專利名稱：電梯耐久性評估裝置及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電梯耐久性評估裝置及其方法，特別是涉及一種改進的電梯耐久性評估裝置及其方法，它能評估電梯主要部件的耐久性。
近來在工業(yè)中已經(jīng)引進了電梯的耐久性評估裝置，其作用是收集電梯操作的有關信息并且加以分析，以便更有效地維護電梯。具體地說，現(xiàn)有的電梯耐久性評估裝置的基本作用是預測和評估電梯部件的磨損和壽命。
慣用的電梯耐久性評估裝置包括一個智能診斷型電梯遠程監(jiān)測系統(tǒng)，它采用局域通信網(wǎng)(LAN)通過一個客戶\服務員系統(tǒng)來遠程監(jiān)測電梯的操作狀態(tài)。另外，電梯耐久性評估裝置可以用一個中央處理型管理系統(tǒng)來遠程監(jiān)測電梯的操作狀態(tài)和性能。根據(jù)電梯轎廂的數(shù)量及其環(huán)境條件，服務員系統(tǒng)也可以用于同一個目的。根據(jù)不同的特點，上述服務員系統(tǒng)可以包括各種客戶系統(tǒng)。客戶系統(tǒng)通過預定的網(wǎng)絡與一個子系統(tǒng)進行通信。服務員系統(tǒng)控制從客戶系統(tǒng)接收到的所有信息，判斷電梯故障的原因，根據(jù)判斷結果來預測電梯故障，并且針對電梯的操作執(zhí)行智能診斷，由此可以測出電梯的有效壽命。
在電梯運行期間出現(xiàn)的故障有可能傷害到電梯中的乘客。電梯的故障率是一個很重要的的因素，它是根據(jù)電梯轎廂的運行距離及其操作時間來確定的。因此就有可能把上述因素結合在一起預測電梯的故障。為了防止出故障的電梯有可能造成的事故，可能必須要更換造成電梯故障的部件。
因此，對各種因素的檢查是很重要的，這些因素有可能是部件之間的異常磨損，來自電梯運行信息的維修年限等等，并且計算出電梯部件的有效壽命。
表1表示了可能造成電梯故障的各種因素。通過嚴密地檢查以下這些因素可以預測出電梯部件的有效壽命余額。
表1影響因素壽命評估部件運行距離潤滑油，導軌油總運行時間 制動控制部件各樓層的運行時間電纜各樓層門的開/關次數(shù) 與門機構有關的部件燈的照明時間燈，穩(wěn)壓器除了表1所示的因素之外還可能有其他影響因素。具體地說，可以根據(jù)電梯每日的平均使用時間按照大樓的用途為各種影響因素分類。這種分類被用于確定有關的壽命預測值相對于電梯有效壽命的加權。
表2中表示了大樓類型，電梯的每日平均使用類型及其相關的加權。這種加權被用于確定壽命加權，并且上述的加權被用于根據(jù)表1中所示的因素進行計算，從而確定壽命的預測值。等級大樓類型每日平均使用時間加權A 辦公9小時 1B 賓館/百貨商店 10小時 0.9C 公寓12小時 0.75D 醫(yī)院/工廠 15小時 0.6以下要詳細說明采用表1的影響因素和表2的加權的慣用的電梯耐久性評估裝置及其方法。
如圖1所示，慣用的電梯耐久性評估裝置包括一個電梯控制盤30，監(jiān)測單元40，用于通過串行通信鏈路采集電梯操作信息并且發(fā)送電梯的故障和操作狀態(tài)信息，公共電話網(wǎng)50用于把監(jiān)測單元40輸出的上述信息發(fā)送到相應的部件，遠程監(jiān)測中心60用于分析通過公共電話網(wǎng)50接收到的信息并且根據(jù)分析的結果執(zhí)行電梯的綜合管理，以及一個與監(jiān)測單元40連接的服務站70，用于執(zhí)行故障診斷。
遠程監(jiān)測中心60包括多個第一中央處理單元(CPU)61，用于構成LAN(局域網(wǎng))環(huán)境下的客戶/服務員系統(tǒng)，以及一個第二CPU62。
服務站70包括與公共電話網(wǎng)50連接的第三CPU71，用于維護和管理電梯系統(tǒng)，以及與遠程監(jiān)測中心的20連接的第四CPU72。
以下參照圖1說明這種慣用的電梯耐久性評估裝置的操作。
首先，電梯控制盤30檢測安裝有電梯的大樓中的影響因素并且把這些因素發(fā)送給監(jiān)測單元40。例如，可以對運行距離，操作時間及運行頻率等影響因素采樣。采樣的影響因素信息通過監(jiān)測單元40被發(fā)送到遠程監(jiān)測中心60的第一CPU61。
遠程監(jiān)測中心60的第一CPU61采集和分析從監(jiān)測單元40發(fā)送來的故障和操作狀態(tài)信息。第二CPU62處理這種分析的結果以及與電梯的對應部件有關的信息，并且執(zhí)行故障診斷的綜合管理和部件壽命的評估。具體地說，第二CPU62根據(jù)第一CPU61發(fā)送來的信息檢查電梯部件的故障與其影響因素之間的關系，這種關系是按預定的間隔產(chǎn)生的。然后，第二CPU用檢查到的關系作為信息，設定一個與影響因素有關的加權。另外要根據(jù)加權計算壽命預測值。諸如故障診斷和壽命評估等電梯的綜合管理是根據(jù)算出的壽命預測值來執(zhí)行的。
服務站70的第三CPU71執(zhí)行電梯的故障診斷，而第四CPU72監(jiān)測電梯的診斷狀態(tài)。
如上所述，慣用的電梯耐久性評估裝置的基本作用是僅根據(jù)諸如電梯運行頻率，電梯的操作史，操作時間以及與大樓類型有關的使用因素等等影響因素來預測電梯的壽命。
然而，由于慣用的電梯耐久性評估裝置和方法是僅根據(jù)影響因素和使用因素來預測電梯主要部件的壽命，這樣往往就不能精確地預測出電梯的壽命。另外，由于慣用的電梯耐久性評估裝置不考慮電梯的環(huán)境條件，例如溫度，濕度及粉塵，因此就不能精確地預測出電梯的耐久性。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種電梯耐久性評估裝置及其方法，以便克服慣用的電梯耐久性評估裝置的局限性。
本發(fā)明的另一目的是提供一種電梯耐久性評估裝置及其方法，它能夠通過測量裝有電梯的大樓中的溫度，濕度，粉塵，振動，以及噪聲來更精確地預測出電梯部件的壽命。
本發(fā)明的再一目的是提供一種電梯耐久性評估裝置及其方法，它可以使用改進的耐久性評估方式更加有效地評估電梯的耐久性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的電梯耐久性評估裝置包括設置在機房和電梯轎廂中用于檢測環(huán)境條件因素的環(huán)境條件檢測傳感器，用于控制電梯的控制盤，監(jiān)測單元，用于把環(huán)境條件檢測傳感器檢測到的環(huán)境條件因素和控制盤的運行信息通過一個公共電話網(wǎng)發(fā)送，以及一個遠程監(jiān)測中心，它包括第一中央處理單元(CPU)，用于從監(jiān)測單元采集信息并且存儲這些信息，還有一個第二CPU，用于評估部件的耐久性，診斷電梯的故障，以及預測部件的壽命。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了電梯耐久性的評估方法，其中包括檢測電梯機房，電梯轎廂，以及電梯運行通道中的環(huán)境條件因素，對具有同樣條件的所有電梯采樣，并且根據(jù)環(huán)境因素檢測步驟的結果獲得一個循環(huán)系數(shù)，該循環(huán)系數(shù)涉及在一定環(huán)境條件因素下按預定周期出現(xiàn)的可能造成電梯故障的現(xiàn)象，使循環(huán)系數(shù)適應實際的條件，從而計算出相對于環(huán)境條件因素的期望的故障頻率，并且通過把故障頻率劃分成預定數(shù)量的等級來設定一個加權，并且用基于一個影響因素的電梯部件壽命預測值乘以上述加權，從而為部件計算出一個更新的壽命預測值。
從以下的說明中可以更清楚地看到本發(fā)明的其他優(yōu)點，目的和特征。
通過以下結合附圖用舉例的方式所做的詳細描述可以更清楚地了解本發(fā)明，但是這些例子并不是為限制本發(fā)明，在附圖中圖1是說明慣用的電梯耐久性評估裝置結構的示意圖；圖2是用于說明本發(fā)明的電梯耐久性評估裝置結構的示意圖；以及圖3是用于說明本發(fā)明的電梯耐久性評估方法的流程圖。
圖2是用于說明本發(fā)明的電梯耐久性評估裝置結構的示意圖，該裝置包括設置在電梯機房100和電梯轎廂122中用于檢測電梯附近的各種環(huán)境條件的環(huán)境條件檢測傳感器110，用于控制電梯操作的控制盤130，一個監(jiān)測單元140，用于把由環(huán)境條件檢測傳感器110檢測到的環(huán)境條件因素和電梯的運行信息通過一個公共電話網(wǎng)150發(fā)送到遠程監(jiān)測中心160，而遠程監(jiān)測中心160包括用于從監(jiān)測單元采集信息并且存儲該信息的第一中央處理單元CPU161以及第二CPU162，用于評估部件的耐久性，診斷電梯的故障，以及預測部件的壽命。電梯耐久性評估裝置采用公共電話網(wǎng)150把監(jiān)測單元140輸出的信息發(fā)送到對應的部件，并且包括一個連接到公共電話網(wǎng)150的服務站170，它用于診斷電梯的故障。
在本發(fā)明的電梯耐久性評估裝置中，由于遠程監(jiān)測中心160和服務站170具有與慣用的電梯耐久性評估裝置相同的結構，在此省略了對其結構的說明。
以下要參照


本發(fā)明的電梯耐久性評估裝置的操作和效果。
首先，由電梯控制盤130檢測電梯所安裝的大樓中的影響因素，并且把這些影響因素發(fā)送到監(jiān)測單元140。安裝在電梯機房100和轎廂122上部的環(huán)境條件檢測傳感器110檢測轎廂122和電梯系統(tǒng)的轎廂移動通道附近的環(huán)境條件因素，諸如溫度，濕度，振動，粉塵等等，并且把檢測到的環(huán)境條件因素發(fā)送到監(jiān)測單元140。監(jiān)測單元140把影響因素和檢測到的環(huán)境條件因素和來自控制盤130的電梯運行信息一起通過公共電話網(wǎng)150發(fā)送到遠程監(jiān)測中心160的第一CPU161。
遠程監(jiān)測中心160的第一CPU161采集和分析從監(jiān)測單元140發(fā)送來的影響因素，環(huán)境條件因素以及運行信息。第二CPU162根據(jù)第一CPU161的分析結果和電梯的相應部件采集到的信息執(zhí)行一種有關耐久性評估的算法，以便執(zhí)行一種綜合管理，例如電梯的故障診斷的壽命評估。
換句話說，第二CPU162分析電梯部件故障與環(huán)境條件因素之間的關系，這種關系是根據(jù)第一CPU161發(fā)送來的信息按預定的間隔形成的，并且用分析的結果作為操作數(shù)據(jù)，由此來設定與影響因素和環(huán)境因素有關的加權。另外，第二CPU162用這樣設定的加權來校正壽命預測值。第二CPU162用這種環(huán)境因素下的預測壽命值乘以環(huán)境因素的加權，然后計算出更加精確的壽命預測值，從而更加精確的評估電梯部件的耐久性。
第二CPU162還執(zhí)行以下的四種功能部件管理功能，部件故障檢查和分析功能，報警功能，以及監(jiān)測功能。這里的部件管理功能指的是評估電梯部件的耐久性并且對其進行管理，部件故障檢查和分析功能是檢查電梯部件的故障，轎廂呼叫狀態(tài)，專用轎廂的性能，故障頻率及其統(tǒng)計，以及檢查周期。報警功能的作用是發(fā)出一個有關電梯故障的警報，而監(jiān)測功能是執(zhí)行遠程監(jiān)測，控制盤的在線控制，以及電梯的在線診斷功能。
因此，如果用環(huán)境條件檢測傳感器110檢測電梯的環(huán)境條件因素，就有可能更精確地預測電梯部件的壽命。
例如，由于在大樓中存在各種環(huán)境條件，象慣用的電梯耐久性評估裝置那樣僅用使用因素的分類不可能精確的評估這些環(huán)境條件因素的影響。因此，如上所述，環(huán)境條件檢測傳感器110的基本作用是更精確地檢測機房100和轎廂122移動通道中的諸如溫度，濕度，粉塵，振動，以及噪聲等等環(huán)境條件因素。其中的環(huán)境監(jiān)測傳感器的作用是監(jiān)測溫度，濕度，粉塵，振動，以及噪聲。
以下參照圖3說明本發(fā)明的電梯耐久性評估方法。
首先，環(huán)境條件檢測傳感器在步驟S1中開始工作。為了根據(jù)環(huán)境條件因素獲得加權，要對“n”個采樣電梯采樣，這些采樣電梯具有相同的條件，例如相同的安裝日期，系統(tǒng)類型以及用途。在步驟S2中檢測機房，轎廂及轎廂移動通道中例如溫度，濕度，及噪聲等環(huán)境條件因素。在步驟S3中把步驟S2檢測到的環(huán)境條件因素通過監(jiān)測單元140發(fā)送到遠程監(jiān)測中心160的第一CPU161。然后根據(jù)在步驟S4中發(fā)送的信息模擬電梯部件故障與環(huán)境條件因素之間的關系，按預定的周期獲得這種關系。然后獲得上述模型的循環(huán)系數(shù)，并將其用于實際的條件，以便設定與環(huán)境條件有關的加權。另外，在步驟S6中用按照其他諸如運行頻率和使用時間等影響因素測得的部件壽命預測值乘以如此設定的加權，從而針對電梯的各個部件計算出優(yōu)選的壽命預測值執(zhí)行。最后，在步驟S7中根據(jù)最后計算出的優(yōu)選的壽命預測值執(zhí)行故障診斷和電梯的部件壽命評估等等綜合管理。
表3表示了關于每個電梯的故障信息和環(huán)境條件信息，這些信息是根據(jù)對五個電梯的采樣獲得的。電梯年故障率年溫差年平均濕度粉塵污染等級(℃) (％RH)(1000pcs/0.01ft3)1 10 34371.222 35 36393.503 2 20291.434 15 30332.875 3 18302.35對于故障頻率來說，為了用環(huán)境條件因素計算出影響程度，可以使用以下的公式。
y＝α＋β1x1＋β2x2＋βxp……(1)其中的y表示年故障率，α表示預定的影響常數(shù)，x1至xn表示變量，β表示循環(huán)系數(shù)。在公式中假設x1是溫度差，x2是年平均濕度，而x3是年粉塵污染程度。公式(1)可以改成以下的矩陣形式。
y＝x*β……(2)1035134371.22136393.50[α]]]>2153=120291.43130332.87118302.35*β1β2β3]]>其中X矩陣的第一列與一個常數(shù)項相符，表示包括一個常數(shù)項的循環(huán)模型。
此外，為了預測循環(huán)系數(shù)(β)，公式(2)可以表示如下β＝(x′x)-1x′Yx′=11111343620301837392933301.223.501.432.872.35]]>循環(huán)系數(shù)(β)是通過把x，x的上述矩陣x′和y插入公式(3)而獲得的。β=-61.480.251.567.52]]>如果由循環(huán)系數(shù)(β)獲得了實際的環(huán)境條件因素(x1)，由環(huán)境條件因素預測的故障頻率(y)可以表示如下。
y＝x1*β………(4)在表(4)中表示了從公式(4)獲得的加權。
表[4]預測故障率(Y) 等級 加權0-5A 1.05-10 B 0.910-13 C 0.813-D 0.7以下要說明參照公式(4)和表(4)獲得優(yōu)選壽命預測值的方法。
首先假設僅根據(jù)影響因素獲得的部件壽命預測年限是5，并且電梯的實際環(huán)境條件因素的檢測值如表5所示，預測的故障頻率y是與循環(huán)系數(shù)(β)和通過上述矩陣方程獲得的公式(4)一起計算的，如下所示。
年溫差年平均濕度年平均粉塵污染等級(℃) (％RH)(1000pcs/0.01ft3)35361.50y=(1--35--36--1.50)*-61.480.251.567.52]]>y＝14.71由此預測出的故障頻率(y)是14.71。另外，在表4中與14.71的預測故障值相符的加權是0.7。
因此，優(yōu)選的壽命預測值是這樣獲得的，即用預測的故障頻率(y)乘以僅根據(jù)環(huán)境條件因素獲得的壽命預測值，如下所示，z＝A*W………(5)＝5*0.7＝3.5其中的z表示優(yōu)選的壽命預測值，A表示僅根據(jù)影響因素獲得的壽命預測值，而W表示使用環(huán)境條件因素獲得的加權。
如上所述，本發(fā)明的電梯耐久性評估裝置及其方法的作用是更精確地預測出電梯的壽命，其作法是檢測對電梯部件的壽命影響最大的環(huán)境條件因素，并且使用檢測的結果進行預測。
本發(fā)明的電梯耐久性評估裝置及其方法的再一作用是它可以防止電梯的事故，并且更有效地執(zhí)行維護系統(tǒng)的管理，為電梯部件提供更準確和可靠的壽命預測，并且防止由于電梯部件老化和異常的磨損造成的故障，并且準確地預測出必須要更換的老化部件。
盡管為了說明而描述了本發(fā)明的最佳實施例，本領域的技術人員在不脫離權利要求書所限定的本發(fā)明范圍的條件下仍可以實現(xiàn)各種變更和增刪。
權利要求
1.電梯耐久性評估裝置包括設置在機房和電梯轎廂中用于檢測環(huán)境條件因素的環(huán)境條件檢測傳感器裝置；用于控制電梯的控制盤裝置；監(jiān)測單元裝置，用于把環(huán)境條件檢測傳感器裝置檢測到環(huán)境條件因素和控制盤裝置的運行信息通過一個公共電話網(wǎng)發(fā)送，以及一個遠程監(jiān)測中心裝置，它包括第一中央處理單元(CPU)，用于從監(jiān)測單元裝置采集信息并且存儲這些信息，還有一個第二CPU，用于評估部件的耐久性，診斷電梯的故障，以及預測部件的壽命。
2.按照權利要求1的裝置，其中，所述環(huán)境條件檢測傳感器裝置檢測溫度，濕度，以及粉塵污染程度。
3.按照權利要求1的裝置，其中，所述環(huán)境條件檢測傳感器裝置被裝在電梯的機房和轎廂移動通道內(nèi)。
4.按照權利要求1的裝置，其中，所述第二CPU執(zhí)行部件管理功能，檢查和分析功能，報警功能以及監(jiān)測功能。
5.電梯耐久性的評估方法包括檢測電梯機房，電梯轎廂，以及電梯運行通道中的環(huán)境條件因素；對具有同樣條件的所有電梯采樣，并且根據(jù)環(huán)境因素檢測步驟的結果獲得一個循環(huán)系數(shù)，該循環(huán)系數(shù)涉及在一定環(huán)境條件因素下按預定周期出現(xiàn)的可能造成電梯故障的現(xiàn)象；使循環(huán)系數(shù)適應實際的條件，從而計算出相對于環(huán)境條件因素的期望的故障頻率，并且通過把故障頻率劃分成預定數(shù)量的等級來設定一個加權；并且用基于一個影響因素的電梯部件壽命預測值乘以所述加權，從而為部件計算出一個更新的壽命預測值。
6.按照權利要求5的方法，其中，所述循環(huán)系數(shù)是根據(jù)年故障頻率，年溫差，年平均濕度，以及年平均粉塵污染程度而獲得的。
全文摘要
一種通過測量安裝電梯的大樓中的溫度，濕度，粉塵，振動及噪聲而精確預測電梯部件壽命的電梯耐久性評估裝置。其包括設在機房和電梯轎廂中用于檢測各種環(huán)境條件因素的環(huán)境條件檢測傳感器，用于控制電梯的控制盤，監(jiān)測單元，用于把環(huán)境條件檢測傳感器檢測到的環(huán)境條件因素和控制盤的運行信息通過公共電話網(wǎng)送到遠程監(jiān)測中心，該遠程監(jiān)測中心包括第一CPU，用于從監(jiān)測單元采集信息并存儲信息，及第二CPU，用于評估部件耐久性，診斷電梯故障，及預測部件壽命。
文檔編號B66B1/00GK1161304SQ9612244
公開日1997年10月8日 申請日期1996年9月23日 優(yōu)先權日1995年9月23日
發(fā)明者樸鐘憲, 段東洙, 陳瑞庸 申請人:Lg產(chǎn)電株式會社