電梯遠程故障診斷系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

陳 余

（河源職業(yè)技術學院，廣東河源517000）

電梯檢測系統(tǒng)與故障診斷系統(tǒng)的整體設計。為分電梯遠程故障數據采集和信號處理功能模塊，對電梯運行過程中的特征參數利用原有的傳感器實時采集，以電梯實際維修中專家的一些經驗知識和常見故障來組建專家診斷系統(tǒng)， 利用專家系統(tǒng)對電梯的故障發(fā)生進行辯識，建立了電梯故障診斷知識庫，為故障診斷系統(tǒng)提供信息、資源。

在上位機軟件設計過程中，采用開發(fā)的操作系統(tǒng)為Windows 操作系統(tǒng)。 使用VC 作為的開發(fā)工具，采用CAN 總線數據接口進行程序設計。 軟件系統(tǒng)開發(fā)的過程中的難點在各個模塊和子系統(tǒng)的相互匹配。而軟件模塊開發(fā)中的難點主要體現(xiàn)在各個模塊間的數據訪問技術，每一模塊中的計算算法，界面的調用與隱藏，防止內存泄露、程序代碼的優(yōu)化等技術問題。不同的功能模塊根據內容的復雜程度來確定界面的數量，各個界面獨立為一個類。如服務管理模塊，其中的數據有獨立數據、提供接口的數據以及全局數據等。

1 系統(tǒng)用戶介面

系統(tǒng)配置主要包括系統(tǒng)管理權限、 員工管理、CAN 通訊設置、電梯運行監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)等功能， 系統(tǒng)管理權限由系統(tǒng)管理員設定。權限管理功能可以設定用戶對電梯的權限。CAN 通訊是設置服務器端數據接口，依據參數該設定完成通訊和數據采集任務。 電梯運行監(jiān)控可以進行對底層電梯監(jiān)控以及重要數據采集。故障診斷系統(tǒng)可以進行報警條件設置、故障報警和故障診斷，當數據不符合設定條件波動范圍時觸發(fā)報警后就可以進行故障診斷得出初步診斷結果。

2 數據采集模塊的實現(xiàn)

本模塊通過設備CAN 總線接口與在線前端機連接， 把在線實時采集的原始數據傳輸到系統(tǒng)數據庫中，以備診斷推理之用。 本方法適用性廣、 不占用主機的I/O 擴展槽， 也不受I/O 擴展槽總線規(guī)格的限制。

采用VC 設計調試界面和串口設置界面。通過“CAN 通訊設置”可以進行CAN 總線的參數設置和連接功能調試，可以對完成寄存器、計數器等各種發(fā)送接收功能調試，通過接收對話框可觀察接收到的數據檢查總線能否正常通訊等。

3 故障診斷模塊實現(xiàn)

電梯在實際使用中維修人員的一些實踐經驗和總結出的一些故障原因是電梯診斷知識庫的知識的主要來源，我們以產生式規(guī)則的形式把具有維修專業(yè)人員的這些經驗知識表示出來，采用判斷條件進行查詢，其中A 為條件，B 是結論或動作。 條件A 可以是作為一個事實，或是多個事實的邏輯組合。那么諸如執(zhí)行一段標準程序，向用戶提問，向外設交換信息或修改知識庫等各種操作是結論或動作B 的含義。建立一個基于專家經驗規(guī)則的知識庫就是通過開發(fā)平臺在計算機當中輸入各種故障診斷規(guī)則來實現(xiàn)的。知識獲取模塊是專家系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，是系統(tǒng)收集信息的主要渠道，它的責任是管理知識庫中的知識，包括修改、刪除、更新知識以及擴充新知識等。 在電梯故障診斷系統(tǒng)中，知識獲取模塊的智能獨立運行的，主要功能是用于收集電梯維修專家和技術人員在維修中的豐富的知識和經驗，保存并積累到擴充系統(tǒng)的知識庫中，使專家系統(tǒng)的知識庫隨著使用率的提高使電梯故障診斷系統(tǒng)具有全面性和準確性。

4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

監(jiān)控系統(tǒng)的主要監(jiān)測電梯內容包括橋廂的速度曲線，電氣控制的安全回路，機械行程的各路信號。 也包括監(jiān)測橋廂在井道里運行情況數據，轎廂的關門信號和開門信號，運行方向，樓層招喚信息等。 同時轎廂的運行可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的CAN 總線通信控制。 可以在監(jiān)控室內操作橋廂選層、數層招喚，控制電梯運行。

推理診斷是通過VC 語言編程設計實現(xiàn)， 當選擇診斷按鈕時，由軟件中推理機內部調用Access 數據里子知識庫進行故障查找和診斷。 將最終查找和診斷的結果在人機對話窗口中顯示出來。 可以選擇采用筆記本電腦在現(xiàn)場進行故障診斷， 如果遇到困難也可通過CAN總線進行遠程診斷。由網絡服務器提供可參考的故障原因以及合理的故障排除方案給維修人員。

當故障原因輸入“變頻器大功率晶體管過流保護”時，點“開始診斷”軟件完成診斷后，在人機對話窗口中給出診斷結論，主要顯示的內容有：查找到的診斷結論的條數為3 條，當前顯示信息為第一條，得出的結論內容是“急停”“電腦發(fā)出急停信號”、處理方法和解釋部分。 在診斷過程中軟件會顯示當前電梯運行值如電梯安全回路是否正常，抱閘信號是否正常，變頻器信號值是否正常。 需要維修工作人員來填寫當前的問題和診斷過程。 輸入數據庫信息窗口可用在離線工作方式時，工作人員把故障現(xiàn)象信息輸入到診斷的初始條件中。 左邊給出了電梯故障前的運行信號，維修工作員可以進行校驗核對參數，是自動診斷的判斷依據。 系統(tǒng)通過Access 對表的增、刪、改功能對知識庫進行自動或手動更新。對于自動更新的成功故障診斷后將正確結論的規(guī)則推出強度加強，這樣體現(xiàn)了知識庫的個性化診斷信息，融入當前電梯中，又可實現(xiàn)自學能力，通過多次使用可提高電梯故障的準確率和診斷效率。 還將記錄此電梯的故障排查備案，以備電梯定期的查詢使用。

5 小結

隨著科學技術的發(fā)展，樓宇智能化技術的需要，給電梯這個復雜的機電一體化產物在故障排除的及時率和乘座的可靠性等提出了更高的要求。 計算機控制技術和網絡通訊技術的發(fā)展使電梯的遠程監(jiān)控技術成為了可能，通過電話線或專用線路，對分布在各地的電梯進行運行狀態(tài)遠程監(jiān)視和操作，通過專家診斷系統(tǒng)對電梯故障及時排除。

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