（南京特种设备安全监督检验研究院，江苏南京210002）
摘要：电梯作为一种便捷的设备工具，已经成为了人们工作、学习、生活当中不可分割的一部分。电梯在长期使用过程中，时常会出现一些故障，对用户的生命财产安全存在很大的安全隐患，因此科学使用电梯故障检测和诊断故障的各种技术尤为重要。本文分析了电梯系统的故障特点，并对电梯故障出现的现象进行分析，提出了电梯故障检测和诊断的相关技术。
关键词：电梯系统；故障检测；诊断故障
前言
随着电力电子技术及计算机技术的不断进步，电梯控制系统的设计经历了一系列的变革。同时，随着城市化进程的加速，高层建筑的存在越来越普遍，电梯的使用场合越来越多，这就加大了电梯操作、维修、保养人员的工作量及工作强度。因此应充分了解电梯可能发生的故障，并及时采取检测和诊断技术，以保证电梯的安全运行。
1电梯系统的故障特点
1.1复杂性
交流变频调速电梯发生故障，是因为在电梯控制系统中，由于构成电梯控制系统的各组成部分之间相互联系耦合，那么发生故障原因互相之间的关系就会变得十分复杂，也就是说即使是同一种故障的发生，也会有多种原因。正是由于现象和原因间的不确定的关系，加大了检测和诊断电梯故障的困难性。
1.2层次性
电梯控制系统本身就是一个较为复杂的多层次系统，那么故障肯定也具有层次性的特点。在同一个系统的某个层次中，故障肯定是有所关联的，高层次的故障可能是由于低层次的故障导致的，也可能是由于其他原因导致的；而低层次的故障必定会引起高层次的故障，而这种从低层次向高层次发展的故障形成方式就是电梯系统故障的层次性，也就是所谓的纵向性。而电梯系统故障的这种特点在一定程度上也为检测和诊断故障时提供了方便，提升了解决电梯系统故障的工作效率。
1.3相关性
当电梯控制系统某一个层次的某一个因素出现了故障时，那么与这一因素相关的其他因素肯定也会随之发生变化，那么这一层次就可能会产生别的故障；可见，在系统的同一个层次中，可能是存在着多个故障的，并且某一个原发故障肯定也存在着多条引发途径，那么就会出现多个故障并存的现象，这就是所谓的电梯系统故障的相关性。因此，在电梯系统的故障检测和诊断工作中，我们应高度重视多故障诊断这一问题。
1.4不确定性
在电梯控制系统的故障检测工作中，不确定性也是一个重点特点，对电梯控制系统的控制器往往都要设置很多的参数，而只要对其中的一个参数设置错误了，那么就可能会导致不确定的故障，这就是所谓的电梯系统故障不确定的特点。
2电梯简单故障的现象分析
2.1故障现象1
具有提前开门平层或再平层功能的电梯，停梯时总是出现抱闸过早，上行、下行电梯平层位置不符合要求，且有停梯冲击的现象。最后查出故障就出在安全回路两节点之间的并联支路上。在正常情况下，电梯轿厢到达所要停靠层门的门区时，提前开门继电器吸合，门连锁触点仍闭合，以便轿厢提前开门而电梯仍能继续运行至平层位置。当该支路断线，或继电器的相关触点接触不良或接线松脱，轿厢提前开门时，门连锁触点断开，安全回路随即切断，电梯急停主机抱闸，造成了上述故障现象。
2.2故障现象2：
电梯不能开快车（正常运行），也不能在轿顶开慢车（检修运行），仅可在机房以紧急电动装置移动电梯。这种故障的原因仍是安全回路不通。可能是安全钳电气安全装置，限速器电气安全装置，耗能型缓冲器电气安全装置或上下极限电气安全装置之一存在故障点。
以上2个简单的举例可见，一个故障的产生，诱发原因绝不止一个，某一故障产生的原因可能有十几种。快速准确的找出排除故障，是保证电梯正常使用一个因素。
3电梯系统故障的检测和诊断技术
3.1基于系统数学模型的故障检测诊断技术
基于模型的故障检测诊断技术是通过构造观测器估计出系统输出，然后将它与输出的测量值比较，从中取得故障信息。这一方法与电梯控制系统能较为紧密的联系起来，并且电梯系统修复、重构、监控和容错控制等操作都是要以此为基础，以系统化的数学模型作为基础，以现代优化方法和现代控制理论作为指导，借助于参数模型预估、等价空间方程、滤波器、观测器以及辨识等方法产生残差，之后根据相应的阈值和准则来评价并且决策所产生的残差。
3.2基于非模型的故障诊断方法
在近几年的故障诊断领域中，专家系统是最显著的成就之一，其内容包括诊断知识的表达、诊断推理方法、不确定性推理以及诊断知识的获取等。随着计算机科学和人工智能的发展，基于专家系统的故障诊断方法克服了基于模型的故障诊断方法对模型的过分依赖性，成为故障检测的有效方法。
基于故障树的故障诊断技术；所谓故障树就是指系统以及设备的特定时间或是不希望事件与它的每一个子系统或是每一个部件故障事件之间的逻辑结构图，在这一逻辑结构图中，我们可以以树状的形式，从总体到部分详细并且系统的分析导致故障发生的原因，故障树的诊断技术实际上就是一种图形演绎的方法，其将故障本身与导致故障发生的各类因素绘制成一个故障图表，从而更加直观并且准确的反映出了故障、每一个部件、导致故障出现的原因以及系统中各元素之间的相互关系，从而定量的计算出系统发生故障的概率、导致故障出现的原因以及故障的发生程度等。
故障模式识别的故障诊断技术；作为一种静态的故障诊断技术，故障模式识别的技术基础就是模式识别，其核心的内容则是选取并且提取故障模式的相应特征量；这一技术的应用主要分为两大阶段，分别为离线分析阶段和在线分析阶段，前者的主要任务是准确的确定系统故障状态的特征向量集合，并且根据这一向量集合来描述出故障模式的向量，这样就会形成一个故障的基准模式集，同时也得到了能够有效识别故障模式向量的判定函数，之后再通过在线分析的阶段提取出故障的特征向量，并借助于之前得到的判定函数来定位和分析故障。
基于人工神经网络的故障诊断技术，是在上个世纪90年代初期才逐步发展起来的，最初发明这一技术时，这种技术的实用性较差，随着更多科学技术人员对其进行的不断改进，其才得到了更好的发展，神经网络通常都具有原则上容错、结构自学习、自适应、记忆、联想、推理以及能有效处理复杂模式的功能。因此，如果是在对复杂并且庞大的系统和机器进行检测工作时，或是如果控制系统中存在着大量的故障或是突发性故障，那么通常建议采用这一故障诊断技术。
4电梯电气故障查找与排除的基本思路及方法
4.1采用静态电阻测量的方法来查找、排除电梯电气故障
对电梯电气故障的查找和排除，可以在断电的情况下，用万用电表来测量电路中电阻的值是否与设备原来的值一致，即阻值是否在原始设备电阻的标准范围之内。
一个电子元件由一个PN结构成，而电阻阻值却各有不同。依据测量值和电阻原来的标准值，即可迅速得知故障发生在哪里，而且这种测量法相对来说也是比较安全的。
4.2通过电位测量来查找、排除电梯电气故障
在正常工作的情况下，电流就像流水一样，它也是从高电位处流向低电位处。如果顺着电流的方向去测量元件上的电位，就可以发现电位上电势的大小也是随着电流大小的改变而变化着的，即如果有I1>I2，则V1-V2>0。那么，查找与排除故障时，只要测量出哪一处的电位不符合这一规律，就可以得知故障就出在那里。然后再判断电流值变化是由什么原因引起的，最后再一一进行相应的调整、维修、更换来排除电梯故障。
4.3通过接触不良测试来查找、排除电梯电气故障
（1）通过观察控制柜电源进线板上电压表的显示电压值来判断电梯电气故障：只要有某一部位接触不良，都会致使电压表上的某项电压偏低且波动较大。
（2）用低压大电流测试虚接部位，将总电源断开，再将进人控制柜的电源断开，用铜芯电线临时搭接在两端，调压器慢慢升压，当短路电流达到50A时，记录输人电压值。照此方法对每一个连接处都测量一次，记录每个接点的电压值，哪一处电压高，就说明哪一处接触不良。
（3）当怀疑某根电线中间有时通时断的现象存在时，可将短路电流升至8A，调压器定位不动，连续折合此线15次，每次接通时间2～3min。如果发现电流表不启动，说明被测试电线已烧断；若电流值不变，则证明此线没有折断。
除以上几种故障查找方法与排除措施外，我们还可以使用有序检查法、短路法、断路法、替代法等手段来查找和排除电梯电气故障。
5结语
综上所述，电梯在人们生活中承担着越来越重要的地位，甚至已经成为高层建筑的主要运行工具。所以，我们不光要提高电梯的整体质量，增加电梯的科技水平，还要注重电梯的故障检测技术，最快最准的查找排除故障，从而最大程度的确保电梯的安全使用。
参考文献：
[1]光宇．基于故障树的电梯故障诊断专家系统设计[J]．控制工程，2013（02）
[2]陈建武．电梯故障检测中故障树理论的应用分析[J]．商品与质量，2012（S4）