CN101554967B - 无接口电梯远程监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无接口电梯的远程监控系统，包括有电梯运行脉冲采集电路、轿厢载重量信号采集电路、呼梯控制信号采集电路、前端机、远程监控中心。本发明公开的无接口电梯的远程监控系统，可以对不同型号的电梯进行远程监控，解决不同型号电梯的监控器和控制器互不兼容的问题，给人们使用电梯带来方便，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。此外，本发明的前端机所采集的电梯状态信号，由于不直接取自电梯控制器，从而不影响原有电梯正常运行，保证原有电梯运行的可靠性。

Description

无接口电梯远程监控系统

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，特别是涉及一种无接口电梯的远程监控系统。

背景技术

电梯远程监控是对建筑中所安装的电梯现场信号进行实时采集、传送与监控。通过电梯的远程监控，可变被动的故障维修为主动的维护保养。当电梯出现故障时，一方面及时通知维修人员并进行分析判断，协助维修人员尽快排除故障，减少停机时间；另一方面还可以采取应急操作，及时安抚被困乘客，从而提高服务水平和质量，提高产品和服务的竞争力。

随着高层建筑的增多和建筑设计档次的提高，人们对电梯的安全可靠性及多功能性提出了越来越高的要求。电梯远程监控已成为电梯行业研究的热点问题之一，是电梯行业继可编程控制器PLC控制系统与变压变频VVVF调速系统之后的又一大技术进步，得到了国内外相关专家和人士的重视。

旧式电梯和小规模电梯厂家生产的电梯，其控制器基本无监控接口。但是，目前具有较大规模的电梯公司如日本的三菱、日立、东芝、富士达，美国的奥的斯，瑞士的迅达，芬兰的通力，德国的蒂森等，均具有结合自己产品的电梯远程监控技术，以本公司产品为对象，按照预定接口和通信方式对电梯运行状态进行监控，大致的做法是在控制柜中添加一块数据采集及通信卡，通过专门的接口接收电梯控制器发出的运行故障信号。

鉴于电梯监控器大多是电梯厂家根据其自身的电梯控制器产品而各自开发的，在这种情况下，由于不同公司的电梯控制器的信息代码标准不同，硬件接口也不统一，来自不同厂家的电梯监控器通常无法直接从其他厂家的电梯控制器取得接口信号，造成不同公司的电梯产品互不兼容。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种无接口电梯的远程监控系统，该系统可以对不同型号的电梯进行远程监控，解决不同型号电梯的监控器和控制器互不兼容的问题，给人们使用电梯带来方便，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种无接口电梯的远程监控系统，包括：

电梯运行脉冲采集电路，用于采集并输出电梯曳引机旋转编码器所输出的脉冲给前端机；

轿厢载重量信号采集电路，用于采集并输出轿厢载重量信号给前端机；

呼梯控制信号采集电路，用于检测电梯控制器的每个输入端子上是否电流通过，当某个输入端子上有电流通过时，输出该输入端子对应的呼梯控制信号给前端机；

前端机，用于接收轿厢载重量信号和呼梯控制信号，并比较所接收的电梯曳引机旋转编码器所输出的前后时刻脉冲数，判断获得电梯运行状态信号，以及预先存储电梯运行到各楼层的井道位置时计数器计算的脉冲数，将其与实时计算获得的脉冲数进行比较，判断获得电梯的井道位置信号，并将这些信号传输给远程监控中心；

远程监控中心，用于实时对所接收到的电梯运行状态信号、井道位置信号、轿厢载重量信号和呼梯控制信号进行监控。

优选地，还包括通信模块，用于通过通用分组无线业务GPRS网络或者因特网将前端机所获得的电梯运行状态信号、井道位置信号、轿厢载重量信号、呼梯控制信号传送到远程监控中心。

优选地，所述电梯运行脉冲采集电路中包括有旋转编码器，其与电梯曳引机的旋转轴同轴，用于采集电梯曳引机旋转所输出的A路和B路两路脉冲，并输出给前端机。

优选地，所述电梯运行脉冲采集电路还包括有脉冲计数防抖电路，用于纠正旋转编码器所采集的错误脉冲。

优选地，所述轿厢载重量信号采集电路包括有：

电梯轿厢载重量传感器，用于采集轿厢载重量信号；

高阻抗信号采样电路，用于对电梯轿厢载重量传感器所采集的轿厢载重量信号进行采样，并将采样后的轿厢载重量信号传送给模数A/D转换电路；

模数A/D转换电路，用于将采样后的轿厢载重量信号进行模数转换，然后输出给前端机。

优选地，所述呼梯控制信号采集电路包括有：

开关量电流传感器，用于检测电梯控制器的每个输入端子上是否电流通过，当某个输入端子上有电流通过时，获取对应的呼梯控制信号；

信号采样电路，用于对开关量电流传感器所输出的呼梯控制信号进行采样，输出采样后的呼梯控制信号给前端机；

电压调理电路，用于将信号采样电路的输出电压转换为前端机允许的输入电压。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供的一种无接口电梯的远程监控系统，该系统可以对不同型号的电梯进行远程监控，解决不同型号电梯的监控器和控制器互不兼容的问题，给人们使用电梯带来方便，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。

此外，本发明的前端机所采集的电梯状态信号，由于不直接取自电梯控制器，从而不影响原有电梯正常运行，保证原有电梯运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的一种无接口电梯的远程监控系统的结构方框图；

图2为本发明提供的一种无接口电梯的远程监控系统的一个具体实施例的结构方框图；

图3为本发明提供的一种无接口电梯的远程监控系统中前端机的信号采集原理示意图；

图4为本发明提供的一种无接口电梯的远程监控系统中脉冲计数防抖电路的电路示意图；

图5为本发明提供的一种无接口电梯的远程监控系统的信号传输原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明提供的一种无接口电梯的远程监控系统的结构方框图；

参见图1，本发明提供了一种无接口电梯的远程监控系统，该系统包括有：

电梯运行脉冲采集电路101，用于采集并输出电梯曳引机旋转编码器所输出的脉冲给前端机104；

轿厢载重量信号采集电路102，用于采集并输出轿厢载重量信号给前端机104；

呼梯控制信号采集电路103，用于检测电梯控制器的每个输入端子上是否电流通过，当某个输入端子上有电流通过时，输出该输入端子对应的呼梯控制信号给前端机104；

前端机104，与电梯运行脉冲采集电路101、轿厢载重量信号采集电路102、呼梯控制信号采集电路103相连接，用于接收轿厢载重量信号和呼梯控制信号，并比较所接收的电梯曳引机旋转编码器所输出的前后时刻脉冲数，判断获得电梯运行状态信号，以及预先存储电梯运行到各楼层的平层点、换速点和限位点等井道位置时计数器计算的脉冲数，将其与实时计算获得的脉冲数进行比较，判断获得电梯的井道位置信号，并将这些信号传输给远程监控中心105；

远程监控中心105，与前端机104相连接，用于实时对所接收到的电梯运行状态信号、井道位置信号、轿厢载重量信号和呼梯控制信号进行监控。

参见图2，为了便于将前端机所获得的电梯运行状态信号、井道位置信号、轿厢载重量信号、呼梯控制信号传送到远程监控中心，本发明还包括有：通信模块106，其分别与前端机104、远程监控中心105相连接，用于通过通用分组无线业务GPRS网络或者因特网(Internet网络)将前端机104所获得的电梯运行状态信号、井道位置信号、轿厢载重量信号、呼梯控制信号传送到远程监控中心105。

参见图3，在本发明中，电梯运行脉冲采集电路101中包括有：

旋转编码器1011，其与电梯曳引机的旋转轴同轴，用于采集与电机转速及位移成正比的电梯曳引机旋转所输出的A路和B路两路脉冲，并输出给前端机104；

需要说明的是，A路和B路这两路脉冲是由于曳引机旋转，由其自带的旋转编码器所输出的。本发明的电梯曳引机的旋转编码器1011与电梯曳引机的旋转轴同轴，该旋转编码器1011输出与电机转速及位移成正比的A和B两路脉冲。当电梯停止工作时，若电梯无锁定或锁定不严，则电梯的旋转轴易受外力(如风力影响)而自由晃动，引起该旋转编码器1011的输出波形抖动，从而造成误计数。而A、B两路脉冲是进行电梯运行状态信号和井道位置信号判断的主要参数，为此，本发明的电梯运行脉冲采集电路101中还设置有脉冲计数防抖电路1012，该脉冲计数防抖电路1012位于旋转编码器1011与前端机104之间，用于纠正旋转编码器1011所采集的错误脉冲，即用来纠正脉冲误计数，提高脉冲计数的精度，最终以脉冲计数防抖电路1012的脉冲输出作为前端机W77E58的输入。

参见图4，本发明设计的脉冲计数防抖电路1012如图所示，该电路分为四个部分：译码电路U4A；互锁电路U5A、U5B；正转计数链J1、J3、J5和反转计数链J2、J4、J6。当旋转编码器正向旋转时，译码器输出的状态顺序为d、a、b、c、d、a、b、c......。当B＝0、A＝0时，进入d状态，与门U5A的Pin2＝a＝0，于是U5A的输出Pin3＝0，D触发器J1的R＝d＝1、S＝0，因此J被清0。与门U5B的Pin5＝c＝0，于是U5B的输出Pin4＝0。D触发器J2的R＝d＝1、S＝0，因此J2也被清0。这时J1、J2的Q端都为1，与门U5的Pin1＝Pin6＝1，U5A和U5B都处于等待开门状态。当进入状态a时，Q1＝a＝1。U5A的Pin2＝a＝1。由于c＝0，所以J2的Q端仍为1，U5A的Pin1＝1，U5A的输出Pin3＝1。J1的R＝d＝0，S＝1，因此J1被置1。J1的Q＝1，Q＝0。因J1的Q＝1，正转标志送到了J3的D端。同时J1的Q端关闭了U5B。在下一个d出现之前，所有的c脉冲都不会改变J2的状态。这就是说J1、J3、J5组成的正转计数链被打开，J2、J4、J6组成的反转计数链被阻断。U5A、U5B、J1、J2完成互锁的功能。在进入状态a时，J3和J5被清0。在进入状态c前，J3处于待触发状态。J3的CLK＝c。当c脉冲上升沿过后，D＝1被打入J3的Q端，正转标志送到了J5的D端。在进入状态d前，J5处于待触发状态。J5的CLK＝d，当d脉冲上升沿过后，D＝1被打入J5的Q端。正转标志送到了正转计数输出端。正转计数输出端由低电平变为高电平。到此为止，完成了一次正转计数。

经以上分析可知状态a的出现抢到了正转计数权。只有在状态d重新出现后，脉冲c才可能有机会得到反转计数权。从而保证了一旦进入正转计数状态，不全完成这一过程，就进入不了反转计数状态。运行时有可能从状态a返回状态d，结果只不过释放正转计数权。因这时正转标志还只在J3输入端上，a出现时已把J3清0。d状态只会把0送给J5的Q端，因此防止了正转时误计数的发生。当旋转编码器反向旋转时，分析方法与此类似。

在本发明中，前端机104 W77E58实时采集A、B两路脉冲，前端机W77E58的计数器对脉冲进行计数，通过与前一时刻计数值相比较，判断电梯的上下行，即若计数值增加表明电梯在上行，计数值减小则表明电梯处于下行。将前后两次计算的脉冲数之差除以W77E58的采样时间，即得电梯当前运行速度，至此完成电梯运行状态信号的获取。此外，前端机104还将电梯运行到各楼层的平层点、换速点和限位点等井道位置时计数器计算的脉冲数预先写入前端机W77E58的寄存器中，将电梯运行过程中计数器实时计算的脉冲数与寄存器的值进行比较，当两者相等时，说明电梯处于该寄存器值对应的井道位置，这样就完成井道位置信号判断。

在本发明中，轿厢载重量信号采集电路102包括有：

电梯轿厢载重量传感器1021，用于采集轿厢载重量信号；

高阻抗信号采样电路1022，用于对电梯轿厢载重量传感器1021所采集的轿厢载重量信号进行采样，并将采样后的轿厢载重量信号传送给模数A/D转换电路1023；

模数A/D转换电路1023，用于将采样后的轿厢载重量信号进行模数转换，然后输出给前端机104；

需要说明的是，本发明的高阻抗信号采样电路1022只获取载重量信号，对原有电梯正常运行无任何影响。为了解决电梯载重从空载到满载所对应的输出电压范围较小的问题，并提高载重的分辨率，本发明还设置有差分放大电路1024，用于对高阻抗信号采样电路的输出电压进行放大，使其输出电压取值范围在0-5V之间，达到增大电压采集范围和改进分辨率的目的，输出量进入A/D转换电路转换后进入前端机104，最终完成轿厢载重量的信号获取。

在本发明中，呼梯控制信号采集电路103包括有：

开关量电流传感器1031，用于检测电梯控制器的每个输入端子上是否电流通过，当某个输入端子上有电流通过时，获取对应的呼梯控制信号；

信号采样电路1032，用于对开关量电流传感器1031所输出的呼梯控制信号进行采样，输出采样后的呼梯控制信号给前端机104；

电压调理电路1033，用于将信号采样电路1032的输出电压转换为前端机104允许的输入电压。

需要说明的是，电梯监控所需的呼梯控制信号由按钮开关、继电器、接触器等电梯控制执行元件的状态反应出来。无论电梯控制器采用可编程控制器PLC还是微机，所有类型的呼梯控制信号在电梯控制器的输入接口都有相应的输入端子。当有某个呼梯控制信号时，对应于该呼梯控制信号的控制执行元件所在的电气回路闭合，这时在电梯控制器相应的输入端子上就有电流通过；反之，当没有呼梯控制信号时，该输入端子上就没有电流通过。所以可以通过对电梯控制器输入端子上电流的有无来判断相应的呼梯控制信号状态。

还需要说明的是，本发明无接口电梯的远程监控系统采用开关量电流传感器1031来获取呼梯控制信号，电流传感器1031采样电路只是获取信号，所以对原有电梯正常运行无任何影响。而信号采样电路1032输出的微弱的呼梯控制脉冲信号并不满足前端机标准输入电压0～5V，所以本发明还设置有电压调理电路1033，该电压调理电路1033将信号采样电路1032的输出电压转换为前端机104的标准输入电压0～5V，然后将采样后的呼梯控制信号传送到前端机104，最终完成呼梯控制信号的获取。

对于本发明提供的通信模块106，具体为采用GSM和GPRS通信模块Q2406B，参见图5所示，由电源模块同时对前端机104和通信模块106进行供电，开通了GPRS服务的SIM卡直接与该通信模块106连接后，认证入网身份并储存入网信息，前端机104通过其引脚P1.2和P1.3作为串行接口，向通信模块105发送AT命令以及查询通信模块106的状态。

具体实现上，本发明的在远程监控中心105的上位机上应用Visual Basic环境设计多个人机交互界面，以动态画面实时反映电梯的运行状态，故障判断及显示界面与故障数据库相连，通过查询故障记录，维修人员可以较快的对故障原因进行分析并及时排除故障。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种无接口电梯的远程监控系统，该系统可以对不同型号的电梯进行远程监控，解决不同型号电梯的监控器和控制器互不兼容的问题，给人们使用电梯带来方便，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。

此外，本发明的前端机所采集的电梯状态信号，由于不直接取自电梯控制器，从而不影响原有电梯正常运行，保证原有电梯运行可靠性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种无接口电梯的远程监控系统，其特征在于，包括：

电梯运行脉冲采集电路，用于采集并输出电梯曳引机旋转编码器输出的脉冲给前端机；

轿厢载重量信号采集电路，用于采集并输出轿厢载重量信号给前端机；

呼梯控制信号采集电路，用于检测电梯控制器的每个输入端子上是否电流通过，当某个输入端子上有电流通过时，输出该输入端子对应的呼梯控制信号给前端机；

前端机，用于接收轿厢载重量信号和呼梯控制信号，并比较所接收的电梯曳引机旋转编码器输出的前后时刻脉冲数，判断获得电梯运行状态信号，以及预先存储电梯运行到各楼层的井道位置时计数器计算的脉冲数，将其与实时计算获得的脉冲数进行比较，判断获得电梯的井道位置信号，并将这些信号传输给远程监控中心；

远程监控中心，用于实时对所接收到的电梯运行状态信号、井道位置信号、轿厢载重量信号和呼梯控制信号进行监控。

2.如权利要求1所述的远程监控系统，其特征在于，还包括通信模块，用于通过通用分组无线业务GPRS网络或者因特网将前端机所获得的电梯运行状态信号、井道位置信号、轿厢载重量信号、呼梯控制信号传送到远程监控中心。

3.如权利要求1所述的远程监控系统，其特征在于，所述电梯运行脉冲采集电路中包括有旋转编码器，其与电梯曳引机的旋转轴同轴，用于采集电梯曳引机旋转所输出的A路和B路两路脉冲，并输出给前端机。

4.如权利要求3所述的远程监控系统，其特征在于，所述电梯运行脉冲采集电路还包括有脉冲计数防抖电路，用于纠正旋转编码器所采集的错误脉冲。

5.如权利要求1所述的远程监控系统，其特征在于，所述轿厢载重量信号采集电路包括有：

电梯轿厢载重量传感器，用于采集轿厢载重量信号；

高阻抗信号采样电路，用于对电梯轿厢载重量传感器所采集的轿厢载重量信号进行采样，并将采样后的轿厢载重量信号传送给模数A/D转换电路；

模数A/D转换电路，用于将采样后的轿厢载重量信号进行模数转换，然后输出给前端机。

6.如权利要求1所述的远程监控系统，其特征在于，所述呼梯控制信号采集电路包括有：

开关量电流传感器，用于检测电梯控制器的每个输入端子上是否电流通过，当某个输入端子上有电流通过时，获取对应的呼梯控制信号；

信号采样电路，用于对开关量电流传感器所输出的呼梯控制信号进行采样，输出采样后的呼梯控制信号给前端机；

电压调理电路，用于将信号采样电路的输出电压转换为前端机允许的输入电压。

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