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【摘 要】 电梯是现代城市楼宇中重要的垂直运输工具，为了保证电梯系统长期、安全、稳定的运行，通过传感器采集电梯系统的各部位信号，采用可编程序控制器进行数据处理，再通过数据总线远传至上位机，上位机采用Power Builder9.0软件构建电梯的故障诊断专家系统，通过对不同故障数据信息的融合分析，实现对电梯系统故障的精确定位，大大缩短故障排查时间，提高了电梯系统的使用寿命。
【关键词】 电梯 传感器 故障诊断 融合
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.09.018
1 引言
随着社会的快速发展和人民生活水平的提高，致使众多大城市人口快速膨胀，对楼房的需求量急剧增长，因此，大城市的高层楼房建筑也急剧增加，电梯的数量也在迅猛的增长。随着大量电梯的投入使用，其安全性、稳定性就成为了人们关注的焦点，电梯发生故障时，往往不能及时地确定故障原因和具体故障部位，使得救援的及时性大打折扣。因此，为了实现对电梯系统故障的快速、精确定位，构建电梯系统的远程故障诊断专家系统，采用多信息融合技术实现对电梯系统故障的精确定位，大大提高了故障救援的时效性，保证了电梯的安全稳定运行和乘客的安全。
2 故障诊断系统结构分析
电梯系统的故障诊断专家系统总体结构可分为数据采集层、数据处理层和信息融合故障分析层三个层次，其总体结构如图1所示，在电梯系统各数据采集部位安装一体化变送器，实现对电梯系统各项检测参数的实时采集，一体化变送器与PLC的模拟量扩展模块相连接，将采集到的电梯系统实时数据通过扩展模块传送给可编程序控制器的CPU，在CPU内编写电梯运行参数的A/D转换程序，将一体化变送器采集到的4mA～20mA电流信号转换为上位机系统可识别的数字量信号，通过数据总线远传给上位机。上位机距离采集系统较近时，可采用RS485总线进行传输，距离较远时则应采用光纤进行传输。
3 数据采集与处理系统
数据采集与处理系统是整个电梯故障诊断专家系统的核心，上位机一切数据分析的依据全部以此为根基，其结构如图2所示。对于速度、振动、压力、温度以及位移数据的采集均可采用一体化变送器来实现，一体化变送器输出的信号为4mA～20mA电流信号，通过模拟量扩展模块EM231或者EM235模块进行采集，再传送给PLC的CPU，而对电梯系统三相电参数的采集则采用EDA9033A电参数采集模块，它将采集到的数据通过RS485总线直接与CPU的串口相连接，在CPU内部还要专门编写电参数的采集程序，实现对电梯系统的电压、电流、有功功率、无功功率以及功率因数等数据的采集。
4 电梯故障诊断专家系统
4.1 电梯故障诊断信息融合技术
电梯故障诊断专家系统采用多信息融合技术，将每个传感器采集到的数据作为一个检测统计量，提炼出系统故障的特征信息，融合中心基于一定的准则进行融合处理，对系统故障进行决策。决策级融合是一种高层次的融合，先由每个传感器基于自己的数据做出决策，然后在融合中心完成局部决策的融合处理。决策级融合是三级融合的最终结果，其故障信息融合决策分析过程如图3所示。
4.2 电梯系统故障实例分析
以电梯不能启动运行为例，进入系统后，选择电梯运行故障分析界面，故障类型选择“电梯不能启动运行”，点击“故障分析”按钮，此时系统给出多个故障原因及其可信度，如层门或轿门未关闭；门锁触点接触不良；电源错相、缺相以及电源电压过低等等多个故障分析结果。点击“数据分析”按钮，系统开始进行各分项数据分析，并在后台推理出各数据分析出来的结果，当系统显示数据分析完成后，点击“数据决策融合”按钮，系统开始进行决策层信息融合，综合分析后给出最准确的故障诊断结果。
5 结论
采用多信息融合技术的电梯故障诊断专家系统能够实现对电梯系统故障的实时、精确定位，大大提高了电梯系统故障分析的精度和可信度，保证了电梯系统的安全稳定运行。
作者简介
黄宇，本科，工程师，现于沈阳特种设备检测研究院从事特种设备检验工作。
（责任编辑：张晓明）
【关键词】 电梯 传感器 故障诊断 融合
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.09.018
1 引言
随着社会的快速发展和人民生活水平的提高，致使众多大城市人口快速膨胀，对楼房的需求量急剧增长，因此，大城市的高层楼房建筑也急剧增加，电梯的数量也在迅猛的增长。随着大量电梯的投入使用，其安全性、稳定性就成为了人们关注的焦点，电梯发生故障时，往往不能及时地确定故障原因和具体故障部位，使得救援的及时性大打折扣。因此，为了实现对电梯系统故障的快速、精确定位，构建电梯系统的远程故障诊断专家系统，采用多信息融合技术实现对电梯系统故障的精确定位，大大提高了故障救援的时效性，保证了电梯的安全稳定运行和乘客的安全。
2 故障诊断系统结构分析
电梯系统的故障诊断专家系统总体结构可分为数据采集层、数据处理层和信息融合故障分析层三个层次，其总体结构如图1所示，在电梯系统各数据采集部位安装一体化变送器，实现对电梯系统各项检测参数的实时采集，一体化变送器与PLC的模拟量扩展模块相连接，将采集到的电梯系统实时数据通过扩展模块传送给可编程序控制器的CPU，在CPU内编写电梯运行参数的A/D转换程序，将一体化变送器采集到的4mA～20mA电流信号转换为上位机系统可识别的数字量信号，通过数据总线远传给上位机。上位机距离采集系统较近时，可采用RS485总线进行传输，距离较远时则应采用光纤进行传输。
3 数据采集与处理系统
数据采集与处理系统是整个电梯故障诊断专家系统的核心，上位机一切数据分析的依据全部以此为根基，其结构如图2所示。对于速度、振动、压力、温度以及位移数据的采集均可采用一体化变送器来实现，一体化变送器输出的信号为4mA～20mA电流信号，通过模拟量扩展模块EM231或者EM235模块进行采集，再传送给PLC的CPU，而对电梯系统三相电参数的采集则采用EDA9033A电参数采集模块，它将采集到的数据通过RS485总线直接与CPU的串口相连接，在CPU内部还要专门编写电参数的采集程序，实现对电梯系统的电压、电流、有功功率、无功功率以及功率因数等数据的采集。
4 电梯故障诊断专家系统
4.1 电梯故障诊断信息融合技术
电梯故障诊断专家系统采用多信息融合技术，将每个传感器采集到的数据作为一个检测统计量，提炼出系统故障的特征信息，融合中心基于一定的准则进行融合处理，对系统故障进行决策。决策级融合是一种高层次的融合，先由每个传感器基于自己的数据做出决策，然后在融合中心完成局部决策的融合处理。决策级融合是三级融合的最终结果，其故障信息融合决策分析过程如图3所示。
4.2 电梯系统故障实例分析
以电梯不能启动运行为例，进入系统后，选择电梯运行故障分析界面，故障类型选择“电梯不能启动运行”，点击“故障分析”按钮，此时系统给出多个故障原因及其可信度，如层门或轿门未关闭；门锁触点接触不良；电源错相、缺相以及电源电压过低等等多个故障分析结果。点击“数据分析”按钮，系统开始进行各分项数据分析，并在后台推理出各数据分析出来的结果，当系统显示数据分析完成后，点击“数据决策融合”按钮，系统开始进行决策层信息融合，综合分析后给出最准确的故障诊断结果。
5 结论
采用多信息融合技术的电梯故障诊断专家系统能够实现对电梯系统故障的实时、精确定位，大大提高了电梯系统故障分析的精度和可信度，保证了电梯系统的安全稳定运行。
作者简介
黄宇，本科，工程师，现于沈阳特种设备检测研究院从事特种设备检验工作。
（责任编辑：张晓明）