电梯控制柜故障诊断技术的研究

学术论文 2018-01-12 11:33:03
    随着社会进步和高层建筑的迅猛发展,电梯控制柜运行的可靠性逐渐受到社会的关注和重视。而电气柜是电梯控制系统中的中枢控制设备,其正确、可靠的逻辑对电梯安全运行尤为关键。目前,国内还没有完善的自动检测装置来检测电梯电气柜逻辑关系的正确性,电气柜在出厂前的接线检测主要靠人工方法来实现,人工方法耗时且可靠性较低。通常情况下,控制柜的安装应遵循维修方便、巡视安全的原则,按图样规定的位置施工。如图样没有规定,则应根据机房面积、安装形式作合理的安排。为了防止机房积水,控制柜在安装时最好稳固在高约100~150mm的水泥墩子上。稳固控制柜时,一般先用砖块把控制柜垫到需要的高度,然后敷设电线管或电线槽,待电线管或电线槽敷设完毕后,再浇灌水泥墩子,把控制柜稳固在水泥墩子上。
    1、电梯控制柜故障诊断系统
    该系统是由杭州某公司开发的一套专门检测电梯控制柜的系统,主要由以下几个部分组成:数据交换卡——主要采集电梯控制柜的端口数据和通信数据传给上位机。用户界面——由Delphi开发的上位机界面能形象地表达出电梯实时的运行状态,并能通过界面对控制柜发送指令来检测控制柜的各种功能。专家系统——主要在控制柜检测出故障时能迅速地给出意见和处理方案。文章主要介绍该系统上的专家系统。
    2、电梯智能故障处理系统
    电梯控制柜故障诊断专家系统中的知识获取机构主要是把从电梯专家、电梯工程师和电梯手册上得来的故障处理信息转化为计算机可以接受的语言,即用户从电梯专家,电梯工程师和电梯手册中获取的知识转化为知识库可以接受的符号,将知识存入故障知识库;同时,用户可以根据自己的需要,通过知识获取机构从知识库中读取已经存在的知识,显示在人机交互界面,供用户查看并及时修改。知识获取机构是衡量电梯故障知识库是否优越的关键之一。推理机是电梯控制柜故障诊断专家系统的“思维”机构,是系统的核心部分。推理机的工作机理:首先推理机根据当前的各种信息,利用规则在故障数据库中进行匹配,该过程可能需要进行多次才能获得求解结果。电梯控制系统故障知识库主要用来存放从电梯专家、电梯工程师、电梯手册和试验得出来的各种电梯控制柜故障信息,主要功能为:提供推理机推理过程中所需要的数据;提供解释器工作时需要的有效信息。推理机和故障知识库是整个专家系统最核心的部分,所以推理机效率的高低,故障知识库的知识量决定了整个专家系统的好坏。综合数据库是用于存放用户输入的故障信息、系统诊断推理过程中得到的中间结果和解释过程的信息等,综合数据库中知识的表示与组织和电梯控制柜故障知识库中表达与组织基本相同,这样推理机就能更好地运用电梯控制柜故障知识库和综合数据库里的知识,实现更高效率的推理。解释器是电梯专家系统和用户的接口,用户从人机交互界面输入信息,然后从电梯控制柜故障知识库和综合数据库中提取数据,经过相关计算后把得到的信息返回给人机界面。解释器的主要功能:用户在和系统交互过程中,对于有些专业故障信息不能够很好的理解,这时解释器将向用户描述电梯控制柜故障及其原因,同时也将推理的依据和过程呈现给用户。人机交互界面是整个系统的操作界面。用户可以在这里进行各种操作,根据自身需求对控制柜进行全面或者单项检测,输入各种故障征兆来查询故障,向系统提问并可根据要求得到故障分析报告和表格。
    3、电梯控制柜故障知识库
    电梯控制柜故障诊断专家系统的知识表达方式主要有语义网表示法,框槽法以及产生式法等。系统主要采用语义网和产生式相结合的知识表达方式,即先用语义网法将电梯故障现象和故障原因之间的联系网表达出来,然后绘制成故障树,故障树主要是通过工作人员不断查阅电梯手册、询问电梯专家和大量实验获得的,故障树建立之后,采用产生式法将故障树转化为各种规则,导入专家系统,建立起电梯故障知识库。产生式主要是用来表达有因果关系的推理,其基本结构为IF<A>THAN<B>,IF后面跟的是原因A,THAN后跟着的是A导致的结果B。如:IF<轿门锁故障>THAN<门锁故障>。下面主要以电梯控制柜安全回路故障为例子来说明知识数据库的构建过程。电梯安全回路指串联所有电气安全装置的回路。在电梯各安全部件位置安装一个安全开关,然后把所有的安全开关进行串联,形成一个24 V回路,用来控制一个继电器。当该回路上所有的安全开关都闭合时,继电器吸合,电梯才能正常运转,反之,只要该回路上有一个安全开关未闭合,电梯将无法运行。安全部件一般由急停开关、安全窗、极限开关、限速器、缓冲器、检修开关、相序保护继电器、门锁等组成。
    电梯专家和电梯工程师们在电梯故障处理中积累了大量的理论和实践经验,所以,对电梯专家和工程师的经验的合理组织是组建故障树的关键,也是整个专家系统的关键。电梯安全回路包含了电梯各种安全开关,由于种类和数量繁多,一旦发生故障,故障的诱因就有多种可能。比如安全窗意外开启,电梯突然冲顶或礅底、速度失常等等都将引发安全回路故障,迫使电梯停止运行。在查阅了相关电梯手册和询问专家意见之后,根据电梯安全回路电路图画出了电梯控制柜安全回路故障树。
    4、结束语
    该系统主要通过Delphi,Access2003,Visi02007以及CuPS等软件综合实现。该系统可为控制柜提供更快速、可靠、精确的检测,不仅能运用在控制柜出厂前,在控制柜投入使用后出现问题时也能快速的检测,具有重要的工程意义,基于专家系统的控制柜故障检测国内目前还未有相关的成熟产品,所以这套系统处于国内领先水平,但故障数据库的知识量还有待提高。
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