[发明专利]电梯系统中的定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及电梯系统的条件监测。

背景技术

电梯系统包含许多移动和旋转部件，它们容易发生故障。部件可能磨损，它们可能安装地不正确，安装在指定位置的部件可能脱离它们的位置，并且移动会导致部件发生有害振动。为此，电梯系统中需要条件监测，以使可以预测故障并在故障本身出现之前做出反应，并且在最坏的情况下停止电梯。

条件监测的目的是检测与认为是正常的以前操作相比，测量装置操作中缓慢发生的变化以及突然的偏差。条件监测装置还用来在给定时刻对设备或系统部件发生故障进行预报或计算其可能性。条件监测装置还能指定维护程序或修复程序的优化安排。如果没有特别的条件监测装置，则只会在出现故障或者在最坏的情况下系统操作中断之后，才对非正常操作做出反应。利用条件监测装置，可以在故障将要发生之前，或者在最好的情况下，在将要发生故障之前的有利时间内做出反应。借助条件监测装置，可以结合正常的维护检查来安排系统所需的特别维护程序。

检测故障并预报设备故障被称为故障诊断。在故障诊断中，现有技术测量由旋转部件引发的现象，诸如振动、噪音、声学辐射以及应力变化。这些发生于较长时间跨度过程中的变化可以描述为时间序列，以使可以为测量幅值或者从其计算的幅值设定警报极限，基于此可以推导出立即发生或者不久将会发生的设备故障。在现有技术的故障诊断方法中，还包括测量磨损以及测量由腐蚀、磨损或其他用途的结果所导致的变化。前述这些现象本身间接影响设备功能。

条件监测系统基于测量产生有关电梯功能的数据。待测量的主要功能是电梯操作循环的时序、从不同楼层启动的次数、门重新打开的次数、电梯轿箱和门的振动、门的摩擦力、操作循环不同阶段的噪音水平以及与乘坐舒适性有关的参数，诸如轿箱加速度的变化。

对于电梯来说，轿箱沿一个方向往复运动(所谓平动)是其特征，这不同于许多设备和装置的操作。另外，对于电梯来说，门的水平运动是其特征。操作本质上是循环的。在电梯系统部件操作中，由电梯条件监测检测到的变化可能在较长的时间跨度范围内非常缓慢地发生。

垂直移动的轿箱和水平开闭的轿箱门以及停靠台的门用作电梯系统最重要的移动部件。在电梯条件监测中，关键是在一些测量幅值中检测到的偏差可以连接到正确的楼层或者连接到电梯轴上轿箱的位置。

专利申请F120040104披露了例如电梯系统自动门的条件监测。为该门建立了动态模型，借助该模型可以确定施加在门上的摩擦力。从摩擦力的幅值，本身可以发现门运动的小紊乱以及可能会阻止门操作能力的故障。

专利说明书US5476157说明了电梯控制系统，其中监测和控制电梯轿箱的行进。该系统包括监测楼层每个门的传感器，利用这些传感器可以监测开放的门。监测开关还布置在停靠台处，借助该监测开关可以推导出电梯轿箱的楼层定位。在该方法中，可以在其中一个停靠台的门打开的情况下，阻止电梯轿箱运动。

专利公开JP2003112862检查了电梯轿箱的振动。用检测器确定振动的加速度。用分析器控制该加速度数据，其中推导出电梯轿箱中检测到的乘坐舒适性质量。

专利公开JP2000313570说明了不带设备室的电梯方案。脉冲换能器位于该系统中，以使借助所发射的脉冲来测量电梯的运动数据。从该脉冲数据，本身可以为电梯轿箱产生所移动的距离、运动速度以及运动加速度。在控制电梯和消除轿箱振动中采用了这些数据。

专利公开JP9240948说明了一种系统，其提前预报电梯故障。在该系统中，测量与电梯有关的许多幅值，诸如电梯速度、加速度、到达楼层的速度以及电梯在该楼层的停靠位置。借助这些数据，可以通过与早期测量结果进行比较来推导。根据特定的标准，如果结果不同于早期的结果，则推导出将要预报的故障情况。这种类型的故障预报在屏幕上通知给使用者并通知给管理条件监测的计算机。

专利公开JP8104473调研了电梯系统中实际发生故障之前的变化。通过检查希望的轿箱理想速度和轿箱实际测量速度之间的差异，可以确定振动幅值。三种不同操作状况下振动的幅值和类型记录在系统存储器中。这三种操作状况是正常操作模式、警告模式和故障模式。通过比较测量数据和存储器中的数据，可以检测系统操作中的可能变化，并因此可以预报故障状况，而且如果需要的话，可以进行额外的测量来验证故障状况。

专利公开US4128141检查了作为电梯轴上许多监测点位置的函数的电梯轿箱速度。以与加速度信号成比例的信号调节测量速度信号。通过检查调节后的速度信号，可以检测与轿箱运动有关的故障。在专利公开US4128141的一个实施例中，针对时间推导速度信号，以实现加速度信号。