CN110316628B - 电梯安全系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯安全系统，评估单元通过第一串行总线连接轿厢绝对位置传感器，通过第二串行总线连接轿厢安全节点，通过线束直接连接井道安全器件；轿厢绝对位置传感器将轿厢的实时位置和速度值发送到评估单元；轿厢安全节点通过线束连接轿厢安全器件，接收轿厢安全器件状态信息并传送到评估单元；评估单元，根据轿厢速度值输出速度是否安全信号，根据轿厢速度值和轿厢实时位置，输出是否意外减速信号，根据轿厢安全器件状态信息、井道安全器件状态信息、轿厢速度值和轿厢实时位置，输出开门情况下轿厢是否意外移动信号。本发明的电梯安全系统，能准确快速获取轿厢的位置及速度，能得到准确的评估结果。

Description

电梯安全系统

技术领域

本发明涉及电梯控制技术，特别涉及一种建立在总线基础上的电梯安全系统。

背景技术

在专利文献CN 103079981B中提出一种电梯安全系统，将控制器与井道安全节点连接的总线称为第一总线，而将控制器与轿厢安全节点连接的总线称为第二总线。轿厢安全节点负责接收所有轿厢部分的传感器或安全器件信息，并通过第二总线传输至控制器，通过闭合或断开控制器内部的电力断开器，执行相应的安全及非安全功能。

而在中国专利00804551.8中提出一种电梯安全系统，将控制器与井道安全节点、轿厢安全节点用一根电子安全总线连接，当控制器判断电梯需要进入安全状态时，告知电梯驱动和制动装置，供其执行电梯制动。

以上两个专利利用安全总线，将电梯轿厢及井道中的安全装置信号传输至控制器，由控制器进行逻辑判断。由于轿厢绝对位置传感器采集了轿厢的绝对位置或速度，并采用安全总线方式传输，所以采用上述两种专利，需要将轿厢的绝对位置或速度先传输至附近的安全节点，再通过另外的安全总线将该信息传输至控制器。这样，需要经过两条安全总线，控制器才能接收到轿厢的绝对位置或速度信息，通讯的延时及安全节点处理信息需要的时间将使得轿厢的绝对位置或速度信息变得滞后，严重时将影响安全功能的执行。

常见的电梯安全系统，控制柜与安装在曳引机上的测速器通过电缆连接，获取曳引机的转速，进而推算出电梯轿厢实际速度，但由于曳引机与电梯轿厢之间通过钢丝绳连接，不可避免产生钢丝绳拉伸、抖动以及钢丝绳与曳引机轮槽的相对滑移，对于轿厢的位置及速度获取存在一定偏差。

常见的电梯安全系统，有的是评估单元单纯使用线束及开关触点组合逻辑判断轿厢的速度值是否安全、判断是否出现开门情况下的轿厢意外移动、判断是否出现未正常减速的情况、判断评估单元自身的可靠性，线路复杂。因为无法精确获取层门状态也无法精确获取门区位置，无法准确实现轿厢意外移动保护；同时由于逻辑复杂，导致误触发风险较高，根据标准规定，上述故障出发后需要专业人员进行复位，这样将影响电梯可靠性及乘客乘坐体验；

常见的电梯安全系统，有的是通过串行总线逻辑判断轿厢的速度值是否安全、判断是否出现开门情况下的轿厢意外移动、判断是否出现未正常减速的情况、判断评估单元自身的可靠性，轿厢位置及速度信息先通过第一安全串行总线传输至轿厢节点，由轿厢节点自身判断或再经过第二安全串行总线传输至评估单元，由评估单元结合同时上传的轿厢安全器件状态进行上述安全功能的评估。其一，由于轿厢位置及速度信息经过了第一安全串行总线，已经经过一定延时，到达轿厢节点时与轿厢安全器件的信息已不是同一时间点的信息，此时不论这些信息交由评估单元或轿厢节点来判断或评估，得到的结果均不够准确；其二，第二安全串行总线上带有较多节点，需要传输的信息量也较多，所以设定的传输速率比第一安全串行总线慢，这样，经过两次延时后，到达评估节点的轿厢位置及速度信息将更为滞后，尤其当电梯速度较快，或提升高度较高时，延时将带来较严重的信息滞后，评估的结果与真实情况相比差异较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电梯安全系统，能准确获取轿厢的位置及速度，能快速低时延获得轿厢的实时位置和速度值，能得到准确的评估结果，准确实现上行超速保护功能、对正常减速的监控保护安全功能、执行轿厢意外移动保护安全功能，并且线路简单，误触发风险较低，电梯可靠性高，乘客乘坐体验好。

为解决上述技术问题，本发明提供的电梯安全系统，其包括评估单元、轿厢绝对位置传感器、轿厢安全节点、控制柜、井道安全器件、第一串行总线、第二串行总线；

所述评估单元，通过第一串行总线连接所述轿厢绝对位置传感器，通过第二串行总线连接所述轿厢安全节点，通过线束直接连接井道安全器件；

所述轿厢绝对位置传感器，将轿厢的实时位置和速度值发送到所述评估单元；

所述轿厢安全节点，通过线束连接轿厢安全器件，接收轿厢安全器件状态信息并传送到所述评估单元，轿厢安全器件状态信息反应轿门状态；

所述井道安全器件的状态信息传送到评估单元，井道安全器件状态信息反应层门状态；

所述评估单元，根据轿厢速度值是否超过设定速度，输出速度是否安全信号到所述控制柜；根据轿厢速度值和轿厢实时位置，以及预先设定好的电梯正常减速保护曲线，输出是否意外减速信号到所述控制柜；根据轿厢安全器件状态信息、井道安全器件状态信息、轿厢速度值和轿厢实时位置，以及预先设定好的电梯井道参数，输出开门情况下轿厢是否意外移动信号到所述控制柜。

较佳的，所述评估单元通过第三串行总线连接所述控制柜。

较佳的，所述评估单元，如果轿厢绝对位置传感器未发送速度值，则由轿厢实时位置值进行微分得到轿厢实时速度值。

较佳的，所述设定速度根据电梯额定速度值及附加裕量设定。

较佳的，所述电梯井道参数包括电梯井道高度、每个楼层高度、开门范围及再平层范围。

较佳的，所述轿厢安全器件包括轿门锁紧开关及轿门到位触点。

较佳的，所述轿厢安全器件还包括逃生门、轿顶急停开关、安全窗或安全钳；

轿厢安全器件状态信息还反应逃生门、轿顶急停开关、安全窗或安全钳的状态。

较佳的，所述井道安全器件包括层门锁紧开关及层门到位触点。

较佳的，所述井道安全器件还包括安全门；

井道安全器件状态信息还反应安全门的状态。

较佳的，第一安全串行总线与第二安全串行总线的数据传输速率相同。

较佳的，第一安全串行总线比第二安全串行总线的数据传输速率高。

较佳的，所述控制柜，将电梯井道信息发送到所述评估单元；

所述评估单元，根据所述电梯井道信息及评估单元中预先设定好的电梯井道参数进行比较，以判断评估单元自身的可靠性。

较佳的，所述控制柜，将电梯状态发送到所述评估单元，供评估单元判断电梯运行安全性，并相应控制电梯启动或停止。

较佳的，电梯安全系统还包括底坑安全节点；

所述底坑安全节点，通过串行总线连接到所述评估单元；

所述底坑安全节点通过线束连接底坑安全器件，接收底坑安全器件状态信息；

所述底坑安全节点将接收到的底坑安全器件状态信息传送到所述评估单元。

较佳的，所述底坑安全节点，通过第二串行总线连接到所述评估单元。

较佳的，所述底坑安全节点同所述轿厢安全节点共用同一条第二串行总线连接到所述评估单元。

较佳的，所述底坑安全节点同所述轿厢安全节点分别采用单独的第二串行总线连接到所述评估单元。

较佳的，所述底坑安全节点还通过线束连接括底坑检修退出装置，接收底坑检修退出装置状态信息并传输至评估单元。

较佳的，所述评估单元，根据底坑检修退出装置状态信息确定是否退出底坑检修状态。

较佳的，所述评估单元，并发送指令至所述底坑安全节点，控制底坑安全节点启动、停止、重启或自检。

较佳的，所述评估单元，并发送指令至所述轿厢绝对位置传感器，控制轿厢绝对位置传感器启动、停止、重启或自检。

较佳的，所述评估单元，并发送指令至所述轿厢安全节点，控制轿厢安全节点启动、停止、重启或自检。

较佳的，所述评估单元，通过线束与机房安全器件连接，接收机房安全器件的状态信息。

较佳的，所述控制柜，还通过第一串行总线连接轿厢绝对位置传感器；

所述轿厢绝对位置传感器将其自身状态信息及轿厢实时位置和速度值传送到所述控制柜；

所述控制柜，根据所述轿厢位置传感器自身状态信息及轿厢实时位置和速度值，以及安装于曳引机上的测速器反馈的信息，判断轿厢绝对位置传感器是否可靠。

本发明的电梯安全系统，评估单元1通过第一串行总线5直接通过轿厢绝对位置传感器4获得轿厢的实时位置和速度值，不受钢丝绳拉伸、抖动以及钢丝绳与曳引机轮槽的相对滑移的影响，能准确获取轿厢的位置及速度；评估单元1通过串行总线直接获得轿厢的实时位置和速度值、获得轿厢安全器件状态信息，能快速低时延获得轿厢的实时位置和速度值，能得到准确的评估结果，实现上行超速保护功能、对正常减速的监控保护安全功能、执行轿厢意外移动保护安全功能；轿厢的实时位置和速度值、轿厢安全器件状态信息分别通过第一串行总线5、第二串行总线6传送到评估单元1，轿厢安全器件状态信息不会影响到轿厢的实时位置和速度值向评估单元1的传送，评估单元1能快速低时延获得轿厢的实时位置和速度值，能得到准确的评估结果；评估单元1通过第一串行总线5、第二串行总线6获得轿厢的实时位置和速度值及轿厢安全器件状态信息，线路简单；评估单元1通过线束精确获取各门区位置的层门状态，能准确实现轿厢意外移动保护，同时评估单元控制逻辑简单，误触发风险较低，电梯可靠性高，乘客乘坐体验好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的电梯安全系统第一种结构示意图；

图2是本发明的电梯安全系统第二种结构示意图；

图3是本发明的电梯安全系统第三种结构示意图；

图4是本发明的电梯安全系统第四种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1、图2、图3及图4所示，电梯安全系统包括评估单元1、轿厢绝对位置传感器4、轿厢安全节点2、控制柜7、井道安全器件15、第一串行总线5、第二串行总线6；

所述评估单元1，通过第一串行总线5连接所述轿厢绝对位置传感器4，通过第二串行总线6连接所述轿厢安全节点2，通过线束直接连接井道安全器件15；

所述轿厢绝对位置传感器4，将轿厢的实时位置和速度值发送到所述评估单元1；

所述轿厢安全节点2，通过线束连接轿厢安全器件12，接收轿厢安全器件12状态信息并传送到所述评估单元1，轿厢安全器件状态信息反应轿门状态；

所述井道安全器件15的状态信息传送到评估单元1，井道安全器件状态信息反应层门状态；

所述评估单元1，根据轿厢速度值是否超过设定速度，输出速度是否安全信号到所述控制柜7；根据轿厢速度值和轿厢实时位置，以及预先设定好的电梯正常减速保护曲线，输出是否意外减速信号到所述控制柜7；根据轿厢安全器件状态信息、井道安全器件状态信息、轿厢速度值和轿厢实时位置，以及预先设定好的电梯井道参数，输出开门情况下轿厢是否意外移动信号到所述控制柜7，并闭合或断开评估单元1内部的安全继电器触点。

较佳的，所述评估单元1通过第三串行总线8连接所述控制柜7。

较佳的，所述评估单元，如果轿厢绝对位置传感器未发送速度值，则由轿厢实时位置值进行微分得到轿厢实时速度值。

较佳的，所述设定速度根据电梯额定速度值及附加裕量设定。

较佳的，电梯井道参数包括电梯井道高度、每个楼层高度、开门范围、再平层范围等内容。

较佳的，所述轿厢安全器件12包括轿门锁紧开关、轿门到位触点，还可以包括逃生门、轿顶急停开关、安全窗或安全钳等；

轿厢安全器件状态信息还反应逃生门、轿顶急停开关、安全窗或安全钳的状态。

较佳的，所述井道安全器件包括层门锁紧开关、层门到位触点，还可以包括安全门；

井道安全器件状态信息还反应安全门的状态。

实施例一的电梯安全系统，评估单元1通过第一串行总线5直接通过轿厢绝对位置传感器4获得轿厢的实时位置和速度值，不受钢丝绳拉伸、抖动以及钢丝绳与曳引机轮槽的相对滑移的影响，能准确获取轿厢的位置及速度；评估单元1通过串行总线直接获得轿厢的实时位置和速度值、获得轿厢安全器件状态信息，能快速低时延获得轿厢的实时位置和速度值，能得到准确的评估结果，并闭合或断开评估单元1内部的安全继电器触点；实现上行超速保护功能、对正常减速的监控保护安全功能、执行轿厢意外移动保护安全功能；轿厢的实时位置和速度值、轿厢安全器件状态信息分别通过第一串行总线5、第二串行总线6传送到评估单元1，轿厢安全器件状态信息不会影响到轿厢的实时位置和速度值向评估单元1的传送，评估单元1能快速低时延获得轿厢的实时位置和速度值，能得到准确的评估结果；评估单元1通过通过第一串行总线5、第二串行总线6获得轿厢的实时位置和速度值及轿厢安全器件状态信息，线路简单；评估单元1通过线束精确获取各门区位置的层门状态，能准确实现轿厢意外移动保护，同时评估单元控制逻辑简单，误触发风险较低，电梯可靠性高，乘客乘坐体验好；评估单元1通过第三串行总线8与控制柜7连接，将包括上述三种安全功能的与轿厢位置、速度相关的其他安全或非安全相关的功能状态控制信息、安全评估单元的状态告知控制柜7，供使其执行相应的程序，进入相应的状态或进行相应的操作，并可将信息显示于对外接口设备上，保证电梯安全及可靠运行。

实施例二

基于实施例一的电梯安全系统，第一安全串行总线5与第二安全串行总线6的数据传输速率相同。

实施例二的电梯安全系统，设置第一安全串行总线5与第二安全串行总线6的数据传输速率相同，轿厢的实时位置和速度，以及轿厢安全节点2信息同时传输至评估单元1，此时评估单元1评估得到的结果最为准确。

实施例三

基于实施例一的电梯安全系统，第一安全串行总线5比第二安全串行总线6的数据传输速率高。

实施例三的电梯安全系统，第一安全串行总线5比第二安全串行总线6的数据传输速率高，评估单元1可以更早获知轿厢的实时位置和速度，根据轿厢的实时位置和速度可以增加软件算法，能够实现上述三种安全功能的提前保护或报警。

实施例四

基于实施例一的电梯安全系统，所述控制柜7将电梯井道信息发送到所述评估单元1；

所述评估单元1，将所述电梯井道信息及评估单元1中预先设定好的电梯井道参数进行比较，以判断评估单元自身的可靠性。

实施例五

基于实施例一的电梯安全系统，所述控制柜7将电梯状态发送到所述评估单元1，供评估单元1判断电梯运行安全性，并相应控制电梯启动或停止。

评估单元1在判断电梯运行不安全情况下，直接断开安全回路或是等待电梯停下后使其不能再启动。

评估单元1通过对三条串行总线数据的收集并进行逻辑判断后，闭合或断开自身的安全触点，进而闭合或断开电梯的安全回路，任何一个安全器件危险的状态都将触发评估单元自身安全触点断开，进而关断电梯安全回路，除非存在标准认定的旁路通道并且该通道导通。同时评估单元还可以接收的其他安全或非安全装置的信号进行逻辑判断，执行安全或非安全功能。

实施例六

基于实施例一，电梯安全系统还包括底坑安全节点3；

所述底坑安全节点3，通过串行总线连接到所述评估单元1；

所述底坑安全节点3通过线束连接底坑安全器件13，接收底坑安全器件13状态信息；

所述底坑安全节点3将接收到的底坑安全器件状态信息传送到所述评估单元1。

较佳的，所述底坑安全节点3通过第二串行总线6连接到所述评估单元1。

所述底坑安全节点，通过第二串行总线连接到所述评估单元。

所述底坑安全节点同所述轿厢安全节点可以共用同一条第二串行总线连接到所述评估单元，也可以分别采用单独的第二串行总线连接到所述评估单元。

较佳的，所述底坑安全节点3还通过线束连接括底坑检修退出装置14，接收底坑检修退出装置状态信息并传输至评估单元1，供评估单元1确定是否退出底坑检修状态。

较佳的，评估单元并发送指令至所述底坑安全节点，控制底坑安全节点启动、停止、重启、自检等操作。

较佳的，所述评估单元1并发送指令至所述轿厢绝对位置传感器4，控制轿厢绝对位置传感器4启动、停止、重启、自检等操作。

较佳的，所述评估单元1并发送指令至所述轿厢安全节点2，控制轿厢安全节点2执行启动、停止、重启、自检等操作。

较佳的，所述评估单元1通过线束与机房安全器件11连接，接收机房安全器件11的状态信息。

实施例七

基于实施例一电梯安全系统，所述控制柜7还通过第一串行总线5连接轿厢绝对位置传感器4；

所述轿厢绝对位置传感器4将其自身状态信息及轿厢实时位置和速度值传送到所述控制柜7；

所述控制柜7，根据所述轿厢位置传感器自身状态信息及轿厢实时位置和速度值，以及安装于曳引机上的测速器反馈的信息，判断轿厢绝对位置传感器是否可靠。

以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种电梯安全系统，其特征在于，包括评估单元、轿厢绝对位置传感器、轿厢安全节点、控制柜、井道安全器件、第一串行总线、第二串行总线；

所述评估单元，通过第一串行总线连接所述轿厢绝对位置传感器，通过第二串行总线连接所述轿厢安全节点，通过线束直接连接井道安全器件，所述井道安全器件包括层门锁紧开关；

所述轿厢绝对位置传感器，将轿厢的实时位置和速度值发送到所述评估单元；

所述轿厢安全节点，通过线束连接轿厢安全器件，接收轿厢安全器件状态信息并传送到所述评估单元，轿厢安全器件状态信息反应轿门状态；

所述井道安全器件的状态信息传送到评估单元，井道安全器件状态信息反应层门状态；

所述评估单元，根据轿厢速度值是否超过设定速度，输出速度是否安全信号到所述控制柜；根据轿厢速度值和轿厢实时位置，以及预先设定好的电梯正常减速保护曲线，输出是否意外减速信号到所述控制柜；根据轿厢安全器件状态信息、井道安全器件状态信息、轿厢速度值和轿厢实时位置，以及预先设定好的电梯井道参数，输出开门情况下轿厢是否意外移动信号到所述控制柜。

2.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述评估单元通过第三串行总线连接所述控制柜。

3.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述评估单元，如果轿厢绝对位置传感器未发送速度值，则由轿厢实时位置值进行微分得到轿厢实时速度值。

4.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述设定速度根据电梯额定速度值及附加裕量设定。

5.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述电梯井道参数包括电梯井道高度、每个楼层高度、开门范围及再平层范围。

6.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述轿厢安全器件包括轿门锁紧开关及轿门到位触点 。

7.根据权利要求6所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述轿厢安全器件还包括逃生门、轿顶急停开关、安全窗或安全钳；

轿厢安全器件状态信息还反应逃生门、轿顶急停开关、安全窗或安全钳的状态。

8.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述井道安全器件还包括层门到位触点 。

9.根据权利要求8所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述井道安全器件还包括安全门；

井道安全器件状态信息还反应安全门的状态。

10.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

第一安全串行总线与第二安全串行总线的数据传输速率相同。

11.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

第一安全串行总线比第二安全串行总线的数据传输速率高。

12.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述控制柜，将电梯井道信息发送到所述评估单元；

所述评估单元，根据所述电梯井道信息及评估单元中预先设定好的电梯井道参数进行比较，以判断评估单元自身的可靠性。

13.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述控制柜，将电梯状态发送到所述评估单元，供评估单元判断电梯运行安全性，并相应控制电梯启动或停止。

14.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

电梯安全系统还包括底坑安全节点；

所述底坑安全节点，通过串行总线连接到所述评估单元；

所述底坑安全节点通过线束连接底坑安全器件，接收底坑安全器件状态信息；

所述底坑安全节点将接收到的底坑安全器件状态信息传送到所述评估单元。

15.根据权利要求14所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述底坑安全节点，通过第二串行总线连接到所述评估单元。

16.根据权利要求15所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述底坑安全节点同所述轿厢安全节点共用同一条第二串行总线连接到所述评估单元。

17.根据权利要求15所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述底坑安全节点同所述轿厢安全节点分别采用单独的第二串行总线连接到所述评估单元。

18.根据权利要求14所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述底坑安全节点还通过线束连接括底坑检修退出装置，接收底坑检修退出装置状态信息并传输至评估单元。

19.根据权利要求18所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述评估单元，根据底坑检修退出装置状态信息确定是否退出底坑检修状态。

20.根据权利要求14所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述评估单元，并发送指令至所述底坑安全节点，控制底坑安全节点启动、停止、重启或自检。

21.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述评估单元，并发送指令至所述轿厢绝对位置传感器，控制轿厢绝对位置传感器启动、停止、重启或自检。

22.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述评估单元，并发送指令至所述轿厢安全节点，控制轿厢安全节点启动、停止、重启或自检。

23.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述评估单元，通过线束与机房安全器件连接，接收机房安全器件的状态信息。

24.根据权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，

所述控制柜，还通过第一串行总线连接轿厢绝对位置传感器；

所述轿厢绝对位置传感器将其自身状态信息及轿厢实时位置和速度值传送到所述控制柜；

所述控制柜，根据所述轿厢位置传感器自身状态信息及轿厢实时位置和速度值，以及安装于曳引机上的测速器反馈的信息，判断轿厢绝对位置传感器是否可靠。

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