CN1008270B

CN1008270B - 在液压电梯中探测电梯车箱位置的方法和装置

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Publication number: CN1008270B
Application number: CN87105756A
Authority: CN
Inventors: 坂田一裕; 坂井吉男; 佐野勤; 小野阳一
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-08-01
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1990-06-06
Also published as: US4756389A; CN87105756A; GB2194360B; SG3191G; HK6291A; JPS6337088A; GB2194360A; GB8718094D0; JPH0653552B2

Abstract

在液压电梯电梯车厢位置探测器中，包括一个在电源断电时测量电源断电持续时间的电梯车厢位置探测器。电源断电时电梯车厢的下沉量由电源断电持续时间以及事先提供的每单位时间的平均下沉量得到。恰好在电源断电前所测得的电梯车厢所处位置被上述得到的电梯车厢下沉量修正。在电源恢复供电后，电梯重新投入正常运行时电梯车厢的位置，由经修正的电梯车厢位置予以确定。

根据本发明，即使电梯车厢在长时间的电源断电期间下沉，也不会不知道电梯车厢的现处位置，在电源恢复供电后，电梯即从这一位置投入正常使用。

Description

本发明涉及用于探测液压电梯位置的装置，在电梯从底层至顶层的整个运行行程中，其探测精度可达到几个毫米。更具体地说，本发明涉及一种能够确定由于断电而停住并因在断电过程中油从液压油缸中流出而下沉的电梯车厢的位置的装置，从而在电源恢复时能使电梯重新投入正常运行。

在现有技术中，常规的液压电梯中不包括这样的在电梯车厢运行行程中每隔一预定距离能产生一个脉冲的脉冲发生器的电梯车厢探测器。这是因为，就液压电梯而言，电梯上下的楼层一般不是很多，并且由于速度控制简单从而毋需知道电梯车厢的精确位置。

此外，在液压电梯中不使用上述类型的位置探测器还有一个特殊的原因。液压电梯一般没有缆绳型（rope type）电梯的那种刹车装置，在液压电梯停住时其电梯车厢是由一个充满压力油的液压油缸支持住的。因此，如果电梯车厢停止时间较长，由于液压系统中所包含的各种阀的漏油使压力油逐渐从液压油缸中流出，所以车厢将一点一点地下沉。要完全阻止漏油是困难的。因此，在电源正常时，当电梯车厢的下沉量达到一预定值时，液压泵将开动而使其上升。

然而，当电源断电时，泵不能运行，因此电梯车厢继续逐渐地下沉。即便是电梯车厢由于电源断电而停住的位置被探测到并被储存起来，过一段时间以后电梯车厢所处的实际位置就与原先储存起来的位置不一样。要确定电源恢复供电时刻电梯车厢所处的位置是相当困难的。如果不知道电梯车厢现在所处的位置，就不能再对电梯进行正常的控制。

为此，每当电源断电发生时，电梯车厢就开到一个特定楼面，这样，就能确定电源恢复供电的时刻电梯车厢所处的位置。这是为了在电源恢复供电后重新恢复正常运行而做的准备工作。即，在电源恢复供电后，电梯总是能够从特定楼面起重新正常运行。

更具体地说，在液压电梯中，上述的准备操作是通过采用手动控制将压力油从液压油缸中放出而实现的。因此，准备操作是使车厢向下运行，因而，特定楼面一般都选择在最底层上。

对于缆绳型（rope type）电梯，现已发展了一种电梯位置探测器，它可以应付由于电源断电而伴生的各种问题。这种探测器探测从电源断电发生起至电梯车厢实际停住时电梯车厢的行进距离。一旦电梯车厢由制动装置停住以后，在制动力作用期间内，它决不会移动。因此，只要在从电源断电发生到电梯车厢实际停住的这一极其短的时间内，探测器可以工作就足够了。这样探测得到的位置通过很小的备用电源就可以保持。

顺便提一下，液压电梯的应用领域不断地被扩大。结果，液压电梯服务的楼层数增加了，对电梯车厢的位置的精确测定正在受到人们注意。因而，人们考虑将为缆绳型（rope type）电梯而设计的这种位置探测器应用于液压电梯中。然而，如果将这种探测器应用于液压电梯中，则探测器须在电源断电的整个过程中保持工作，这是因为，如上文所述，在电源断电的整个过程中，电梯车厢都在不断地下沉。要提供在电源断电的整个过程中保持探测器工作的辅助电源，其代价是很高的，因此，对于一个从经济角度考虑的液压电梯来说不利的。

本发明的目的在于提供一种经济的液压电梯的电梯车厢位置探测器，该探测器能精确探测到行进中的电梯车厢的位置，并且即使电梯车厢在电源断电过程中下沉，它也能确定电梯车厢的位置，当电源恢复供电以后，电梯车厢将从这一位置起重新投入正常运行。

本发明的一个特征在于，在电梯车厢位置探测器中，具有能够在电梯行进每一预定距离时产生一个脉冲的装置，用于对由脉冲发生装置所产生的脉冲进行计数以便获知电梯车厢位置的装置以及用于储存所获得的电梯车厢位置的装置，还进一步包括用于探测电源断电的持续时间的装置，在电源恢复供电以后电梯重新投入运行的起始位置就是根据由探测装置测得的电源断电的持续时间予以确定的。

根据本发明的一个具体特征，在电梯车厢由于电源断电而停住的时刻储存在存储装置中的电梯车厢位置，根据由探测装置所探深到的电源断电的持续时间而得到修正，在电源恢复供电以后电梯重新投入正常运行的起始位置是由经过修正的电梯车厢的位置确定下来的。

此外，根据本发明的另一个具体特征，对探测装置探测到的持续时间进行判断，（然后），根据判断结果，有选择地确定电源恢复供电后电梯重新投入正常运行的起始位置。

下面，将结合附图，对本发明的实施例作详细的描述，其中，

图1 示意性地展现了液压电梯控制设备的总体结构，其中，包括根据本发明的一个实施例的一个电梯车厢位置探测器;

图2 是一个方框图，概略地展示了根据本发明的一个实施例的电梯车厢位置探测器;

图3 示意性地展示了在图2中所示的电梯车厢位置探测器中所使用的电源断电持续时间探测器的结构;

图4 是图2中所示的电梯车厢位置探测器的工作流程图;

图5 示意性地展现了电源断电持续时间探测器的另一个例子的结构;

图6 是另一个实施例的工作流程图。

现请参见图1，图中展示了用于四层楼的液压电梯控制设备的总体结构，其中，采用了根据本发明的一个实施例的一个电梯车厢位置探测器。

图中，电梯车厢1通过由活塞2和液压缸3所组成的液压油缸的运动而在电梯升降井中行进（升降）。活塞2由供给液压缸3的压力油推动，缸3经由管道5与止回阀7和电磁阀9相连通。止回阀7再进一步与油泵11相连通。当泵11由电机13驱动时，压力油便通过止回阀7从油罐15供给液压缸3，从而使电梯车厢1上升。当电磁阀受到激发打开时，液压缸3中的压力油释放入油罐15之中，电梯车厢1下降。

电机13是从电源P获得适当的电源的，在图中却未画出。此外，供给电机13的电源是根据微处理机23的输出加以控制的。然而，在图中，它们之间的连接也未示出，因为这与现有技术的设备并无二致。

向微处理机23中输入各种输入信号，这将在下文中叙及。电源断电持续时间探测器25测量电源P的电压并探测电源断电的发生。当电源断电发生时，探测器25触发一个计数器，该计数器由备用电源供电，它对一也是由备用电源供电的时钟信号发生器产生的时钟脉冲信号进行计数以便测量电源断电的持续时间。因为在电源断电期间内，只有时钟信号发生器和计数器在工作，因而毋须采用大的备用电源。当电源恢复供电时，测得的电源断电持续时间经由线27输入至微处理机23，作为其输入信号之一。

电梯车厢1的位置由脉冲发生器31探测，该脉冲发生器31的一个输出经由线29接至微处理机23。脉冲发生器31与一下滑轮33相连接。在下滑轮33和上滑轮35之间，有一根绳37，其两端均系（固定）在电梯车厢1上。脉冲发生器31由电梯车厢1的运动驱动，这样，电梯车厢1每行进几毫米（一般为2.5mm），便产生一个脉冲。当电梯车厢1上升时，这些脉冲在微处理机23中的计数就增加，而当电梯车厢1下降时，计数就减少，藉此，电梯车厢1的位置可被探测到。

特定楼面探测器41的簧片开关装设在特定楼面的预定位置上，在本实施例中为第一层楼。另一方面，在电梯车厢1的一个部位上装有一个磁体45，当电梯车厢1在第一层楼面上精确地停着时，磁体45与簧片开关相对。当电梯车厢1在第一层楼面停着时，簧片开关由磁体45开动，从而使特定楼面探测器41产生一个输出信号。该信号作为指示电梯车厢1到达特定楼面的输入信号经由线43输入至微处理机23。

此外，电梯车厢1上还包括楼面探测器51的簧片开关。另一方面，在相应楼面的适当位置上装有磁体55，59，63和67。每当电梯车厢1精确地到达相应的楼面时，簧片开关51与相应的磁体55，59，63和67相对使楼面探测器51产生一个输出信号。输出信号作为表示电梯车厢1到达相应楼面的信号经由线53输入到微处理机23。此外，每当楼面探测器51产生输出时，对用于对脉冲发生器31所产生的脉冲进行计数的计数器清零，并被相应楼面预定的一个适当值重新置位。相应楼面的特定值是通过电梯车厢1的试运行而事先获得的。

下面请参见图2，我们将对根据本发明的一个实施例的电梯车厢位置探测器的结构进行描述。图中，与图1相同的部件用相同的参考号码表示。微处理机23包括一个微处理单元MPU101，用于储存微处理单元（MPN）101中要执行的程序的一个只读存储器（ROM）103，用于储存各种数据的随机存取存储器（RAM）105。MPU101、ROM103和RAM105通过总线107相互连接，总线进一步与一输入/输出接口109相连接。I/O接口分别通过输入总线27、43、53和29与诸如电源断电持续时间探测器25，特定楼面探测器41，楼面探测器51和脉冲发生器31等外部设备相连接。此外，尽管一些输出线与I/O接口109相互连接以便取得用于控制电机13的信号，它们却未在图中示出。

在微处理机23中还进一步包括另一个随机存取存储器（RAM）113以及作为备用电源的电池111。在RAM113中，设置了一个用于对脉冲发生器31所产生的脉冲进行加数和减数计数的计数器。因此，RAM113总是保持着电梯车厢1的现在所处的位置的数据。RAM113还以由脉冲发生器31所产生的脉冲的数目的形式将相应楼面与特定楼面之间的距离储存起来。因此，如果在探测电梯车厢位置时产生误差，则该位置可以得到修正。此外，理所当然地，如果RAM105在电源断电时起作用，如上所述的RAM113的功能可以由RAM105来实现，而RAM113则可省略。

现请参见图3，电源断电持续时间探测器25的具体结构将得到解释。在图中，电池131给探测器25的所有元件供电，因此，探测器25即使在电源断电时也能工作。电压探测器133总是测量着电源P的电压，如果电压高于一预定值时，不产生任何输出。当源电压消失时，探测器133产生输出。探测器133的输出经由线135与具有两个输入端的“与”门137的一个输入端相连接。时钟发生器139具有一个石英振荡器143，后者产生具有恒定频率的时钟脉冲。在这一实施例中，时钟脉冲的周期为1毫秒。时钟脉冲经由线141加至“与”门的另一输入端。

“与”门137的输出与两进制计数器145的时钟输入端T相连接。当反相复位输入R是逻辑“0”时，计数器145使所有的输出Q_o到Q_n为逻辑“0”。输出端Q_o到Q_n以及复位输入R经由线27与微处理机23相连接。此外，复位输入端R经由电阻147与电池131相连接，藉此，即使从微处理机23来的复位输入由于电源断电而变为“0”，计数器145也决不会清零，这是因为复位输入R经过电阻147从电池131得到电压供应，保持在高电位之故。上述结构的电源断电持续时间探测器25在电源正常时不工作，从微处理机23来的复位输入R保持在“1”电平。

如果电源断电，探测器133产生输出，这样，线141上的时钟脉冲经由“与”门137输入到计数器145。计数器145开始对时钟脉冲进行计数，结果，连续地产生输出Q_o至Q_n。当电源恢复供电时，探测器133的输出消失，从而使时钟脉冲被“与”门137阻隔。此后，计数器145中的内容将不变，而输出Q_o至Q_n将保持在电源恢复供电时的状态。当微处理机23由于电源恢复供电而重新开始其处理操作时，它将计数器145的输出Q_o至Q_n取入。微处理单元101根据取入的Q_o至Q_n计算电源断电持续时间T，并将它暂时储存在RAM105中。

另一方面，事先取得电梯车厢每单位时间下沉的平均值K，并将其储存在微处理机23的RAM105中。时间T和平均下沉值K均被读出并且相乘，这样，在电源断电时，电梯车厢1的下沉量就可以得出了。

现请参见图4的流程图，下面将描述在电源恢复供电以后，由微处理机23执行、用于对电梯车厢现在所处的位置进行修正的处理操作。在图4中，三个步骤201，203和205并不代表微处理机23的处理步骤，而是表示从电源断电到恢复供电电梯中的现象。

当电源发生断电时（步骤201），电梯车厢停住，此后，由液压油缸保持在那一位置上。在电源断电期间，如已叙述的那样，电梯车厢1由于漏油而不断下沉（步骤203）。与此同时，电源断电持续时间探测器25，如前所述，不断地测量电源断电持续时间。当电源恢复供电时，开始下面的处理过程（操作）以便确定在电源断电期内下沉的电梯车厢现在所处的位置。

当微处理机23由于电源恢复供电而被启动时，它根据从电源断电持续时间探测器25的计数器145所取得的值来计算电源断电持续时间T，并且将其存入RAM（105）中（步骤207）。在读计数器145的内容完成以后，微处理机23将复位输入R从“1”变至“0”以对计数器145清零，并为准备下一步操作而再将R恢复“1”（步骤209）。然后，在持续时间T和从RAM105中读出的每单位时间的平均下沉量K之间进行乘法运算，从而可以得到电源断电期间内电梯车厢1的总的下沉量△P（步骤211）。

通过备用电源111保持在RAM113中的电梯车厢在电源断电前的位置P被读出来（步骤213）。将电梯车厢1的总的下沉量△P从电源断电前电梯车厢的位置P中减去，结果得到经修正后的电梯车厢位置P′（步骤215）。在这样得到的经修正的电梯车厢位置P′被储存在RAM113中以后（步骤217），处理过程（操作）即告结束。电梯的正常的运行通过将由修正过的电梯车厢位置P′所确定的位置取入电梯的控制设备中而重新开始。

用这种方式，根据上述的本发明的实施例，由于电梯车厢的现在所处的真实位置能够立刻被确定下来，所以一俟电源恢复供电后，电梯即可投入正常运行。因此，毋庸象在现有技术中的液压电梯中那样先要进行准备操作来确定电梯车厢现在所处位置，才能在电源恢复供电后重新投入使用。

接下来，让我们顺便讨论有关电源断电持续时间以及电梯运行的几个实际情况。

假定电源断电持续时间不太长，比如，十分钟左右，电梯车厢的下沉量如此之小以至于毋须在电源恢复供电时对其进行修正即可重新正常运行，当然电梯要按照通常的维护规程加以仔细维护。反之，在电源断电持续时间相当长（诸如超过三、四十分钟）的情形中，电梯车厢中将不会留有乘客，这是因为通常在三十分钟以内，留在电梯车厢中的乘客都会被营救出去。

因此，考虑到（电梯）运行的实际情形以及操作控制的效率，最好将所讨论的电源断电持续时间划分几种情形。上例中分为三种情形，即，第一种情形，持续时间少于十分钟左右;第二种情形，其中，持续时间介于十分钟到三十或四十分钟之间;以及持续时间比第二种情形更长的第三种情形。此外，应指出，上述对电源断电持续时间的分类并非一成不变，而是极大地取决于各种因素，如上所述，其中一个主要因素就是电梯的维护保养状态。

在第一种情形中，由于电梯车厢的下沉量相当小，电梯可以不对电梯车厢的位置作任何修正而在电源恢复供电时立即投入正常运行。如果持续时间再长一点而归入第二种情形中时，电梯车厢的位置须按照业已描述过的方法进行修正。

如果电源断电持续时间很长即与上述第三种情形相对应时，将进行如上所述的营救工作。为了营救乘客，电梯车厢通过一个手动控制向下行至最近的一层楼上，此后，电梯车厢进一步下降至事先预定的特定楼面并停在那里等待重新投入正常运行。在这种情形中，因为电梯车厢内没有乘客，因此，即使为正常运行而进行如上所述的电梯车厢的准备操作，也不会有人感到不便。同样，这也适用于电梯车厢在没有乘客的情况下发生电源断电的情形。

因此，将考虑下面的实施例。即通过事先所提供的标准对测得的电源断电的持续时间进行判断。如果持续时间短于一预定值，则电梯一俟电源恢复供电即从电梯车厢停止的位置起进入正常运行，而毋须对电梯车厢的位置作任何修正。如果测得的持续时间大于预定值，但不超过另一预定值，在电源恢复供电时，电梯车厢的位置根据测得的电源断电持续时间进行修正，此后，电梯车厢从由修正过的电梯车厢的位置所确定的位置处开始正常运行。如果所测得的持续时间超过另一预定值，而且乘客已被救出，由于在此情形中电梯车厢行至特定楼面并停在那里，因此电梯车厢就从其时它所停留的位置投入正常运行。

下面将对电源断电持续时间超过另一预定值并且电梯车厢行至特定楼面的情形进行描述。图5展示了在本例中所采用的电源断电持续时间探测器25的具体结构。图中与图3所示的相同的部件用相同的参考号码表示。在该探测器25中，包括一个有两个输入端的“或”门301，探测器133的输出加在其上作为其中一个输入。“或”门301的一个输出与有三个输入端的“与”门303相连接，作为它的一个输入端。从时钟发生器139来的时钟脉冲加在“与”门303上，作为其另一个输入。“与”门303的一个输出与二进制计数器145的时钟端T相连接，并且与单稳态多谐振荡器的“IN”端相连接，其输出Q与“或”门301的另一个输入端相连接。多谐振荡器305的输出经由线27也与微处理机23相连接。

计数器145的一端，在本例中为Q₁₁，与倒相器307相连接。在本例中假定在计数器145中的计数操作启动三十分钟以后，Q₁₁端出现一个输出。倒相器307的一个输出加在“与”门303的第三个输入上。从微处理机23来的复位信号加在计数器145和多谐振荡器305的反相复位端R上。在该电源断电持续时间探测器25中，正如图中显见的那样，与微处理机23的连接仅由两根线来实现。

如果发生电源断电，探测器133经由“或”门301加在“与”门303上。由于倒相器307的输出业已加在“与”门303上，因此在探测器133的输出加在“与”门303上时，时钟脉冲输入至计数器145的T端。计数器145开始对时钟脉冲进行加数计数，当计数器145的内容与三十分钟所对应的值相等时，计数器145在Q₁₁端产生输出。倒相器307因Q₁₁端的输出而改变成高电平，以至其输出，即“与”门303的输入消失，从而阻止时钟脉冲加在计数器145上。此即，计数器145只在三十分钟之内继续计数。

另一方面，在时钟脉冲加在多谐振荡器305的“IN”端期间内，其输出Q保持高电平。然而，如果加在其上的时钟脉冲消失的话，多谐振荡器305经过一时间常数后改变其状态，其输出Q变成低电位。因此，如果微处理机23读出多谐振荡器305的输出Q，它就可以判断出电源断电持续时间是否超过三十分钟，即，输出Q为高电平意味着电源断电持续时间小于三十分钟，输出低电平意味着电源断电持续时间长于三十分钟。进一步，如果倒相器307获得输入的计数器145的一端改变的话，探测器25探测的时间可以任意选择。

下面请参见图6的流程图，上述操作过程将得到解释。在下文的解释中，为使描述简明起见，以这样一种情形为例，即如果电源断电持续时间短于三十分钟，将不对电梯车厢的位置进行修正，电梯车厢由于电源断电而停住的位置就是在电源恢复供电时重新投入正常运行的位置。然而，本实施例当然可以与上述实施例组合起来。

在图6的流程图中，步骤601，603和605并不表示处理操作的步骤，而表示从电源断电发生到其恢复供电在电梯中所发生的情况，与图4中的步骤201，203和205相似。

在电源正常时，计数器145和单稳态多谐振荡器305均被清零或被从微处理机23发出的复位信号复位。如果电源断电（步骤601），电梯车厢开始下沉（步骤603），计数器145对脉冲发生器发出的时钟脉冲进行加数计数，并在三十分钟后在其Q₁₁端产生一个输出。如果电源在三十分钟以内恢复供电，多谐振荡器305的输出Q维持在高电平。如果电源断电持续三十分钟以上，多谐振荡器305的输出Q变为低电平。

在电源恢复供电后，微处理机23开始执行图6中的处理过程，首先，对多谐振荡器305的输出状态Q进行甄别（步骤607）。如果多谐振荡器305的输出Q是“1”，图6中的处理过程即告终止，这是因为在此情形中，电源断电持续时间在三十分钟以内，因而电梯车厢的下沉量不是很大。

如里多谐振荡器305的输出Q的状态为“0”，则电梯车厢得到一个行至特定楼面的指令（步骤611）。电梯车厢继续行进，直到特定楼面探测器41探测到特定楼面为止（步骤613）。如果电梯车厢到达并停在特定楼面时，储存在RAM113中的电梯车厢位置被表征特定楼面的数值所取代（步骤615），此即，RAM113中的电梯位置被赋以初值。

根据本发明，可以精确地测定行进中的电梯车厢的位置。此外，即使电梯车厢由于电源断电而下沉，要简捷地确定电源恢复供电后电梯重新投入正常运行时的位置也是可能的。

Claims

1、一种探测液压电梯车厢位置的方法，包括下列步骤：

(1)在电梯运行过程中，每隔一预定的行程产生一个脉冲信号；

(2)对由步骤(1)产生的脉冲进行计数，以获得车厢位置；

(3)将步骤(2)获得的车厢位置储存起来；本发明的特征在于：还包括以下步骤：

(4)测量断电事故发生时，断电的持续时间的装置；

(5)将预先获知的电梯车厢每单位时间的平均下沉量乘以步骤(4)测得的断电持续时间，从而获得电梯车厢的下沉量；

(6)根据步骤(5)获知的电梯车厢下沉量去修正由步骤(3)储存的断电前瞬间的有关数据，从而确定电源恢复供电后电梯投入正常运行时电梯的位置。

2、一种液压电梯车厢位置探测器，包括：

一脉冲发生器，在电梯运行过程中，在电梯车厢的每一预定的行程，产生一脉冲;

一计数器，与所述脉冲发生器相连接，对所述脉冲进行计数以产生一电梯车厢位置的信号;

一存贮器，具有一备用电源，用于将所述计数器产生的电梯车厢位置信号储存起来;本发明特征在于，还包括一探测器，当断电事故一发生即被启动，测量断电持续时间，并藉此产生一断电持续时间信号;

一运算器，输入所述断电持续时间信号，并且将预先获知的电梯车厢每单位时间的平均下沉量乘以所述断电持续时间，从而算出断电过程中电梯车厢的下沉量;

一校正器，根据所述运算器算得的下沉量修正在断电发生前瞬间储存在存贮器中的电梯车厢位置信号，以产生一修正信置信号指明电梯车厢的当前位置，电源恢复供电时，电梯车厢即从这一位置投入正常运行。

3、如权利要求2所述的电梯车厢位置探测器，其特征在于，其中，对储存在所述存贮器中的电梯车厢位置的修正仅只在由上述探测器测得的电源断电持续时间超过第一预定值的情况下才进行。

4、如权利要求3所述的电梯车厢位置探测器，其特征在于，其中，对存储在所述存贮器中的电梯车厢位置的修正仅只在由上述测量装置测得的电源断电持续时间超过第一预定值且短于第二预定值时才进行，上述第二预定值大于第一预定值。

5、根据权利要求4所述的电梯车厢位置探测器，其特征在于，其中，当所述探测器测得的电源断电持续时间超过第二预定值时，电梯车厢行至事先确定的特定楼面。