一、自動扶梯監(jiān)測系統的行業(yè)背景

近年中國城市軌道交通快速發(fā)展，同時也出現了多起因為自動扶梯機械故障導致重大人員傷亡的事故，為避免重大事故的發(fā)生，有必要建立自動扶梯故障監(jiān)測系統，以及時發(fā)現扶梯設備故障。本方案針對自動扶梯建立健康監(jiān)測系統，對電機、減速器、驅動輪、扶手帶等部件進行振動、轉速、溫度、電流監(jiān)控，通過對相關指標的聯合分析，建立數據庫，在設備發(fā)生故障前監(jiān)測相關指標變化的情況以及時發(fā)現警情并發(fā)出預警，避免重大事故的發(fā)生。系統由前端傳感系統、高精度數據采集儀、在線監(jiān)測軟件以及網絡傳輸系統等幾部分組成。

二、自動扶梯監(jiān)測系統的監(jiān)測目的

由于軸承、導軌等磨損問題造成扶梯運行振動過大，長時間振動有可能會引起固定螺栓松動、斷裂，造成諸如驅動主機移位的嚴重事故。機械設備的損壞往往有一個逐漸發(fā)展的過程，在故障的早期階段，從外觀上看不到，當損傷程度發(fā)展到一定階段，則可能突然出現機毀人亡的重大事故。但是設備早期的故障，例如軸承或齒輪磨損，在振動信號中已經有所體現，通過適當的數據處理可以提早發(fā)現。因此針對不同的故障，可以在關鍵部件處布置傳感器進行監(jiān)測。

三、自動扶梯監(jiān)測系統傳感器作用

（1）監(jiān)測對象及傳感器

振動加速度傳感器：振動加速度傳感器監(jiān)測各機械部件的振動信號，當軸承、齒輪、軌道磨損或者地腳螺栓松動時時，振動信號將會發(fā)生變化，通過提取信號峰峰值、峭度指標、有效值、主頻幅值、低頻或高頻幅值等特征指標，并結合倒譜、包絡譜等分析方法可以有效捕捉故障的早期特征。

（2）動態(tài)數據采集儀

本方案采用國際主流的 24 位 AD 高精度、高動態(tài)范圍數據采集儀對傳感器的信號進行模數轉換和預處理。該監(jiān)測型采集儀，采用防風、防塵、防潮，強抗電磁干擾設計，可以滿足比較惡劣的現場環(huán)境。軌道交通站臺有多臺自動扶梯，可以分布式布置采集儀分別進行數據采集。

四、自動扶梯監(jiān)測系統森瑟科技傳感器產品

310AT溫振一體傳感器：

310AT系列產品一款溫振同步測量的工業(yè)用IEPE加速度傳感器，其特點是采用環(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部電路是在IEPE系統的兩線制上同時提供恒流源激勵和傳輸低阻抗電壓輸出信號，集成的溫度傳感器以電壓信號傳輸溫度信號，信號地內部屏蔽，并與外殼隔離；同時信號放大電路設計考慮了極性反向保護。外殼采用激光焊接工藝以保證產品的密封性；輸出連接頭采用標準的MIL-C-5015玻璃絕緣連接器以滿足不同環(huán)境下使用時輸出的穩(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和抗沖擊的特性，所以對環(huán)境比較惡劣的工業(yè)振動監(jiān)控和測量使用來說，310AT是一款理想的加速度傳感器。另外，森瑟科技還提供與標準MIL-C-5015接頭配套的線纜，型號20A-L可選，

IN-SDG數據采集器：

IN-SDG智能振動變送器是基于設備制造商向運維商轉變，全設備生命周期概念的提出，大數據，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應用的出現為背景而開發(fā)。IN-SDG智能振動變送器主要用于檢測大型滑動軸承類設備：如汽輪發(fā)電機，大型軸流風機，大型空壓機組。帶齒輪箱的滾動軸承類設備，如風力發(fā)電機，軋機，各種泵和鼓風機。

在對設備進行長期監(jiān)測之后，將不斷積累設備在每個時期的運行狀態(tài)數據，根據這些歷史數據，通過擬合方法，得到數據的擬合曲線，該曲線即可反映數據的變化趨勢，即為設備運行狀態(tài)的變化趨勢。通常隨著設備的使用時間變長，設備由于損耗等原因，狀態(tài)不斷劣化，振動數據則不斷增大。根據趨勢曲線便可了解設備劣化速度，并預測在未來的一定時間內是否會達到或者超過危險門限。趨勢預測可以在設備未達到損壞之間而預知并及時采取適當的維修對策，實現設備的預測維修。