置

图6　温度监控

（1）当电机温升超过国标温升要求时，电机处于红色危险级别，必须停机进行检修；

（2）当电机处于国标温升70%～99%之间时，电机处于紫色警告级别，要求工作人员必须加强巡查，密切注意电机的运行；

（3）当机房环境温度低于国标最低要求5℃时，必须停机，并检查机房的供暖是否有问题；

（4）当机房环境温度高于国标最高要求40℃时，也必须停机，并检查机房的通风、风扇、空调等是否有问题。

如图7所示，故障查看主要对电机温升危险、电机温升警告、机房环境温度过低、机房环境温度过高时时间和温度信号的查看。

图7　故障查看

4　系统测试

将PT100传感器分别布置在曳引机电机上和电梯机房内，并利用网络对其进行远程监控。如图6所示，机房环境温度是21.8℃、电机温度是78.3℃，温升为56.5K，电机是B级别绝缘，软件显示紫色警告，弹出提示文字，要加强电机的巡查，避免发生危险。通过实验表明，基于Lab⁃VIEW的曳引机电机远程温度监控系统，能实现对温度显示、报警和报警信号的记录，并能通过网络对其进行远程监控，画面操作简单、界面友好。

5　小结

本文运用LabVIEW构建了一套电梯曳引机电机远程温度监控系统，实现了对曳引机电机运行状况的监控，参照国标GB/T 24478-2009中对电机温升的要求，对电机的温升进行分段预警，并记录下异常情况下的温升和时间，为电梯的维保提供了技术支持，大大提高了电机运行的安全性和稳定性。本系统不但解决了电梯曳引机电机温度的远程监控，同时本系统的方法也可用于其它机电设备的远程监控。

参考文献：

［1］汤湘林.电梯保养与维护技术［M］.中国劳动社会保障出版社，2013.

［2］GB/T 10058-2009.电梯技术条件［S］.

［3］GB/T 24478-2009.电梯曳引机［S］.

(编辑：向飞)

The Design of the Remote Temperature Monitoring System of Traction Motor Based on LabVIEW

TANG Xiang-lin1，LUO Fei1，ZENG Qi-gao2
（1.Shenzhen Institute of Technology，Shenzhen 518000，China；2.Shenzhen Longgang Vocational Technical School，Shenzhen518172，China）

Abstract:In this paper，the temperature monitoring system based on LabVIEW is constructed by PT100，NI9217，PC，Net and so on.The system could collect the temperature of motor and room of the elevator’s traction，calculate the temperature rising of the motor automatically，and monitor remotely by net.

Key words:LabVIEW；traction motor；temperature；monitoring system；design

作者简介：第一汤湘林，女，1966年生，湖南益阳人，大学本科，高级讲师。研究领域：电子电气。

收稿日期：2015－04－28

DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2015.07.015

文章编号：1009－9492 (2015 ) 07－0050－03

文献标识码：A

中图分类号：TP277