潘作有 王延邦

【摘要】：随着我国高层楼宇建筑越来越多，电梯的应用也越发普及。直到今天，人们在日常工作和生活中对电梯的依赖性也越来越强。电梯使人们的上下楼更加方便、快捷，在避免人们爬楼梯的辛苦时，也为人们的出行节约了大量的时间。随着电梯使用时间的延长，其安全方面存在的隐患也越来越多，威胁着人们的人身安全。电梯的综合测试系统和故障诊断技术对维护电梯安全运行起到十分重要的作用。电梯综合测试系统总体结构的设计进行了详细的阐述，内容仅供参考。

【关键词】：电梯综合测试；系统总体；结构；设计

【导言】：近年来，随着我国经济的快速发展，电梯被广泛应用于高层建筑中，成为日常生活中不可或缺的交通工具。考虑到我国各城市人口密度较大，电梯使用频繁，导致其长时间处于高强度运行状态，存在一定安全隐患，据我国特种设备安全状况统计数据显示，近几年来，我国平均每年的电梯事故都在60起左右。电梯的运行速度、振动加速度、平衡系数和噪声等作为电梯的重要参数，直接影响着电梯的运行安全。本文针对传统电梯检测仪存在检测参数单一、价格昂贵、不易携带等问题，提出一种为检验人员量身定制的便携式新型电梯综合性能测试仪，集成多种常规电梯检测仪器功能于一体，具有体积小、功能强、成本低、便携性好等优点。

1电梯综合测试系统软、硬件设计

1.1电梯综合测试系统硬件设计

电梯综合测试系统的硬件电路以STM32F40处理器为核心进行设计，该系统的硬件结构具有电梯运行数据采集、储存和显示功能。改结构主要包括外部存储器、LCD显示屏、数据采集传感器、电源模块、调试模块等组成。其系统硬件总体结构如图1所示。

由电梯测试系统硬件结构框图，对各个模块具体功能介绍如下：STM32F407处理单元：该单元包括处理器STM32F407、复位电路、BOOT电路和时钟电路，该控制单元为整个测试系统的核心单元，主要负责与个模块单元通讯和链接。电源模块：该单元为整个硬件系统提供不同规格的稳定电源，以保证这个系统可以正常运行。

调试模块：为了保证测试系统正常运行和稳定运行，提供系统调试模块，该模块通过总线RS-232通信接口与外部调试设备进行链接，以方便对系统进行调整和更改。

外部数据存储模块：考虑电梯综合测试系统需要采集的数据种类较多以及采集数据量较大，本系统设计采用数据暂存方式的数据存储模式，以满足大量数据的采集要求。

数据显示模块：为实现该系统具有较好的人机交互性能，本系统设计采用7寸LCD显示屏，以实现对系统实时数据和状态的显示。

1.2电梯综合测试系统软件设计

为实现该系统具有较好的人机交互性能，本文对系统上位机软件单元进行设计，上位机组态界面总体框图如图2所示。下位机主要进行各类数据的采集、存储以及测量数据的即时显示，开发时采用C语言。

2电梯综合测试系统和故障诊断技术

2.1综合测试系统

综合测试系统主要就是对电梯各部分的参数进行综合测量，并对测量得出的数据进行相应的处理。

2.1.1噪音的测量。

当声波的频率为1000Hz时，人们能够听到的最低声压是20uPa，当声压达到20Pa时，人们的耳朵就会感觉疼痛。对电梯噪音进行测量时，大多是直接利用听觉或者一些专业的测量设备对噪音进行测量，利用声级计将噪音的声压信号转换成电信号，进行处理，获得噪音的分贝值。在测量噪音的过程中，需要进行窗口滑动，来保障噪音测量的实时性。

2.1.2开关门的测量。

电梯的门包括轿厢门和每个楼层的层站门，一般情况下在对电梯开关门的平均速度进行测量时，主要是通过测量电梯门运行的时间来实现的。但是这种测量方法非常容易受到人为干扰。因此，一般都是利用两个距离较近的开关来对开门和关门的时间加以控制，然后根据信号显示的时间来计算电梯开门或关门的时间。

2.1.3对运行的加速度进行测量。

对加速度的测量主要是依靠加速度传感器显示的信号进行采集和处理。对加速度信号进行连续采样，然后使用特定仪器对干扰信号进行过滤。对加速度的测量和处理过程图如3所示。

2.1.4温度的测量。

测量电梯温度主要是测量电梯的机房温度和曳引机组的温度，分别选择曳引机组周围5个位置进行温度的测量。而且，电梯其他设备也应进行温度测量。

2.2故障诊断技术

电梯的故障诊断技术主要包括以下几种类型：

2.2.1故障树诊断技术。

故障树诊断技术主要是对电梯出现的故障进行总结，按照层次性将导致故障产生的原因进行分类归纳，对电梯故障进行确定。

2.2.2人工神经网络诊断技术。

这种诊断技术的效果最为显著，具有非线性、容错性等多种特性。但是，这种诊断技术存在一个缺点，就是它在解决问题的时候需要以网络模型为基础。

2.2.3专家系统诊断技术。

该技术是目前应用最广泛的一种诊断技术，如果在诊断过程中，将该技术和故障树诊断技术相结合，诊断结果的准确性将更高。

2.3噪声检测

以轿厢开关门过程噪声检测为例，对额定速度为 1m/s 的乘客电梯进行噪声测量，放置电容噪声计于电梯轿厢地板上方1.5m±0.1m 处位置 。在测试中噪声最大为 60dB，根据 GB/T 10058—2009《电梯技术条件》规定，开关门过程中轿厢内最大噪声值为 65dB（v≤2.5m/s），表明该电梯轿厢开关门过程噪声检测满足相关性能要求。

结束语

本文针对电梯日常检验的需求，在分析传统检测仪器的基础上，采用高性能嵌入式技术和面向对象程序设计，研制开发新型电梯综合性能测试仪，实现电梯检测参数的快速、可视化测量分析。测试仪以其多功能、模块化及便携性好等特点，便捷了检验人员的现场操作，提高了检验的工作效率。

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