CN105246810A - 通过探测组件的使用寿命进行的预防性维护 - Google Patents

Abstract

一种用于提供可切换组件的预防性维护的系统包括载荷移动系统，所述载荷移动系统包括一个或更多个可切换组件。所述系统还包括微控制器，所述微控制器被配置来操作所述载荷移动系统的所述一个或更多个可切换组件，以确定所述一个或更多个可切换组件的切换事件数，和基于确定所述切换事件数大于阈值切换事件数而执行预防性维护措施。

Description

通过探测组件的使用寿命进行的预防性维护

发明背景

本发明的实施方案涉及提供预防性维护，且具体涉及探测载荷移动结构的可切换组件的使用寿命。

载荷移动结构(包括电梯和自动扶梯)包括用于跨距离移动载荷的移动组件以及用于供应电力给载荷移动结构的马达、照明和其它系统的电气组件和电子组件。当前，电梯、自动扶梯或其它载荷移动结构的多数组件在它们有缺陷时被更换。等到组件故障时才更换组件可能导致对组件周围的电路或其它系统的损坏，且导致计划外且可能不方便的停机时间。

发明概要

本发明的实施方案包括一种用于提供可切换组件的预防性维护的系统。所述系统包括载荷移动结构，所述载荷移动结构包括一个或更多个可切换组件。所述系统还包括微控制器，所述微控制器被配置来操作载荷移动系统的一个或更多个可切换组件，以确定使用值(包括确定一个或更多个可切换组件的切换事件数)且基于确定使用值大于阈值而执行预防性维护措施。

本发明的实施方案进一步包括一种方法，其包括通过载荷移动系统的微控制器监控载荷移动结构的一个或更多个可切换组件的切换事件。所述可切换组件被配置来监控或控制载荷移动结构的操作。所述方法包括通过微控制器确定包括一个或更多个可切换组件的切换事件数的使用值是否大于预定阈值。所述方法还包括通过微控制器基于确定使用值大于预定阈值而执行预防性维护措施。

附图简述

被视为本发明的主题在所附权利要求中特别指出并且明确要求。根据结合附图进行的以下具体实施方式可了解本发明的上述和其它特征和优点，其中：

图1图示根据本发明的一个实施方案。

图2图示根据本发明的另一个实施方案。

图3是根据本发明的实施方案的方法的流程图。

具体实施方式

传统的载荷移动结构包括在组件的典型使用寿命内使用后损坏的电气组件和电子组件，因而需要升降结构的计划外停用。

图1图示根据本发明的实施方案的系统100。系统100包括载荷移动结构110、监控和控制载荷移动结构110的操作的微控制器120和通过微控制器120访问的存储器130。替代地，存储器130可为微控制器120的部分。存储器130可为固态存储器，诸如闪存或任何其它类型的数据存储器。载荷移动结构110可为例如电梯、电梯系统、自动扶梯或相对于地面或另一个参照平面固定的任何其它结构。载荷移动结构110可具有带、缆索、绳、齿轮或用于将载荷从一个位置移动至另一个位置的其它设备。

载荷移动结构100包括一个或更多个可切换组件111。在本说明书和权利要求中，可切换组件是可被控制来执行切换操作的组件和可在切换操作中切换的组件。例如，开关和电池可为可切换组件，因为开关可被控制来传递电流或阻挡电流流动，且电池可从电力提供状态切换至非电力提供状态。可被控制来执行切换操作的可切换组件在说明书和权利要求中被称作开关或切换组件，而本身在一个状态与另一个状态之间切换，但不执行切换操作的可切换组件被称作被切换组件。开关或切换组件的实例包括模拟开关、继电器和固态开关。被切换组件的实例包括基于感测到的特性输出不同传感器信号的传感器和基于系统需求选择性输出电力的电池。

在图1中，载荷移动结构包括一个或更多个接触器112、继电器113、其它机械开关114、固态开关115、按钮116、传感器117、电池118和马达119。例如，在载荷移动结构110是电梯的实施方案中，接触器112和继电器113可控制用于移动电梯轿厢和移动电梯轿厢的门的一个或更多个马达119。机械开关114和固态开关115可监控电梯轿厢的门的位置且控制供应至电梯轿厢的一个或更多个组件的电力，包括照明、风扇、温度控制元件、自动门等。按钮116可由电梯轿厢的用户按压以选择目的地或其它特征，控制供应至微控制器120、至按钮116内的灯或任何其它电力目的地的电力。传感器117可被开启来监控电梯轿厢的操作的所有方面，包括门操作、照明、温度控制、电子系统和电梯轿厢位置。电池118可在输电线停电或缺电期间被利用来提供电力且在从输电线供应全功率时被停用。

在本发明的实施方案中，可切换组件111可为载荷移动结构110的操作系统的部分用于监控或控制载荷移动结构110。在载荷移动结构110是电梯的实例中，可切换组件111可为驱动系统、安全系统、轿厢控制系统、轿厢监控系统、照明系统或任何其它辅助系统的部分。例如，驱动系统可包括：继电器113，其用于开启和关闭马达119；马达119，其被开启和关闭；传感器117，其用于探测电流流动、电梯轿厢速度、电梯轿厢的载荷；和机械开关114和固态开关15，其用于控制驱动系统的功率级。

安全系统可包括用于探测电梯轿厢门的位置的传感器117和机械开关114，且传感器117用于探测电梯轿厢在电梯井内的位置、电梯轿厢的照明、温度和速度。安全系统也可包括用于在探测到安全状况时关闭至驱动系统的电力或阻止轿厢门的打开或关闭的机械开关114或固态开关115。安全系统也可包括电池118，所述电池118可在电力经由电线被提供至电梯系统时被停用，且可在电力中断发生时被启动。

轿厢监控系统和照明系统可包括用于探测电梯轿厢的照明、温度、载荷、位置和任何其它特性的传感器117。轿厢监控系统和照明系统也可包括用于调整至温度控制系统或照明系统的电力或将信号传输至控制电梯轿厢系统的操作的驱动系统或微控制器120的机械开关114和固态开关115。

在本发明的实施方案中，可切换组件111是载荷移动结构110的操作系统的部分。传感器117用于提供有关载荷移动结构110的操作的信息，且信息用于，诸如通过调整载荷移动结构110的机械和电特性而控制载荷移动结构110。机械开关114和固态开关115被用于控制至结构110的组件的电力流动，马达119被用于控制结构110的移动，且电池被用于供应电力至结构110。

微控制器120控制载荷移动结构110的操作且在载荷移动结构110的操作期间，在组件111监控且控制载荷移动结构110的操作时监控可切换组件111的状态的改变。微控制器120探测可切换组件111的切换事件数何时与组件111的寿命预期一致，且产生维护通知121(诸如信号或消息)，其指示即使组件111尚未发生故障，组件111的预防性维护仍可被执行，因为组件111处于其寿命预期且在其寿命预期的切换事件的预定范围内。因此，对载荷移动结构110的操作的计划外中断可被避免。

在主动控制的切换组件(诸如接触器112、继电器113、机械开关114和固态开关115)的情况下，微控制器120通过探测执行切换操作的命令而探测切换事件数，且相应地使存储在存储器130中的表格131中的计数器递增。在诸如基于非控制信号标准(诸如用户按钮按压、传感器情况下的特性探测或电池118的情况下电路的闭合)改变状态的被切换组件(诸如按钮116、传感器117和电池118)的情况下，微控制器120探测可切换组件111的状态从与第一功率级相关的第一状态至与第二功率级相关的第二状态的改变。例如，当用户按压按钮116来选择电梯的楼层时，微控制器120探测由按钮按压引发的输入信号或电流流动，且相应地使与按钮相关的计数器递增。

表格131包括与被监控来提供预防性维护的每个可切换组件111相关的条目132a、132b至132n。条目包括组件识别符、对应于组件的实际使用的值和对应于组件的预期寿命的阈值。在本发明的实施方案中，“使用”值包括对应于与组件相关的切换事件数的计数器值。计数器值由微控制器120提供，所述微控制器120在按钮116、传感器117、电池118和马达119的情况下操作可切换组件111或监控可切换组件111的状态。

除对应于切换事件数的值外，使用值或阈值可包括考虑影响组件的寿命预期的额外因素的算法。例如，阈值信息可考虑可切换组件111的功率状态。在一个实施方案中，传感器117在其处于“开启”状态且输出传感器信号的情况下可具有比其处于“关闭”状态且未输出传感器信号的情况下短的寿命预期。因此，计数器可包括计数器数以及用于记录传感器117被开启多长时间的时间信息。阈值信息可考虑传感器117的切换事件数以及“开启”状态或“关闭”状态的持续时间。组合的切换信息和功率状态信息可由微控制器120用于确定传感器117是否已超过其寿命预期或在其寿命预期的预定时间周期内。

使用值或阈值也可基于额外因素，诸如载荷移动结构110所处的环境、可切换组件111所支持的流量和功率级。可能影响寿命预期的环境因素的实例包括载荷移动结构110运行的温度或湿度。流量的实例可包括每小时、每天或每个月发生的切换事件数。可能影响组件111的寿命预期的功率级的实例包括功率尖峰、高功率环境、短路等。

针对其比较可切换组件111的使用值的阈值可根据任何这些因素或额外因素从基础阈值增加或减小。基础阈值可获自从制造商提供的装置说明书、先前测试或确定组件的寿命跨度的平均或基准阈值的任何其它手段。在一个实施方案中，使用值和阈值是计数器值，且阈值基于上文讨论的操作和环境因素被向上或向下调整。例如，如果微控制器120探测到载荷移动结构110中的十个功率骤增，且如果基于统计数据、测试数据或说明书数据已知每个功率骤增使可切换组件111的寿命有效缩短达一百个切换事件，那么所述组件的阈值可减小达1000。因此，与无功率骤增发生的情况相比，微控制器120将更早探测到可切换组件111的寿命结束。

当微控制器120确定可切换组件111的使用值已超过阈值开关数时，微控制器120执行预防性维护措施，诸如产生维护通知121。维护通知121可为基于文字的消息、指示灯、声音或其它触觉信号或告知用户或系统在特定可切换组件111上需要维护的任何其它方法。在另一个实施方案中，取代作为计数器值，使用值是包括计数器值以及基于操作因素和环境因素的计数器值的加或减的合成值。在一个实施方案中，微控制器120产生维护通知121，其指示建议维护但未指示切换数。

虽然已使用电梯系统来描述本发明的一个实施方案，但是实施方案涵盖任何载荷移动结构110。图2图示一种系统100，其中载荷移动结构110包括传送系统110a、电梯系统110b和自动扶梯系统110c。但是，这些系统仅以举例的方式提供，且本发明的实施方案涵盖任何载荷移动结构110。

图3是图示根据本发明的实施方案的方法的流程图。在方框301中，操作载荷移动结构。例如，电梯可沿着电梯井向上和向下运行，自动扶梯可被运行，传送带可被运行或任何其它载荷移动结构可被运行。运行载荷移动结构可包括控制一个或更多个开关来引导电流穿过载荷移动结构的电路。运行载荷移动结构也可包括监控一个或更多个被切换组件来确定被切换组件是否导致电流流入或流出载荷移动结构的电路。

在方框302中，载荷移动结构的可切换组件被监控来确定每个可切换组件的切换事件数。例如，微控制器可被用于控制载荷移动结构。微控制器可监控切换组件的开启和关闭命令数和被切换组件被启动和停用的次数。

在方框303中，可确定包括切换数的可切换组件的使用是否超过阈值。在一些实施方案中，使用值和阈值的一个或两个包括除切换数以外的因素，诸如运行温度、湿度、功率级、功率状态、功率状态下的持续时间和可能变更装置的寿命预期的任何其它因素。

如果可切换组件的使用低于阈值，那么可切换组件的监控继续。但是，如果可切换组件的使用等于或超过阈值，那么在方框304中执行预防性维护措施。预防性维护措施的实例包括产生可切换组件已到达或接近其预期寿命的结束且应被更换的信号或通知。在一些实施方案中，通知识别组件名称或识别符和在载荷移动结构内的位置。

根据本发明的实施方案，微控制器监控用于操作载荷移动结构的可切换组件且基于可切换组件的切换事件数产生预防性通知。相应地，电梯、自动扶梯、传送器或其它载荷移动结构的组件可在组件故障前的计划时间更换，防止由于组件故障对其它组件的潜在损坏且防止载荷移动结构的计划外停机。此外，本发明的实施方案无需专门设计的开关或可切换装置。而是，控制可切换装置的切换的微控制器也追踪切换来确定是否应执行预防性维护措施。

虽然已仅结合有限数量的实施方案详细描述本发明，但是应易于了解本发明不限于这些所公开的实施方案。而是，本发明可被修改以并入任意数量的之前未予描述但是与本发明的精神和范畴相符的变化、变更、替代或等效配置。此外，虽然已描述本发明的各种实施方案，但是应了解本发明的方面可仅包括所描述的实施方案中的一些。因此，本发明不应被视为受限于上述描述，而是仅受限于随附权利要求书的范围。

Claims (21)

1.一种用于提供可切换组件的预防性维护的系统，其包括：

载荷移动结构，其包括一个或更多个可切换组件；和

微控制器，其被配置来操作所述载荷移动结构的所述一个或更多个可切换组件，以确定使用值，包括确定所述一个或更多个可切换组件的切换事件数，且基于确定所述使用值大于阈值而执行预防性维护措施。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述载荷移动结构是电梯和自动扶梯中的一个。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述阈值是对应于在所述一个或更多个可切换组件的寿命内的预期切换事件数的数量。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或更多个可切换组件包括至少一个机械启动开关，且

确定所述切换事件数包括确定所述至少一个机械启动开关在对应于第一功率级流动穿过所述至少一个机械启动开关的第一功率状态与对应于第二功率级流动穿过所述至少一个机械启动开关的第二功率状态之间切换的次数，所述第一功率级大于所述第二功率级。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述至少一个机械驱动开关包括电梯安全链中的开关、所述电梯的门区探测开关和用于所述电梯的制动器的制动开关中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或更多个可切换组件包括至少一个固态开关，且

确定所述切换事件数包括确定所述至少一个固态开关在对应于第一功率级流动穿过所述至少一个固态开关的第一功率状态与对应于第二功率级流动穿过所述至少一个固态开关的第二功率状态之间切换的次数，所述第一功率级大于所述第二功率级。

7.根据权利要求6所述的系统，其中确定所述切换事件数包括确定切换命令被发送至固态开关的次数。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或更多个可切换组件包括传感器，且

确定所述切换事件数包括确定所述传感器被启动的次数。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述切换事件包括探测所述可切换组件何时从与第一功率级相关的第一功率状态切换至对应于与所述第一功率级不同的第二功率级的第二功率状态。

10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：

其中存储所述一个或更多个可切换组件的列表的存储器和对应于所述一个或更多个可切换组件的所述切换事件数的计数器。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述预防性维护措施包括产生所述一个或更多个可切换组件应被更换的通知。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述阈值基于对应于所述可切换组件的类型的基值和对应于所述可切换组件运行的环境状况的调整。

13.一种方法，其包括：

通过载荷移动系统的微控制器监控所述载荷移动结构的一个或更多个可切换组件的切换事件，所述可切换组件被配置来监控或控制所述载荷移动结构的操作；

通过所述微控制器确定包括所述一个或更多个可切换组件的切换事件数的使用值是否大于预定阈值；和

通过所述微控制器基于确定所述使用值大于所述预定阈值而执行预防性维护措施。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述载荷移动结构是电梯和自动扶梯中的一个。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述预定阈值对应于在所述一个或更多个可切换组件的寿命内预期的切换事件数。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述预防性维护措施包括产生所述一个或更多个可切换组件可能需要预防性维护的通知。

17.根据权利要求13所述的方法，其中所述一个或更多个可切换组件包括至少一个机械启动开关，且

确定所述使用值是否大于所述预定阈值包括确定所述至少一个机械启动开关在对应于第一功率级流动穿过所述至少一个机械启动开关的第一功率状态与对应于第二功率级流动穿过所述至少一个机械启动开关的第二功率状态之间切换的次数，所述第一功率级大于所述第二功率级。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述至少一个机械驱动开关包括电梯安全链中的开关、所述电梯的门区探测开关和用于所述电梯的制动器的制动开关中的至少一个。

19.根据权利要求13所述的方法，其中所述一个或更多个可切换组件包括至少一个固态开关，且

确定所述使用值是否大于所述预定阈值包括确定所述至少一个固态开关在对应于第一功率级流动穿过所述至少一个固态开关的第一功率状态与对应于第二功率级流动穿过所述至少一个固态开关的第二功率状态之间切换的次数，所述第一功率级大于所述第二功率级。

20.根据权利要求19所述的方法，其中确定所述使用值是否大于所述预定阈值包括确定发布给所述至少一个固态开关的切换命令数是否大于所述预定阈值。

21.根据权利要求13所述的方法，其中所述一个或更多个可切换组件包括传感器，且

确定所述使用值是否大于所述预定阈值包括确定所述传感器被启动的次数。