CN114572789B - 一种电梯性能远程检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电梯性能远程检测方法及装置，涉及电梯性能检测技术领域，首先获取电梯的各项运行参数，进而对获取的运行参数进行数据处理，计算得到电梯控制柜功率、电梯平衡系数、电梯制动距离、制动时间等性能参数，依据所计算得到的性能参数，同时调用数据库服务器中的阈值标准或范围，对电梯的各项性能参数进行归一化、差值计算、分类加权等数据处理，得到待测电梯的综合性能指数。本发明提高了测量精度和测量过程中的安全性，以及电梯性能检测的完善性，给工作人员带来了极大便利，提高了检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及电梯性能检测技术领域，更具体的说是涉及一种电梯性能远程检测方法及装置。
背景技术
随着时代的发展，电梯已经成为人们每天必须使用到的特种设备，人们不仅关注电梯的使用安全，而且对于电梯的乘坐舒适度等性能要求也越来越高。因此对电梯的需求、电梯更新维护成为新的趋势。那么对电梯的检测成为当下的重点需要解决的问题。为了保证电梯这样一个关乎民生的特种设备的安全使用，国家有关部门对电梯一直都在定期定项的进行检测。目前对电梯性能进行检测的装置种类繁多，但是仍存在一个问题：由于电梯是一个复杂系统，要检测的项目多，因此现有检测仪器基本上都是一台仪器只对应检测电梯的一项指标，因此，特检部门每次到现场进行检测时，都得携带多套设备仪器，不便于携带和管理，同时也影响了检测人员的工作效率，并且由于记录的性能指标较多，记录不便利，同时无法对电梯的整体性能有一个综合性的评估，因此如何远程多项地实时检测电梯的多种性能参数，并对待测电梯的综合性能进行评估，为工作人员提供电梯维修的参考依据，提高检测效率，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电梯性能远程检测方法及装置。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电梯性能远程检测方法，包括以下步骤：
步骤1、分别采集电梯空载、负载情况下，电梯上行和下行过程中电梯控制柜中变频器的电流和电压、电梯曳引机的电流和电压、电梯的加速度数据、断电时刻及轿厢静止的时刻等；
步骤2、分别计算电梯空载情况下电梯上行时、电梯空载情况下电梯下行时、电梯负载情况下电梯上行时、电梯负载情况下电梯下行时的电梯控制柜功率、电梯平衡系数、电梯制动距离、制动时间、抱闸减速度等；得到四个性能参数子数据集，综合得到性能参数数据集D，则所述性能参数数据集D中每种性能参数的个数均有4个；
步骤3、根据步骤2中得到的性能参数数据集D，对所述性能参数数据集D中的每一类性能参数计算变异系数，按照变异系数最大原则对性能参数数据集D中的数据进行筛选，得到筛后性能参数数据集D′；
步骤4、使用熵值法判断筛后性能参数数据集D′中各个性能参数的重要度；
步骤5、计算筛后性能参数数据集D′中的数据与对应的标准阈值的差值，对所述差值进行归一化；
步骤6、将归一化后的差值作为计算指标，以各个性能参数的重要度作为权重，获取综合性能指数。
可选的，所述步骤2中，使用功率法，依据电梯曳引机的电压和电流，计算得到电梯的平衡系数。
可选的，所述步骤2中，电梯制动距离、制动时间的计算方法为：
对电梯的加速度数据进行数值积分，得到电梯的运行速度和位移，结合加速度数据绘制得到的加速度曲线，确定电梯制动距离和制动时间。
可选的，所述电梯制动距离包括启动加速制动距离和制停减速制动距离。
可选的，所述步骤2进行计算之前，还使用低通滤波器对采集的数据进行滤波，消除电梯运动过程中的中高频干扰，保证后续数据处理过程中的准确率，提高性能检测精度。
可选的，所述步骤3中，对所述性能参数数据集D中的每一类性能参数计算变异系数，其计算方法为：
其中，vi为第i种性能参数的变异系数，i＝1,2，...，n，n为性能参数的种类，m表示性能参数子数据集的个数，xij为第i种性能参数在第j个性能参数子数据集中的性能参数值，为第i种性能参数在各个性能参数子数据集中的均值。
可选的，所述步骤4中，使用熵值法判断筛后性能参数数据集D′中各个性能参数的重要度，具体为：
计算筛后性能参数数据集D′中各性能参数的效用值di，依据效用值di获取各性能参数的重要度：
其中wi表示第i种性能参数的重要度。
可选的，所述步骤5中，进行归一化的方法为：
其中，表示筛后性能参数数据集D′中第i种性能参数在第j个性能参数子数据集中的性能参数值归一化后的结果，ximax表示第i种性能参数中的最大值，ximin表示第i种性能参数中的最小值。
本发明还公开一种电梯性能远程检测装置，包括移动终端、微处理器、性能检测模块、数据采集装置、数据库服务器；所述移动终端和数据采集装置均通过无线通讯的方式与微处理器连接，所述微处理器还与数据库服务器连接，所述性能检测模块与数据采集转置连接；
所述性能检测模块包括设置在电梯控制柜和电梯曳引机上的电压采集线和钳形电流表，还包括设置在电梯轿厢内的三轴加速度传感器、与抱闸连接的抱闸检测装置；
所述性能检测模块用于获取电梯的运行参数；
所述数据采集装置用于接收性能检测模块采集的运行参数，并将运行参数通过无线通讯的方式传输至微处理器；
所述微处理器接收运行参数，对运行参数进行数据处理，同时调用数据库服务器，处理得到电梯的各个性能参数和综合性能指标，并将得到的电梯各个性能参数和综合性能指标存储至数据库服务器；
所述移动终端通过无线通讯方式接收微处理传输的电梯性能参数和综合性能指标，并进行显示；同时，所述移动终端还用于发出控制指令至微处理器。
可选的，所述电压采集线包括设置在电梯控制柜与数据采集装置之间的第一电压采集线，以及设置在电梯曳引机与数据采集装置之间的第二电压采集线；所述钳形电流表包括设置在电梯控制柜与数据采集装置之间的第一钳形电流表，以及设置在电梯曳引机与数据采集装置之间的第二钳形电流表。
经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种电梯性能远程检测方法及装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明能够远距离控制电梯轿厢和机房内的设备，并接收采集的数据进行进行滤波和数据分析，得到电梯性能参数，包括电梯控制柜功率、电梯平衡系数、电梯制停和启动时的加速度以及制动距离等，能够远程在移动终端查看电梯各项性能的检测结果以及待检测电梯的综合性能情况。本发明装置抗干扰能力强、传输距离远，避免了人为测量读数误差影响，同时在测试过程中工作人员不需要站在电梯内，只需要在电梯外通过移动终端对电梯进行控制检测即可，提高了测量精度和测量过程中的安全性，以及电梯性能检测的完善性，给工作人员带来了极大便利，提高了检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法步骤示意图；
图2为本发明的装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种电梯性能远程检测方法，参见图1，包括以下步骤：
步骤1、分别采集电梯空载、负载情况下，电梯上行和下行过程中电梯控制柜中变频器的电流和电压、电梯曳引机的电流和电压、电梯的加速度数据、断电时刻及轿厢静止的时刻等；
在具体实施例中，负载工况下，电梯载荷可以优选为1000kg。
步骤2、分别计算电梯空载情况下电梯上行时、电梯空载情况下电梯下行时、电梯负载情况下电梯上行时、电梯负载情况下电梯下行时的电梯控制柜功率、电梯平衡系数、电梯制动距离、制动时间、抱闸减速度等；记电梯空载情况下电梯上行时采集的性能参数子数据集为D1，电梯空载情况下电梯下行时采集的性能参数子数据集为D2，电梯负载情况下电梯上行时采集的性能参数子数据集为D3，电梯负载情况下电梯下行时采集的性能参数子数据集为D4，综合得到性能参数数据集D。
其中，电梯平衡系数的计算方法为：
使用功率法依据电梯曳引机的电压和电流，计算得到电梯的平衡系数。
在其他实施例中，还可以使用其他方法计算电梯平衡系数，本发明对此不做限制。其他实施例中，分别采集电梯空载时上行和下行时电梯曳引机的电流和电压；所述电流和电压采集的是电梯运行至井道的中间位置时的电流和电压；计算电梯曳引机的上行功率和下行功率；计算电梯平衡系数：
其中Nx为下行功率，Ns为上行功率，Q为电梯额定负载，g为重力加速度，V为轿厢运行的额定速度。
电梯制动距离、制动时间的计算方法为：
对电梯的加速度数据进行数值积分，得到电梯的运行速度和位移，结合加速度数据绘制得到的加速度曲线，确定电梯制动距离和制动时间。
可以得知的是，加速度曲线中包含了电梯的启动加速过程、匀速过程和制停减速过程，通过加速度曲线即可确定匀速过程的开始和结束时间，进而结合电梯的运行速度，依据距离计算公式，即可得到电梯的制动距离，所述电梯制动距离包括启动加速制动距离和制停减速制动距离。
在另一种实施例中，还可以对加速度数据进行微分计算，得到电梯运行的加加速度，因此也可以将该参数纳入性能检测过程中，作为数据集的一部分。
根据抱闸检测装置检测到的断电时抱闸抱紧的时刻、速度以及电梯轿厢停止时刻，即可得到抱闸减速度。
步骤3、根据步骤2中得到的性能参数数据集D，对所述性能参数数据集D中的每一类性能参数计算变异系数，按照变异系数最大原则对性能参数数据集D中的数据进行筛选，得到筛后性能参数数据集D′；
对所述性能参数数据集D中的每一类性能参数计算变异系数，其计算方法为：
其中，vi为第i种性能参数的变异系数，i＝1,2，...，n，n为性能参数的种类，m表示性能参数子数据集的个数，xij为第i种性能参数在第j个性能参数子数据集中的性能参数值，为第i种性能参数在各个性能参数子数据集中的均值。
计算性能参数的变异系数，选出能够反应所有性能参数数据集95％以上的信息量的原始性能参数作为筛后性能参数，形成筛后性能参数数据集D′。通过变异系数进行参数的筛选，进而能够滤除电梯性能检测过程中的一些不重要参数，提高了数据处理效率。
步骤4、使用熵值法判断筛后性能参数数据集D′中各个性能参数的重要度；
使用熵值法判断筛后性能参数数据集D′中各个性能参数的重要度，具体为：
计算筛后性能参数数据集D′中各性能参数的效用值di，依据效用值di获取各性能参数的重要度：
其中wi表示第i种性能参数的重要度。
其中，效用值di的计算方法为：
di＝1-ei；
其中，Pij表示性能参数的样本比重；ei表示性能参数的熵值。
步骤5、计算筛后性能参数数据集D′中的数据与对应的标准阈值的差值，对所述差值进行归一化；
具体的，进行归一化的方法为：
其中，表示筛后性能参数数据集D′中第i种性能参数在第j个性能参数子数据集中的性能参数值归一化后的结果，ximax表示第i种性能参数中的最大值，ximin表示第i种性能参数中的最小值。
步骤6、将归一化后的差值作为计算指标，以各个性能参数的重要度作为权重，获取综合性能指数：
其中，表示归一化后的性能参数差值，wi表示第i种性能参数的重要度，即权值。
在一种实施例中，所述标准阈值为标准情况下空载至最大载荷时电梯正常运行所测得的性能参数。
在另一种实施例中，所述标准阈值还可以为国家规定的电梯性能参数范围，本发明对此不做限制。
在具体实施过程中，移动终端显示检测结果，尤其包括不符合预设阈值范围的性能参数结果，以及综合性能指数等，并进行预警，提醒工作人员进行维修等。
在具体实施过程中，所述步骤2进行计算之前，还使用低通滤波器对采集的数据进行滤波，消除电梯运动过程中的中高频干扰，保证后续数据处理过程中的准确率，提高性能检测精度。
本发明实施例还公开一种电梯性能远程检测装置，参见图2，包括移动终端、微处理器、性能检测模块、数据采集装置、数据库服务器；所述移动终端和数据采集装置均通过无线通讯的方式与微处理器连接，所述微处理器还与数据库服务器连接，所述性能检测模块与数据采集转置连接；
所述性能检测模块包括设置在电梯控制柜和电梯曳引机上的电压采集线和钳形电流表，还包括设置在电梯轿厢内的三轴加速度传感器、与抱闸连接的抱闸检测装置；
所述性能检测模块用于获取电梯的运行参数；
所述数据采集装置用于接收性能检测模块采集的运行参数，并将运行参数通过无线通讯的方式传输至微处理器；
所述微处理器接收运行参数，对运行参数进行数据处理，同时调用数据库服务器，处理得到电梯的各个性能参数和综合性能指标，并将得到的电梯各个性能参数和综合性能指标存储至数据库服务器；
所述移动终端通过无线通讯方式接收微处理传输的电梯性能参数和综合性能指标，并进行显示；同时，所述移动终端还用于发出控制指令至微处理器。
所述电压采集线包括设置在电梯控制柜与数据采集装置之间的第一电压采集线，以及设置在电梯曳引机与数据采集装置之间的第二电压采集线；所述钳形电流表包括设置在电梯控制柜与数据采集装置之间的第一钳形电流表，以及设置在电梯曳引机与数据采集装置之间的第二钳形电流表。
在具体应用时，移动终端发出指令，传输至微处理器，所述微处理器控制数据采集装置以及性能检测模块工作，分别测量电梯空载上行、空载下行、负载上行、负载下行以及断电抱闸时的运行参数，并将得到的运行参数传输至微处理器，微处理器对运行参数进行处理，同时调用数据库服务器中预存的性能指标阈值，进行数据处理后得到电梯的各项性能参数以及综合性能指数。微处理器将得到的性能参数以及综合性能指数发送至移动终端显示的同时，还将数据传输至数据库服务器进行存储，便于后续对每次电梯检测结果进行统计归纳。
移动终端接收微处理器传输的检测结果后，在终端的显示屏上显示各项性能参数，每一项性能参数后还显示有预设的标准阈值或阈值范围，同时还显示待检测电梯的综合性能指数，进而工作人员得知该电梯的综合运维情况，为检测维修提供重要参考价值。
在具体实施例中，所述第一电压采集线设置在电梯控制柜的变频器端子上，第一电压采集线通过电压线接口与信号采集主机的电压采集接口连接；所述第一钳形电流表设置在电梯控制柜的变频器输出端子电源线上，第一钳形电流表通过采集线接口与信号采集主机的电流采集接口连接。
第一电压采集线包括三根电压采集线，分别为红色、黑色、蓝色，按顺序分别接在电梯控制柜内的变频器U、V、W三个端子上。测试时第一钳形电流表需准备两个，人工用手用力按住其中一个第一钳形电流表的塑料外壳，内部弹簧可使C型钳口张开，然后圈在电梯控制柜变频器U输出端子电源线上，圈的位置对应红色电压采集线接线端子下方电源线上并松开，人工用手用力按住另外一个第一钳形电流表的塑料外壳，内部弹簧可使C型钳口张开，然后圈在电梯控制柜变频器W输出端子电源线上，圈的位置对应蓝色电压采集线接线端子下方电源线上并松开。
在具体实施例中，所述第二钳形电流表与曳引机电源线连接，所述第二电压采集线与曳引机电源线并联连接，以采集曳引机的电压信号和电流信号。
在具体实施例中，所述三轴加速度传感器的Z轴垂直于地板，X轴正对轿门，X轴和Y轴加速度传感器用于采集电梯侧向晃动的加速度，Z轴加速度传感器用于采集电梯启动加速、匀速、制停减速整个过程中的加速度数据信息。
在具体实施例中，检测装置还包括视频监控模块，所述视频监控模块使用高清摄像头监测机房、曳引机等地方的仪器工作情况，并将监测画面实时显示在移动终端的显示屏上，用于检测各个装置的运行情况，避免出现故障。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种电梯性能远程检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、分别采集电梯空载、负载情况下，电梯上行和下行过程中电梯控制柜中变频器的电流和电压、电梯曳引机的电流和电压、电梯的加速度数据、断电时刻及轿厢静止的时刻；
步骤2、分别计算电梯空载情况下电梯上行时、电梯空载情况下电梯下行时、电梯负载情况下电梯上行时、电梯负载情况下电梯下行时的电梯控制柜功率、电梯平衡系数、电梯制动距离、制动时间、抱闸减速度；得到四个性能参数子数据集，综合得到性能参数数据集D，则所述性能参数数据集D中每种性能参数的个数均有4个；
步骤3、根据步骤2中得到的性能参数数据集D，对所述性能参数数据集D中的每一类性能参数计算变异系数，按照变异系数最大原则对性能参数数据集D中的数据进行筛选，得到筛后性能参数数据集D′；
步骤4、使用熵值法判断筛后性能参数数据集D′中各个性能参数的重要度；
步骤5、计算筛后性能参数数据集D′中的数据与对应的标准阈值的差值，对所述差值进行归一化；
步骤6、将归一化后的差值作为计算指标，以各个性能参数的重要度作为权重，获取综合性能指数。
2.根据权利要求1所述的一种电梯性能远程检测方法，其特征在于，所述步骤2中，使用功率法，依据电梯曳引机的电压和电流，计算得到电梯的平衡系数。
3.根据权利要求1所述的一种电梯性能远程检测方法，其特征在于，所述步骤2中，电梯制动距离、制动时间的计算方法为：
对电梯的加速度数据进行数值积分，得到电梯的运行速度和位移，结合加速度数据绘制得到的加速度曲线，确定电梯制动距离和制动时间。
4.根据权利要求3所述的一种电梯性能远程检测方法，其特征在于，所述电梯制动距离包括启动加速制动距离和制停减速制动距离。
5.根据权利要求1所述的一种电梯性能远程检测方法，其特征在于，所述步骤2进行计算之前，还使用低通滤波器对采集的数据进行滤波，消除电梯运动过程中的中高频干扰。
6.根据权利要求1所述的一种电梯性能远程检测方法，其特征在于，所述步骤3中，对所述性能参数数据集D中的每一类性能参数计算变异系数，其计算方法为：
其中，vi为第i种性能参数的变异系数，i＝1,2，...，n，n为性能参数的种类，m表示性能参数子数据集的个数，xij为第i种性能参数在第j个性能参数子数据集中的性能参数值，为第i种性能参数在各个性能参数子数据集中的均值。
7.根据权利要求6所述的一种电梯性能远程检测方法，其特征在于，所述步骤4中，使用熵值法判断筛后性能参数数据集D′中各个性能参数的重要度，具体为：
计算筛后性能参数数据集D′中各性能参数的效用值di，依据效用值di获取各性能参数的重要度：
其中，wi表示第i种性能参数的重要度。
8.根据权利要求7所述的一种电梯性能远程检测方法，其特征在于，所述步骤5中，进行归一化的方法为：
其中，表示筛后性能参数数据集D′中第i种性能参数在第j个性能参数子数据集中的性能参数值归一化后的结果，xi max表示第i种性能参数中的最大值，xi m i n表示第i种性能参数中的最小值。
9.一种利用权利要求1所述的一种电梯性能远程检测方法的电梯性能远程检测装置，其特征在于，包括移动终端、微处理器、性能检测模块、数据采集装置、数据库服务器；所述移动终端和数据采集装置均通过无线通讯的方式与微处理器连接，所述微处理器还与数据库服务器连接，所述性能检测模块与数据采集转置连接；
所述性能检测模块包括设置在电梯控制柜和电梯曳引机上的电压采集线和钳形电流表，还包括设置在电梯轿厢内的三轴加速度传感器、与抱闸连接的抱闸检测装置；
所述性能检测模块用于获取电梯的运行参数；
所述数据采集装置用于接收性能检测模块采集的运行参数，并将运行参数通过无线通讯的方式传输至微处理器；
所述微处理器接收运行参数，对运行参数进行数据处理，同时调用数据库服务器，处理得到电梯的各个性能参数和综合性能指标，并将得到的电梯各个性能参数和综合性能指标存储至数据库服务器；
所述移动终端通过无线通讯方式接收微处理传输的电梯性能参数和综合性能指标，并进行显示；同时，所述移动终端还用于发出控制指令至微处理器。
10.根据权利要求9所述的一种电梯性能远程检测装置，其特征在于，所述电压采集线包括设置在电梯控制柜与数据采集装置之间的第一电压采集线，以及设置在电梯曳引机与数据采集装置之间的第二电压采集线；所述钳形电流表包括设置在电梯控制柜与数据采集装置之间的第一钳形电流表，以及设置在电梯曳引机与数据采集装置之间的第二钳形电流表。
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