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摘要：本文分析了电梯运行中发生故障的主要原因以及表现形式；依据笔者实际经历总结了日常工作中常用的几种电梯故障诊断方法，不仅阐述各种方法、特点和操作过程，仅供同行参考。
关键词：电梯；故障；原因分析；诊断方法
1电梯出现故障的原因分析
1．1使用环境
电梯虽然是一种安全可靠性很强的升降设备，但对工作环境要求很高，电梯环境不好很容易造成电梯故障。例如，电梯厅门、轿门门槽垃圾较多致使厅、轿门运行受阻时，会使电梯不能正常运行；过多的粉尘一旦受潮会使电梯电路短路；潮湿、腐蚀性的环境会引起电梯发生多种故障等。
1．2元器件损坏
电梯的控制系统由众多元器件组成，各种元器件的使用寿命也有较大的不同。从电梯故障发生的统计数据来看，元器件损坏是电梯故障的主要原因之一。近年来，电梯大都采用变频变压技术，提高了其可靠性。但同双速电梯一样，其主接触器触点变形、电弧损坏也并不少见。此外，厅门触点、行程开关、门安全触板开关、轿门触点开关的损坏也占同类故障的较大比例。
1．3使用和保养不当
电梯使用和保养不当会造成多种故障。日常电梯使用过程中，使用者的不当行为主要表现在对电梯操作按钮的敲击、阻挡、掰撬等，这些行为的直接后果是机械损坏，从而造成停梯。
还有很多电梯故障是由于电梯的维修人员未能及时了解电梯潜在的问题引起的。管理者要及时维护电梯并对电梯的运行状态进行检测，从而在元器件失效前排除故障隐患。
2电梯故障的诊断方法
电梯故障诊断的发展经历了从简易到精密诊断，从一般到智能诊断，从单机到网络诊断等过程。综合起来可以概括为基于数学模型和基于非模型的诊断方法。目前在理论探讨以及实际工作中，较为常见的电梯故障诊断方法主要有以下几种。
2．1故障树分析法
故障树分析法以系统最不希望发生的顶事件为分析目标，研究分析造成顶事件发生的各种直接和间接原因，并用“逻辑门”将各个原因相联系，建立起一棵倒立的树形结构。结构清晰的故障树可表达故障事件的内在联系，并指出单元故障与系统故障之间的逻辑联系。对故障树进行定性分析，可寻求顶事件发生的最小割集，还可由基本事件，即底事件的发生概率来定量评价顶事件发生的概率。
依据电梯的运行机理，电梯故障大体分为安全回路系统故障、指令召唤系统故障、选向系统故障、选层系统故障、运行系统故障、门系统故障和楼层系统故障7类。根据电梯的各类故障，分别建立其故障树模型。
2．2基于专家系统的诊断方法
该方法是根据专家以往的经验，将其归纳成规则，通常以“IF…THEN…”形式表示对被诊断系统所观察到的症状与可能故障之间的关系。主要由诊断规则库、动态数据库和推理算法组成。诊断规则库是产生式规则的集合，规则的形式为“IF…THEN…”。动态数据库用以存放所诊断问题的已知症状信息和推理过程的中间解。推理算法用以控制产生式诊断系统的整个过程。基于规则的故障诊断方法属于反演诊断，它的缺点是可能会出错误的结论。因此基于专家系统的诊断方法通常只能诊断单个故障，在诊断多重故障时难度较大。
2．3故障模式识别的诊断方法
故障模式识别的故障诊断是以模式识别为基础，以选取和提取模式的特征量为关键，综合离线分析和在线分析过程，从而得到特征向量集以及故障的基准模式集，然后给定判别函数，在线诊断提取故障所需的特征向量，再由给定的判别函数对故障分离定位。
2．4多传感器信息融合技术诊断方法
多传感器信息融合技术为解决复杂系统故障诊断的不确定性问题提供了新的途径，其应用于故障诊断领域才刚刚起步。它充分利用了多传感器采集电压、电流、速度、温度等参
2．5数据融合多元信息综合处理技术
数据融合多元信息综合处理技术是充分利用多种传感器提供的信息，提高检测系统的精度。数据融合结构模型分类方法有多种。目前国内外电梯故障监测及诊断的数据融合应用是以信息融合的层次来划分的，它包含3个不同层次的融合，即数据层(又称像素层)、特征层、决策层的融合。数据层融合是信息最底层的融合，其突出特点是可提供大量现场细节信息，但是由于数据层信息量大，处理的代价较高且实时性差。
2．6基于CAN总线技术的故障诊断方法
随着计算机技术和网络技术的发展，采用CAN总线通讯取代通常的串口通讯使电梯的分布式控制成为了可能。基于CAN总线技术的故障诊断方法就是基于采用CAN总线的电梯开发的，作为电梯分布式控制的一部分并接到CAN总线上，来完成对安全回路开关故障的检测。其中包括检测单元、处理器、CAN通信、保护单元等的设计。
(1)检测单元设计。为了满足不影响被检测回路的电气特性，必须对所设计的电路中检测端口进行周密的计算以及全面的考虑。通过采用低开通电流的光耦的方案来实现取微小电流进行检测的目的。
(2)完成检测电路全部的硬件设计。为满足系统对安全回路的检测要求设计了一套以dsPIC单片机为核心的检测电路，其中包括检测单元、处理器接口、CAN通信模块、保护单元、输入接口、电源电路等的设计。
2．7基于Multi-agent分布式电梯故障诊断系统
基于Multi—agent分布式电梯故障诊断系统由若干个现场智能体和一个管理中心智能体组成。每个现场智能体由若干个具有Agent特征的模块组成，包括数据采集Agent、监控Agent、知识管理Agent、通信Agent以及管理协调Agent，这些Agent构成一个Agent基组织，各个现场智能体由网络相互连通。通过此网络，各个现场智能体可相互学习、相互协作，协同完成电梯故障的智能诊断。根据故障的等级和复杂程度，有以下4种故障诊断方法。
(1)独立诊断。当电梯发生故障时，现场智能体根据故障征兆，能够独立地根据自身的知识库进行诊断，发出维修提示信息并能迅速提供最有可能的故障点，使维修人员迅速检测和排除故障。
(2)协作诊断。当现场出现故障征兆不能准确预测故障点的情况下，现场智能体除其自身进行诊断的同时，还可以由其协调Agent通过通信网络向其它所有的现场智能体发出协作诊断邀请，找出最可能的故障点并得出维修方案。
3电梯故障诊断方法的展望
近年来由于计算机技术、信号处理、人工智能技术的发展，智能故障诊断方法得到广泛的研究。目前故障诊断研究主要集中在以下几个方面：
(1)；一些新的理论引入故障诊断之中，如支持向量机、基于Agent故障诊断、基于核方法的故障诊断等。
(2)诊断系统集成化，将几种诊断方法融合到一起的集成故障诊断研究，实现多种诊断方法的融合。
4结语
目前电梯故障的诊断方法虽然在理论研究方面取得了许多进展，但很多理论方法距离真正在工程实践中的应用还有很长的一段路要走，因此，如何将先进的故障诊断理论与方法应用到实际中去还有待深入的研究。
关键词：电梯；故障；原因分析；诊断方法
1电梯出现故障的原因分析
1．1使用环境
电梯虽然是一种安全可靠性很强的升降设备，但对工作环境要求很高，电梯环境不好很容易造成电梯故障。例如，电梯厅门、轿门门槽垃圾较多致使厅、轿门运行受阻时，会使电梯不能正常运行；过多的粉尘一旦受潮会使电梯电路短路；潮湿、腐蚀性的环境会引起电梯发生多种故障等。
1．2元器件损坏
电梯的控制系统由众多元器件组成，各种元器件的使用寿命也有较大的不同。从电梯故障发生的统计数据来看，元器件损坏是电梯故障的主要原因之一。近年来，电梯大都采用变频变压技术，提高了其可靠性。但同双速电梯一样，其主接触器触点变形、电弧损坏也并不少见。此外，厅门触点、行程开关、门安全触板开关、轿门触点开关的损坏也占同类故障的较大比例。
1．3使用和保养不当
电梯使用和保养不当会造成多种故障。日常电梯使用过程中，使用者的不当行为主要表现在对电梯操作按钮的敲击、阻挡、掰撬等，这些行为的直接后果是机械损坏，从而造成停梯。
还有很多电梯故障是由于电梯的维修人员未能及时了解电梯潜在的问题引起的。管理者要及时维护电梯并对电梯的运行状态进行检测，从而在元器件失效前排除故障隐患。
2电梯故障的诊断方法
电梯故障诊断的发展经历了从简易到精密诊断，从一般到智能诊断，从单机到网络诊断等过程。综合起来可以概括为基于数学模型和基于非模型的诊断方法。目前在理论探讨以及实际工作中，较为常见的电梯故障诊断方法主要有以下几种。
2．1故障树分析法
故障树分析法以系统最不希望发生的顶事件为分析目标，研究分析造成顶事件发生的各种直接和间接原因，并用“逻辑门”将各个原因相联系，建立起一棵倒立的树形结构。结构清晰的故障树可表达故障事件的内在联系，并指出单元故障与系统故障之间的逻辑联系。对故障树进行定性分析，可寻求顶事件发生的最小割集，还可由基本事件，即底事件的发生概率来定量评价顶事件发生的概率。
依据电梯的运行机理，电梯故障大体分为安全回路系统故障、指令召唤系统故障、选向系统故障、选层系统故障、运行系统故障、门系统故障和楼层系统故障7类。根据电梯的各类故障，分别建立其故障树模型。
2．2基于专家系统的诊断方法
该方法是根据专家以往的经验，将其归纳成规则，通常以“IF…THEN…”形式表示对被诊断系统所观察到的症状与可能故障之间的关系。主要由诊断规则库、动态数据库和推理算法组成。诊断规则库是产生式规则的集合，规则的形式为“IF…THEN…”。动态数据库用以存放所诊断问题的已知症状信息和推理过程的中间解。推理算法用以控制产生式诊断系统的整个过程。基于规则的故障诊断方法属于反演诊断，它的缺点是可能会出错误的结论。因此基于专家系统的诊断方法通常只能诊断单个故障，在诊断多重故障时难度较大。
2．3故障模式识别的诊断方法
故障模式识别的故障诊断是以模式识别为基础，以选取和提取模式的特征量为关键，综合离线分析和在线分析过程，从而得到特征向量集以及故障的基准模式集，然后给定判别函数，在线诊断提取故障所需的特征向量，再由给定的判别函数对故障分离定位。
2．4多传感器信息融合技术诊断方法
多传感器信息融合技术为解决复杂系统故障诊断的不确定性问题提供了新的途径，其应用于故障诊断领域才刚刚起步。它充分利用了多传感器采集电压、电流、速度、温度等参
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数对电梯系统进行多方位动态监测，融合了多传感器输出的不同信息，强调了各种参量信息的综合判断，使系统的监测水平大大提高。2．5数据融合多元信息综合处理技术
数据融合多元信息综合处理技术是充分利用多种传感器提供的信息，提高检测系统的精度。数据融合结构模型分类方法有多种。目前国内外电梯故障监测及诊断的数据融合应用是以信息融合的层次来划分的，它包含3个不同层次的融合，即数据层(又称像素层)、特征层、决策层的融合。数据层融合是信息最底层的融合，其突出特点是可提供大量现场细节信息，但是由于数据层信息量大，处理的代价较高且实时性差。
2．6基于CAN总线技术的故障诊断方法
随着计算机技术和网络技术的发展，采用CAN总线通讯取代通常的串口通讯使电梯的分布式控制成为了可能。基于CAN总线技术的故障诊断方法就是基于采用CAN总线的电梯开发的，作为电梯分布式控制的一部分并接到CAN总线上，来完成对安全回路开关故障的检测。其中包括检测单元、处理器、CAN通信、保护单元等的设计。
(1)检测单元设计。为了满足不影响被检测回路的电气特性，必须对所设计的电路中检测端口进行周密的计算以及全面的考虑。通过采用低开通电流的光耦的方案来实现取微小电流进行检测的目的。
(2)完成检测电路全部的硬件设计。为满足系统对安全回路的检测要求设计了一套以dsPIC单片机为核心的检测电路，其中包括检测单元、处理器接口、CAN通信模块、保护单元、输入接口、电源电路等的设计。
2．7基于Multi-agent分布式电梯故障诊断系统
基于Multi—agent分布式电梯故障诊断系统由若干个现场智能体和一个管理中心智能体组成。每个现场智能体由若干个具有Agent特征的模块组成，包括数据采集Agent、监控Agent、知识管理Agent、通信Agent以及管理协调Agent，这些Agent构成一个Agent基组织，各个现场智能体由网络相互连通。通过此网络，各个现场智能体可相互学习、相互协作，协同完成电梯故障的智能诊断。根据故障的等级和复杂程度，有以下4种故障诊断方法。
(1)独立诊断。当电梯发生故障时，现场智能体根据故障征兆，能够独立地根据自身的知识库进行诊断，发出维修提示信息并能迅速提供最有可能的故障点，使维修人员迅速检测和排除故障。
(2)协作诊断。当现场出现故障征兆不能准确预测故障点的情况下，现场智能体除其自身进行诊断的同时，还可以由其协调Agent通过通信网络向其它所有的现场智能体发出协作诊断邀请，找出最可能的故障点并得出维修方案。
3电梯故障诊断方法的展望
近年来由于计算机技术、信号处理、人工智能技术的发展，智能故障诊断方法得到广泛的研究。目前故障诊断研究主要集中在以下几个方面：
(1)；一些新的理论引入故障诊断之中，如支持向量机、基于Agent故障诊断、基于核方法的故障诊断等。
(2)诊断系统集成化，将几种诊断方法融合到一起的集成故障诊断研究，实现多种诊断方法的融合。
4结语
目前电梯故障的诊断方法虽然在理论研究方面取得了许多进展，但很多理论方法距离真正在工程实践中的应用还有很长的一段路要走，因此，如何将先进的故障诊断理论与方法应用到实际中去还有待深入的研究。