本發(fā)明涉及電梯技術領域，具體涉及一種監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的方法及系統(tǒng)。

背景技術：

采用傳統(tǒng)曳引懸掛鋼絲繩的電梯，在維保時可以通過肉眼觀看來識別斷絲斷股，鋼絲繩出現(xiàn)磨細時，也能通過卡尺等工具精確測量，并得出是否符合報廢條件的結論。《GB/T31821-2015電梯主要部件報廢技術條件》規(guī)定了曳引懸掛鋼絲繩的報廢條件，詳見《GB/T31821-2015》4.4.2節(jié)，通過卡尺測量直徑，并結合鋼絲繩斷絲數(shù)量確定是否達到報廢。

隨著曳引懸掛裝置技術的發(fā)展，電梯的曳引媒介出現(xiàn)了扁平鋼帶或碳纖維扁平帶，該類型產(chǎn)品都是在鋼絲繩或碳纖維帶的外部包覆高分子材料形成，高分子材料主要采用聚氨酯，內(nèi)部鋼絲繩的斷絲斷股或變細都無法通過肉眼來識別，《GB/T31821-2015電梯主要部件報廢技術條件》的4.4.4規(guī)定出現(xiàn)下列情況之一，視為達到報廢技術條件：

a)鋼帶出現(xiàn)裂紋、壓痕、彎折、穿刺、凹陷或鼓包；

b)鋼帶中任意一個繩股斷裂；

c)鋼帶表面磨損或外力損壞露出內(nèi)部鋼絲；

d)鋼帶出現(xiàn)嚴重銹蝕；

e)鋼帶曳引力不符合GB7588-2003中9.3a)或b)要求。

從報廢技術條件看，a)～d)都是從外部通過目測方式來判斷，但未涉及內(nèi)部鋼絲繩的判廢技術條件。

經(jīng)過檢索中國專利，公告號為CN101362570B的發(fā)明專利文獻公開了一種用于電梯的纜繩診斷系統(tǒng)，其中包括數(shù)據(jù)測定部，數(shù)據(jù)測定部對轎廂在基礎樓層的停止次數(shù)或開門次數(shù)進行測定，并作為實際數(shù)據(jù)。在實施方法中，明確了該纜繩為符合國標的常規(guī)曳引鋼絲繩，即可以通過肉眼來識別和判定，是否符合報廢條件。

上述專利中的數(shù)據(jù)測定部，通過采集電梯的樓層停止次數(shù)或開門次數(shù)并和預測值比較，來判斷曳引媒介是否處于報廢狀態(tài)，所得結果并不準確，因為電梯的樓層停止次數(shù)或開門次數(shù)都是間斷的非連續(xù)的離散信息，而曳引媒介和曳引輪或導向輪的接觸都是連續(xù)的，由于離散信息覆蓋范圍具有缺失，會導致薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)，從而造成安全隱患。

同時，公開號為CN101362570B的發(fā)明專利文獻僅針對普通鋼絲繩的診斷，且需要對硬件以及軟件都進行改進，提高了電梯的運行成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的方法以及系統(tǒng)，能夠準確監(jiān)控電梯曳引媒介的使用壽命，有利于維保的監(jiān)管，以及確保電梯運行的安全。

一種監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的方法，包括以下步驟：

監(jiān)測電梯曳引媒介單位長度的彎折，在電梯運行時間內(nèi)，實時對電梯曳引媒介各單位長度分別進行彎折次數(shù)累加，以單位長度中累加彎折次數(shù)最大者衡量電梯曳引媒介的壽命。

電梯曳引懸掛系統(tǒng)包括驅動系統(tǒng)、轎廂、對重以及曳引媒介，曳引媒介用于將驅動系統(tǒng)的運動輸出傳遞至轎廂和對重，并在轎廂和對重之間建立連接關系，將轎廂和對重懸掛在驅動系統(tǒng)上。

曳引媒介可以采用傳統(tǒng)的鋼絲繩，也可以采用柔性的扁平帶狀結構，例如鋼帶或者碳纖維帶(在鋼絲繩或者碳纖維帶的外部包覆高分子材料形成的扁平帶)。

在電梯曳引懸掛系統(tǒng)中，曳引媒介繞置在多個工作輪上，對于柔性扁平帶狀的曳引媒介，由于鋼絲繩或碳纖維帶等受力牽引元件位于內(nèi)部，在轎廂上行或下行的過程(對重相應地下行或上行)中，曳引媒介繞對應的工作輪不停轉動，但受力牽引元件并不直接和工作輪接觸，因而也不會產(chǎn)生磨損，采用傳統(tǒng)的測量斷繩數(shù)量，或繩磨損量來衡量曳引媒介的壽命不可行。

在不同的電梯曳引懸掛系統(tǒng)中，工作輪的安裝位置以及數(shù)量都有區(qū)別，所述工作輪至少包括電梯系統(tǒng)的驅動主機曳引輪、轎頂輪、對重輪、機房導向輪、井道導向輪。設置導向輪的場合有多種，例如，改變曳引媒介的繞置方向，或者改變曳引媒介繞某一工作輪的包角。

牽引受力元件的失效因素包括牽引力和彎折，牽引力用于提供轎廂上下往復運動的動力，為一相對靜態(tài)的指標，不便于監(jiān)測，本發(fā)明通過監(jiān)測曳引媒介的彎折次數(shù)來衡量曳引媒介的使用壽命，能夠客觀反映曳引媒介的真實損耗情況。

單位長度中累加彎折次數(shù)最大者反映了在電梯的全部運行時間內(nèi)，曳引媒介的彎折情況，電梯的服務器可以調(diào)取各單位長度的累加彎折次數(shù)，從而對電梯的使用情況進行全面監(jiān)控。

作為優(yōu)選，取電梯曳引媒介上的任一點作為起點，以電梯曳引媒介上工作輪所處位置與起點的距離作為對應工作輪的絕對位置；

在電梯正常運行或非正常運行時，檢測工作輪的出發(fā)位置和目的位置的距離，依據(jù)出發(fā)位置和目的位置之間的距離變化計算得出絕對位置變化區(qū)段，絕對位置變化區(qū)段內(nèi)的曳引媒介發(fā)生彎折。

電梯的非正常運行主要包括檢修、調(diào)試等一些非正常使用時的運行，非正常運行時，電梯的曳引媒介同樣會發(fā)生彎折，將非正常運行時的彎折次數(shù)采用與正常運行時同樣的累加方式，能夠提高曳引媒介壽命監(jiān)測的精度。

為計算方便，通常情況下，以轎廂位于頂層時為初始位置，取轎廂側繩頭作為起點。

所述工作輪的絕對位置是指：將電梯曳引媒介伸展為一直線，工作輪所處位置與起點的距離。

當轎廂處于某一高度處，每個工作輪分別對應一個絕對位置，相應地，每個工作輪在電梯運行時具有對應的絕對位置變化區(qū)段。

在電梯運行過程中，曳引媒介內(nèi)部的受力牽引元件連續(xù)彎折，在電梯的運行過程中，曳引媒介的各點的彎折次數(shù)各不相同，采用本發(fā)明提供的方法，能夠全面反應曳引媒介的彎折情況，即使行程較大，曳引媒介的某一單元同時經(jīng)過轎頂輪和曳引輪時，也能夠準確計量彎折次數(shù)。

轎廂完成一次運行時，在出發(fā)位置(或樓層)和目的位置(或樓層)出現(xiàn)兩次平層，計算出發(fā)位置(或樓層)和目的位置(或樓層)之間的距離，并依據(jù)出發(fā)位置(或樓層)和目的位置(或樓層)之間的距離計算絕對位置變化區(qū)段。

例如，出發(fā)層和目的層的距離為D，依據(jù)工作輪位置的不同，絕對位置變化區(qū)段的大小為D的整數(shù)倍，絕對位置變化區(qū)段內(nèi)的曳引媒介的出現(xiàn)彎折。

轎廂的運行分為上行和下行，在上行或者下行時，絕對位置變化區(qū)段做正負區(qū)分，例如工作輪A初始的絕對位置為L_a0，電梯向下運行距離為D時，工作輪A對應的絕對位置為L_a0+D，絕對位置變化區(qū)段為曳引媒介上的L_a0～L_a0+D段，曳引媒介上的L_a0～L_a0+D段發(fā)生了彎折；電梯向上運行距離為D時，工作輪A對應的絕對位置為L_a0-D，絕對位置變化區(qū)段為曳引媒介上的L_a0-D～L_a0段，曳引媒介上的L_a0-D～L_a0段發(fā)生了彎折。

作為優(yōu)選，將電梯曳引媒介劃分為若干單位長度，將絕對位置變換區(qū)段投影到單位長度上，對單位長度上曳引媒介的彎折次數(shù)進行累加。

在一次電梯運行過程中，舉例說明彎折次數(shù)的累加計算過程如下：

初始狀態(tài)下：工作輪A對應的絕對位置為L_a0，工作輪B對應的絕對位置為L_b0；電梯向下運行距離為D時，工作輪A對應的絕對位置為L_a0+D，工作輪B對應的絕對位置為L_b0+D；工作輪A的絕對位置變化區(qū)段為曳引媒介上的L_a0～L_a0+D段，工作輪B的絕對位置變化區(qū)段為曳引媒介上的L_b0～L_b0+D段。

將工作輪A的絕對位置變化區(qū)段和工作輪B的絕對位置變化區(qū)段投影到曳引媒介的若干單位長度上，若工作輪A的絕對位置變化區(qū)段與工作輪B的絕對位置變化區(qū)段沒有重疊，則投影到曳引媒介的單位長度上的彎折次數(shù)為1次；

若工作輪A的絕對位置變化區(qū)段與工作輪B的絕對位置變化區(qū)段有重疊，則重疊區(qū)域內(nèi)，投影到曳引媒介的單位長度上的彎折次數(shù)為2次；除去重疊區(qū)域的其他單位長度的曳引媒介的彎折次數(shù)為1次。

作為優(yōu)選，滿足以下任一條件，提示電梯曳引媒介達到報廢條件：

a、電梯曳引媒介使用壽命達到自然壽命；

b、電梯曳引媒介任一單位長度內(nèi)的最大彎折次數(shù)達到極限彎折次數(shù)。

實時監(jiān)測到曳引媒介上每個單位長度的實時彎折次數(shù)，通過賦值累加，可以得到任意時段曳引媒介上某單位長度的最大彎折次數(shù)，按照曳引懸掛裝置的壽命和預先設定的極限彎折次數(shù)確定報廢條件，提示維保人員進行檢修和更換曳引媒介，如果曳引媒介的最大彎折次數(shù)達到預先設置的極限彎折次數(shù)，提供強制性故障，提示需要更換曳引媒介。

為了計算的簡便，工作輪僅包括曳引輪、轎頂輪和對重輪，通過這三種工作輪即可反應曳引媒介的彎折情況。在進行極限彎折次數(shù)限定時，考慮其他工作輪對曳引媒介的彎折作用，例如對理論計算的極限彎折次數(shù)進行打折，或者將實際監(jiān)測的累積彎折次數(shù)乘以系數(shù)進行比例放大。

本發(fā)明還提供了一種監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的系統(tǒng)，包括：

監(jiān)測單元，用于監(jiān)測電梯曳引媒介單位長度的彎折；

累加單元，用于在電梯運行時間內(nèi)，實時對電梯曳引媒介各單位長度分別進行彎折次數(shù)累加；

判斷單元，用于以單位長度中累加彎折次數(shù)最大者衡量電梯曳引媒介的壽命。

所述監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的系統(tǒng)不需要增加任何外部的硬件，通過運行在電梯控制單元上的軟件實現(xiàn)，在監(jiān)測曳引媒介壽命之前，在電梯控制單元中錄入曳引媒介的制造日期，該制造日期不得在工地更改，且不會發(fā)生掉電丟失。

在電梯控制單元中至少預設以下參數(shù)：a、曳引媒介的長度；b、曳引輪、轎頂輪、對重輪等工作輪對應的初始絕對位置；c、曳引輪、轎頂輪、對重輪等工作輪相應的絕對位置變化區(qū)段的公式；d、轎廂的提升高度；e、轎廂尺寸。

每次電梯運行時，通過監(jiān)測單元將電梯的運動幅度自動變換為曳引媒介的彎折次數(shù)，并將彎折次數(shù)累加到曳引媒介的單位長度上，獲得任意時段任意單位長度上的累加彎折次數(shù)，以及任意時段所有單位長度上的最大累加彎折次數(shù)。

作為優(yōu)選，所述監(jiān)測單元包括：

絕對位置計算模塊，用于取電梯曳引媒介上的任一點作為起點，以電梯曳引媒介上工作輪所處位置與起點的距離作為對應工作輪的絕對位置；

變化區(qū)段計算模塊，用于在電梯正常運行或非正常運行時，檢測工作輪的出發(fā)位置和目的位置的距離，依據(jù)出發(fā)位置和目的位置之間的距離變化計算得出絕對位置變化區(qū)段，絕對位置變化區(qū)段內(nèi)的曳引媒介發(fā)生彎折。所述累加單元包括：

單位長度劃分模塊，用于將電梯曳引媒介劃分為若干單位長度；

投影模塊，用于將絕對位置變換區(qū)段投影到單位長度上；

累加模塊，用于對單位長度上曳引媒介的彎折次數(shù)進行累加。

作為優(yōu)選，還包括報廢監(jiān)控單元，滿足以下任一條件，提示電梯曳引媒介達到報廢條件：

a、電梯曳引媒介使用壽命達到自然壽命；

b、電梯曳引媒介任一單位長度內(nèi)的最大彎折次數(shù)達到極限彎折次數(shù)。

本發(fā)明提供的監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的方法以及系統(tǒng)，可避免曳引懸掛裝置長周期運行后的失效，一旦達到預期壽命，需強制報廢曳引懸掛裝置，確保電梯系統(tǒng)的安全。

附圖說明

圖1a、1b為實施例1中電梯系統(tǒng)的示意圖；

圖2a、2b為實施例1中電梯曳引媒介展開呈直線狀態(tài)時，工作輪對應的絕對位置示意圖；

圖3為實施例1中電梯系統(tǒng)運行時各工作輪絕對位置與樓層的關系示意圖；

圖4為實施例2的監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的系統(tǒng)組成示意圖；

圖5為監(jiān)測電梯曳引媒介壽命方法的流程圖。

圖中：1、轎頂輪；2、曳引輪；3、對重輪；4、轎廂；5、對重。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的方法及系統(tǒng)做詳細描述。

實施例1

以繞繩比為2：1的電梯曳引懸掛系統(tǒng)為例，如圖1a所示，電梯曳引懸掛系統(tǒng)包括：轎廂4、對重5、曳引主機以及曳引媒介，轎廂4的頂部固定有轎頂輪1，對重5的頂部固定有對重輪3，曳引媒介的兩端分別與井道頂端固定，曳引媒介依次繞過對重輪3、曳引輪2以及轎頂輪1。

本實施例監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的方法的流程如圖5所示，具體計算方法描述如下。

如圖1a所示，以轎廂4位于頂層時為初始位置，取轎廂4側繩頭作為起點O，電梯曳引懸掛系統(tǒng)的各項參數(shù)確定后，轎頂輪1、曳引輪2以及對重輪3與起點的距離也隨之確定，當轎廂4出現(xiàn)下移時，如圖1b所示，轎頂輪1、曳引輪2以及對重輪3相對起點的位置會相應改變。

圖1a中，以轎廂4位于頂層時為初始位置，曳引輪2與起點的距離為L2，對重輪3與起點的距離為L3，轎頂輪1與起點的距離為L1，為了描述的簡便，本實施例選取兩個轎頂輪的中間位置作為轎頂輪1在曳引媒介上所處的點。

更直觀地如圖2a、2b所示，將曳引媒介沿長度方向展開呈一直線，當電梯靜位于起始位置時，對重輪3、曳引輪2以及轎頂輪1分別對應曳引媒介上的位置c、b、a，取轎廂4側繩頭作為起點O，以轎廂4位于頂層時為初始位置，轎頂輪1與起點O的距離為L1，曳引輪2與起點O的距離為L2，對重輪3與起點O的距離為L3。

如圖2b所示，當轎廂4出現(xiàn)下移，且向下移動的距離為D時，則轎頂輪1與起點O的距離變?yōu)長1+D，曳引輪2與起點O的距離為L2+2*D，對重輪3與起點O的距離為L3+D。

如圖2a所示，轎廂4已處于頂層，L1段不會發(fā)生彎折，當轎廂4出現(xiàn)下移且距離為D時，即表明L1～L1+D段的曳引媒介繞轎頂輪1發(fā)生了彎折，同理L2+2*D段以及L3+D段的曳引媒介也發(fā)生彎折。

將曳引媒介劃分為若干單位長度，將L1～L1+D段的曳引媒介投影到各單位長度上，投影到的單位上度上的彎折次數(shù)增加1次，同理，L2+2*D段以及L3+D段的曳引媒介投影到各單位長度上，投影到的單位上度上的彎折次數(shù)增加1次。

本實施例為了描述的簡便，選取兩個轎頂輪的中間位置作為轎頂輪在曳引媒介上所處的點，在實際操作過程中，為了精確計算的需要，也可以將每個轎頂輪分別在曳引媒介上抽象為一個點進行彎折次數(shù)的計算。

如圖3所示，縱坐標為樓層序號，橫坐標為工作輪的位置投影到曳引媒介上的坐標，其中，D1～D10對應的圓點代表對重輪，Z1～Z10對應的圓點代表曳引輪，J1～J10對應的圓點代表轎頂輪，例如，當電梯由1樓上行至8樓時，對重輪的絕對位置變化區(qū)段為D8-D1，曳引輪的絕對位置變化區(qū)段為Z8-Z1，轎頂輪的絕對位置變化區(qū)段為J8-J1，將各工作輪的絕對位置變化區(qū)段分別投影到曳引媒介的單位長度上，例如，對重輪的絕對變化區(qū)段D8-D1投影到曳引媒介的單位長度上為：D8和D1的橫坐標之間的區(qū)域，在D8和D1的橫坐標之間的區(qū)域，彎折次數(shù)為1次；同理，

曳引輪的絕對變化區(qū)段Z8-Z1投影到曳引媒介的單位長度上為：Z8和Z1的橫坐標之間的區(qū)域，在Z8和Z1的橫坐標之間的區(qū)域，彎折次數(shù)為1次；

轎頂輪的絕對變化區(qū)段J8-J1投影到曳引媒介的單位長度上為：J8和J1的橫坐標之間的區(qū)域，在J8和J1的橫坐標之間的區(qū)域，彎折次數(shù)為1次。

在電梯實際運行過程中，轎廂上移或者下移的距離可以通過設置在井道中的位置傳感器精確測量，位置傳感器可以采用相互配合的磁條以及磁開關，或者光電開關。

電梯實際運行時，具有上行和下行兩個方向，針對不同的移動方向，在設置絕對位置變化區(qū)段計算公式時應加以區(qū)別。

采用本發(fā)明提供的計算方法，即使是行程較大，懸掛媒介同時通過轎頂輪和曳引輪，也能夠避免彎折次數(shù)累加出現(xiàn)錯誤。

若遇到電梯故障，執(zhí)行檢修運行或返基座等指令時，折彎次數(shù)不再累加，而是對故障作業(yè)次數(shù)進行累加，并加權累加至累加彎折次數(shù)，以預留安全余量。

當任一單位長度內(nèi)的累加彎折次數(shù)達到極限彎折次數(shù)時，進行壽命故障警示，提醒用戶更換曳引媒介，只有更換曳引媒介之后，電梯系統(tǒng)才能夠清除故障，保證電梯使用的安全性。

在電梯達到極限彎折次數(shù)之前，可以設置多級提示信息，例如達到0.8倍極限彎折次數(shù)時，進行預警，提示關注以及維護曳引媒介的使用狀態(tài)。

實施例2

如圖4所示，一種監(jiān)測電梯曳引媒介壽命的系統(tǒng)，包括：

監(jiān)測單元，用于監(jiān)測電梯曳引媒介單位長度的彎折；

累加單元，用于在電梯運行時間內(nèi)，實時對電梯曳引媒介各單位長度分別進行彎折次數(shù)累加；

判斷單元，用于以單位長度中累加彎折次數(shù)最大者衡量電梯曳引媒介的壽命；

報廢監(jiān)控單元，提示電梯曳引媒介達到報廢條件：

a、電梯曳引媒介使用壽命達到自然壽命；

b、電梯曳引媒介任一單位長度內(nèi)的最大彎折次數(shù)達到極限彎折次數(shù)。

監(jiān)測單元包括：

絕對位置計算模塊，用于取電梯曳引媒介上的任一點作為起點，以電梯曳引媒介上工作輪所處位置與起點的距離作為對應工作輪的絕對位置；

變化區(qū)段計算模塊，用于在電梯正常運行或非正常運行時，檢測工作輪的出發(fā)位置和目的位置的距離，依據(jù)出發(fā)位置和目的位置之間的距離變化計算得出絕對位置變化區(qū)段，絕對位置變化區(qū)段內(nèi)的曳引媒介發(fā)生彎折。

累加單元包括：

單位長度劃分模塊，用于將電梯曳引媒介劃分為若干單位長度；

投影模塊，用于將絕對位置變換區(qū)段投影到單位長度上；

累加模塊，用于對投影到的單位長度上曳引媒介的彎折次數(shù)進行累加。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式，對本發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構成任何限制。