故障诊断技术在电梯检验中的应用研究

崔东 姜滔

摘 要：随着我国建筑行业不断发展，新建工程多数都是高层建筑，这也增加了电梯的使用频率，如何保障电梯运行安全、及时排除电梯故障是需要重点考虑的问题。基于此，本文首先提出故障诊断技术的重要性，分析电梯故障原因，最后探究故障诊断技术在电梯检验中的应用。

关键词：故障诊断技术;电梯检验;应用;故障

随着电梯数量不断增多，电梯安全问题也广受人们关注。如果在电梯运行中没有合理展开检测，则电梯运行故障会大大增加，不仅会对人们正常出行造成影响，甚至会产生安全事故。造成电梯出现故障的因素有很多，如在电梯运行当中如果电梯楼层按钮频繁操作造成的按钮失灵或窜改，从而影响电梯正常使用;电梯开关门中，传感器故障始终检测到门口有异物，电梯无法正常关门，导致电梯长时间报警等等。因此，在电梯检验中，应合理应用故障诊断技术，提高电梯检验的效率性、精准性，改善电梯的使用性能。检验人员应熟练掌握故障诊断技术应用流程，提高电梯的检验效率，从而更好的维护自身安全和电梯使用安全。

1 故障诊断技术应用的重要性

1.1 提高电梯使用效率

电梯如果在长期运行中没有展开过维护维修，不仅会增加电梯故障频率，甚至会破坏电梯的安全系统，降低了电梯运行的稳定性、安全性。因此在电梯检验当中，借助不同类型故障诊断技术除了可以提升电梯检验效率，还可以大大降低电梯后期运行中的故障几率，提升了电梯使用效率[1]。再者，在电梯检验当中运用故障诊断技术，还能够快速检测到电梯故障类型，从而快速开展电梯检修工作，让电梯可以尽快的投入到日常应用当中。

1.2 延长电梯使用寿命

故障诊断技术有别于人工检查方法，人工检查更多是凭借个人经验对故障表现进行判定，无法保证检验精度，在实际检修中没有找出电梯故障的具体原因，导致电梯在后期应用中由于故障诊断不精准影响检修效率和使用性能。而借助故障诊断技术，可以快速判定电梯故障类型、定位故障点，并通过展示相关数据，电梯检修人员可以采用更加合理的维修方法，解决电梯故障，延长电梯使用寿命。

2 电梯故障的原因

2.1 使用环境

电梯作为一种大型电气设备，随着技术的完善和国家准

入标准的限制，其可靠性也非常强，但对运行环境要求较高，因此会因为环境问题增加故障概率。如轿门周围垃圾过多关门受阻、电梯控制系统受到电磁影响无法正常升降运行、电梯运行环境潮湿或粉尘过多造成电气系统短路等。

2.2 元器件损坏

电气系统中涵盖了非常多的元器件，不同元器件的使用寿命也存在差异。通过分析电梯故障统计数据，很多故障都是元器件损坏造成的结果。近些年，电梯设备都应用了变频技术，其可靠性也有所提升，但与双速电梯一样，也会出现接触器触点变形、电弧损坏等故障问题。此外，厅门触点、触板开关等故障也占有很高比例。

2.3 使用與保养方面

如果使用或保养不当，也会增加电梯故障几率。在电梯

使用中，由于使用者行为不当，如敲击按钮、掰撬轿门等，容易造成电机机械受损，导致电梯停止运行。还有很多电梯故障问题是因为检验人员没有掌握电梯潜在故障，没有合理应用故障诊断技术或在元器件损坏前没有排除故障。

2.4 电梯设计安装不合理

电梯设计缺陷是故障出现的根本原因，部分电梯设计不合理造成故障问题频发，再加上电梯安装时质量管理不到位，也会增加安全隐患问题。如门导轨垂直度安装存在偏差，导致电梯门触点接触不良;井道基础不牢固遇到荷载时偏斜严重，导致接触不良等等。

3 电梯故障诊断技术在电梯检验中的应用

在科学技术不断发展下，电梯故障诊断技术种类也不断增多，在电梯检验中均有所应用，其主要表现在：

3.1 故障树分析法

故障树分析法是将某一类故障从一个起点逐渐分枝成多个支点，从而找出各个点之间关系的一种分析法，是以即不发生顶级事件为分析目标，以研究顶级事件发生的直接或间接关系为方法，通过“逻辑门”加强各个原因之间的联系，最后形成一个树枝状结构。故障树可以表达出各个故障事件之间的内在联系，找出系统故障、单元故障之间的逻辑关系进行定性分析，找出顶级事件发生的最小割级，还可以根据底部事件定量分析顶级事件发生概率。结合电梯的运行机理，电梯故障大体上可以划分为安全回路故障、指令召唤故障、选向故障、选层故障、运行故障、门故障等，结合不同故障类型建立故障树模型，结合以往的电梯检验经验罗列分枝，判定故障原因和故障点。

3.2 专家系统诊断方法

该方法是结合专家检修电梯的经验，将其故障与方法归纳成一个系统，常见的专家系统表示形式为“IF.... THEN”，通过观察故障表现找出故障点。主要是由故障规则库、动态数据库、推理算法组成。诊断规则库负责产生故障规则，以“IF...THEN”分析故障;动态数据库是通过分析故障表现信息、信息推理实现中间界;推理算法是以控制产生的方式对系统整个过程进行诊断[2]。规则故障诊断方法作为一种反演诊断法，其最大的缺陷就是可能出现错误结论。专家系统诊断方法通常只能进行单故障诊断，多故障诊断难度较大。专家系统诊断作为智能诊断方法的一种，在电梯检验领域还处于初期发展阶段，未来还有很大的发展空间。

3.3 多传感器信息融合技术诊断法

多传感器信息融合技术可以解决复杂故障的诊断方法，也是电梯故障诊断的一种新途径，同样是一种新型故障诊断方案，主要是接住了多传感器获取电梯的电压信息、电流信息、运行温度信息等参数，对电梯系统展开全方位动态监测，多传感器可以同时采集不同的信息，并将这些信息加以融合，综合判断信息阈值和动态值，大大提升了系统监测水平。

3.4 数据融合多元信息综合处理技术

该项技术同样是借助了多传感器提供电梯运行信息，以多方采集信息提升传感器采集信息精度。数据融合结构模型可以分为多个种类，如今国内外电梯故障诊断数据融合都是以融合层次进行划分，大体上可以分为三个不同层次的融合，包括数据层、特征层、决策层。数据层作为数据信息的最底层融合，最明显的特征是可以提供大量电梯运行细节信息，但是数据层获取数据量非常大，因此处理代价更高，缺乏实时性;特征层融合是将传感器原始信息进行提取，将所获取的信息压缩，融合结果可作为决策层的信息分析;决策层是高等级融合，通信量最小，具有较强的抗干扰能力，无需过多的传感器，鲁棒性、容错性较好，决策层融合最诊断的故障结果可以直接用作电梯检修依据[3]。

3.5 CAN总线故障诊断

计算机网络技术的发展，让传统的串口通讯技术逐渐被CAN总线技术所取代。CAN总线技术故障诊断技术是以CAN总线技术为电梯检验开发的诊断技术，将电梯分布式控制的一部分与CAN总线连接，实现安全回路故障检测。整个CAN总线故障诊断技术包括检测单元、处理器、CAN通信、保护单元设计等[4]。

在检测单元设计方面，为了保证被检测回路电气稳定性，要对设计电路中检测端口展开精准计算，确保考虑周全。借助底开通电流光耦方案以最小的电流实现检测。在检测电路硬件设计中，为了保证安全回路检测精度，设计中应使用专门定制的一套dsPIC单片机作为核心，负责电路检测工作。

4 结束语

综上所述，随着科学技术不断发展，电梯故障诊断技术也更加先进，虽然电梯故障诊断技术在多方面取得了进步，但理論与实践依然存在着一定差距。未来，还会有更多的理论引入到故障诊断领域当中，如agent故障诊断、向量机、核方法等诊断技术，诊断系统集成度会进一步提升，多个诊断方法融合实现全方位诊断，进一步提升诊断精度和效率。

参考文献：

[1]徐胜军.故障诊断技术在电梯检验中的应用[J].中国特种设备安全，2019 （11）：62-64.

[2]方馨悦.基于故障树的电梯故障诊断专家系统设计[J].百科论坛电子杂志，2019（03）：77-78.

[3]赵飞.电梯电气控制系统故障诊断研究[J].机电工程技术，2020（02）：566-567.

[4]王鹏.神经网络技术在电梯变频器故障诊断中的应用[J].中国电梯，2014（03）：88-90.