一、自動(dòng)扶梯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的行業(yè)背景

近年中國城市軌道交通快速發(fā)展，同時(shí)也出現(xiàn)了多起因?yàn)樽詣?dòng)扶梯機(jī)械故障導(dǎo)致重大人員傷亡的事故，為避免重大事故的發(fā)生，有必要建立自動(dòng)扶梯故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)扶梯設(shè)備故障。本方案針對(duì)自動(dòng)扶梯建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)輪、扶手帶等部件進(jìn)行振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、溫度、電流監(jiān)控，通過對(duì)相關(guān)指標(biāo)的聯(lián)合分析，建立數(shù)據(jù)庫，在設(shè)備發(fā)生故障前監(jiān)測(cè)相關(guān)指標(biāo)變化的情況以及時(shí)發(fā)現(xiàn)警情并發(fā)出預(yù)警，避免重大事故的發(fā)生。系統(tǒng)由前端傳感系統(tǒng)、高精度數(shù)據(jù)采集儀、在線監(jiān)測(cè)軟件以及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)等幾部分組成。

二、自動(dòng)扶梯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)目的

由于軸承、導(dǎo)軌等磨損問題造成扶梯運(yùn)行振動(dòng)過大，長時(shí)間振動(dòng)有可能會(huì)引起固定螺栓松動(dòng)、斷裂，造成諸如驅(qū)動(dòng)主機(jī)移位的嚴(yán)重事故。機(jī)械設(shè)備的損壞往往有一個(gè)逐漸發(fā)展的過程，在故障的早期階段，從外觀上看不到，當(dāng)損傷程度發(fā)展到一定階段，則可能突然出現(xiàn)機(jī)毀人亡的重大事故。但是設(shè)備早期的故障，例如軸承或齒輪磨損，在振動(dòng)信號(hào)中已經(jīng)有所體現(xiàn)，通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理可以提早發(fā)現(xiàn)。因此針對(duì)不同的故障，可以在關(guān)鍵部件處布置傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

三、自動(dòng)扶梯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器作用

（1）監(jiān)測(cè)對(duì)象及傳感器

振動(dòng)加速度傳感器：振動(dòng)加速度傳感器監(jiān)測(cè)各機(jī)械部件的振動(dòng)信號(hào)，當(dāng)軸承、齒輪、軌道磨損或者地腳螺栓松動(dòng)時(shí)時(shí)，振動(dòng)信號(hào)將會(huì)發(fā)生變化，通過提取信號(hào)峰峰值、峭度指標(biāo)、有效值、主頻幅值、低頻或高頻幅值等特征指標(biāo)，并結(jié)合倒譜、包絡(luò)譜等分析方法可以有效捕捉故障的早期特征。

（2）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀

本方案采用國際主流的 24 位 AD 高精度、高動(dòng)態(tài)范圍數(shù)據(jù)采集儀對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和預(yù)處理。該監(jiān)測(cè)型采集儀，采用防風(fēng)、防塵、防潮，強(qiáng)抗電磁干擾設(shè)計(jì)，可以滿足比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。軌道交通站臺(tái)有多臺(tái)自動(dòng)扶梯，可以分布式布置采集儀分別進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

四、自動(dòng)扶梯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)森瑟科技傳感器產(chǎn)品

310AT溫振一體傳感器：

310AT系列產(chǎn)品一款溫振同步測(cè)量的工業(yè)用IEPE加速度傳感器，其特點(diǎn)是采用環(huán)形剪切模式的陶瓷晶體為敏感元件，具有長期保持輸出穩(wěn)定的特性。此加速度傳感器的內(nèi)部電路是在IEPE系統(tǒng)的兩線制上同時(shí)提供恒流源激勵(lì)和傳輸?shù)妥杩闺妷狠敵鲂盘?hào)，集成的溫度傳感器以電壓信號(hào)傳輸溫度信號(hào)，信號(hào)地內(nèi)部屏蔽，并與外殼隔離；同時(shí)信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)考慮了極性反向保護(hù)。外殼采用激光焊接工藝以保證產(chǎn)品的密封性；輸出連接頭采用標(biāo)準(zhǔn)的MIL-C-5015玻璃絕緣連接器以滿足不同環(huán)境下使用時(shí)輸出的穩(wěn)定性。310AT系列加速度傳感器除了粘合劑安裝還提供了1/4-28的螺紋孔以便牢固安裝；310AT系列加速度傳感器具有寬頻帶響應(yīng)和抗沖擊的特性，所以對(duì)環(huán)境比較惡劣的工業(yè)振動(dòng)監(jiān)控和測(cè)量使用來說，310AT是一款理想的加速度傳感器。另外，森瑟科技還提供與標(biāo)準(zhǔn)MIL-C-5015接頭配套的線纜，型號(hào)20A-L可選，

IN-SDG數(shù)據(jù)采集器：

IN-SDG智能振動(dòng)變送器是基于設(shè)備制造商向運(yùn)維商轉(zhuǎn)變，全設(shè)備生命周期概念的提出，大數(shù)據(jù)，人工智能概念的提出和智慧工廠的概念以及通訊方式的改變，5G應(yīng)用的出現(xiàn)為背景而開發(fā)。IN-SDG智能振動(dòng)變送器主要用于檢測(cè)大型滑動(dòng)軸承類設(shè)備：如汽輪發(fā)電機(jī)，大型軸流風(fēng)機(jī)，大型空壓機(jī)組。帶齒輪箱的滾動(dòng)軸承類設(shè)備，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)，軋機(jī)，各種泵和鼓風(fēng)機(jī)。

在對(duì)設(shè)備進(jìn)行長期監(jiān)測(cè)之后，將不斷積累設(shè)備在每個(gè)時(shí)期的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)這些歷史數(shù)據(jù)，通過擬合方法，得到數(shù)據(jù)的擬合曲線，該曲線即可反映數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，即為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化趨勢(shì)。通常隨著設(shè)備的使用時(shí)間變長，設(shè)備由于損耗等原因，狀態(tài)不斷劣化，振動(dòng)數(shù)據(jù)則不斷增大。根據(jù)趨勢(shì)曲線便可了解設(shè)備劣化速度，并預(yù)測(cè)在未來的一定時(shí)間內(nèi)是否會(huì)達(dá)到或者超過危險(xiǎn)門限。趨勢(shì)預(yù)測(cè)可以在設(shè)備未達(dá)到損壞之間而預(yù)知并及時(shí)采取適當(dāng)?shù)木S修對(duì)策，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)測(cè)維修。