CN101146730A - 电梯系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监视电梯的安全电路的运行的方法和系统，所述安全电路包括与接触器和静态电路串联的安全开关。在所述方法中，测量流进所述安全电路的电流，并基于所测量的电流来确定该安全电路的状态。优选的是，不用电连接到所述安全电路即可执行对所述安全电路电流的测量。基于所测量的电流的幅度来确定所述安全电路的状态，从所测量的电路中能够推断出在电流测量期间所述安全开关的位置。

Description

电梯系统

技术领域

本发明涉及电梯系统。具体地，本发明涉及一种用于监视电梯系统中的安全电路的运行的方法和系统。

背景技术

对于电梯系统的运行来说，最重要的是系统应当正确地、尤其要安全地工作。

因此，电梯系统采用大量不同的安全设备。其中之一叫做所谓的安全电路。该安全电路是电梯的电气安全系统的最重要的部分。该安全电路在电梯轴上从一台安全设备延伸到另一台安全设备。所述电路通常包括串联成链的安全设备接触器(contact)和开关。如果任一安全设备中断了安全电路，则电梯停止或不动。所述安全电路监视诸如车厢门、起落(landing)门、锁等。例如，如果电梯车厢门是打开的，则安全电路也是断开的，并且电梯在任何情况下都不应当开始移动。

必须对使用中的电梯进行维护，并且必须按照规程(statutorily)检查它的状况，以保证其安全运行。为了检查电梯的状况，其经受运行测试，换句话说，测试安全和警报设备的运行，并执行检查以确保在关闭车厢和起落门之前电梯不会移动，以及确保在电梯到达楼层之前所述门不会打开。在该状况监视检查中，能够使用各种状况监视设备，包括能够利用关于流进安全电路的电流的信息的分析器。

这样，能够通过观察安全电路的运行而得到关于电梯状况的推断。基于流进安全电路的不同部分的电流强度，能够在每一时刻推断出包括在安全电路内的开关中的哪一个开关是关闭的，以及推断该电梯是否按照施加于其上的规则而运行。

但是，从所述安全电路的中间支路(tap)测量电流是有问题的，因为对于接触该安全电路的权限存在规章(regulatory)限制。必须总是将关于安全电路的变化提交给授权机制(authority)以得到批准，这就是测量安全电路的电流本质上很困难的原因。此外，可能很难从安全电路的不同点测量电流，因为相对于测量技术来说，安全电路的不同部分的开关彼此相隔相当大的距离位于电梯轴上。

发明内容

发明目的

本发明的目的是公开一种用于监视电梯系统的安全电路的运行的方法和系统。

发明简述

本发明的方法的特征在于如权利要求1的特征部分中所公开的特征。本发明的系统的特征在于如权利要求8的特征部分中所公开的特征。本发明的其它实施例的特征在于如其它权利要求中所公开的特征。在本申请的说明书部分和附图中也介绍了发明实施例。除了在下面权利要求书中所限定的之外，也可以用其它方式来限定在本申请中所公开的发明内容。本发明内容也可以包括几个独立的发明，特别是如果按照明示或暗示的子任务或者关于本发明所获得的优点或优点的集合而考虑本发明时。在这种情况下，从独立的发明构思的观点来看，包含在下述权利要求中的一些属性可能是多余的。在本发明的基本构思的框架内，可以结合其它实施例来应用本发明的不同实施例的特征。

本发明涉及一种用于监视安全电路的运行的方法，在所述方法中，测量流进安全电路的电流强度，并基于所测量的电流来确定该安全电路的状态。

在本发明的实施例中，利用与安全电路电分离的霍耳(Hall)电流传感器来测量流进安全电路的电流强度。霍耳电流传感器测量由流进安全电路的电流所产生的磁场，因而根本不需要接触该安全电路本身以获得可靠的测量结果。这消除了对安全电路进行任何电连接或进行其它困难的改变的需要。能够不用中断该安全电路的接线而将霍耳传感器连接到该安全电路。

根据流进安全电路的电流强度，利用简单的电路图就能够推断出安全开关的位置和安全电路的状态。可以通过单点测量来实现该电流测量。测量点优选地位于电梯车厢的顶部，在大多数情况下，其余的状况监视设备也位于此处。这使得不必要在电梯车厢和机房之间提供线缆。

在本发明的一个实施例中，基于所测量的电流自动确定每个时刻安全电路的状态。在状态的自动确定中，在确定之前处理所测量的电流信号。通过滤波、整流或解调对该电流信号进行预处理。在预处理后，通过将电流信号的图形标尺(scale)转变为对数形式来执行采样的减少。对于安全电路的状态自动分类来说，利用例如遗传(genetic)算法，于是确定了每一时刻安全电路的状态。

在本发明的第二实施例中，确定所测量的安全电路电流的幅度谱。通过该幅度谱，能够手动确定安全电路的电流幅度的极限值，该极限值是该安全电路的每一状态的特征。

本发明也涉及一种用于监视电梯的安全电路的运行的系统，所述安全电路包括与接触器和静态电路串联的安全开关。该系统还包括用于测量流进安全电路的电流的测量装置。该系统还包括用于基于所测量的电流来确定该安全电路的状态的装置。

本发明的一个目的是以不需要对安全电路进行任何改变和任何种类的电连接的方式来测量安全电路的状态。因而，没有任何另外的负载加在该安全电路上。本发明的另一个目的是确定安全电路的状态，其中已使用了用于估计电梯的状况并形成电梯的状况监视设备的重要部分的分析器。这样，能够促进对电梯的状况的监视并保证电梯的安全运行。

与现有技术的解决方案相比，本发明具有多个优点。本发明使得可以确定安全电路的状态和每个安全开关的位置。基于安全电路的不同状态，当电梯在楼层间移动时，能够推断出电梯是否依照施加于其上的要求而工作。本发明也提供了关于安全电路是否依照设置于其中的要求而运行的可靠信息。

通过运用在本发明中公开的过程，能够通过监视安全电路的状态来保证电梯的足够的安全级别，而无需对灵敏的安全电路进行任何电连接或其它改变。也能够容易地将本发明的、用于监视安全电路的状态的系统安装在已在用的电梯上作为改进。

附图说明

下面将参考实施例详细描述本发明，其中：

图1示出了电梯安全电路，其中显示了流进该安全电路的电流和该安全电路的安全开关；

图2示出了在电梯在楼层间的三次往返期间，流进安全电路的50Hz的电流；

图3示出了安全电路的电流的幅度谱；

图4示出了所测量的安全电路电流和与之对应的作为时间的函数的安全电路状态；

图5a-5k示出了在安全电路状态的自动确定中的信号处理的不同阶段；以及

图6示出了所测量的电流和与之对应的作为时间的函数的安全电路的状态。

具体实施方式

下面将参照图1-4详细描述本发明。图1示出了根据本发明的具有在电路的不同点指示的安全电路电流为i₁、i₂、i₃和i₄的安全电路。

在图1所示的安全电路中，SC10表示安全电路的静态电路。开关CD12表示车厢门开关，且开关N^*LD12表示起落门开关。层数是N，其取决于电梯包含多少楼层。开关MC14与主接触器对应。

在点p处的总电流i_p如下：

$i_p=\mathrm{SC}\·i_1+\mathrm{CD}\·i_2+i_3\·\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Π}}}L{D}_k+\mathrm{MC}\·i_4,$ 其中开关SC、CD、LD和MC的值是0或1。

根据总电流的幅度，可以明确推断出安全电路在每一时刻的状态。下表1定义了安全电路可能的状态：

表1

p点处的安全电路电流	开关状态	安全电路的工作状态
			i＝0	SC＝0	静态电路开路
1＝11	SC＝1	静态电路闭合
			i＝i1+i2	SC＝1，CD＝1	车厢门关闭
i＝i1+i3	SC＝1，LD＝1	起落门关闭
			i＝i1+i2+i3	SC＝1，CD＝1，LD＝1	车厢门和起落门关闭
i＝i1+i2+i3+i4	SC＝1，CD＝1，LD＝1，MC＝l	主接触器闭合

因而，安全电路可以是六种不同的状态之一，可以基于流经p点处的电流幅度将其彼此区分开来。但是，通常在安全电路中的中间支路的电流i₁、i₂和i₃是相等的，即，i₁＝i₂＝i₃。在这种情况下，车厢门和起落门彼此不能区分开来，因而安全电路的可能的状态组合数为五。

在p点处，某一安全电路的导线被缠绕在例如电流传感器16上。该传感器16测量由流进绕于其上的安全电路导线的电流所产生的磁场。这样，在任何情况下，安全电路电流的测量都没有对该电气安全电路增加负载，换句话说，没有从安全电路带走任何能量。

在图2中，将由电梯系统中p点处的电流传感器测量的电流表示为时间的函数。图2显示的包络线与50Hz的安全电路电流对应，而连续的线与该电流的绝对值对应。该电梯执行三次往返以及门的一次重开。在时刻1-12s，静态电路已是开路，流进安全电路的电流是0A。在时刻t＝12s，静态电路开关SC闭合(SC＝1)，但是起落门和车厢门是打开的。在时刻t＝29s，门关闭，电梯开始向期望的楼层移动。在时刻t＝41s，电梯停在某楼层，而在时刻t＝61s，其又开始移动，直到在时刻t＝70s又停止。在时刻t＝83s，门重新打开，车厢门和起落门保持打开很短时间。在间隔t＝99-102s内，电梯又开始移动。在时刻t＝120s，静态电路开路，于是安全电路电流又变为0。

图3示出了流进安全电路的电流的绝对值的幅度谱。该幅度谱呈现出五个不同的簇(cluster)，根据这些簇，能够为安全电路的不同状态设置极限值。在这种情况下，因为车厢门和起落门支路点处的电流是相等的，不能彼此区分开来，所以仅有五个安全电路状态。从该图中能够看出如下对于不同的安全电路状态的幅度极限：0.01A、0.03A、0.05A和0.5A。下表2示出了如何根据电流幅度极限来对状态进行分类。

表2

安全电路的状态	安全电路的功能状态	流进安全电路的电流的幅度
			0	静态电路开路	i<0.01A
1	静态电路闭合	0.0 1A<i<0.03A
			2	车厢门或起落门关闭	0.03A<i<0.05A
3	车厢门和起落门关闭	0.05A<i<0.5A
			4	主接触器闭合	i>0.5A

可以自动进行对于安全电路电流的幅度谱中的簇的搜索和对安全电路状态的极限值的确定，从而与状况监视设备的鉴定操作(commissioningoperation)协同执行。在这种方法中，不需要电流幅度的精确的绝对值，而簇之间的距离是决定性的。簇的峰值和它们之间的距离决定了每种安全电路状态的极限值特征。

图4形象地示出了在图3中所示的安全电路电流和与之对应的安全电路状态之间的关系。实线所示的图是安全电路电流的绝对值，而虚线所示的图表示由表2中的参数所分类的安全电路状态。

图5a-5k表示簇的自动搜索和安全电路状态的极限值确定的不同阶段。5a中的图表示由电流传感器在p点处测量的电压，其中在确定状态前对电压进行预处理。将电压换算成实际电流的形式，在图5b中被表示为时间的函数。此后，使用例如50Hz的带通滤波器将该电流信号滤波，以去除噪声(图5c)，并进行整流，换句话说，取电流的绝对值(图5d)。图5e中的图表示由安全电路状态调制的原始电流信号，而其包络线表示经滤波的电流信号。在图5f中，电流信号被转变为对数标尺，其中x轴表示电流，y轴表示采样数，即指示每一电流值获得多少采样。

但是，既然不需要所有的状态在电流标尺上都可见，则将电流标尺自身转变为对数形式(图5g)。这能够减少在x轴上的采样数，如图5g中的柱状图所示。计算出图5b中的信号的包络线的平均值，当确定状态时，丢掉在平均值以下的采样(图5h)。给执行信号处理的系统提供关于现有状态数量的输入信息(如四个状态)，基于此，该系统限定四个交替的状态(图5i)。通过使用遗传算法可以完成采样的成簇，于是通过将信号再转变为在电流标尺上的采样数而修改该信号(图5j)。然后，通过使用数学方法将两个先前簇之间的差加到当前(latest)簇上，从而已在图5k中的图上添加了丢失的簇。

图6示出了自动获得的安全电路状态和所测量的电流信号。当在电梯的维护模式工作的过程时，即，例如门已打开或关闭的次数是已知的，通过观察安全电路的状态，能够推断出电梯是否以预期方式工作。

本发明不受限于上述实施例；而是，在由权利要求书所限定的发明构思的范围内可以做出许多变化。

Claims (13)

1.一种监视电梯的安全电路的运行的方法，所述安全电路包括与接触器和静态电路串联的安全开关，

其特征在于，所述方法包括步骤：

测量流进该安全电路的电流；以及

基于所测量的电流确定该安全电路的状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

利用用于测量磁场强度的电流传感器来测量所述流进该安全电路的电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述电流传感器连接到该安全电路而不用中断该安全电路的接线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：自动确定该安全电路的状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：该安全电路的状态的自动确定包括步骤：

预处理所述电流信号；

执行采样的减少；以及

对所述状态进行分类。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：手动确定该安全电路的状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：该安全电路的状态的手动确定包括步骤：

确定所测量的电流的幅度谱；以及

根据所述幅度谱来确定作为每一状态的特征的该安全电路电流的幅度的极限值。

8.一种用于监视电梯的安全电路的运行的系统，所述安全电路包括与接触器(14)和静态电路(10)串联的安全开关(12)：

其特征在于，所述系统还包括：

用于测量该安全电路的电流的测量装置(16)；以及

用于基于所测量的电流来确定该安全电路的状态的装置(18)。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：所述用于测量该安全电路的电流的装置(16)包括用于测量磁场强度的电流传感器。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述电流传感器连接到该安全电路而不用中断该安全电路的接线。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于该系统还包括：

用于预处理该电流信号、减少采样并对状态进行分类的装置(1 8)。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于该系统还包括：

用于确定所测量的电流的幅度谱的装置(18)。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于该系统还包括：

用于根据所述幅度谱来确定每一状态的极限值特征的装置(18)，所述极限值是该安全电路的电流的幅度。

Images