電梯在人類(lèi)的日常生活中逐漸成為不可或缺的重要部分，同時(shí)電梯安全也成為人類(lèi)所關(guān)注的主要安全問(wèn)題之一。而維護(hù)電梯安全保障的重要手段就是對(duì)電梯控制系統(tǒng)系統(tǒng)故障診斷的方法。如何對(duì)電梯控制系統(tǒng)障礙進(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)誤的診斷是本文主要研究的問(wèn)題。

　　《電機(jī)電器技術(shù)》是由廣州電器科學(xué)研究院主辦的科技期刊，廣州電器科學(xué)研究院在國(guó)內(nèi)的日用電器、分馬力電機(jī)、絕緣材料、金屬防護(hù)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁等行業(yè)中頗具影響力。擁有國(guó)家級(jí)的日用電器、分馬力電機(jī)、電器附件的檢測(cè)中心，并被國(guó)際電工委員會(huì)電工產(chǎn)品安全認(rèn)證組織認(rèn)可為國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)。與國(guó)際多家著名試驗(yàn)室建立了合作關(guān)系。其辦刊宗旨是：進(jìn)行科技交流，指導(dǎo)生產(chǎn)，反映市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步。

　　電梯控制系統(tǒng)故障的診斷是確保電梯安全性的重要保障方法之一。基于對(duì)有限狀態(tài)機(jī)本質(zhì)及其原理的分析與理解，文章提出將有限狀態(tài)機(jī)作為電梯控制系統(tǒng)診斷的一種方法。該方法有效的將電梯控制系統(tǒng)的各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)對(duì)電梯控制系統(tǒng)的各個(gè)狀態(tài)的分析，判斷電梯控制系統(tǒng)不同的故障情況，并對(duì)電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以確保其正常運(yùn)行，避免事故發(fā)生。

　　1 電梯安全現(xiàn)狀與故障診斷現(xiàn)有方法

　　1.1 電梯安全現(xiàn)狀

　　當(dāng)今社會(huì)，城市的現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程在不斷的加速，電梯逐漸成為人類(lèi)日常生活中不可或缺的重要部分。與其他現(xiàn)代化交通工具或運(yùn)載工具相比，作為特種設(shè)備的電梯的安全問(wèn)題同樣與人類(lèi)的生命和財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)、密不可分。盡管隨著科技的不斷進(jìn)步，電梯的可靠性得到了很大的提升，但是電梯安全事故仍舊時(shí)有發(fā)生。例如，2013年5月14日，紅廟坡祥福家園小區(qū)發(fā)生電梯墜亡事故，一女士在電梯未到達(dá)的情況下邁進(jìn)電梯門(mén)，順著電梯井從15層跌落，當(dāng)場(chǎng)身亡[2]。又例如，廈門(mén)僅在2014年7月8號(hào)一天就發(fā)生了11起被困電梯的事件，30余人被困于電梯之中。以上案例說(shuō)明，盡管現(xiàn)代電梯的可靠性因科技進(jìn)步而有所提升，卻仍舊不可避免如電梯夾人、蹲底、沖頂?shù)仁鹿实陌l(fā)生。針對(duì)各類(lèi)電梯安全事故的發(fā)生，相關(guān)人士將出現(xiàn)類(lèi)似事故的原因總結(jié)為電梯控制系統(tǒng)障礙，通常表現(xiàn)為自動(dòng)門(mén)、電氣原件、電磁干擾等方面的問(wèn)題。這些問(wèn)題的存在直接關(guān)系到電梯是否按照正常程序進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行活動(dòng)。由此可見(jiàn)，對(duì)于電梯控制系統(tǒng)故障的檢測(cè)和診斷問(wèn)題是確保電梯安全性的有效途徑之一。

　　1.2 電梯故障診斷的現(xiàn)有方法

　　1)專(zhuān)家系統(tǒng)分析法。所謂專(zhuān)家系統(tǒng)故障診斷分析法，即指檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)錄入專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測(cè)的過(guò)程中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行對(duì)電梯控制系統(tǒng)信息的采集，進(jìn)而進(jìn)行一系列的推理，明確電梯故障所在。就專(zhuān)家系統(tǒng)分析法而言，這樣的障礙診斷方法首先要依靠和依賴(lài)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，而專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)又具有有限性，同時(shí)這些專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)也并未做到實(shí)時(shí)更新，不具有時(shí)效性。因此一些不常出現(xiàn)的或者第一次出現(xiàn)的電梯故障問(wèn)題并不能及時(shí)被診斷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，或者在障礙的診斷過(guò)程中出現(xiàn)誤判等嚴(yán)重問(wèn)題，影響電梯的安全運(yùn)行工作。

　　2)故障樹(shù)故障診斷分析法。故障樹(shù)故障診斷分析法師，指將電梯系統(tǒng)故障的形成原因按照框架理論，由整體到部分進(jìn)行樹(shù)枝狀逐級(jí)細(xì)化的進(jìn)行分析活動(dòng)而形成的具有動(dòng)態(tài)性質(zhì)的診斷分析系統(tǒng)，對(duì)于電梯故障的產(chǎn)生原因、發(fā)生概率及影響具有概括分析的作用[2]。然而，當(dāng)電梯出現(xiàn)的障礙問(wèn)題沒(méi)有被實(shí)現(xiàn)歸納到故障樹(shù)系統(tǒng)中，故障樹(shù)診斷分析法就沒(méi)有辦法及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)電梯故障進(jìn)行診斷，從而使電梯安全無(wú)法得到確切的保障。

　　然而，以上兩種方法主要針對(duì)電梯故障中的硬故障進(jìn)行了檢測(cè)，忽略了軟故障對(duì)于電梯安全的嚴(yán)重影響，這些軟故障受到天氣、環(huán)境、設(shè)備老化等原因的影響，其故障表現(xiàn)具有瞬間性的特點(diǎn)，即電梯障礙于瞬間發(fā)生又于瞬間消失。這種具有瞬間性的軟故障與硬故障相比更難察覺(jué)、診斷，危害性更大。如何對(duì)軟故障進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷是電梯安全現(xiàn)如今面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。

　　2 有限狀態(tài)機(jī)的概念界定和原理分析

　　有限狀態(tài)機(jī)(FSM)，又稱(chēng)有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)，是表現(xiàn)有限個(gè)狀態(tài)以及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動(dòng)作等行為的數(shù)學(xué)模型[1]。有限狀態(tài)機(jī)的運(yùn)作原理在于儲(chǔ)存與過(guò)去相關(guān)的狀態(tài)與信息，也就是說(shuō)，這個(gè)數(shù)學(xué)模型所反映的中心內(nèi)容是整個(gè)系統(tǒng)從開(kāi)始到現(xiàn)在時(shí)刻的輸入變化。具體的講，在有限狀態(tài)機(jī)中進(jìn)入動(dòng)作就是在進(jìn)入狀態(tài)時(shí)進(jìn)行的，退出動(dòng)作是指退出狀態(tài)時(shí)所進(jìn)行耳朵[1]。與此同時(shí)，在有限狀態(tài)機(jī)對(duì)狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，要依賴(lài)當(dāng)前狀態(tài)和輸入條件進(jìn)行動(dòng)作的輸入，同時(shí)在進(jìn)行特定轉(zhuǎn)移時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)移動(dòng)作[1]。換句話(huà)說(shuō)，有限狀態(tài)機(jī)是一種十分重要的具有時(shí)序性的數(shù)學(xué)模型和函數(shù)關(guān)系，它通過(guò)字符或數(shù)字的表現(xiàn)形式對(duì)于事物的不同狀態(tài)和動(dòng)作進(jìn)行記錄和儲(chǔ)存，并依據(jù)一定的邏輯關(guān)系表現(xiàn)出來(lái)。因此有學(xué)者認(rèn)為，有限狀態(tài)機(jī)是邏輯序列和狀態(tài)存儲(chǔ)器的疊加組合[1]。

　　正是依據(jù)有限狀態(tài)機(jī)的概念定義和科學(xué)原理，有限狀態(tài)機(jī)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其最早被運(yùn)用于計(jì)算機(jī)信息科學(xué)中，科學(xué)家以有限狀態(tài)機(jī)的形式對(duì)于二進(jìn)制的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行富有邏輯性的總結(jié)和表達(dá)，從而促進(jìn)了計(jì)算機(jī)科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　3 基于有限狀態(tài)機(jī)的電梯控制系統(tǒng)故障診斷方法

　　通過(guò)對(duì)有限狀態(tài)機(jī)概念界定和原理進(jìn)行理解和分析，專(zhuān)家、學(xué)者將有限狀態(tài)機(jī)的特點(diǎn)總結(jié)為具有以一個(gè)狀態(tài)作為系統(tǒng)的開(kāi)始狀態(tài)，通過(guò)有限個(gè)狀態(tài)對(duì)不同的狀態(tài)來(lái)對(duì)不同的意義進(jìn)行表達(dá)，并用相應(yīng)的字符串表現(xiàn)出來(lái)[1]。基于有限狀態(tài)機(jī)的這一特點(diǎn)，專(zhuān)家建立了新的電梯控制系統(tǒng)故障檢測(cè)的方法，即有限狀態(tài)機(jī)故障診斷方法。

　　1)創(chuàng)建一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)模型。這要求相關(guān)人員以正在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的無(wú)故障電梯為參照物，以進(jìn)行有限狀態(tài)機(jī)模型的建造。并對(duì)這個(gè)關(guān)于電梯控制系統(tǒng)障礙診斷的有限狀態(tài)機(jī)模型分別對(duì)電梯控制系統(tǒng)的幾個(gè)狀態(tài)、動(dòng)作信息進(jìn)行錄入，即包括電梯系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量、模擬量、上升狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)等，同時(shí)所錄入內(nèi)容可以詳盡到上升開(kāi)門(mén)狀態(tài)、上升關(guān)門(mén)狀態(tài)、下降開(kāi)門(mén)狀態(tài)和下降關(guān)門(mén)狀態(tài)等。對(duì)于電梯控制系統(tǒng)中狀態(tài)的劃分和錄入越詳細(xì)越有利于日后對(duì)于電梯控制系統(tǒng)故障的診斷活動(dòng)[3]。

　　2)在有限狀態(tài)機(jī)成功錄入正常運(yùn)轉(zhuǎn)中電梯的控制系統(tǒng)的各個(gè)狀態(tài)、動(dòng)作之后，生成該系統(tǒng)特有的有限狀態(tài)機(jī)模型，即有關(guān)于電梯控制系統(tǒng)各個(gè)狀態(tài)、指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型和函數(shù)關(guān)系。正常運(yùn)轉(zhuǎn)中電梯的各個(gè)動(dòng)作與狀態(tài)依靠數(shù)學(xué)模型和函數(shù)關(guān)系進(jìn)行表達(dá)。也就是說(shuō)，數(shù)學(xué)模型和函數(shù)關(guān)系的確定更有助于直觀(guān)的對(duì)電梯控制系統(tǒng)障礙進(jìn)行判斷和分析。

　　3)將建立好的有限狀態(tài)機(jī)與電梯實(shí)體機(jī)相結(jié)合，即將數(shù)學(xué)模型和函數(shù)關(guān)系具體應(yīng)用于對(duì)其他相同類(lèi)型電梯控制系統(tǒng)的監(jiān)督與檢查工作中，也就是在電梯實(shí)體的運(yùn)行過(guò)程中，相關(guān)的工作人員將電梯在運(yùn)行工作中呈現(xiàn)的各個(gè)狀態(tài)、所得數(shù)據(jù)等和有限狀態(tài)機(jī)模型內(nèi)錄入的同類(lèi)電梯耳朵各個(gè)不同狀態(tài)中所得的函數(shù)關(guān)系，字符串等進(jìn)行對(duì)比，從而對(duì)電梯控制系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障進(jìn)行推理、判斷，同時(shí)，以事先錄入有限狀態(tài)機(jī)中正常無(wú)障礙的電梯控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)作為電梯維修工作的參照，并依照該有限狀態(tài)機(jī)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行電梯控制系統(tǒng)的維修和日常維護(hù)，以確保電梯的正常運(yùn)行。

　　4 結(jié)論

　　綜上所述，基于有限狀態(tài)機(jī)的故障診斷方法，是對(duì)電梯控制系統(tǒng)進(jìn)行了合理的監(jiān)控，以正常運(yùn)行中的電梯為參照物進(jìn)行有限狀態(tài)機(jī)模型的建立，并確定相關(guān)的數(shù)學(xué)模型和函數(shù)關(guān)系，從而進(jìn)行電梯控制系統(tǒng)障礙診斷。該方法是對(duì)于之前各種診斷分析方法的一種完善行為，同時(shí)該方法的出現(xiàn)也為電梯安全的維護(hù)作出了貢獻(xiàn)，為我國(guó)特種設(shè)備的維護(hù)、維修工作提供了良好的啟示。

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