CN111620217A - 基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法及系统，该系统包括固定于各钢丝绳上的若干个张力传感器；获取各张力传感器数据以向云端平台服务器上传的数据采集盒；与各张力传感器一一配套、连接于张力传感器与数据采集盒之间的若干个信号变送器；以及对所获得的数据进行计算分析以作出故障判定的云端平台服务器；所述云端平台服务器提供有供WEB应用和APP应用接入的网络接口。该方法是，于各钢丝绳上分别设置张力传感器以获取实时张力数据，将张力数据处理换算成对应的张力数值Fn，n＝1,2....；将张力数值进行分析判断，其中，包括有超限故障判定步骤和不平衡故障判定步骤；判定产生的告警信息通过WEB应用或APP应用进行展示。
Description
技术领域
本发明属于电梯技术领域，具体涉及一种基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法及系统。
背景技术
随着经济的不断发展和城市规模的不断扩大，住宅、酒店、写字楼等建筑的高度及楼层不断增加，电梯的安装和使用数量也原来越大。电梯的使用在给人们出入高层建筑带来便利的同时，由于电梯故障所造成的故障大多极为严重，所以也越来越受到重视。因此，如何对电梯的安全运行实施有效的监控，及时排除各种电梯故障隐患，已成为各电梯生产商、使用商、各级劳动安全监察部门急需解决的重要课题。
专利号为CN201220323838.0的一种电梯钢丝绳张力测量及调控系统中，通过带有A/D转换单元的主控管理器，用于测量钢丝绳张力的检测装置、及与主控管理器连接的张力显示、调试终端，检测装置的结构中包括设置于每一根钢丝绳的绳头杆上的一组压力传感器，每一个压力传感器的信号输出端与主控管理器中的A/D转换单元的信号输入端连接，从而对单根钢丝绳载荷量进行独立监控，监控数据需要用操作器进行实地查看。
现有的电梯钢丝绳故障判定方法的缺点主要有以下几点：
1.局限性太大，现有的技术需要工作人员不定时进入轿顶查看曳引绳(钢丝绳)张力状况，放到目前的建筑内，大部分写字楼都无法接受在工作日的工作时间进行停梯保养等工作，所以无法在第一时间知道监控的曳引绳(钢丝绳)状态；
2.人力成本高，需要人工查看的设备都需要安排专业人员24小时对设备进行待命，尤其是在写字楼内的电梯，还需要在休息日安排工作人员在晚上对设备进行查看；
3.稳定性差，如果设备在无人查看时损坏，则工作人员也无法得知损坏后的曳引绳(钢丝绳)张力是否出现异常。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提出一种张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法及系统，通过实时传送钢丝绳受力状态，判断钢丝绳健康情况。用于解决电梯在使用过程中无法判断电梯钢丝绳状况的技术问题。
本发明的采用的技术手段是：
一种基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定系统，其包括固定于各钢丝绳上的若干个张力传感器；获取各张力传感器数据以向云端平台服务器上传的数据采集盒；与各张力传感器一一配套、连接于张力传感器与数据采集盒之间的若干个信号变送器；以及对所获得的数据进行计算分析以作出故障判定的云端平台服务器；所述数据采集盒以无线方式接入网络与云端平台服务器通讯连接，所述云端平台服务器提供有供WEB应用和APP应用接入的网络接口。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述张力传感器的输出线束沿钢丝绳垂下并固定；所述信号变送器固定于轿顶横梁之上，其输入端连接张力传感器的输出线束，其自身的输出线束由轿顶横梁垂下连接至位于轿顶的数据采集盒，并由扎带或吸盘固定于轿顶之上。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述数据采集盒中设有无线模块，用于连接至位于电梯机房的数据传输网关。
一种基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法：
于各钢丝绳上分别设置张力传感器以获取实时张力数据，将张力数据处理换算成对应的张力数值Fn，n＝1,2....；将张力数值进行分析判断，其中，包括有超限故障判定步骤和不平衡故障判定步骤；
所述超限故障判定步骤是：
设定张力判定的上限值F0，F0可以根据不同电梯系统及轿厢载重量而定；当Fn超出F0时，判断定超限故障进行告警；
所述不平衡故障判定步骤是：
设定张力平衡范围的临界上限值K1和临界下限值K2；
计算获得张力平均值
其采用的公式为
计算获得各钢丝绳的张力与张力平均值的比值系数k，其采用的公式为
当k≤K2或k≥K1时，判定为超出平衡范围进行告警；
其中，告警信息通过WEB应用或APP应用进行展示。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述临界上限值K1的取值为1.1，所述临界下限值K2的取值为0.9。
于本发明的一个或多个实施例当中，所述张力传感器采用12位的AD值对应数值为4096，相应的电压变化为1-5V，对应的张力数值Fn的变化为0到额定载重T的力的变化，故张力数值Fn的公式为：
于本发明的一个或多个实施例当中，先执行超限故障判定步骤，在未产生超限故障的前提下才执行不平衡故障判定步骤。
本发明的益效果是：检测电梯在运行过程中不同曳引绳(钢丝绳)所受到的张力大小，来判断电梯曳引绳(钢丝绳)的健康状态，再由网关将数据处理结果传输到云端，显示到客户的手机端上，数据实时更新，用户通过手机就可以随时对电梯曳引绳(钢丝绳)健康状态进行查看。其具体的优点是：1)安全性高，本发明的初衷就是防止曳引绳(钢丝绳)由于张力不平衡导致的加速老化问题，所以在其出现受力异常时就已经进行了预警；2)稳定性高，由于后台数据是实时更新的，只要数据停止更新，系统马上就能检测到，不存在发生设备损坏导致的无法检测；3)更加美观，只使用相应的传感器固定在每条曳引绳(钢丝绳)上，丝毫不破坏原有的整体美感；4)成本低，采用本设计对电梯曳引绳(钢丝绳)进行监控，大大降低了人力成本，正常情况下根本不需要维保人员在实地进行维护。
附图说明
图1为本发明的系统框架示意图。
图2为本发明的系统安装结构示意图。
图3为本发明的方法流程图。
具体实施方式
如下对本申请方案作进一步描述：
参见附图1和2，一种基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定系统，其包括固定于各钢丝绳1上的若干个张力传感器2；获取各张力传感器2数据以向云端平台服务器3上传的数据采集盒4；与各张力传感器2一一配套、连接于张力传感器2与数据采集盒4之间的若干个信号变送器5；以及对所获得的数据进行计算分析以作出故障判定的云端平台服务器3；所述数据采集盒4以无线方式接入网络与云端平台服务器3通讯连接，所述云端平台服务器3提供有供WEB应用6和APP应用7接入的网络接口。具体的，所述数据采集盒4中设有无线模块，用于连接至位于电梯机房的数据传输网关8。所述张力传感器2的输出线束21沿钢丝绳1垂下并固定；所述信号变送器5固定于轿顶横梁9之上，其输入端连接张力传感器2的输出线束21，其自身的输出线束51由轿顶横梁9垂下连接至位于轿顶10的数据采集盒4，并由扎带或吸盘固定于轿顶10之上，避免散开。
参见附图3，一种基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法：
于各钢丝绳上分别设置张力传感器2以获取实时张力数据，将张力数据处理换算成对应的张力数值Fn，n＝1,2....；将张力数值进行分析判断，其中，包括有超限故障判定步骤和不平衡故障判定步骤；且先执行超限故障判定步骤，在未产生超限故障的前提下才执行不平衡故障判定步骤。
所述超限故障判定步骤是：
设定张力判定的上限值F0，当Fn超出F0时，判断定超限故障进行告警；
所述不平衡故障判定步骤是：
设定张力平衡范围的临界上限值K1和临界下限值K2；本例中，所述临界上限值K1的取值为1.1，所述临界下限值K2的取值为0.9。
计算获得张力平均值
其采用的公式为
计算获得各钢丝绳的张力与张力平均值的比值系数k，其采用的公式为
当k≤0.9或k≥1.1时，判定为超出平衡范围进行告警；
其中，告警信息通过WEB应用或APP应用进行展示。
所述张力传感器2采用12位的AD值对应数值为4096，相应的电压变化为1-5V，对应的张力数值Fn的变化为0到额定载重T的力的变化，故张力数值Fn的公式为：
本技术的工作原理：
在经过信号变送器5后，所有的张力传感器2的数据集中汇总在数据采集盒4，数据采集盒4的数据通过无线传输到机房，再由机房的数据传输网关8将数据通过互联网传输到云端平台服务器3，云端平台服务器3即时对钢丝绳张力数据进行判定是否异常，然后显示到手机上APP上，给维保人员查看。其中，无线传输减少了井道内的线缆数量，增加了系统的美观度，模块化结构让安装更加方便整个系统的安装只分两部分：轿顶与机房，轿顶负责获取数据，机房负责传输数据，实时的数据传输确保了系统的稳定性。由于数据是不断发送的，所以如果没有收到数据即可反应出设备出现了损坏问题，不用担心设备老化失效引起的出现问题无预警的情况发生。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定系统，其特征在于：包括固定于各钢丝绳上的若干个张力传感器；获取各张力传感器数据以向云端平台服务器上传的数据采集盒；与各张力传感器一一配套、连接于张力传感器与数据采集盒之间的若干个信号变送器；以及对所获得的数据进行计算分析以作出故障判定的云端平台服务器；所述数据采集盒以无线方式接入网络与云端平台服务器通讯连接，所述云端平台服务器提供有供WEB应用和APP应用接入的网络接口。
2.根据权利要求1所述的基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定系统，其特征在于：所述张力传感器的输出线束沿钢丝绳垂下并固定；所述信号变送器固定于轿顶横梁之上，其输入端连接张力传感器的输出线束，其自身的输出线束由轿顶横梁垂下连接至位于轿顶的数据采集盒，并由扎带或吸盘固定于轿顶之上。
3.根据权利要求1所述的基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定系统，其特征在于：所述数据采集盒中设有无线模块，用于连接至位于电梯机房的数据传输网关。
4.一种基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法，其特征在于：
于各钢丝绳上分别设置张力传感器以获取实时张力数据，将张力数据处理换算成对应的张力数值Fn，n＝1,2....；将张力数值进行分析判断，其中，包括有超限故障判定步骤和不平衡故障判定步骤；
所述超限故障判定步骤是：
设定张力判定的上限值F0，当Fn超出F0时，判断定超限故障进行告警；
所述不平衡故障判定步骤是：
设定张力平衡范围的临界上限值K1和临界下限值K2；
计算获得张力平均值
其采用的公式为
计算获得各钢丝绳的张力与张力平均值的比值系数k，其采用的公式为
当k≤K2或k≥K1时，判定为超出平衡范围进行告警；
其中，告警信息通过WEB应用或APP应用进行展示。
5.根据权利要求4所述的基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法，其特征在于：所述临界上限值K1的取值为1.1，所述临界下限值K2的取值为0.9。
6.根据权利要求4所述的基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法，其特征在于：所述张力传感器采用12位的AD值对应数值为4096，相应的电压变化为1-5V，对应的张力数值Fn的变化为0到额定载重T的力的变化，故张力数值Fn的公式为：
7.根据权利要求4-6任一项所述的基于张力监测技术的电梯钢丝绳故障判定方法，其特征在于：先执行超限故障判定步骤，在未产生超限故障的前提下才执行不平衡故障判定步骤。
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