电梯门运行性能检测诊断装置的制作方法

本发明涉及电梯监测技术，特别涉及一种电梯门运行性能检测诊断装置。

背景技术：

图1是电梯门控制系统的基本结构示意图，门驱动电机为电梯门的动作的执行机构，取得电梯门的开关，并在开门或关门到位时触发对应的门位置开关动作。门驱动电机带有编码器，用于检测门驱动电机的位置和速度。门驱动电机的控制由门控制系统执行，包括速度和位置计算模块、速度指令计算模块，以及速度控制器和电流控制器，最终通过控制门驱动电机的电流来实现门对速度指令的跟随。

通常电梯门控制系统的速度指令模块会根据电梯门当前位置和运行方向生成速度指令值，同时根据编码器检测的门驱动电机的位置和速度计算出电梯门的实际速度，实际速度和速度指令值的差值即为速度偏差。图2是对速度偏差的说明示意图。

现有对于电梯门的运行状态的判断主要是根据电梯门运行过程中的阻力大小情况来进行的。为了获取电梯门运行中的阻力，在不增加额外的阻力检测传感器的情况下，现有技术主要是通过检测门驱动电机的电流变化情况和速度变化情况来间接进行判断，也有通过模型估算来获取阻力值的方式。

使用电流变化情况进行判断的手段如专利cn200810035835.5“电梯门系统监测预警系统”所述根据电梯门电机q轴电流分量的峰值大小和开关门位置与预警电流阈值进行比较的方式，但使用电流信息进行判断的方式较为普遍且主要适用于阻力异常增大等比较明显的故障情况。

使用门驱动电机速度变化情况的判断手段如专利cn201210236079.9“电梯门的点检装置和电梯门的点检方法”根据门驱动电机实际速度和点检速度的偏差绝对值的累计值与预定的基准值进行比较来判断电梯门的开闭异常。但采用仅累计速度偏差绝对值并不能很好的反映各种异常，比如个别位置的阻力异常和整体上的阻力稍微增加可能对应的速度偏差绝对值的累计结果相近。

采用模型估算的方法如专利cn200580006756.6“电梯门监控装置”，通过构造门系统动态模型，估算模型参数来在线分析门当前的状态，该方案运算量大，实施过程复杂，且难以验证结果。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是能更加准确的区分电梯门系统运行中的异常以及不同的异常情况，能够以比较简单的手段来得到较高精度的电梯门运行性能指标。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种电梯门运行性能检测诊断装置，其包括编码器、速度控制器、平方和计算模块、状态判断模块、方差计算模块、诊断模块；

所述编码器，用于按采样周期采集开始关门或开始开门后的门驱动电机输出转速；

所述状态判断模块，用于判断电梯门当前所处状态；

所述速度控制器，根据开始关门或开始开门后的门驱动电机的输出转速采样值，计算开始关门或开始开门后的门驱动电机的各输出转速采样值同速度指令对应各采样点的目标速度的速度偏差；

所述平方和计算模块，计算开始关门或开始开门后的各速度偏差的平方和；

所述方差计算模块，在一次关门动作或开门动作结束后，计算出完成该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s，

t为完成该次关门动作或开门动作的总采样次数，e为该次关门动作或开门动作完成后的各速度偏差的平方和；

所述诊断模块，根据所述方差计算模块计算得到的完成该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s的大小或其标准差sstd的大小判断电梯门运行是否出现异常，其中，

较佳的，平方和计算模块、状态判断模块、方差计算模块、诊断模块；

所述编码器，用于按采样周期采集开始关门或开始开门后的门驱动电机输出转速；

所述状态判断模块，用于判断电梯门当前所处状态；

所述速度控制器，根据开始关门或开始开门后的门驱动电机的输出转速采样值，计算开始关门或开始开门后的门驱动电机的各输出转速采样值同速度指令对应各采样点的目标速度的速度偏差；

所述平方和计算模块，判断一次关门动作或开门动作的各速度偏差的正负，并分别计算值为正的速度偏差的平方和，以及值为负的速度偏差的平方和；

所述方差计算模块，在一次关门动作或开门动作结束后，分别计算出该次关门动作或开门动作的值为正的速度偏差的方差s+和值为负的速度偏差的方差s-，并计算出该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s，e＝e++e-；或者s＝s++s-；

t为该次关门动作或开门动作的总采样次数，e为该次关门动作或开门动作完成后的各速度偏差的平方和，e+为该次关门动作或开门动作完成后的值为正的速度偏差的平方和，e-为该次关门动作或开门动作完成后的值为负的速度偏差的平方和；

所述诊断模块，根据所述方差计算模块计算得到的完成该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s的大小或其标准差sstd的大小判断电梯门运行是否出现异常，其中，

较佳的，如果s>s0或sstd＞sstd0，则所述诊断模块判断电梯门运行出现异常,输出电梯门运行异常信号，s0为设定的方差基准值，sstd0为设定的标准差基准值。

较佳的，所述状态判断模块，根据所述编码器采集的门驱动电机的输出转速采样值、采样数量，以及门位置开关状态信号，判断电梯门当前所处状态；

电梯门状态包括开门、关门、开始开门、开始关门、关门完成、开门完成。

较佳的，电梯门运行性能检测诊断装置还包括存储模块；

所述存储模块，在每次关门动作或开门动作结束后，存储每次关门动作或开门动作的速度偏差方差及其相应楼层，并记录存储时间；

所述诊断模块，还根据一楼层的完成每次关门动作或开门动作的速度偏差方差的变化趋势，输出该楼层的电梯门性能是否变差信息。

较佳的，当所述存储模块所记录的同一楼层的同一动作的速度偏差方差的个数达到设定值，或者所述存储模块所记录的同一楼层的同一动作的速度偏差方差的数据所覆盖时间达到设定时长，所述诊断模块根据该楼层的该动作的速度偏差方差的变化趋势，输出该楼层的电梯门性能是否变差信息。

较佳的，如果该楼层的该动作的速度偏差方差为增大变化趋势，则所述诊断模块输出该楼层的电梯门性能变差信息。

较佳的，所述诊断模块，还根据该楼层的该动作的速度偏差方差的增大变化速度、当前该楼层的完成该动作的速度偏差方差，以及设定变差告警阈值，估算输出产生变差告警所需该动作次数或产生变差告警所需时间。

较佳的，电梯门运行性能检测诊断装置还包括存储模块；

所述存储模块，在每次关门动作或开门动作结束后，存储出现最大速度偏差正值时的门位置值p+和出现最大速度偏差负值的绝对值时对应的位置值p-；

所述诊断模块，根据所述存储模块记录的多次门动作过程中的p+和p-的分布情况，判断电梯门出现异常的位置。

较佳的，方差计算模块还分别计算设定采样区间内的速度偏差的方差；

诊断模块还根据设定采样区间内的速度偏差的方差，判断该采样区间所对应的电梯门的运行性能。

本发明的电梯门运行性能检测诊断装置，门控制系统根据电梯门的位置和开关门指令生成速度指令，对门驱动电机进行输出速度控制；以预定的采样周期采集门控制系统的速度指令的目标速度和实测门驱动电机输出转速的速度偏差并记录采样次数，在门的不同动作过程中，对该速度偏差的平方进行累计，在一次门的动作结束后，根据上述速度偏差的平方累计值e和采样次数t来计算得到速度偏差的方差s，并根据方差或标准差与预定的基准值的比较结果判断电梯门运行是否出现异常。本发明的电梯门运行性能检测诊断装置，使用速度偏差的方差或标准差作为电梯门运行性能的指标，根据该指标在多次运行中的变化情况或在单次运行中与基准值的比较来判断电梯门运行是否出现异常，从而能更加准确的区分电梯门系统运行中的异常以及不同的异常情况，能够以比较简单的手段来得到较高精度的电梯门运行性能指标。由于速度偏差的方差或标准差的反映的是动作过程总体的速度波动情况，可以适用于不同的运行速度和运行距离的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是电梯门控制系统的基本结构示意图；

图2是对速度偏差的说明示意图；

图3是本发明的电梯门运行性能检测诊断装置一实施例的结构示意图；

图4是本发明的电梯门运行性能检测诊断装置一实施例的实施过程示意图；

图5是本发明的电梯门运行性能检测诊断装置另一实施例的实施过程示意图；

图6是本发明的电梯门运行性能检测诊断装置一种诊断方式示意图；

图7是根据方差变化情况进行门的状态判断和预测的示意图；

图8是根据记录的速度偏差最大值的分布情况判断门的异常位置的方式的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图3所示，电梯门运行性能检测诊断装置包括编码器、速度控制器、平方和计算模块、状态判断模块、方差计算模块、诊断模块；

所述编码器，用于按采样周期采集开始关门或开始开门后的门驱动电机输出转速；

所述状态判断模块，用于判断电梯门当前所处状态；

所述速度控制器，根据开始关门或开始开门后的门驱动电机的输出转速采样值，计算开始关门或开始开门后的门驱动电机的各输出转速采样值同速度指令对应各采样点的目标速度的速度偏差；

所述平方和计算模块，计算开始关门或开始开门后的各速度偏差的平方和；

所述方差计算模块，在一次关门动作或开门动作结束后，计算出完成该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s，

t为完成该次关门动作或开门动作的总采样次数，e为该次关门动作或开门动作完成后的各速度偏差的平方和；

所述诊断模块，根据所述方差计算模块计算得到的完成该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s的大小或其标准差sstd的大小判断电梯门运行是否出现异常，

较佳的，如果s>s0或sstd＞sstd0，则所述诊断模块判断电梯门运行出现异常,输出电梯门运行异常信号，s0为设定的方差基准值，sstd0为设定的标准差基准值。

较佳的，所述状态判断模块，根据所述编码器采集的门驱动电机的输出转速采样值、采样数量，以及门位置开关状态信号，判断电梯门当前所处状态；

电梯门状态包括开门、关门、开始开门、开始关门、关门完成、开门完成。

实施例一的电梯门运行性能检测诊断装置，如图4所示，其实施过程包括如下步骤：

步骤一.状态判断模块，根据所述编码器采集的采样点的门驱动电机输出转速、采样数量，以及门位置开关状态信号来判断电梯门当前所处状态，这样做的目的是判断何时开始和停止对门的一次动作过程的运行监测和诊断；

步骤二：当状态判断模块判断开始关门或开始开门动作时，平方和计算模块对速度控制器所计算出的速度偏差的平方和进行累计，同时记录累计采样次数；

步骤三：方差计算模块，在一次关门动作或开门动作结束后，按照下列公式计算出速度偏差的方差s：t为完成该次关门动作或开门动作的总采样次数，e为该次关门动作或开门动作完成后的各速度偏差的平方和；

步骤四：诊断模块根据所计算出的速度偏差的方差s的大小或速度偏差的标准差sstd的大小判断电梯门运行是否出现异常，

实施例一的电梯门运行性能检测诊断装置，门控制系统根据电梯门的位置和开关门指令生成速度指令，对门驱动电机进行输出速度控制；以预定的采样周期采集门控制系统的速度指令的目标速度和实测门驱动电机输出转速的速度偏差并记录采样次数，在门的不同动作过程中，对该速度偏差的平方进行累计，在一次门的动作结束后，根据上述速度偏差的平方累计值e和采样次数t来计算得到速度偏差的方差s，并根据方差或标准差与预定的基准值的比较结果判断电梯门运行是否出现异常。实施例一的电梯门运行性能检测诊断装置，使用速度偏差的方差或标准差作为电梯门运行性能的指标，根据该指标在多次运行中的变化情况或在单次运行中与基准值的比较来判断电梯门运行是否出现异常，从而能更加准确的区分电梯门系统运行中的异常以及不同的异常情况，能够以比较简单的手段来得到较高精度的电梯门运行性能指标。由于速度偏差的方差或标准差的反映的是动作过程总体的速度波动情况，可以适用于不同的运行速度和运行距离的情况。

实施例二

电梯门运行性能检测诊断装置包括编码器、速度控制器、平方和计算模块、状态判断模块、方差计算模块、诊断模块；

所述编码器，用于按采样周期采集开始关门或开始开门后的门驱动电机输出转速；

所述状态判断模块，用于判断电梯门当前所处状态；

所述速度控制器，根据开始关门或开始开门后的门驱动电机的输出转速采样值，计算开始关门或开始开门后的门驱动电机的各输出转速采样值同速度指令对应各采样点的目标速度的速度偏差；

所述平方和计算模块，判断一次关门动作或开门动作的各速度偏差的正负，并分别计算值为正的速度偏差的平方和，以及值为负的速度偏差的平方和；

所述方差计算模块，在一次关门动作或开门动作结束后，分别计算出该次关门动作或开门动作的值为正的速度偏差的方差s+和值为负的速度偏差的方差s-，并计算出该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s，e＝e++e_；或者s＝s++s-；

t为该次关门动作或开门动作的总采样次数，e为该次关门动作或开门动作完成后的各速度偏差的平方和，e+为该次关门动作或开门动作完成后的值为正的速度偏差的平方和，e-为该次关门动作或开门动作完成后的值为负的速度偏差的平方和；

所述诊断模块，根据所述方差计算模块计算得到的完成该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s的大小或其标准差sstd的大小判断电梯门运行是否出现异常，

较佳的，如果s>s0或sstd＞sstd0，则所述诊断模块判断电梯门运行出现异常,输出电梯门运行异常信号，s0为设定的方差基准值，sstd0为设定的标准差基准值。

较佳的，所述状态判断模块，根据所述编码器采集的门驱动电机的输出转速采样值、采样数量，以及门位置开关状态信号，判断电梯门当前所处状态；

电梯门状态包括开门、关门、开始开门、开始关门、关门完成、开门完成。

实施例二的电梯门运行性能检测诊断装置，如图5所示，其实施过程包括如下步骤：

步骤一.状态判断模块，根据所述编码器采集的采样点的驱动电机输出转速、采样数量，以及门位置开关状态信号来判断门当前所处状态，这样做的目的是判断何时开始和停止对门的一次动作过程的运行监测和诊断；

步骤二，当状态判断模块判断开始关门或开始开门动作时，平方和计算模块判断该次关门动作或开门动作的各驱动电机输出转速采样值同各采样点的速度指令对应各采样点的目标速度的速度偏差的正负，并分别计算值为正的速度偏差的平方和，以及值为负的速度偏差的平方和，同时记录累计采样数量；

步骤三：在一次关门动作或开门动作结束后，方差计算模块分别计算出该次关门动作或开门动作的计算速度偏差为正值的方差s+和计算速度偏差为负值的方差s-，并计算计算出该次关门动作或开门动作的速度偏差的方差s，e＝e++e_；或者s＝s++s-；

步骤四：诊断模块根据所计算出的速度偏差的方差s的大小或速度偏差的标准差sstd的大小判断电梯门运行是否出现异常，

实施例二的电梯门运行性能检测诊断装置，由于驱动电机输出转速的速度偏差的正负可以反映阻力或电机控制情况，因此可对速度偏差为正值和为负值的平方分别进行累计，这样在一次门的动作结束后，可以根据速度偏差为正值的平方累计值e+和速度偏差为负值的平方累计值e-及该次门动作的总采样次数t来计算速度偏差为正值的方差s+、速度偏差为负值的方差s-以及总的速度偏差的方差s，这三个方差值可以反映出电梯门运行过程中的不同的指标，这三个方差值结合起来除了可以根据多次运行中数值的变化情况或直接与基准值的比较来判断电梯门的运行异常以外，还可以根据这三个方差值的大小情况判断不同的异常类型。实施例二的电梯门运行性能检测诊断装置，仅对值为正和负的速度偏差的平方和分别进行了累计，运算量增加非常小，但却获得了值为正的速度偏差的方差s+和值为负的速度偏差的方差s-，同时也能方便的计算出总的速度偏差的方差s。由于速度偏差的正值及负值分别可对应阻力的变化和控制效果，因此可以反映电梯门运行过程中更丰富的信息。

实施例三

基于实施例一或二，电梯门运行性能检测诊断装置还包括存储模块；

所述存储模块，在每次关门动作或开门动作结束后，存储完成每次关门动作或开门动作的速度偏差方差及其相应楼层，并记录存储时间；

所述诊断模块，还根据一楼层的完成每次关门动作或开门动作的速度偏差方差的变化趋势，输出该楼层的电梯门性能是否变差信息。

较佳的，当所述存储模块所记录的同一楼层的同一动作的速度偏差方差的个数达到设定值，或者所述存储模块所记录的同一楼层的同一动作的速度偏差方差的数据所覆盖时间达到设定时长，所述诊断模块根据该楼层的该动作的速度偏差方差的变化趋势，输出该楼层的电梯门性能是否变差信息。例如，如果该楼层的该动作的速度偏差方差为增大变化趋势，则所述诊断模块输出该楼层的电梯门性能变差信息。

较佳的，所述诊断模块，还根据该楼层的该动作的速度偏差方差的增大变化速度、当前该楼层的完成该动作的速度偏差方差，以及设定变差告警阈值，估算输出产生变差告警所需该动作次数或产生变差告警所需时间，如图7所示。

实施例三的电梯门运行性能检测诊断装置，如图6所示，其实施过程包括如下步骤：

步骤三中，在每次关门动作或开门动作结束后，所述存储模块还存储完成每次关门动作或开门动作的速度偏差方差及其相应楼层；

步骤四中，诊断模块还根据一楼层的完成每次关门动作或开门动作的速度偏差方差的变化趋势，输出该楼层的电梯门性能是否变差信息。

实施例三的电梯门运行性能检测诊断装置，对于所计算出的速度偏差的方差，除了通过与设定方差基准值s0进行比较以外，还采用速度偏差的方差的变化情况来进行判断相应层的该楼层的电梯门性能是否变差。考虑到不同门动作特性的不同，比如开门和关门的情况有所不同，以及不同楼层间层门安装和使用情况的不同，同时记录速度偏差方差对应的开门或关门状态及楼层，当所记录的同一楼层的同一动作的数据速度偏差方差的个数达到设定值，或者所述存储模块所记录的同一楼层的同一动作的数据速度偏差方差的期间达到设定时长，所述诊断模块按照记录的顺序对该楼层的完成每次该动作的速度偏差方差的变化情况进行分析，当观察到所记录的同一楼层的同一动作的数据速度偏差方差s出现增大的趋势时，可以判断出电梯门的性能变差，并可以进一步根据该楼层的完成每次该动作的速度偏差方差的增大变化速度、当前该楼层的完成该动作的速度偏差方差，以及设定变差告警阈值，估算输出产生变差告警所需动作次数或时间，从而给出警告信息。

实施例四

基于实施例一或二，电梯门运行性能检测诊断装置还包括存储模块；

所述存储模块，在每次关门动作或开门动作结束后，存储出现最大速度偏差正值时的门位置值p+和出现最大速度偏差负值的绝对值时对应的位置值p-；

所述诊断模块，根据所述存储模块记录的多次门动作过程中的p+和p-的分布情况，判断电梯门出现异常的位置。

实施例四的电梯门运行性能检测诊断装置，其实施过程包括如下步骤：

步骤三中，在每次关门动作或开门动作结束后，所述存储模块还存储出现最大速度偏差正值时的门位置值p+和出现最大速度偏差负值的绝对值时对应的位置值p-；

步骤四中，诊断模块还根据记录的多次门动作过程中的p+和p-的分布情况，判断电梯门出现异常的位置。

如图8所示，记录到p+和p-在位置2出现的次数最多，则在电梯门出现异常时可以重点检查位置2。

实施例四大电梯门运行性能检测诊断装置，在每次关门动作或开门动作结束后，还分别记录出现最大速度偏差正值时的门位置值p+和出现最大速度偏差负值的绝对值时对应的位置值p-，该值可以反映出现异常时的门所在位置。通过对记录的多次门动作过程中的最大速度偏差时的位置值的分布情况进行分析，可以了解可能存在的故障点。

实施例五

基于实施例一或二的电梯门运行性能检测诊断装置，方差计算模块还分别计算设定采样区间内的速度偏差的方差；

诊断模块还根据设定采样区间内的速度偏差的方差，判断该采样区间所对应的电梯门的运行性能。

实施例五的电梯门运行性能检测诊断装置，根据每次关门动作或开门动作特定采样区间内的采样点的实测门驱动电机输出转速同速度指令门驱动电机速度的速度偏差的方差，作为对该采样区间的运行性能的指标。所述采样区间对应电梯门位置(比如门系统机械结构结合或断开的位置点等)，从而可以反映门系统特定结构的性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本实施例任何形式上限制。任何熟悉本领域的人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明做出许多可能的变动和修饰，或者修改为等同变化的等效实施例，因此，凡是未脱离本发明的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明保护的范围内。