CN101264839A - 电梯层站厅门的安全检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯层站厅门的安全检测装置及其检测方法，在各层站厅门处安装一机械开关，该机械开关在厅门完全关门状态下闭合，开门时断开。层站信号处理装置读入机械开关信号，并以串行通信方式将该信号送入电梯控制器。电梯控制器自行实时获取电梯的轿厢位置及相关信息，并根据电梯的轿厢位置及相关信息和各层厅门机械开关的状态，作出安全判定。本发明能够检测出非电梯轿厢所在层厅门被打开，和电梯轿厢虽在某层但不在该层可开门区域而该层厅门被打开的不安全事件，有效提高电梯安全性能。

Description

电梯层站厅门的安全检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种电梯的安全检测装置，特别是涉及一种检测电梯层站厅门被不安全打开的装置。本发明还涉及电梯层站厅门的安全检测方法。

背景技术

为了保护电梯运行的安全，需要对轿门以及各层站的厅门进行检测，只有当电梯的轿门和所有层站的厅门都关闭后，电梯才能起动运行，各国的电梯安全规范都对此作了严格的规定。为应对此规定，一般采用如图1所示的由机械开关组成的安全回路，对电梯的厅门和轿门进行检测。只有当所有开关闭合整个回路导通后，才视为电梯的厅门和轿门已经关闭，电梯才能起动运行。但是有些国家会有更高的安全要求。比如有的国家电梯设备标准中明确规定，电梯的安全检测装置应当能够检测出电梯的厅门被人为不安全打开，并且停止电梯运行，直到由机房来恢复电梯的运行。这就要求除轿厢当前停止层以外的其它层的厅门被打开，和轿厢位于当前停止层但不在该层可开门区域而该层厅门被打开的情况都应该被检测到。图1所示的现行装置无法满足该项要求。例如，当电梯在2楼停止，轿门开关GS断开，或厅门开关DS-2断开，或任何一个其他层的厅门开关DS-n断开，都导致整个回路的断开，电梯的安全装置只能知道有门被打开，但无法知道此次开门是正常的安全开门还是不安全的开门，尤其是电梯在停层开门状态下无法检测其它层站厅门是否被打开后又关闭。

中国发明专利申请公开说明书CN1265371A(公开日：2000年9月6日)公开了一种电梯安全检测装置(参见图2)。该装置在每个层站各增加两个干簧管GAN、GBN和一个永磁体，在电梯轿厢上安装一个永磁体，用于检测非轿厢所在层厅门打开。该装置存在的问题是：(1)生产成本较高；安装维护比较复杂。(2)受永磁体磁场范围限制，要满足某些电梯功能存在困难，如提前开门和开门再平层功能。(3)永磁铁对电梯井道内的其他电子器件以及运动中的电梯轿厢可能存在电磁干扰。(4)由于电梯的门区是很精确的，而永磁体磁场作用范围和安装位置的不确定性，对于电梯是否停在门区无法精确识别，所以该装置只能检测非轿厢所在层站厅门打开，而不能检测轿厢虽然在当前停止层但不在该层可开门区域而该层厅门被打开的情况。

中国发明专利申请公开说明书CN1475429A(公开日：2004年2月18日)公开了另一种电梯安全检测装置(参见图3)。该装置在每个层站设置两个并联的普通机械开关ADS-n、DS-n’，再将各层站的机械开关相串联，其通断分别由各层厅门及轿门控制。该装置成本相对较低，也不存在电磁干扰等问题。但是由开关组成的安全回路可能会有短时断开，因此需要对两个开关的动作位置作相应的调整，以控制正常开关门时整个安全回路可能出现的断开时间，电梯控制器也要对该断开作短时屏蔽检测，以避免对正常的开关门动作做出误判。这将增加系统控制的复杂度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电梯层站厅门的安全检测装置，能有效检测出电梯层站厅门被不安全打开，提高电梯的安全性能；为此本发明还要提供一种电梯层站厅门的安全检测方法。

为解决上述技术问题，本发明的电梯层站厅门的安全检测装置包括安装在各层站厅门处的机械开关，所述机械开关由厅门控制，在厅门完全关门状态下该机械开关闭合，厅门开门时该机械开关断开；

还包括设置在各层站的层站信号处理装置，该层站信号处理装置至少包括一个主控CPU，一个负责串行通信的串行通信控制器，与所述主控CPU连接的I/O接口；

所述的机械开关接入I/O接口中的一个输入端口；主控CPU周期性的采集I/O接口的输入信号，并将该输入信号处理成通信报文，送入串行通信控制器，该串行通信控制器将该报文以串行通信的方式发送给电梯控制器；

所述电梯控制器包括负责串行通信的ST部分和负责电梯运行控制的CC部分；电梯控制器的ST部分周期性地将收到的各类信息送入电梯控制器的CC部分；该CC部分在周期性地实时获取厅门状态信息和电梯轿厢位置及其相关的信息之后，检测判定非电梯轿厢所在位置的层站厅门是否被打开，及电梯轿厢在某层但不在该层可开门区域而该层厅门被打开的情况。

本发明的电梯层站厅门的安全检测方法包括如下步骤，首先，电梯控制器检测电梯是否已经因为检测出层站厅门被不安全打开而停机；如果已经停止则保持现有状态跳出检测流程；如果没有处于停机状态，则检测是否有厅门被打开；如果没有厅门被打开，则跳出检测流程；如果有厅门被打开，则检测电梯是否在不可开门区域，如果电梯在不可开门区域，而厅门又被打开，则电梯控制器的CC部分将触发动作停止电梯运行；如果电梯停在可开门区域，则通过比对轿厢层楼位置和厅门打开状态，即把反映轿厢层楼位置和反映厅门状态的比特信息进行“位或”操作；如果得到的结果比特流所有位都为1，则认为是正常，否则就存在非电梯轿厢所在位置的层站厅门被打开的情况，所述的CC部分将触发动作停止电梯运行。

本发明的有益效果是：保证除了电梯正常平层开门外，所有不安全的厅门打开都能被检测出，包括非电梯轿厢所在层站的厅门被打开，和电梯位于某层但不在该层可开门区域而被人为打开厅门，提高了电梯的安全性能。在电梯因不安全开门而停机时，电梯控制器可以立即记录下各厅门的开关门信息，以备排查问题时使用。另外，由于本发明只在各层站厅门处增加一副普通机械触点，其他所需的信号都可利用电梯自身已有的设备和技术得到，这样不会带来额外的干扰和兼容性问题，可靠性高而成本却较低。对于类似提前开门和开门再平层等功能无须作任何修改即可实现。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有的一种电梯安全检测装置原理图；

图2是现有的另一种电梯安全检测装置原理图；

图3是现有的再一种电梯安全检测装置原理图；

图4是本发明中的各层层站信号处理装置根据接收到的机械开关信号作出的串行通信报文；

图5是本发明中的电梯控制器ST侧根据接收的各层层站信号处理装置发来的报文而作出的各厅门状态比特流；

图6是本发明的电梯层站厅门的安全检测装置原理图；

图7是本发明的电梯层站厅门的安全检测方法流程图；

图8是电梯原有的层站召唤装置的结构图；

图9是本发明的电梯层站信号处理装置的一般结构示意图；

图10是本发明中的电梯控制器CC侧获得的电梯轿厢位置信息和电梯的可开门区域与不可开门区域示意图；

图11是本发明中的层站厅门控制机械开关断开和闭合的简化示意图。

具体实施方式

如图6所示，本发明的电梯层站厅门的安全检测装置包括安装在各层站厅门处的机械开关DS-N，所述机械开关DS-N由厅门控制，在厅门完全关门状态下撞块10压合机械开关DS-N使开关闭合，厅门开门时撞块10脱离机械开关DS-N，机械开关DS-N的触头因弹簧伸展而使开关断开。图11表示了这种简单机构的工作原理。图11(a)表示在厅门完全关门状态下撞块10压合机械开关DS-N使开关闭合；图11(b)表示厅门开门时撞块10脱离机械开关DS-N使开关断开。

本发明还包括设置在各层站的层站信号处理装置HS-N，该层站信号处理装置HS-N可以采用电梯原有的层站召唤装置。图8表示了电梯原有的层站召唤装置的结构。该装置有一个主控CPU(图中为HS-CPU)，一个负责串行通信的串行通信控制器，I/O接口用于接收外围触点信号和向外输出信号，另外还有一个点阵显示器用于显示电梯当前层楼和电梯运行方向。其中I/O接口包括多个输入接口，可以接收包括层站召唤按钮在内的多个触点信号。所述的机械开关DS-N可以接入其中的一个输入端口。主控CPU(HS-CPU)周期性的采集I/O接口的输入信号，并将该输入信号处理成图4(a)所示的通信报文，再周期性的送入串行通信控制器，最后由串行通信控制器周期性的负责将该报文以串行通信的方式发送给电梯控制器。如果层站信号处理装置不采用电梯原有的层站召唤装置，那么可以采用图9所示的结构，与图8相比省去了点阵显示器，其工作原理完全相同。

层站信号处理装置中由主控CPU作成的通信报文格式如图4所示。其中图4(a)是厅门状态的串行通信报文，报头表示层站信号处理装置的楼层位置，后面紧跟的是厅门状态信息。当厅门打开时，机械开关DS-N断开，主控CPU接收到输入端口的电压变低后，将该状态标记为“00H”；当厅门完全关闭时，机械开关DS-N闭合，主控CPU接收到输入端口的电压变高为+5V，则将该状态用“FFH”表示。图4(b)表示的是2楼层站信号处理装置作成的2楼厅门被打开时的串行通信报文。图4(c)表示的是3楼层站信号处理装置作成的3楼厅门完全关闭时的串行通信报文。

所述电梯控制器包括负责串行通信的ST部分和负责电梯运行控制的CC部分。所述层站信号处理装置HS-N通过其串行通信控制器周期性地与电梯控制器的ST部分进行通信。电梯控制器的ST部分周期性地将收到的各类信息送入电梯控制器的CC部分，其中也包括了从层站信号处理装置HS-N发来的关于安装在厅门处的机械开关DS-N的状态信息。图5(a)～图5(c)是本发明中电梯控制器的ST部分，根据收到的各层站信号处理装置的厅门报文信息，作出并要送给电梯控制器的CC部分的各层厅门状态的比特流。其中，每个楼层的厅门状态用一个比特表示，“1”表示该层厅门完全关闭，“0”表示该层厅门打开。比如先假设各层的厅门都关闭着，ST部分作出了如图5(a)的比特流，所有的比特位都为1。当2楼的厅门被打开，则ST部分收到从2楼层站信号处理装置HS-2发来的如图4(b)所示的信息，然后ST部分将原来的比特流的2楼位置由1变为0，即图5(a)的比特流变为了图5(b)的比特流。如果这时3楼的厅门也打开了，就会得到图5(c)的比特流。所以，图5(a)表示了各层站厅门都完全关闭的情况，图5(b)表示只有2楼厅门被打开的情况，图5(c)表示2楼和3楼厅门都被打开的情况。最后，ST部分将作出的比特流发送给电梯控制器的CC部分。

电梯控制器的CC部分是负责电梯主控制的最主要的部分。在所有的电梯系统中，电梯控制器必须时刻知道电梯轿厢所在位置，否则电梯就无法运行；同时，电梯控制器也必须实时知道电梯是否停止在平层位置，即电梯是否停止在可开门区域，否则电梯就无法安全的开关门。所以，所有的电梯系统都为此作了相应的设计以实时地获取这些信息。也就是说，电梯轿厢位置及其相关的信息(这些信息包括轿厢所在楼层，轿厢是否位于可开门区域等等)都是电梯原有系统能够得到也是必须得到的关键信息。本发明直接使用了这些重要信息，而不再增加额外检测手段。在具体实施如何获取这些信息时，各种电梯采用了不同的方法；关于电梯系统如何获取这些信息不是本发明的讨论范畴，本发明只使用其最终检测的结果，即电梯控制器的CC部分能实时获取电梯轿厢位置及其相关的信息。图10表示了电梯控制器的CC部分得到的这些信息。其中图10(a)表示的是电梯轿厢在2层楼的比特流信息，当电梯轿厢在某个楼层时，该楼层所对应的位为1，其他位为0；在任何情况下整个数据比特流中，有且只有一个位为1。因为电梯轿厢必须有一个位置，而且只能在某一个位置。图10(b)表示的是一种现行的识别电梯轿厢是否位于可开门区域的方法。隔磁板DZ1和DZ2装在电梯井道内，用于识别可开门区域，每个楼层都安装一套，当电梯轿厢经过或到达各层的隔磁板DZ1和DZ2时，电梯控制器均能感知到该层的隔磁板DZ1和DZ2。其中，区域2是隔磁板DZ1和DZ2的重叠区域，这是正常开关门的区域；区域1和3是在隔磁板DZ1和DZ2范围内，但隔磁板DZ1和DZ2不重叠的区域，这是在紧急情况下的可开门区域；区域4和5是隔磁板DZ1和DZ2之外的区域，这是不可开门的区域。因此当电梯控制器检测到电梯轿厢处于隔磁板DZ1或DZ2的范围内，即区域1、2或3时，将认为电梯轿厢处于可开门区域，而当电梯控制器检测到电梯轿厢处于隔磁板DZ1或DZ2的范围外，即区域4或5时，就认为电梯轿厢处于不可开门区域。

所述电梯控制器的CC部分在周期性地实时获取了厅门状态信息和电梯轿厢位置及其相关的信息之后，就能做出安全判定。检测判定的内容有两项：(1)非电梯轿厢所在位置的层站厅门被打开；(2)电梯轿厢在某层但不在该层可开门区域而该层厅门被打开的情况。具体判定的方法如图7所示。首先，电梯控制器检测电梯是否已经因为检测出层站厅门被不安全打开而停机。如果已经停止则保持现有(停止)状态跳出检测流程。如果没有处于停机状态，则检测是否有厅门被打开，即检测图5所示的比特流的变化情况。如果没有厅门被打开，即厅门状态比特流保持在图5(a)的状态而没有变化，则没有继续检测的必要并跳出检测流程。如果有厅门被打开，即比特流不再是图5(a)的状态，则检测电梯是否在可开门区域，即观察电梯是否处于图10(b)所示的区域1-3之中。如果电梯在不可开门区域，即电梯处于图10(b)所示的区域4或5之中，而厅门又被打开(厅门状态比特流未能保持图5(a)的状态)，则CC部分将触发动作停止电梯运行。如果电梯停在可开门区域，即电梯处于图10(b)所示的区域1-3之中，则通过比对轿厢层楼位置和厅门打开情况，即把反映轿厢层楼位置的图10(a)和反映厅门状态的图5的比特信息进行“位或”操作；如果得到的结果比特流所有位都为1(如图5(a))，则认为是正常，否则就存在非电梯轿厢所在位置的层站厅门被打开的情况，CC部分将触发动作停止电梯运行。比如CC部分得到了图10(a)的比特信息和图5(b)的比特信息，将两者取“位或”操作，得到的结果是和图5(a)一样的所有比特都为1的比特流，则认为是轿厢所在层楼的厅门被打开，即2楼的厅门被打开而电梯又在2楼，则结束本次检测过程。又比如CC部分得到了图10(a)的比特信息和图5(c)的比特信息，取“位或”操作，得到的结果显示3楼的比特为0，则表明3楼的厅门被不安全的打开了，从而CC部分应当触发动作停止电梯运行。另外，在触发电梯停机操作的同时，电梯控制器的CC部分可以记录下当时所有被打开厅门的信息，如图5(c)所示，以备排查问题时使用。

下面结合一实施例进行具体说明。

在本实施例中，假设使用电梯原有的层站召唤装置，同时电梯轿厢位置为2楼的可开门区域，电梯控制器实时地获知了这些情况，并得到如图10的信息。如果2楼的厅门被打开，那么机械开关DS-2将断开，层站召唤装置HS-2会立即测得这一变化，并作出图4(b)的报文，通过其串行通信控制器将2楼厅门被打开的信息送入电梯控制器的ST部分。ST部分则会作出图5(b)的比特流信息，并将该比特流送入电梯控制器的CC部分，由此电梯控制器的CC部分又获取了各层站厅门的状态信息。所述的CC部分通过比对图10(a)和图5(b)的信息(即“位或”操作)，得到了所有比特均为1的结果，并由此认为这次开门是在电梯轿厢本层站门区内的安全开门。如果2楼和3楼的厅门同时被打开，电梯控制器的ST部分会作出如图5(c)比特流信息并送入电梯控制器的CC部分；所述的CC部分通过比对，就能得到并非所有比特均为1的结果，即3楼的比特为0，这时电梯控制器的CC部分认为这样的开门是不安全的并立即停止电梯运行。当然，如果只有3楼的厅门被打开，CC部分最终也能得到3楼的比特为0的结果，这时CC部分仍认为这样的开门是不安全的并立即停止电梯运行。

如果电梯轿厢位置位于2楼但不在可开门区域。此时，所有的层站厅门都应当关闭，即只有图5(a)的情况才是安全的，任何一个层楼的厅门被打开都将被视为是不安全的。如果CC部分得到的层站厅门状态比特流信息不是图5(a)的情况，那么电梯控制器会立即阻止电梯运行。当电梯控制器检测出电梯已经因为层站厅门被不安全打开而停止，则将继续保持电梯的停止状态，直至工作人员复位电梯。另外，在停机的同时，类似于图5(c)比特流信息可以被电梯控制器的CC部分记录下来，以备排查问题时使用。

综上所述，本发明具有成本低廉、易于实现和改造、检测内容充分、检测效果好、可靠性高以及对原有电梯系统没有不利影响等特点，适用于各种使用串行通信系统的升降客货电梯。

Claims (3)

1. 一种电梯层站厅门的安全检测装置，包括安装在各层站厅门处的机械开关，所述机械开关由厅门控制，在厅门完全关门状态下该机械开关闭合，厅门开门时该机械开关断开；

还包括设置在各层站的层站信号处理装置，该层站信号处理装置至少包括一个主控CPU，一个负责串行通信的串行通信控制器，与所述主控CPU连接的I/O接口，其特征在于：

所述的机械开关接入所述的I/O接口中的一个输入端口；主控CPU周期性的采集I/O接口的输入信号，并将该输入信号处理成通信报文，送入串行通信控制器，该串行通信控制器将该报文以串行通信的方式发送给电梯控制器；

所述电梯控制器包括负责串行通信的ST部分和负责电梯运行控制的CC部分；电梯控制器的ST部分周期性地将收到的各类信息送入电梯控制器的CC部分；该CC部分在周期性地实时获取厅门状态信息和电梯轿厢位置及其相关的信息之后，检测判定非电梯轿厢所在位置的层站厅门是否被打开，及电梯轿厢在某层但不在该层可开门区域而该层厅门被打开的情况。

2. 一种电梯层站厅门的安全检测方法，其特征在于：首先，电梯控制器检测电梯是否已经因为检测出层站厅门被不安全打开而停机；如果已经停止则保持现有状态跳出检测流程；如果没有处于停机状态，则检测是否有厅门被打开；如果没有厅门被打开，则跳出检测流程；如果有厅门被打开，则检测电梯是否在不可开门区域，如果电梯在不可开门区域，而厅门又被打开，则电梯控制器的CC部分将使电梯停止运行；如果电梯停在可开门区域，则比对轿厢层楼位置和厅门打开状态，即把反映轿厢层楼位置和反映厅门状态的比特信息进行“位或”操作；如果得到的结果比特流所有位都为1，则正常，否则就存在非电梯轿厢所在位置的层站厅门被打开的情况，所述的CC部分将电梯停止运行。

3. 如权利要求2所述的电梯层站厅门的安全检测方法，其特征在于：在触发电梯停机操作的同时，电梯控制器的CC部分记录下当时所有被打开厅门的信息。

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