CN109534111B - 一种电梯安全控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯安全控制系统及方法，涉及电梯技术领域，该系统，包括：安全信号采集模块、安全控制器模块和制动回路控制模块；其中，安全控制器模块的第一端与安全信号采集模块连接，且安全控制器模块的第二端与制动回路控制模块连接；安全控制器模块，用于依据安全信号采集模块输出的安全信号，生成使能信号，并将使能信号传输给制动回路控制模块；制动回路控制模块，用于依据使能信号产生电流，使得电梯制动器处于松开状态，以及，在检测到短路故障时向安全控制器模块反馈故障信号，以触发安全控制器模块停止使能信号的输出，使得电梯制动器处于释放状态。本发明实现了实现电梯运行无接触器动作噪音，提高乘梯体验。

Description

一种电梯安全控制系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及电梯技术领域，尤其涉及一种电梯安全控制系统及方法。

背景技术

通常，电梯正常停靠或紧急停靠均通过断开电机及制动器回路实现。具体而言，断开电机供电或撤销驱动波形则电机停止运转，断开制动器回路供电，制动功能得以激活，亦即，当制动器回路断电时，电磁力消失，在弹簧力压力的作用下闸皮部件迅速压紧制动表面，形成制动器，使得电机保持制动状态。由此可见，电机停止运转和制动器关闭共同保障了电梯的停靠安全。

目前，切断电机及制动器回路的供电主要靠接触器完成。具体的，接触器触点串联于电机及制动器供电回路，接触器线圈串联于电梯安全回路和电梯主控系统之间。无论电梯安全回路断开，还是电梯主控系统断开，均会导致接触器线圈失电，接触器触点断开，使得电机及制动器回路失电。但是，接触器频繁通断会产生动作噪音，降低乘梯体验，如在无机房电梯和别墅梯应用场合，接触器频繁通断所产生的动作噪音会影响乘梯用户，甚至会打扰电梯周边住户。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电梯安全控制系统及方法，以实现电梯运行无接触器动作噪音，提高乘梯体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种电梯安全控制系统，包括：安全信号采集模块、安全控制器模块和制动回路控制模块；

其中，所述安全控制器模块的第一端与所述安全信号采集模块连接，且所述安全控制器模块的第二端与所述制动回路控制模块连接；

所述安全控制器模块，用于依据所述安全信号采集模块输出的安全信号，生成使能信号，并将所述使能信号传输给所述制动回路控制模块；

所述制动回路控制模块，用于依据所述使能信号产生电流，使得电梯制动器处于松开状态；以及，在检测到短路故障时向所述安全控制器模块反馈故障信号，以触发所述安全控制器模块停止所述使能信号的输出，使得所述电梯制动器处于释放状态。

可选地，该电梯安全控制系统还包括：电机回路控制模块和电梯主机模块；

所述电机回路控制模块的一端与所述安全控制器模块连接，所述电机回路控制模块的另一端与所述电梯主机模块连接；

所述电机回路控制模块，用于依据所述安全控制器模块输出的电机控制信号，向电梯主机模块输出脉宽调制信号，以控制所述电梯主机模块的电机运转；

所述安全控制器模块，还用于依据所述故障信号关闭所述电机控制信号的输出，以触发所述电机回路控制模块停止所述脉宽调制信号的输出。

可选地，电梯安全控制系统还包括：电梯主控模块。其中，所述电机回路控制模块包括驱动芯片子模块和逆变子模块；所述驱动芯片子模块的第一端与所述安全控制器模块的继电器连接，所述驱动芯片子模块的第二端与所述逆变子模块连接，以及所述驱动芯片子模块的第三端与所述电梯主控模块连接；

所述继电器，用于将所述电机控制信号传输给所述驱动芯片子模块；

所述驱动芯片子模块，用于依据所述电机控制信号和所述电梯主控模块输出的电机驱动信号，向所述逆变子模块输出的驱动控制信号；

所述逆变子模块，用于依据所述驱动控制信号，向所述电梯主机模块的电机输出脉宽调制信号。

可选地，所述制动回路控制模块包括：抱闸电源子模块和抱闸控制子模块。

其中，所述安全控制器模块的第二端与所述制动回路控制模块连接，包括：所述安全控制器模块的第二端分别连接所述抱闸电源子模块的第一输入端和所述抱闸控制子模块的第一输入端；

所述抱闸电源子模块的第一输出端与所述抱闸控制子模块的第二输入端连接，所述抱闸控制子模块的第一输出端与所述电梯主机模块的电梯制动器连接；

所述抱闸电源子模块，用于依据所述安全控制器模块输出的使能信号，为所述抱闸控制子模块供电；

所述抱闸控制子模块，用于依据所述安全控制器模块输出的使能信号产生电流。

可选地，所述抱闸电源子模块包括：开关变压器单元和电源驱动电路；

所述电源驱动电路的一端与所述安全控制器模块的第二端连接，所述电源驱动电路的另一端与所述开关变压器单元连接，所述开关变压器单元的输出端与所述抱闸控制子模块连接；

所述电源驱动电路，用于依据所述使能信号向所述开关变压器单元输出电源驱动信号，以驱动所述开关变压器单元为所述抱闸控制子模块供电。

可选地，所述故障信号包括电源故障信号，所述抱闸电源子模块还包括：电源短路检测单元和整流滤波单元；

所述电源短路检测单元的一端连接所述整流滤波单元和所述开关变压器单元，所述电源短路检测单元的另一端连接所述安全控制器模块的第四端；

所述电源短路检测单元，用于在检测短路故障时产生电源故障信号，并将所述电源故障信号反馈给所述安全控制器模块。

可选地，所述抱闸控制子模块包括：控制驱动单元和开关管单元；

所述控制驱动单元的一端与所述安全控制器模块的第二端连接，所述控制驱动单元的另一端与所述开关管单元的控制端连接；

所述开关管单元的第一端与所述抱闸电源子模块的第一输出端连接，所述开关管单元的第二端与所述电梯制动器连接；

所述控制驱动单元，用于依据所述使能信号向所述开关管单元的控制端输出控制驱动信号，以控制所述开关管单元的工作状态。

可选地，所述故障信号包括：控制故障信号，所述抱闸控制子模块还包括：抱闸控制短路检测单元；

所述抱闸控制短路检测单元的第一端与所述开关管单元的第一端连接，所述抱闸控制短路检测单元的第二端与所述开关管单元的第二端连接；

所述抱闸控制短路检测单元，用于在检测到所述开关管单元短路时产生控制故障信号，并将所述控制故障信号反馈给安全控制器模块。

可选地，所述抱闸控制子模块还包括：所述续流回路单元；

所述续流回路单元的一端连接所述电梯制动器的第一端和所述开关管单元的第二端，所述续流回路单元的另一端连接所述电梯制动器的第二端和所述抱闸电源子模块的第一输出端；

所述续流回路单元，用于在所述开关管单元关断时，释放所述电梯制动器的电流。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电梯安全控制方法，该方法包括：

依据安全信号采集模块输出的安全信号，触发安全控制器模块生成使能信号；

依据所述使能信号，触发制动回路控制模块向电梯制动器输出电流，使得所述电梯制动器处于松开状态；

在检测到短路故障时向安全控制器模块反馈故障信号，以触发所述安全控制器模块停止向所述制动回路控制模块输出所述使能信号，使得所述电梯制动器处于释放状态。

可选地，该方法还包括：依据所述安全控制器模块输出的电机控制信号，向电梯主机模块输出脉宽调制信号，以控制所述电梯主机模块的电机运转。

可选地，在检测到短路故障时，所述方法还包括：依据所述故障信号关闭所述电机控制信号的输出，以触发所述电机回路控制模块停止所述脉宽调制信号的输出。

本发明实施例基于安全控制器模块产生的使能信号，实现对电梯制动器的控制，从而解决了现有电梯中的抱闸接触器和电梯运行接触器频繁通断产生噪声的问题，实现电梯运行无接触器动作噪音，提高乘梯体验。

此外，本发明实施例可以取消现有电梯系统中的抱闸接触器和运行接触器，从而可以避免经常大电流切断接触器触点所导致的接触器故障，如可以避免接触器触点粘连，进而可以避免接触器故障所造成电梯故障，提高电梯安全性，保证电梯的安全使用。

附图说明

图1是本发明实施例的一种电梯安全控制系统的结构框图；

图2是本发明一个可选实施例中的一种电梯安全控制系统的结构框图；

图3是本发明一个可选实施例中的另一种电梯安全控制系统的结构框图；

图4是本发明一个可选实施例中的又一种电梯安全控制系统的结构框图；

图5是本发明一个可选实施例中的一种电梯安全控制系统的结构示意图图；

图6是本发明实施例中的一种电梯安全控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

参照图1，示出了本发明实施例的一种电梯安全控制系统的结构框图。该电梯安全控制系统可以包括：安全信号采集模块110、安全控制器模块120和制动回路控制模块130。其中，所述安全控制器模块120的第一端与所述安全信号采集模块110连接，且所述安全控制器模块120的第二端与所述制动回路控制模块130连接。

在具体实现中，所述安全控制器模块120，用于依据所述安全信号采集模块110输出的安全信号，生成使能信号EN，并将所述使能信号EN传输给所述制动回路控制模块130。所述制动回路控制模块130，用于依据所述使能信号EN产生电流，使得电梯制动器处于松开状态；以及，在检测到短路故障时向所述安全控制器模块120反馈故障信号FB，以触发所述安全控制器模块120停止所述使能信号EN的输出，使得所述电梯制动器处于释放状态。

具体而言，安全控制器模块120在接收到安全信号采集模块110所输出的安全信号后，可以基于该安全信号确定电梯正常，即确定电梯可以正常使用，处于安全状态，并可以基于该安全信号产生使能信号EN，以及将该使能信号EN传输给制动回路控制模块130，使得制动回路控制模块130可以依据该使能信号EN产生制动器回路的电流，使得电梯制动器开闸，处于松开状态，进而使得电梯电机可以运转，保证电梯正常运行。当制动回路控制模块130检测到短路故障时，可以向安全控制器模块120反馈该短路故障对应的故障信号FB，从而可以通过该故障信号FB触发安全控制器模块关闭使能信号EN的输出，以断开制动器回路，使得制动回路控制模块130停止产生向电梯制动器输出的电流，即电梯制动器断电、关闸，进入释放状态，实现电梯紧急制动，禁止电梯再启动。

综上，本发明实施例提供的电梯安全控制系统基于控制安全控制器模块120产生的使能信号实现了对电梯制动器的控制，从而解决了现有电梯中的抱闸接触器和电梯运行接触器频繁通断产生噪声的问题，实现电梯运行无接触器动作噪音，提高乘梯体验。

进一步而言，应用本发明实施例的电梯安全控制系统，可以取消现有电梯系统中的抱闸接触器和运行接触器，从而可以避免经常大电流切断接触器触点所导致的接触器故障，如可以避免接触器触点粘连，进而可以避免接触器故障所造成电梯故障，提高电梯安全性，保证电梯的安全使用。

在上述实施例的基础上，可选地，如图2所示，电梯安全控制系统还可以包括：电机回路控制模块210和电梯主机模块220。所述电机回路控制模块210的一端与所述安全控制器模块120连接，所述电机回路控制模块210的另一端与所述电梯主机模块220连接。该电机回路控制模块210，用于依据所述安全控制器模块120输出的电机控制信号，向电梯主机模块220输出脉宽调制信号，以控制所述电梯主机模块220的电机运转。安全控制器模块120，还用于依据所述故障信号关闭所述电机控制信号的输出，以触发所述电机回路控制模块210停止所述脉宽调制信号的输出。

在具体实现中，电梯主机模块220可以包括电梯制动器和电机这两部分。安全控制器模块在检测到安全信号采集模块110所输出的安全信号后，可以基于该安全信号生成电机控制信号和使能信号EN，并可将该电机控制信号传输给电机回路控制模块210，使得电机回路控制模块210可以依据电机控制信号向电梯主机模块220输出脉宽调制信号，以控制所述电梯主机模块220的电机运转，实现电梯加减速；同时，可以将使能信号EN传输给制动回路控制模块130，以触发制动回路控制模块130依据该使能信号EN产生电流，使得电梯制动器处于松开状态，从而使得电机可以正常运转，保证电梯的正常运行。制动回路控制模块130检测到短路故障时，安全控制器模块120可以依据该制动回路控制模块130反馈的故障信号停止使能信号的输出，以断开制动器回路，使得处于释放状态，并且可以关闭电机控制信号的输出，使得电机回路控制模块210停止脉宽调制信号的输出，即取消电机输出力矩，使得电机停止运行，实现电梯紧急制动。

在本发明的一个可选实施例中，如图3所示，电梯安全控制系统还可以包括电梯主控模块310。该电梯主控模块310可以通过通信总线与安全控制器模块120连接，可以将该安全控制器模块120记录的安全开关的历史故障信息传输给电梯服务中心，使得电梯服务中心可以远程读取安全开关的历史故障信息，便于工程维保人员准确定位安全开关的损坏情况和故障情况。

如图4所示，电机回路控制模块210可以包括驱动芯片子模块211和逆变子模块212。其中，所述驱动芯片子模块211的第一端与所述安全控制器模块120的继电器连接，所述驱动芯片子模块211的第二端与所述逆变子模块212连接，以及所述驱动芯片子模块211的第三端与所述电梯主控模块310连接。

在本实施例中，所述继电器，用于将所述电机控制信号传输给所述驱动芯片子模块。所述驱动芯片子模块211，用于依据所述电机控制信号和所述电梯主控模块310输出的电机驱动信号，向所述逆变子模块212输出的驱动控制信号。具体的，在继电器闭合时，安全控制器模块120输出的电机控制信号可以通过该继电器传输给驱动芯片子模块211，使得驱动芯片子模块211可以接收到该电机控制信号。同时，电梯主控模块310可以根据电梯运行需求生成电机驱动信号，并将该电机驱动信号传输给驱动芯片子模块211，使得驱动芯片子模块211可以依据该电机驱动信号和电机控制信号产生驱动控制信号，并将驱动控制信号传输给逆变子模块212，以驱动逆变子模块212向所述电梯主机模块220的电机输出脉宽调制信号，从而可以通过该脉宽调制信号控制电机的运转。其中，所述逆变子模块212，用于依据所述驱动控制信号，向所述电梯主机模块220的电机输出脉宽调制信号。

在本发明实施例中，制动回路控制模块130可以采用双通道结构，具体可包括安全(SAFE)抱闸电源和抱闸控制电路这两部分。无论安全控制器模块120还是电梯主控模块310，均可以触发SAFE抱闸电源和抱闸控制电路断开制动器回路，使得电梯停止运行。可选地，所述制动回路控制模块130包括：抱闸电源子模块131和抱闸控制子模块132。其中，所述安全控制器模块120的第二端与所述制动回路控制模块130连接，包括：所述安全控制器模块120的第二端分别连接所述抱闸电源子模块131的第一输入端和所述抱闸控制子模块132的第一输入端。如图4所示，所述抱闸电源子模块131的第一输出端与所述抱闸控制子模块132的第二输入端连接，所述抱闸控制子模块132的第一输出端与所述电梯主机模块220的电梯制动器221连接。

所述抱闸电源子模块131，用于依据所述安全控制器模块120输出的使能信号，为所述抱闸控制子模块132供电。具体的，抱闸电源子模块131在检测到安全控制器模块120输出的使能信号后，可以基于其所连接的电源，如市电或者备用电池提供的电压等，向抱闸控制子模块132输出供电电压，以为该抱闸控制子模块132供电，使得抱闸控制子模块132可以产生控制电梯制动器221的电流，使得电梯制动器221处于松开状态。所述抱闸控制子模块132，用于依据所述安全控制器模块120输出的使能信号产生电流。

在实际处理中，抱闸电源子模块131可以作为电梯的安全(SAFE)抱闸电源，并可采用高频开关电源进行设计，如可以从制动器特性和电气安全性角度来考虑，优先选择隔离型电源设计等。抱闸电源子模块131可以通过外部给定的参考电压实现不同的输出电压，并可通过外部使能的通断来控制变压器原边开关管的关断，从而可通过关闭在变压器原边开关管，使得变压器副边向抱闸控制子模块132输出供电电压，以及可通过断开在变压器原边开关管实现抱闸控制子模块132的断电，以释放电梯制动器。其中，变压器原边开关管可以作为功率晶体管，优选的，该功率晶体管可以为金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，本发明实施例对此不作具体限制。

在一种可选实施方式中，如图5所示，所述抱闸电源子模块131可以包括：开关变压器单元410和电源驱动电路411。所述电源驱动电路411的一端与所述安全控制器模块120的第二端连接，所述电源驱动电路411的另一端与所述开关变压器单元410连接，所述开关变压器单元410的输出端与所述抱闸控制子模块132连接。其中，所述电源驱动电路411，用于依据所述使能信号向所述开关变压器单元410输出电源驱动信号，以驱动所述开关变压器单元410为所述抱闸控制子模132块供电。

在实际处理中，制动回路控制模块130检测到的故障信号FB可以包括抱闸电源子模块131检测到电源故障信号FB1，该电源故障信号FB1可以是指抱闸电源子模块131在检测到SAFE抱闸电源短路故障时所产生的信号。可选地，所述故障信号FB包括电源故障信号FB1，所述抱闸电源子模块131还可以包括：电源短路检测单元412和整流滤波单元413。所述电源短路检测单元412的一端连接所述整流滤波单元413和所述开关变压器单元410，所述电源短路检测单元412的另一端连接所述安全控制器模块120的第四端。该电源短路检测单元412，用于在检测短路故障时产生电源故障信号FB1，并将所述电源故障信号FB1反馈给所述安全控制器模块120，从而使得安全控制器模块120依据该电源故障信号FB1关断使能信号EN的输出。其中，使能信号EN具体可以包括：电源使能信号EN1和抱闸控制使能信号EN2；电源使能信号EN1可以是指驱动抱闸电源子模块131的信号；抱闸控制使能信号EN2可以是指驱动抱闸控制子模块132的信号。

在具体实现中，作为SAFE抱闸电源的抱闸电源子模块131可以具有输入短路检测电路，以通过该输入短路检测电路检测变压器原边开关管的通断状态，并可将该变压器原边开关管的通断状态反馈给安全控制器模块120，使得安全控制器模块120可以依据该变压器原边开关管的通断状态确定是否需要关闭使能信号的输出。具体的，当开关管通断异常时，安全控制器模块120可以依据抱闸电源子模块131检测到SAFE抱闸电源短路故障，其发出紧急制动指令，断开使能信号EN1和使能信号EN2，促使电梯紧急制动。

此外，可以在抱闸电源子模块131的电源输入端增加冗余继电器K0，如可以在整流滤波单元413的输入端串联连接该冗余继电器K0。当冗余继电器K0处于闭合状态时，市电可以通过冗余继电器K0输入到整流滤波单元413；相应的，当冗余继电器K0断开时，整流滤波单元413接收不到市电输入，处于断电状态，从而使得电梯处于停梯状态。因此，在安全控制器模块断开使能信号EN1的输出时，可以通过该抱闸电源子模块131驱动电路触发冗余继电器K0直接断开电源输入端，保证制动回路的安全性。当然，抱闸电源子模块131还可以采用其他方式在电梯故障时断开电源输入端，本发明实施例对此不作具体限制。其中，电源输入端可以作为SAFE抱闸电源电网输入端。

本发明实施例中，可选地，所述抱闸控制子模块132可以包括：控制驱动单元421和开关管单元422。所述控制驱动单元421的一端与所述安全控制器模块120的第二端连接，所述控制驱动单元421的另一端与所述开关管单元422的控制端连接；所述开关管单元422的第一端与所述抱闸电源子模块131的第一输出端连接，所述开关管单元422的第二端与所述电梯制动器连接。所述控制驱动单元，用于依据所述使能信号向所述开关管单元的控制端输出控制驱动信号，以控制所述开关管单元的工作状态。具体的，当开关管单元422的工作状态为闭合状态，即在开关管单元422处于开关管闭合的状态时，抱闸控制子模块132可以基于抱闸电源子模块131输出的供电电压产生电流，使得电梯制动器221处于松开状态。当开关管单元422的工作状态为断开状态，即在开关管单元422处于开关管断开的状态时，即制动器控制电路断开，使得抱闸控制子模块132无法基于抱闸电源子模块131输出的供电电压产生电流，使得电梯制动器221进入释放状态。

在具体实现中，作为抱闸控制电路的抱闸控制子模块132可以由开关管单元422、作为控制驱动单元421的驱动电路和短路检测电路构成。其中，开关管单元422可以包括一个或多个开关管。该开关管可以选择采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)，也可以采用功率场效应晶体管等，本实施例对此不作具体限制。与SAFE抱闸电源类似，任一开关管通断异常均可由抱闸控制子模块132中的短路检测电路检出。抱闸控制子模块132在检测到开关管通断异常时可以产生对应的故障信号，并可将该故障信号反馈给安全控制器模块120，使得安全控制器模块120发出紧急制动指令，触发电梯紧急制动。此外，可以在作为抱闸控制电路的抱闸控制子模块132中增加延时继电器K1，用于电梯制动器线圈的短路控制。考虑到电梯正常制动和紧急制动，延时继电器K1通过一定延时实现电梯制动器线圈的短路控制，本实施例对此不作具体限制。

例如，延时继电器K1的一端可以连接电梯制动器221的线圈第一端，且延时继电器K1的另一端可以连接电梯制动器221的线圈第二端；当延时继电器K1打开，经一定延时后，电梯主控模块130控制抱闸电源使能信号EN1开通，并持续发出电压给定信号，使得电源内部开关管使能开通，如使得开关变压器单元410中的开关管处于闭合状态，以为抱闸控制电路供电，进而可以输出对应制动器的强励磁电流，延时1秒(S)或2S后自动输出维持电流。在电源输出电流建立之后，抱闸电源子模块131和抱闸控制子模块132可以分别将开关管开通状态对应反馈信号传输给安全控制器模块120，以通过该安全控制器模块120通知电梯主控模块130制动器完成开闸，电梯可以运行。

在本实施例中，制动回路控制模块130检测到的故障信号FB可以包括抱闸控制子模块132检测到控制故障信号FB2。该控制故障信号FB2可以是指闸控制子模块132在检测到抱闸控制电路时所产生的信号。可选地，所述故障信号FB可以包括：控制故障信号FB2，所述抱闸控制子模块132还包括：抱闸控制短路检测单元423。所述抱闸控制短路检测单元423的第一端与所述开关管单元422的第一端连接，所述抱闸控制短路检测单元423的第二端与所述开关管单元422的第二端连接。该抱闸控制短路检测单元423，用于在检测到所述开关管单元422短路时产生控制故障信号FB2，并将所述控制故障信号FB2反馈给安全控制器模块120，从而使得安全控制器模块120依据该控制故障信号FB2关断使能信号EN的输出。

例如，如图5，抱闸控制短路检测单元423的第一端通过二极管连接开关管单元422的第一端和抱闸电源子模块131的第一输出端，抱闸控制短路检测单元423的第二端连接开关管单元422的第二端和电梯制动器221，以及抱闸控制短路检测单元423的输出端连接安全控制器模块120，以在检测到开关管单元422短路故障时向安全控制器模块120反馈控制故障信号FB2，使得安全控制器模块120关断使能信号EN1和使能信号EN2的输出，实现电梯紧急制动。

当然，抱闸控制子模块132还可以包括其他电路单元，如还可以包括续流回路等，本发明实施例对此不作具体限制。

在本发明的一个可选实施例中，所述抱闸控制子模块132还可以包括：所述续流回路单元424。所述续流回路单元424的一端连接所述电梯制动器221的第一端和所述开关管单元422的第二端，所述续流回路单元424的另一端连接所述电梯制动器221的第二端和所述抱闸电源子模块131的第一输出端。所述续流回路单元424，用于在所述开关管单元422关断时，释放所述电梯制动器221的电流。

在本实施例中，安全信号采集模块110可以作为电梯的安全回路的电气安全装置，具体可以包括电梯中的电气安全开关和电子开关，如由井道安全开关、厅/轿门锁安全开关、轿厢位置传感器、门区传感器等组成。这些电气安全开关和电子开关均可以与安全控制器模块120连接，使得安全控制器模块120可以接收到每一电气安全开关和每一电子开关的状态对应的安全信号，以依据各电气安全开关和电子开关的状态进行处理。例如，安全信号采集模块110中的各电子开关和电气安全开关采用并联方式进行连接，即将安全回路结构设置为并联结构，从而减少了串联结构所带来的动作延时，使得电梯时序上更加合理。

在具体实现中，本发明实施例中的抱闸控制子模块132可以包含一个或多个开关管，实际设计可考虑与抱闸电源子模块131集成设计，本发明实施例对此不作限制。例如，抱闸控制子模块132由开关管单元422、控制驱动单元421、续流回路单元424和抱闸控制短路检测单元423构成。

在电梯正常制动的情况下，电梯主控模块310控制SAFE抱闸电源子模块131的电源使能信号EN1提前关断，从而使得电源驱动电路411断开开关管变压器单元410中的开关管，如断开DC/DC变换器开关管驱动，实现其栅极封锁，使得制动器回路剩余电流通过SAFE抱闸电源子模块131中的开关变压器单元410慢速释放，如可以通过集成在开关变压器单元410中的次级整流滤波子单元慢速释放；延时一段时间后，电梯主控模块310可以控制抱闸控制使能信号EN2关断，使得制动器回路剩余电流通过抱闸控制电路120中的续流回路快速释放，从而关断电源使能，即关断电源输出电流。在电源输出电流关断后，抱闸电源子模块131和抱闸控制子模块132可以向安全控制器模块120反馈开关管关断状态，使得安全控制器模块120依据开关管关断状态完成制动器关闸，实现了电梯停止运行。

在电梯紧急制动的情况下，如在电气安全装置断开时，安全控制器模块120可以依据安全信号采集模块采集到的安全信号，确定出安全装置故障，并发出对应的紧急制动指令，同时断开电源使能信号EN1和抱闸控制使能信号EN2，使得SAFE抱闸电源电路(即抱闸电源子模块131)和抱闸控制电路(即抱闸控制子模块132)几乎同时实现关断，从而使得制动器回路剩余电流通过抱闸控制子模块132中的续流回路单元424快速释放，关断电源输出电流。在关断电源输出电流后，抱闸电源子模块131和抱闸控制子模块132均可以反馈开关管关断状态给安全控制器模块120，使得电梯制动器紧急关闸，达到电梯紧急制动的目的。

在实际处理中，作为SAFE抱闸电源电路的抱闸电源子模块131既可采用恒定输出，也可通过电压给定实现多种模式的输出，还可以通过电梯主控的脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation，PWM)斩波控制实现可调输出等，本发明实施例对此不作具体限制。例如，抱闸电源电路中的电源驱动电路411可以包含有一个PWM控制器，通过该PWM控制器对电源使能信号EN1进行时序控制，以及可结合抱闸电源电路输出的不同实现方式，实现不同的制动控制效果，以应对不同电梯系统的制动需求，应用范围广。当然，电源驱动电路411还可以包括其他电路单元，如还可以包括电压闭环，该电压闭环可以与开关变压器单元410的输出端连接，并可将接收到的电压给定信号传输该PWM控制器，使得PWM控制器在接收到电源使能信号EN1后，可以依据该电压给定信号向开关变压器单元410中的功率开关管输出对应电源驱动信号，使得开关变压器单元410为抱闸控制子模132块供电，本示例对此不作具体限制。

可见，本示例中的制动回路控制模块包括了抱闸电源电路和抱闸控制电路这两个部分，其采用差异化的双通道结构设计实现了制动器回路通断控制。具体的，作为抱闸电源电路的抱闸电源子模块131可通过外部输入的电源使能EN1实现电源自身的通断控制，作为抱闸控制电路的抱闸控制子模块132可通过抱闸控制使能信号EN2实现抱闸电源电路输出侧的通断控制，提高电梯抱闸控制电路的安全性。

此外，安全控制器模块可以采用含微控制单元(Micro Control Unit，MCU)的双通道设计，如图5所示，安全控制器模块可以包含两个作为MCU的逻辑处理器，分别为逻辑处理器1和逻辑处理器2，优选的，也可以采用具有硬件比较器的双通道结构等，本示例对此不作具体限制。例如，当安全控制器模块是一个带硬件比较器的双通道结构时，可以使用硬件单元循环地或者连续地对两个处理器的信号进行比较，其中，比较器可以是一个外部的检测单元或者被设计为一个自监控设备；或者可以使用处理器对两个通道的信号进行比较，其中，比较器可以是一个外部的检测单元或者被设计为一个自监控设备等。

综上，本发明实施例的电梯安全控制系统采用模块化设计电梯的制动回路控制模块和电机回路控制模块，该电机回路控制模块可作为电梯电机的变频器，从而可在不降低电梯安全性的前提下，使得电梯的柜体布局更加简洁。另外，本发明实施例在电梯安全控制系统中增加了安全控制器模块，且该安全控制器模块的安全逻辑处理部分可采用双通断结构设计，使得电梯主控模块可仅负责非电梯安全功能，使得电梯系统设计和功能布局更加合理。例如，作为电梯主控模块实现的电梯非安全功能具体可以包括电机和制动器电流的控制、厅/轿门的控制、内召/外召信号处理、群控信号处理以及远程通信等，本发明实施例对此不作限制。

此外，本发明实施例的电梯安全控制系统整合诸如制动器回路通断控制、电机回路通断控制等安全功能和诸如制动电源输出调节、变频器输出调节等非安全功能，兼顾了电梯系统的安全功能和使用功能，能够应用于不同电梯系统中，兼容性高，应用范围广。

本发明实施例还提供一种电梯安全控制方法，应用于电梯安全控制系统中。该电梯安全控制系统可以是上述任一实施例所提及的电梯安全控制系统。

参照图6，示出了本发明实施例中的一种电梯安全控制方法的步骤流程图。该电梯安全控制方法具体可以包括如下步骤：

步骤610，依据安全信号采集模块输出的安全信号，触发安全控制器模块生成使能信号；

步骤620，依据所述使能信号，触发制动回路控制模块向电梯制动器输出电流，使得所述电梯制动器处于松开状态；

步骤630，在检测到短路故障时向安全控制器模块反馈故障信号，以触发所述安全控制器模块停止向所述制动回路控制模块输出所述使能信号，使得所述电梯制动器处于释放状态。

在本发明实施例中，可选地，电梯安全控制方法还可以包括：依据所述安全控制器模块输出的电机控制信号，向电梯主机模块输出脉宽调制信号，以控制所述电梯主机模块的电机运转。

在本发明的一个可选实施例中，在检测到短路故障时，所述方法还可以包括：依据所述故障信号关闭所述电机控制信号的输出，以触发所述电机回路控制模块停止所述脉宽调制信号的输出。

在本发明的一个可选实施例中，依据所述安全控制器模块输出的电机控制信号，向电梯主机模块输出脉宽调制信号，具体可以包括：通过安全控制器模块的继电器，将所述电机控制信号传输给驱动芯片子模块，使得驱动芯片子模块可以依据所述电机控制信号和电梯主控模块输出的电机驱动信号向逆变子模块输出的驱动控制信号，从而可以触发逆变子模块依据所述驱动控制信号向所述电梯主机模块的电机输出脉宽调制信号。

在本发明实施例中，可选地，制动回路控制模块可以包括：抱闸电源子模块和抱闸控制子模块。上述依据所述使能信号，触发制动回路控制模块向电梯制动器输出电流，可以包括：依据所述安全控制器模块输出的使能信号，触发抱闸电源子模块为所述抱闸控制子模块供电，使得抱闸控制子模块可以依据所述安全控制器模块输出的使能信号产生电流。

在本发明的一个可选实施例中，所述抱闸电源子模块可以包括：开关变压器单元和电源驱动电路。依据所述安全控制器模块输出的使能信号，触发抱闸电源子模块为所述抱闸控制子模块供电，可以包括：电源驱动电路依据所述使能信号向所述开关变压器单元输出电源驱动信号，以驱动所述开关变压器单元为所述抱闸控制子模块供电。

进一步而言，故障信号可以包括电源故障信号，所述抱闸电源子模块还可以包括：电源短路检测单元和整流滤波单元。该方法还包括：通过抱闸电源子模块中的电源短路检测单元检测短路故障。上述在检测到短路故障时向安全控制器模块反馈故障信号，具体可以包括：电源短路检测单元在检测短路故障时产生电源故障信号，并将所述电源故障信号反馈给所述安全控制器模块。从而，可以触发所述安全控制器模块停止使能信号的输出。

在本发明的一个可选实施例中，所述抱闸控制子模块包括：控制驱动单元和开关管单元。上述依据所述使能信号，触发制动回路控制模块向电梯制动器输出电流，可以包括：控制驱动单元依据接收到使能信号，向所述开关管单元的控制端输出控制驱动信号，以控制所述开关管单元的工作状态。当开关管单元的工作状态为闭合状态时，抱闸控制子模块可以基于抱闸电源子模块输出的供电信号产生电流，使得电梯制动器处于松开状态。

在本发明的一个可选实施例中，所述故障信号包括：控制故障信号，所述抱闸控制子模块还可以包括：抱闸控制短路检测单元。该方法还包括：通过抱闸控制子模块中的抱闸控制短路检测单元检测抱闸控制子模块故障，如检测抱闸控制子模块的短故障。上述在检测到短路故障时向安全控制器模块反馈故障信号，具体可以包括：抱闸控制短路检测单元在检测到开关管单元短路时，产生控制故障信号，并将所述控制故障信号反馈给安全控制器模块。

可选地，所述抱闸控制子模块还可以包括：所述续流回路单元。上述电梯安全控制方法还可以包括：在所述开关管单元关断时，通过续流回路单元释放所述电梯制动器的电流。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以预测方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种电梯安全控制系统和方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电梯安全控制系统，其特征在于，包括：安全信号采集模块、安全控制器模块和制动回路控制模块；

其中，所述安全控制器模块的第一端与所述安全信号采集模块连接，且所述安全控制器模块的第二端与所述制动回路控制模块连接；

所述安全控制器模块，用于依据所述安全信号采集模块输出的安全信号，生成使能信号，并将所述使能信号传输给所述制动回路控制模块；

所述制动回路控制模块，用于依据所述使能信号产生电流，使得电梯制动器处于松开状态；以及，在检测到短路故障时向所述安全控制器模块反馈故障信号，以触发所述安全控制器模块停止所述使能信号的输出，使得所述电梯制动器处于释放状态；

所述电梯安全控制系统还包括：电机回路控制模块和电梯主机模块；

所述电机回路控制模块的一端与所述安全控制器模块连接，所述电机回路控制模块的另一端与所述电梯主机模块连接；

所述电机回路控制模块，用于依据所述安全控制器模块输出的电机控制信号，向电梯主机模块输出脉宽调制信号，以控制所述电梯主机模块的电机运转；

所述电梯安全控制系统还包括：电梯主控模块，所述电机回路控制模块包括驱动芯片子模块和逆变子模块；

其中，所述驱动芯片子模块的第一端与所述安全控制器模块的继电器连接，所述驱动芯片子模块的第二端与所述逆变子模块连接，以及所述驱动芯片子模块的第三端与所述电梯主控模块连接；

所述继电器，用于将所述电机控制信号传输给所述驱动芯片子模块；

所述驱动芯片子模块，用于依据所述电机控制信号和所述电梯主控模块输出的电机驱动信号，向所述逆变子模块输出的驱动控制信号；

所述逆变子模块，用于依据所述驱动控制信号，向所述电梯主机模块的电机输出脉宽调制信号；

所述制动回路控制模块包括：抱闸电源子模块和抱闸控制子模块；

其中，所述安全控制器模块的第二端与所述制动回路控制模块连接，包括：所述安全控制器模块的第二端分别连接所述抱闸电源子模块的第一输入端和所述抱闸控制子模块的第一输入端；

所述抱闸电源子模块的第一输出端与所述抱闸控制子模块的第二输入端连接，所述抱闸控制子模块的第一输出端与所述电梯主机模块的电梯制动器连接；

所述抱闸电源子模块，用于依据所述安全控制器模块输出的使能信号，为所述抱闸控制子模块供电；

所述抱闸控制子模块，用于依据所述安全控制器模块输出的使能信号产生电流；

其中，所述安全控制器模块包含两个作为MCU的逻辑处理器，或，所述安全控制器模块采用具有硬件比较器的双通道结构。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述安全控制器模块，还用于依据所述故障信号关闭所述电机控制信号的输出，以触发所述电机回路控制模块停止所述脉宽调制信号的输出。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述抱闸电源子模块包括：开关变压器单元和电源驱动电路；

所述电源驱动电路的一端与所述安全控制器模块的第二端连接，所述电源驱动电路的另一端与所述开关变压器单元连接，所述开关变压器单元的输出端与所述抱闸控制子模块连接；

所述电源驱动电路，用于依据所述使能信号向所述开关变压器单元输出电源驱动信号，以驱动所述开关变压器单元为所述抱闸控制子模块供电。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述故障信号包括电源故障信号，所述抱闸电源子模块还包括：电源短路检测单元和整流滤波单元；

所述电源短路检测单元的一端连接所述整流滤波单元和所述开关变压器单元，所述电源短路检测单元的另一端连接所述安全控制器模块的第四端；

所述电源短路检测单元，用于在检测短路故障时产生电源故障信号，并将所述电源故障信号反馈给所述安全控制器模块。

5.根据权利要求2至4任一所述的系统，其特征在于，所述抱闸控制子模块包括：控制驱动单元和开关管单元；

所述控制驱动单元的一端与所述安全控制器模块的第二端连接，所述控制驱动单元的另一端与所述开关管单元的控制端连接；

所述开关管单元的第一端与所述抱闸电源子模块的第一输出端连接，所述开关管单元的第二端与所述电梯制动器连接；

所述控制驱动单元，用于依据所述使能信号向所述开关管单元的控制端输出控制驱动信号，以控制所述开关管单元的工作状态。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述故障信号包括：控制故障信号，所述抱闸控制子模块还包括：抱闸控制短路检测单元；

所述抱闸控制短路检测单元的第一端与所述开关管单元的第一端连接，所述抱闸控制短路检测单元的第二端与所述开关管单元的第二端连接；

所述抱闸控制短路检测单元，用于在检测到所述开关管单元短路时产生控制故障信号，并将所述控制故障信号反馈给安全控制器模块。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述抱闸控制子模块还包括：续流回路单元；

所述续流回路单元的一端连接所述电梯制动器的第一端和所述开关管单元的第二端，所述续流回路单元的另一端连接所述电梯制动器的第二端和所述抱闸电源子模块的第一输出端；

所述续流回路单元，用于在所述开关管单元关断时，释放所述电梯制动器的电流。

8.一种电梯安全控制方法，其特征在于，所述方法包括：

依据安全信号采集模块输出的安全信号，触发安全控制器模块生成使能信号；

依据所述使能信号，触发制动回路控制模块向电梯制动器输出电流，使得所述电梯制动器处于松开状态，并依据所述安全控制器模块输出的电机控制信号，向电梯主机模块输出脉宽调制信号，以控制所述电梯主机模块的电机运转；

在检测到短路故障时向安全控制器模块反馈故障信号，以触发所述安全控制器模块停止向所述制动回路控制模块输出所述使能信号，使得所述电梯制动器处于释放状态；

其中，所述依据所述安全控制器模块输出的电机控制信号，向电梯主机模块输出脉宽调制信号，包括：

通过安全控制器模块的继电器，将所述电机控制信号传输给驱动芯片子模块；

依据所述电机控制信号和电梯主控模块输出的电机驱动信号，所述驱动芯片子模块向逆变子模块输出的驱动控制信号；

依据所述驱动控制信号，所述逆变子模块向所述电梯主机模块的电机输出脉宽调制信号；

所述依据所述使能信号，触发制动回路控制模块向电梯制动器输出电流，包括：

依据所述安全控制器模块输出的使能信号，触发抱闸电源子模块为抱闸控制子模块供电；

依据所述安全控制器模块输出的使能信号，触发所述抱闸控制子模块产生电流；

其中，所述安全控制器模块包含两个作为MCU的逻辑处理器，或，所述安全控制器模块采用具有硬件比较器的双通道结构。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在检测到短路故障时，所述方法还包括：

依据所述故障信号关闭所述电机控制信号的输出，以触发电机回路控制模块停止所述脉宽调制信号的输出。

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