一、自動扶梯監(jiān)測系統(tǒng)的行業(yè)背景

近年中國城市軌道交通快速發(fā)展，同時也出現(xiàn)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(tǒng)，以及時發(fā)現(xiàn)扶梯設備故障。本方案針對自動扶梯建立健康監(jiān)測系統(tǒng)，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(lián)合分析，建立數(shù)據(jù)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(xiàn)警情并發(fā)出預警，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)測軟件以及網絡傳輸系統(tǒng)等幾部分組成。

二、自動扶梯監(jiān)測系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)，通過適當?shù)臄?shù)據(jù)處理可以提早發(fā)現(xiàn)。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(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集儀對傳感器的信號進行模數(shù)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(xiàn)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(shù)據(jù)采集。

四、自動扶梯監(jiān)測系統(tǒng)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(tǒng)的兩線制上同時提供恒流源激勵和傳輸?shù)妥杩闺妷狠敵鲂盘?，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(shù)據(jù)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(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應用的出現(xiàn)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(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，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(shù)據(jù)則不斷增大。根據(jù)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?shù)木S修對策，實現(xiàn)設備的預測維修。