淺談地鐵電扶梯在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

程英英

摘 要：本文主要就地鐵機(jī)電電扶梯增加監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行分析研究，針對電扶梯的電動機(jī)、減速器、主驅(qū)動輪等機(jī)械部位加裝監(jiān)測傳感器，并對自動扶梯進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，完成對自動扶梯部件的智能故障診斷分析，通過智能數(shù)據(jù)采集裝置將數(shù)據(jù)信息采集處理，借由綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上傳到中央監(jiān)控終端，通過更加智能的方式，主動引導(dǎo)檢修模式，讓檢修更加精確標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵字：在線監(jiān)測、減速箱、主驅(qū)動輪

地鐵機(jī)電專業(yè)對于設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，多以計(jì)劃性檢修作業(yè)為主，很難實(shí)時掌握設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，更無法有效的指導(dǎo)現(xiàn)場人員準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn)，檢修人員多以經(jīng)驗(yàn)開展故障處理工作，這便造成效率低，隨著地鐵各線路陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，科技技術(shù)也是快速發(fā)展的趨勢，通過在線監(jiān)測項(xiàng)目通過科技智能，主動引導(dǎo)地鐵機(jī)電設(shè)備維護(hù)模式，提高維護(hù)效率。

一、研究背景概況

近年來隨著西安地鐵各線路的陸續(xù)開通，線網(wǎng)客流強(qiáng)度不斷增大，而地鐵機(jī)電專業(yè)對于設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，多以計(jì)劃性檢修作業(yè)為主，很難實(shí)時掌握設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，更無法有效的指導(dǎo)現(xiàn)場人員準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn)，檢修人員多以經(jīng)驗(yàn)開展故障處理工作，這便造成效率低、人員使用強(qiáng)度高的弊端。電扶梯作為特種設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)劣直接關(guān)系到乘客的生命安全。西安地鐵2號線電扶梯設(shè)備自2011年運(yùn)行至今已8年之久，同時1號線電扶梯設(shè)備自2013年運(yùn)行至今也已6年。目前主要檢查手段為計(jì)劃性檢修和日常巡視（現(xiàn)場查看和聽異響），無法做到實(shí)時監(jiān)控、實(shí)時診斷。

西安地鐵二號線小寨站為二、三號線換乘站，日均客流量目前已達(dá)到19萬/人次，一號線五路口站隨著四號線的開通，客流量日益加大，自動扶梯的運(yùn)載負(fù)荷持續(xù)增加，雖然在自動扶梯采購時對運(yùn)載負(fù)荷量進(jìn)行了要求，但扶梯長期處于滿負(fù)荷運(yùn)行，軸承磨損加重，使扶梯帶病運(yùn)行幾率增加且不易被發(fā)現(xiàn)，存在一定的安全隱患。小寨3#扶梯在主軸、軸承及軸承套磨損嚴(yán)重的情況下才被發(fā)現(xiàn)，已嚴(yán)重威脅到廣大乘客生命財(cái)產(chǎn)的安全。在自動化信息技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，通過調(diào)研新技術(shù)、新方法以及通過參考同行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r來看，此類問題是可以通過優(yōu)化監(jiān)測手段來解決的。而機(jī)電設(shè)備在線監(jiān)測項(xiàng)目可以高效的解決上述問題，且可通過更加智能的方式，主動引導(dǎo)檢修模式，讓檢修更加精確標(biāo)準(zhǔn)。

二、實(shí)施范圍及內(nèi)容

主要針對電扶梯的電動機(jī)、減速器、主驅(qū)動輪等機(jī)械部位加裝監(jiān)測傳感器，并對自動扶梯進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，完成對自動扶梯部件的智能故障診斷分析通過智能數(shù)據(jù)采集裝置將數(shù)據(jù)信息采集處理，借由綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上傳到中央監(jiān)控終端。

現(xiàn)場設(shè)備位于線路車站內(nèi)，主要負(fù)責(zé)對自動扶梯進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，完成對自動扶梯部件的智能故障診斷分析。系統(tǒng)的就地設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)作，脫離全線系統(tǒng)后仍能完成對機(jī)電設(shè)備數(shù)據(jù)的采集。

三、研究目標(biāo)

電扶梯設(shè)備實(shí)施改造后對電扶梯的監(jiān)控能夠?qū)崿F(xiàn)以下基礎(chǔ)目標(biāo)：

1.保證電扶梯運(yùn)行處于實(shí)時監(jiān)測狀態(tài)，跟蹤一個或多個監(jiān)測參量的變化動態(tài)，對參量的長期和短期變化趨勢進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律。

2.采用趨勢圖分析同一臺設(shè)備多個相關(guān)參量的分布情況，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、?shù)學(xué)相關(guān)性模型，以輔助判斷設(shè)備整體健康狀況。

3.為維護(hù)人員提供專業(yè)的機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)信息和圖譜分析功能，對分析結(jié)果進(jìn)行匯總和分類，并提供查詢和下載，可以方便掌握設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)。

4.通過設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)趨勢分析，提前預(yù)判設(shè)備問題，并給出處理方法。

5.進(jìn)一步提高對運(yùn)行設(shè)備的掌控，降低帶病運(yùn)行風(fēng)險，提高設(shè)備可靠度。

四、技術(shù)方案

電扶梯在線監(jiān)測系統(tǒng)分車站和中心兩級管理，由傳感器（振動傳感器、紅外溫度傳感器、煙感傳感器）、數(shù)據(jù)采集器（集成智能診斷器）、線纜、機(jī)箱、電源等設(shè)備組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理如下圖：

現(xiàn)場通訊采取充分利用車站BAS預(yù)留端口進(jìn)行通訊傳輸，經(jīng)由綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上傳到中心人機(jī)界面構(gòu)成整套在線監(jiān)測系統(tǒng)，并設(shè)立人機(jī)終端，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器包含智能診斷器，智能診斷器具備診斷結(jié)果就地輸出功能，車站級智能診斷系統(tǒng)包括振動傳感器、溫度傳感器、煙感傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、接線箱、電源等輔助設(shè)備。

系統(tǒng)含有分析診斷應(yīng)用軟件，完成對數(shù)據(jù)采集器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲、管理等工作，智能診斷器應(yīng)具備二次開發(fā)的接口，可以根據(jù)需要讀取現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。同時具備OPC或MODBUS等通訊能力，便于與其他系統(tǒng)進(jìn)行交互。系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過接口上傳至上層平臺，該接口可以提供監(jiān)測參數(shù)的運(yùn)行趨勢、報(bào)警信息、診斷結(jié)果，同時給平臺提供單點(diǎn)登錄權(quán)限，用戶需要通過平臺調(diào)取數(shù)據(jù)時，可以調(diào)取智能診斷系統(tǒng)的分析功能插件進(jìn)行分析診斷。

五、結(jié)論

依據(jù)電扶梯的運(yùn)行特性和實(shí)際工作狀態(tài)，確定對電扶梯監(jiān)測的主要點(diǎn)為減速機(jī)、滾筒主軸等機(jī)械單元，主軸故障（兩端軸承、主軸不平衡、鏈條松動）、減速機(jī)故障（軸承、齒輪、機(jī)械松動），傳感器布置于電機(jī)、減速箱殼體、減速箱緊固螺栓底座、扶手帶位置，用于監(jiān)測這些設(shè)備的振動情況，可以監(jiān)測軸承故障，系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)實(shí)時在線采集的方式，對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。通過人機(jī)界面中電扶梯全局概貌圖，維護(hù)人員可以得到所有測點(diǎn)特征狀態(tài)值隨時間變化的結(jié)論，實(shí)時了解其運(yùn)行狀態(tài)。通過對設(shè)備的振動分析智能判斷發(fā)現(xiàn)一些潛在的機(jī)械故障，例如：軸平衡、安裝松動、齒輪嚙合故障、軸承磨損等，也可自由錄入未檢測出故障，提供后期故障比對預(yù)警模板。