CN101687606A - 电梯系统 - Google Patents

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CN101687606A CN200880023377A CN200880023377A CN101687606A CN 101687606 A CN101687606 A CN 101687606A CN 200880023377 A CN200880023377 A CN 200880023377A CN 200880023377 A CN200880023377 A CN 200880023377A CN 101687606 A CN101687606 A CN 101687606A
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Abstract

本发明涉及一种电梯系统(10)，具有电梯井道(11)和至少一个可在电梯井道中运行的电梯轿厢(12)，还包括分散的控制系统，其具有配备给该至少一个电梯轿厢的第一分析单元(21)和配备给电梯井道的第二分析单元(23)，和多个第三分析单元(26，29)。第一分析单元、第二分析单元和第三分析单元通过总线连接(22)互相连接，通过总线连接(22)在使用安全协议的条件下进行信号传输，从而能够在分析单元(21，23，26，29)之间进行安全的数据传输。安全协议的实施使得能够检测传输错误并显示数据错误。配备给电梯轿厢的第一分析单元与用于安全采集电梯轿厢的位置的传感器(33)相连并使得能够控制电梯系统的安全装置(34，35)。第二分析单元(23)与电梯系统的驱动(15)相连。

Description

电梯系统
技术领域
本发明涉及一种电梯系统，具有电梯井道和至少一个可在电梯井道中运行的电梯轿厢。本发明特别涉及具有分散的电梯控制的电梯系统，该分散的电梯控制能够对在电梯系统中采集的信号和数据进行安全有关地识别和处理。
背景技术
具有分散控制方案的电梯系统在电梯生产中已公知多年。这种类型的典型的电梯控制包括电梯轿厢中的信号和数据采集装置，其经过电缆与通常设置在电梯井道最上面的停靠站区域中并可从外部操作的操作控制台相连。在操作控制台上除了接通-断开开关还有采取紧急措施所必须的装置。通常操作控制台在通信技术上与可位于建筑物内部或外部的中心站相连。此外还设置了在操作控制台与电梯井道中具有变频器的驱动马达之间的以及与电梯轿厢的电缆连接。同样常见的是在操作控制台与停靠站和电梯井道的底坑的安全装置的电缆连接。
在美国专利5360952中公开了一种具有LAN电梯网络的电梯系统。该网络包括用于与电梯控制系统交换信号的一对冗余的现场总线，用于在各个电梯之间交换信号的一对冗余的组总线和用于与建筑物控制装置交换消息的一对冗余的建筑物总线。各条总线的所有节点之间的通信借助唯一的协议进行。该装置的问题是要减小在LAN电梯网络中不同节点之间的消息的平均通信时间。
在KR9309006(摘要)中公知，要构建一种具有信号传输系统的电梯，该信号传输系统包括用于将CPU的8位地址信号转换为数据信号的总线发送接收器和用于接收串行8位数据信号的数据通信接口，由此要简化信号传输导线的安装并减少安装成本。
在JP02075583A(摘要)中公知一种电梯装置，其中为了减少通信导线的数量借助串行的传输路径经过总线进行各个电梯的连接。
在现代复杂的电梯设备中具有安全相关的信号的大信号流导致非常大的电缆连接开销，这特别是在一个井道中互相独立地移动和控制两个或多个电梯轿厢的超现代化的电梯设备中是非常昂贵的并且导致可观的成本因数。
发明内容
相应地，本发明要解决的技术问题是，提出一种具有电梯井道和至少一个在所述电梯井道中运行的电梯轿厢的电梯系统，该电梯系统还包括按照本发明与安全相关地构造的控制系统。
所述电梯系统包括借助总线连接相互连接的多个安全组件，从而在安全组件之间可以经过总线连接进行信号交换。
安全组件配备给电梯系统的不同区域并且具有信号输入端，经过这些信号输入端可以安全地接收例如安全开关或传感器的信号。这些信号或者可以作为安全的非冗余的信号被安全地读入，或者可以作为非安全的冗余的信号被读入并且在安全组件中进一步被处理为安全的信号。安全组件借助用于总线连接的接口与总线连接相连。
由此总线连接与多个安全组件一起构成虚拟的安全电路，该安全电路代替了并且在功能上扩展了公知电梯系统的迄今为止公知的分散接线的安全电路。与公知的分散接线的具有串联的安全开关(在一个安全开关断开的情况下安全电路断开)的安全电路不同，在虚拟的安全电路中将安全开关并联连接到各个安全组件上。在那里处理并且例如根据瞬时定义的运行状态分析输入的信号，并根据分析的结果触发特定的措施。
使用虚拟的安全电路除了可以减少布线费用的优点外还可以产生大量信息，因为此时在使用串行的位数据的情况下已知在哪个开关上发生故障。由此达到改进的诊断可能性并且对于故障可以有不同的反应。
安全组件例如包括第一安全分析单元和第二安全分析单元，其中第一安全分析单元配备给电梯系统的至少一个电梯轿厢并且第二安全分析单元配备于电梯井道、例如电梯井道的上停靠站。此外安全组件还包括可以配备于电梯轿厢的各个停靠站的第三分析单元。
安全组件除了包括用于总线连接的接口，还分别包括用于安全采集安全开关或传感器的信号的数据输入端以及用于安全控制例如制动装置和安全钳(Fangeinrichtung)的数据输出端。此外安全组件可以分别包括用于分析非安全信号的非安全子区域。第一分析单元还附加地包括冗余地采集例如用于电梯轿厢位置和速度的传感器的信号的接口。
安全组件、特别是第一和第二分析单元以及第三分析单元借助总线连接互相连接，其中在使用安全协议的条件下经过总线连接进行信号传输，从而可以在安全组件之间进行与安全相关的数据传输。经过同一总线连接同时还可以借助非安全协议传输非安全数据。
在本申请的意义下，如果分析单元或其它可编程装置满足DIN EN ISO61508，则其是“安全”的。“安全”的概念优选理解为至少满足提到的标准的安全完整性等级(Safety Integrity Level)SIL 3的装置。
由此按照本发明在电梯控制装置中与安全相关地构造用于传输数据的总线连接。该数据传输在使用安全协议的条件下进行，该安全协议保证，可能的传输错误可以被探测到并且是可追踪的，并且显示可能的数据错误，从而经过该总线连接也可以传输与安全相关的数据。
利用按照本发明的实施方式可以显著降低现代电梯设备中的接线费用。这特别是在具有较高提升高度的电梯设备以及每个井道中具有两个或多个电梯轿厢的电梯设备中产生效果，在这些电梯设备中迄今为止与安全相关的数据的传输仅仅经过分散的接线进行，因为否则不可能安全地(sicherheitsgerichtet)但互相独立地控制至少两个电梯轿厢。
在本申请的意义中，总线连接是用于传输在技术设备的、分别具有处理器支持的数据处理装置的多个功能单元之间的数据和信号的连接。专业人员能够理解总线连接的结构，并且这些结构可以援引多个已知的结构可能性。例如在本发明的范围内可以作为串联的总线连接来构造总线连接。可以借助物理的电缆连接来实现该连接，但也可以无线地实现。作为另一个变形还可以将该连接调制到(aufmoduliert)本来存在的电缆，例如电线(例如240伏电缆)。此外根据不同的实施方式，总线连接还可以具有总线控制器。所必需的接口的结构对于专业人员来说也是公知的。要强调的是，在本发明的范围内原则上要区分按照本发明用合适的安全协议工作的安全的总线连接和对于未出错的数据传输的安全性无特别要求的“正常的”总线连接。该系统按照本发明被集成为一个安全的连接。
这样实施这些安全组件，使得它们能够读出并且处理所连接的传感器的信号。可以将结果经过总线连接发送到其它安全组件。特别地，第一分析单元可以借助传感器例如确定电梯轿厢的安全位置和安全速度以及根据瞬时运行状态的定义的预先给定值(Vorgaben)监视瞬时位置和速度。此外它还可以监视和控制安全开关、检修和所谓的电气返回控制(Rückholsteuerung)。一般地，安全组件还能够在定义的事件的情况下通过借助对相应的装置的触发信号触发制动装置或者安全钳，使电梯轿厢有目标地停止和/或立即停止或者说紧急停止。在此，根据电梯系统的另一实施方式，当制动和安全钳直接与各个安全组件的、或者具体来说与第一触发单元和第二触发单元的数据输出端相连时，触发信号例如可以经过总线连接传输或者直接被发送到制动装置和安全钳。
安全钳例如可以相应于标准EN81-1，9.8和9.9并且包括限速器以及安全钳，该限速器可以是另一个安全组件并且处理由其它安全组件接收的触发信号。限速器可以作为对该接收的触发信号的反应触发电梯驱动的停止，或者当电梯轿厢的速度与限速器所定义的触发速度偏离时触发电梯驱动的停止。
在紧急停止的情况下将电梯轿厢的驱动和制动与电源去耦，由此断开驱动并且操作制动。紧急停止例如可以由安全组件根据断开的相应安全开关或者由第一或第二分析单元根据确定的事件来触发。
此外，当电梯轿厢的速度与定义的触发速度向上或者向下偏离时，实施所谓的紧急制动。这使得可以在电梯轿厢的减速高于正常运行中出现的减速或者低于紧急停止或使用安全钳情况下的减速时进行受控制的停止。
根据本发明的电梯系统的另一种实施方式，每个安全装置可以分别包括两个独立的用于总线连接的接口。由此所描述的单个的总线连接还可以被构造为具有两个单个总线连接或者通道的冗余的双总线连接，其中这些通道可以传输相同的信号。安全组件具有数量相应于通道数量的处理器，从而这些处理器可以读取并且处理同时经过不同通道输入的多个信号。这使得可以对处理的信号的中间结果和最终结果进行对比试验，其中每个处理器可以根据结果并且独立于各个其它处理器触发确定的事件。这些事件例如可以是通过各个安全组件的至少一个处理器触发制动装置或安全钳。
对于信号的处理，在安全组件的内部存储器中存储了预定义的边界值。在第一分析单元中附加地存储一组根据瞬时运行状态计算的边界曲线。该组边界曲线例如包括用于触发制动装置的边界曲线(制动装置的触发边界曲线)以及在操作制动装置时定义电梯轿厢的停靠点的边界曲线(制动装置的停止边界曲线)。此外该组边界曲线还包括用于触发安全钳的边界曲线(安全钳的触发边界曲线)以及在操作安全钳时定义电梯轿厢停靠点的边界曲线(安全钳的停止边界曲线)。各条边界曲线分别描述关于电梯井道的长度(或者高度)的速度特性并且由此为电梯轿厢的行驶路径的每个位置对应一个最大速度值。第一分析单元读入由相应的传感器提供的冗余的速度信号和位置信号并且从这些信号中确定电梯轿厢的安全速度和位置。第一分析单元根据瞬时运行状态选择相应的触发边界曲线并且检验，是否超过该边界曲线。
如果电梯轿厢的瞬时速度超过在电梯井道的瞬时位置上由用于触发安全钳或制动装置的边界曲线预定的速度边界值，则在定义的反应时间内操作各个装置。由此在各个停止边界曲线之内停止电梯轿厢，在此该停止边界曲线规定在操作各个装置时的停靠点。
相应于另一个实施方式，同样可以在第二分析单元中对第一分析单元的分析计算进行检验。为此第二分析单元还被构造为具有所描述的第一分析单元的功能以及所存储的边界值和边界曲线，并且将第一分析单元分析的数据传输到第二分析单元。
以这种方式确保，在与安全相关的故障情况下，也就是例如在电梯轿厢在确定的位置速度太高的情况下，由两个分析单元中的一个控制相应的安全装置，以便(在所提到的例子的情况下)操作电梯系统的制动装置和/或触发电梯系统的安全钳。为此第一和/或第二分析单元与安全装置在通信技术上相连并且允许将安全装置读入到分析单元。例如在相同申请人的EP1679279A1中描述了合适的控制装置电路。利用安全确定的电梯轿厢的位置和速度，按照本发明的控制由此能够借助所描述的用于位置和速度的边界曲线，通过(经验证的)安全的软件分析来代替通常需要的提升终点开关、检修提升终点开关、减速控制电路、门区监控、防降落装置以及电梯轿厢减震器和对重减震器。
同样可以安全识别电梯轿厢的所谓不受控制地离开停靠站并采取合适的措施。这可以意味着，在组件故障的情况下将不(只是)尝试，通过断开驱动和使用制动来实现电梯的安全状态，如目前通常的实践中那样。在制动故障的情况下断开驱动会导致电梯轿厢从停靠站摆动开(Wegtrudeln)并且快速地、主要是向上达到危险的过高速度。在此，按照本发明的安全软件分析通过在识别出这样的危险情况之后，与目前的工作方式相反，仍接通驱动并且将电梯轿厢有针对地驶入那些也是通过重量关系被拉到的端站，而提高安全性。在该端站，或者电梯轿厢或者对重被安置在固定的末端挡板上，由此又达到安全的状态。如果人员在电梯轿厢中，则必须根据负载情况采取其它合适的措施，使得通过负载关系的颠倒不会导致重新的危险状态。
在一种可能的实施方式中，作为运行状态例如可以定义正常运行、检修运行或电气返回运行。
在正常运行中用于制动装置的触发边界曲线在虚拟提升终点开关的位置上结束并且触发曲线的变化根据在正常运行中发生的最大正常速度来计算。如前面所示，该变化规定对于电梯轿厢接近虚拟的提升终点开关的特定的最大速度变化。由此与目前常用的提升终点开关不同，在超过触发边界曲线时紧急停止要比在常规的电梯系统中较早地被触发。如果紧急停止没有足够制动电梯轿厢，则触发安全钳。这就保证了，电梯轿厢不会超过安全钳的停止边界曲线而运动，因为安全钳是经认证的安全组件。
只要电梯轿厢在正常运行中位于停靠站，则这样缩放边界曲线，使得制动装置的触发边界曲线和停止边界曲线通过门区限制。在这种情况下根据再调整速度或者说所谓的“relevelling speed(再校平速度)”来计算边界曲线。其描述了用于再调整电梯轿厢的位置的最大速度。该再调整在例如乘客在停靠站进出所发生的负载变化的情况下是必要的。在此绳索长度根据电梯轿厢的升降索的长度和直径而改变，由此电梯轿厢与停靠站开口不齐平并由此可能形成一个台阶。
在检修运行中用于触发制动装置的边界曲线结束于虚拟检修终点开关的位置上。根据本发明该虚拟检修终点开关代替通常位于该位置上的常规的检修终点开关。借助该定义的边界曲线的终点，可以限制电梯轿厢的运动范围，从而在检修运行中对于维护人员保证在井道内部在邻近的井道末端和电梯轿厢之间有足够大的空间。用于检修运行的相应的边界曲线根据检修运行的最大速度来计算。该变化也如前所述对于接近虚拟的检修终点开关给出特定的最大速度。由此与目前通常的检修终点开关不同，在超过触发曲线时就已经触发紧急停止，这要先于常规的电梯系统。当紧急停止没有足够制动电梯轿厢时，触发安全钳。这保证了，电梯轿厢不会超过安全钳的停止边界曲线运动，因为安全钳是经认证的安全组件。与此不同，目前的电梯系统的常规的检修终点开关不是安全组件或者安全开关，因为该解决方案总是取决于安全的虚拟检修终点开关。如果电梯轿厢在虚拟的检修终点开关的位置上停止，则其不能继续在邻近的井道末端的方向上运动而只能在相反的方向上运动。由此实现了，在井道末端和电梯轿厢之间使维护人员能够获得足够大的空间。
在电气返回运行中根据最大的返回速度来计算边界曲线，其中，边界曲线不由提升终点开关限制。在电气返回运行中借助电气返回控制来移动电梯轿厢。经过电梯的通常的能量馈入来驱动该电气返回控制并且可以附加地连接到备用电源，使得就是在紧急情况下也可以运行。
电气返回运行和各个测试状态表示在其中电梯轿厢可以超过虚拟提升终点开关的位置移动的各个运行状态。在这些运行状态中边界曲线不是弧形，而是基本上直线延伸的曲线，该曲线允许电梯轿厢以所谓的电气返回速度上升到缓冲器或者电梯轿厢超过提升终点开关运动。
在电梯系统的电梯轿厢中如前所示设置了第一安全的分析单元。在一个电梯井道中具有两个或多个互相独立行驶的电梯轿厢的电梯系统的情况下，每个电梯轿厢都具有这样的第一安全的分析单元。此外设置了第二分析单元，其配备给电梯井道并且例如与(被构造为人机接口的)操作控制台(interventionpanel)相连。电梯轿厢中的第一分析单元可以类似地与被构造为人机接口的轿厢操纵盘(car operation panel)相连。在具有多个电梯井道的电梯系统的情况下，优选每个电梯井道都具有一个本身的第二分析单元。
配备给至少一个电梯轿厢的第一分析单元可以如所描述的那些按照本发明与用于安全采集电梯轿厢的位置的传感器相连。用于安全确定电梯轿厢的运动状态的合适的系统例如在相同申请者的EP1621504A1中描述。第一分析单元根据用于安全的位置采集的传感器所提供的信号，计算电梯轿厢在所确定的位置上的速度并进行分析，该速度是否位于规定的区间之内。此外分析的数据经过按照本发明设置的安全的总线连接作为串行的位数据传输到与操作控制台相连的第二分析单元。此外第二分析单元例如可以与外部中央控制室或中心站相连(就此而言，“中心站”的概念被理解为与电梯系统相关的可能的或有意义的任何中央装置，也就是例如紧急电话中心、远程维护中心、建筑物管理中心等等)。
通过所描述的将分析后的数据从第一分析单元传输到第二分析单元的，第二分析单元可以按照本发明对电梯轿厢的第一分析单元的分析计算进行所描述的检验。
由于经过按照本发明的总线连接以安全协议安全地传输数据，在第二分析单元中可以确切地知道，在电梯系统中的哪个位置发生了故障。这可以大大减小的电缆连接费用进行，这特别是在一个电梯井道中具有多个互相独立行驶的电梯轿厢的现代电梯系统的情况下非常具有优势。特别是借助本发明可以独立于在同一电梯井道中的其余电梯轿厢来控制每个电梯轿厢，并且在至少当前没有由其它电梯轿厢使用的电梯井道段中行驶其余的每个电梯轿厢。这使得，在仅一个电梯轿厢上出现故障的情况下，可以唯一地识别涉及的电梯轿厢并且可以采取合适的措施(例如在极端情况下触发制动装置或安全钳)，而不必完全调整其余的、也就是没有涉及的电梯轿厢的运行。作为例子如果在一个电梯井道中的两个电梯轿厢的下面一个在所确定的位置上(例如第三层)被禁止，则位于其上的电梯轿厢还可以供下面的电梯轿厢的被禁止的位置之上的其余的楼层使用。为了用传统的控制技术实现这样的功能，则需要巨大的布线费用，该布线费用在具有多个电梯井道和多个楼层的复杂的电梯系统中涉及非常高的成本。
并不是在所有发生故障的情况下都必须立即禁止电梯轿厢。经常电梯轿厢控制中的一个改变就足够了。因此在一个厅门(Schachttür)不再闭锁的情况下电梯轿厢还可以在该门下面的区域中行驶并且在那里特别是在紧急情况下还可以进行疏散行驶，因为借助附加的安全组件能够就地了解该不再闭锁的门的位置。在实施方式中可以使电梯轿厢行驶到该不再闭锁的厅门下面的停靠站，由此可以避免由于坠落到井道中引起的伤害危险。
在其它情况下要操控例如设置在电梯井道的井道底坑中的安全装置。该控制也可以通过第二分析单元进行。当然可以考虑在第三分析单元和安全装置之间的通信技术的连接，该连接使得可以将信息从安全装置读入到第三分析单元。
如果如前所示在同一个井道中设置多个电梯轿厢，则相应于另一个实施方式可以采用用于防碰撞的装置。该装置确保，两个相邻的电梯轿厢不会互相碰撞并且在第二电梯轿厢从上面相对靠近时对于在顶上的人员提供足够的空间。为了实现这一点，每个电梯轿厢分别具有一个安全区域，借助制动装置以及安全钳保证该安全区域的保持。为此不同电梯轿厢的第一分析单元经过安全的总线连接互相连接。各个第一分析单元借助安全的总线连接交换所属的安全区域的边界。只要第一电梯轿厢的安全区域与第二电梯轿厢的安全区域相交，就触发一个或两个电梯轿厢的相应的制动装置和/或安全钳。
如果电梯轿厢与安全的总线连接失去连接，则用紧急停止或者安全钳停止所涉及的电梯轿厢。电梯轿厢保持在其安全区域之内，从而可以将其它电梯轿厢行驶到例如下一个停靠站，以便在那里关闭。在该电梯轿厢中的乘客可以这种方式离开相应的电梯轿厢而不被关闭在其中。用于防止碰撞的装置是附加的装置，然而其不能代替所描述的触发边界曲线。此外其确保，即使在返回运行中电梯轿厢之间的间隔也绝不会为零。
另一个可能的实施方式涉及对厅门的监视。如果电梯处于正常运行并且例如厅门由技术人员解锁并手动打开，则通常存在如下危险：人员坠落到井道中或者被驶过的电梯轿厢以及落下的物体伤害。在这种情况下用所描述的电梯系统可以确定所涉及的厅门并且以合适的方式调整边界曲线，从而电梯轿厢不会经过涉及的区域。如果电梯轿厢位于打开的厅门下面，则可以在正常运行中继续驱动电梯轿厢。然而在这种情况下行驶路径被限制到打开的厅门之下的区域。
电梯系统的另一个可能的装置是防降落装置。只要电梯轿厢停止就例如激活该防降落装置。如果该装置识别到，电梯轿厢就防降落装置被激活的位置往下运动一个定义的路段，则触发安全钳。如果紧接着停靠站行驶电梯轿厢，则首先必须禁止该防降落装置。
根据另一个实施方式提供在停靠站的门区监视。通过激活门区监视、例如在电梯轿厢到达期望的位置之后，可以将用于制动或者说安全钳的触发边界曲线缩小到解闭锁区域的范围。解闭锁区域是指在停靠站的区域中电梯井道的一段，在该段中当轿厢还位于该停靠站附近时就可以自动地打开门。由此在电梯轿厢位于与厅门齐平地连接的位置之前，就已经可以准备并打开门，从而使得乘客可以没有延迟地下电梯。如果电梯轿厢发生超过解闭锁区域的值的偶然的运动，则触发制动装置和/或安全钳。例如，如果在检修运行中将电梯轿厢停在位于解闭锁区域的外部时，激活该装置，则可以通过同一个装置监视相当于解闭锁区域的值的区域，以确保电梯轿厢的停靠位置。
在此对所提供的电梯系统的描述是直观的并且纯示例性地根据曳引绳电梯的电梯系统。当然所描述的电梯系统同样可以应用于其它种类的电梯。这特别包括液压电梯、具有线性驱动的电梯，以及无曳引绳的电梯和无对重的电梯。
本发明还包括一种这样配置的计算机程序，当该计算机程序在合适的计算机装置上运行时，它可以执行按照本发明的电梯系统的控制措施和按照本发明的运行，以及一种具有在其上存储的计算机程序的计算机可读介质。用于按照本发明的控制措施和用于按照本发明的运行的说明也可以在可编程的逻辑、例如在所谓的特定于应用的集成电路(ASIC)或者所谓的“现场可编程门阵列”(FPGA)上执行。由此这样的可编程逻辑同样是本发明的内容。在此计算机装置被理解为任何控制单元、分析单元或者任何与电梯系统相连的其它计算机。
附图说明
本发明的其它优点和实施方式从说明书和附图中给出。可以理解的是，前面提到的和后面还要解释的特征不仅在各个给出的组合中使用，而且还可以以其它组合或者在单独设置中使用，而不脱离本发明的范围。
根据实施例在附图中示意性示出本发明，以下结合附图详细描述本发明。
图1极其示意性示出了具有电梯井道和可在该电梯井道中行驶的电梯轿厢的电梯系统，
图2示出了在第一分析单元和第二分析单元之间的按照本发明的总线连接的示意性框图，
图3示出了本发明的第一分析单元和与电梯系统的其它组件的连接的示意性框图，
图4示出了本发明的第二分析单元和与电梯系统的其它组件的连接的示意性框图，
图5示出了按照本发明的不同边界曲线的变化，它们分别定义一个关于电梯井道高度的特定速度变化，
图6示出了在使用两个电梯轿厢和一个用于防碰撞装置的情况下边界曲线的变化以及对应于电梯轿厢的安全区域。
具体实施方式
图1示出了具有电梯井道11和在电梯井道11中可在垂直方向上行驶的电梯轿厢12的电梯系统10。电梯轿厢12经过曳引绳(Halteseil)14与驱动15和对重16相连，其中驱动15驱动曳引绳14并且电梯轿厢根据曳引绳14的驱动方向向上或向下运动。对重16相应地在相反的方向运动。此外电梯井道11包括多个停靠站13a和13b。在这些停靠站可以停住电梯轿厢12，使乘客可以进出电梯轿厢12。井道底坑17形成电梯井道11的下端站。
图2示出了按照本发明的安全总线连接22的示意性框图。安全总线连接22主要连接第一分析单元21、第二分析单元23，其中第一分析单元21配备给电梯轿厢12并且其它组件配备给电梯井道11。在第一分析单元21上连接了作为人机接口的轿厢操纵盘32、用于确定电梯轿厢位置和速度的传感器33，以及可选的安全钳35和制动装置34。第一分析单元21从传感器33的信号计算出电梯轿厢的瞬时位置和速度并且将其与存储的边界曲线和边界值比较。在超过边界曲线或者边界值的情况下第一分析单元触发安全钳35或者制动装置34，以停止或制动电梯轿厢。对各触发的装置的选择取决于分析和与分析结果相对应的措施。此外安全组件26和29附设在安全的总线连接22上。其例如配备给各个停靠站13a和13b并分别具有多个并联的安全开关27和28以及30和31。安全开关27和28、30和31的信号在分别连接的安全组件26和29中被接收和处理。根据前面确定的措施可以将信号经过安全总线连接22发送到连接在安全总线连接22上的其它组件。例如可以这种方式经过打开的安全开关27、28、30、31通知第一或第二分析单元21、23并且采取合适的对策。此外第一和第二分析单元21、23可以经过总线连接22交换信号，由此例如由第一分析单元21处理的信号可以在第二分析单元23中被检验。作为措施第二分析单元23还可以根据检验结果触发安全钳35或者制动装置34。第二分析单元还附加地与中心站24相连。
图3示出了电梯系统的一种可能的电梯轿厢子系统39的框图。第一分析单元21经过安全的总线连接在通信技术上与按照图2配备给电梯井道11的第二分析单元23耦合。在电梯轿厢的范围中或者说在电梯轿厢子系统39之内第一分析单元21与包括多个组件例如检修终点开关32a、紧急断开开关32b和操作号码机32c的轿厢操纵盘32相连。在此可以控制仅仅对维护人员、但是不对通常的乘客开放的功能。此外在所示出的实施方式中多个安全开关36与第一分析单元21在通信技术上相连，从而可以将安全开关36读入到第一分析单元21。属于该安全开关36的例如有轿厢门闭锁开关36a、刹车开关36b、用于电梯轿厢顶的监视开关36c和用于电梯轿厢扶栏的监视开关36d。这些安全开关监视电梯轿厢的状态并且在不正常或危险情况下发送信号到第一分析单元21，分析单元21可以采取适当的措施。与分析单元21相连的传感器33例如包括用于采集电梯轿厢21的位置的两个传感器33a、33b。此外在安全总线22上还连接了紧急电话单元37。该紧急电话单元例如包括用于紧急电话信号化的单元37a和语音转换器37b，以及其它用于建立紧急电话所需要的单元。附加的装置38经过所谓的网关38a可以与安全的总线连接22相连。属于该附加装置的例如有用于测量负载的装置38b、门驱动38c、语音广播机38d以及用于通知乘客的操作和显示元件38e。
图4作为电梯系统的子系统40的框图示出第二分析单元23和与之相连的组件的可能设置。第二分析单元23经过安全的总线连接22在通信技术上与配备给电梯轿厢12的第一分析单元21按照图2耦合。此外第二分析单元23耦合到例如包括用于激活或禁止返回运行的返回开关47a和控制开关47b、47c的返回控制47，使得电梯轿厢12向上或向下运动。此外主开关41连接到第二分析单元23并且可以启闭整个电梯系统。相应于一种实施方式可以通过所谓的防火墙42与外部中心站24连接。该防火墙与安全的总线连接耦合并且从外部中心站传输信号或者将信号传输到外部中心站。同时防火墙控制并保护安全的总线连接免受来自总线连接外部的不允许的访问。由此安全的总线连接结束于防火墙42。外部中心站例如包括用于建筑物管理的中心站44、紧急电话中心站45或用于电梯系统的远程维护的中心站46并且可以位于建筑物内部或外部。此外例如将提供无线诊断功能的所谓蓝牙诊断节点合并于总线连接22上。
图5示例性示出按照本发明的不同的边界曲线的变化，这些边界曲线分别定义一个关于电梯井道高度s的速度变化。曲线51示出了电梯轿厢12的瞬时速度的弧形变化并且位于制动装置的触发边界曲线52和停止边界曲线53下面。制动装置的触发边界曲线52和停止边界曲线53分别结束于下端点56以及上端点57。以这种方式电梯轿厢12在正常运行中以及在检修运行中停靠于这些位置。以这种方式可以虚拟地代替实际的提升终点开关或检修提升终点开关。如果瞬时速度变化的曲线51超过制动装置的触发边界曲线52，则触发制动装置并且电梯轿厢减速，使得瞬时速度变化的曲线51不超过制动装置的停止边界曲线53。如果尽管如此还是发生这种情况，则设置安全钳的触发边界曲线54以及安全钳的停止边界曲线55，这些边界曲线包围前面描述的曲线。如果瞬时速度变化的曲线51超过安全钳的触发边界曲线54，则触发安全钳并且在安全钳的停止边界曲线55之内停止电梯轿厢。
图6示出了在使用两个电梯轿厢和在使用一个用于防碰撞装置的条件下边界曲线的变化以及对应于电梯轿厢的安全区域。两个电梯轿厢在任意时刻位于两个瞬时轿厢位置61并且具有瞬时速度62。每个电梯轿厢包括一个安全区域，该安全区域根据瞬时速度62向上结束于位置63并且由制动装置保障。在电梯轿厢下面取决于瞬时速度的安全区域结束于位置64。两个位置63和64确定了安全区域的端点，该安全区域对于停止电梯轿厢以及附加地保持两个电梯轿厢之间的空间来说是必要的。为此根据停止边界曲线65借助于制动装置来制动电梯轿厢，使得电梯轿厢与安全区域的各个端点具有一个足够尺寸的间隔。如果通过制动装置没有刹住电梯轿厢，则触发安全钳并且根据安全钳的停止曲线66将电梯轿厢带入静止状态。在这种情况下在电梯轿厢之间还必须保留足够的空间并且以与安全区域的各个端点63和64之间定义的间隔停止电梯轿厢。线段67考虑电梯轿厢在其最上面和最下面的点之间的高度。线段68以及69描述在立即触发的情况下借助安全钳以及制动装置停止轿厢所需要的各个距离。线段70在这种情况下给出各个电梯轿厢剩余的安全区域。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电梯系统(10)，具有电梯井道(11)和至少一个能够在所述电梯井道(11)中运行的电梯轿厢(12)，其中，该电梯系统(10)还包括分散的控制系统，该控制系统具有分别配备给所述至少一个电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)和至少一个配备给所述电梯井道(11)的第二分析单元(23)，并且所述第一分析单元(21)和所述第二分析单元(23)借助总线连接(22)互相连接，其中该第一分析单元(21)包括一组用于操作制动装置和/或安全钳的边界曲线，这些边界曲线是相应于瞬时运行状态计算和缩放的，其中，所述第一分析单元构成为在超过一条边界曲线时触发安全钳或制动装置，其中，所述边界曲线的定义的端点限定所述电梯轿厢的运动范围。
2.根据权利要求1所述的电梯系统(10)，其中经过所述总线连接(22)在使用安全协议的条件下进行信号传输，从而在所述分析单元(22，23)之间能够进行与安全相关的数据传输，使得能够检测和跟踪可能的传输错误。
3.根据权利要求1或2所述的电梯系统(10)，该电梯系统具有两个或多个互相能够在电梯井道(11)中独立行驶的电梯轿厢(12)，其中，为每个电梯轿厢(12)配备一个本身的第一分析单元(21)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述安全协议实施为能够对传输错误进行检测。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述安全协议实施为能够显示数据错误。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述配备给电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)与用于安全采集所述电梯轿厢(12)位置和速度的传感器(33)相连。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述配备给电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)与用于安全采集所述电梯轿厢(12)的加速度的传感器(33)相连。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述配备给电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)在通信技术上与至少一个安全开关(36)相连并且能够将该至少一个安全开关(36)读入到所述第一分析单元(21)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述配备给电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)在通信技术上与该电梯系统(10)的至少一个安全装置(34，35)相连并且能够将该至少一个安全装置(34，35)读入到所述第一分析单元(21)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电梯系统(10)，其中，通过所述第一分析单元(21)和/或第二分析单元(23)控制所述电梯系统(10)的安全装置(34，35)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与构造为人机接口的操作控制台(25)相连。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与该电梯系统(10)的驱动(15)相连。
13.根据权利要求12所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与所述驱动(15)的变频器相连。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与所述电梯井道(11)的井道底坑(17)中的安全装置相连。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与外部控制室或中心站(24)相连。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述总线连接(22)是串行的总线连接。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的电梯系统(10)，其中，设置了多个第三分析单元(26，29)，该多个第三分析单元(26，29)中的每个第三分析单元(26，29)与用于信号传输的总线连接(22)相连并且能够对该电梯系统(10)的安全装置(34，35)进行控制。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第三分析单元(26，29)在通信技术上与安全装置(34，35)相连并且能够将所述安全装置(34，35)读入到所述第三分析单元(26，29)。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述总线连接(22)具有至少两个物理上互相分开的通道，并且所述第一分析单元(21)、第二分析单元(23)以及多个第三分析单元(26，29)构造为具有数量与通道数量相同的多个处理器中的至少一个处理器。
20.一种用于控制根据权利要求1至19中任一项所述的电梯系统(10)的方法，该方法包括通过所述第一分析单元(21)根据瞬时运行状态计算和缩放至少一条边界曲线的步骤，其中，该边界曲线为电梯井道(11)中的电梯轿厢(12)的一个任意位置分配一个对应的速度并且根据该边界曲线的相应值来控制所述电梯轿厢，其中，所述第一分析单元构造成，使得在超过至少一条边界曲线时触发安全钳或制动装置，并且该至少一条边界曲线的定义的端点限定所述电梯轿厢的运动范围。
21.根据权利要求20所述的用于控制电梯系统(10)的方法，包括如下步骤：将边界曲线与用于安全采集电梯轿厢(12)位置和速度的传感器(33)的测量值进行比较。
22.根据权利要求21所述的用于控制电梯系统(10)的方法，包括如下步骤：作为对所述边界曲线与用于安全采集电梯轿厢(12)位置和速度的传感器(33)的测量值的比较的反应，采取预先定义的措施。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，所述至少一条边界曲线包括至少一条触发曲线(52，54)和停止边界曲线(53，55)。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，所述预先定义的措施包括：只要用于安全采集电梯轿厢(12)位置和速度的传感器(33)的测量值超过电梯井道(11)中各个位置上的边界曲线或者说触发曲线(52，54)或停止曲线(53，55)，就触发安全装置(34，35)，从而使所述电梯轿厢(12)停止在电梯井道(11)的由所述停止曲线(53，55)定义的段之内。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，借助总线连接(22)对所述电梯系统(10)进行控制，以及所述电梯系统(10)包括多个电梯轿厢(12)，其中对每个电梯轿厢(12)独立于其余的电梯轿厢(12)进行控制，并且多个电梯轿厢(12)中的一个在至少目前未被其它电梯轿厢使用的电梯井道(11)的段中行驶。
26.根据权利要求25所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，在一个停靠站(13a，13b)的厅门未闭锁的情况下，所述电梯轿厢(12)仅仅在该未闭锁的厅门之下的电梯井道(11)段中行驶或者在所述未闭锁的厅门之下的区域停止该电梯轿厢(12)。
27.根据权利要求25或26所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，借助边界曲线的计算根据权利要求20和24控制所述多个电梯轿厢(12)。
28.根据权利要求27所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，对所述电梯轿厢的控制包括防碰撞，其中计算电梯井道(11)中多个电梯轿厢(12)互相之间的间隔，并且为了防止电梯轿厢的碰撞计算每个电梯轿厢(12)的至少一条边界曲线。
29.根据权利要求20至28中任一项所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，该方法包括如下步骤：当至少一个电梯轿厢(12)与所述总线连接(22)失去连接时，触发所述至少一个对应的电梯轿厢(12)的安全装置(34，35)，并且将其余的电梯轿厢行驶到预先确定的位置。
30.一种具有程序代码的计算机程序，当该计算机程序在合适的计算机装置上、特别是形成根据权利要求1至19中任一项所述的电梯系统的一部分的计算机装置上运行时，其适合于执行根据权利要求20至29中任一项所述的用于控制电梯系统的方法。

Claims (29)

1.一种电梯系统(10)，具有电梯井道(11)和至少一个能够在所述电梯井道(11)中运行的电梯轿厢(12)，其中，该电梯系统(10)还包括分散的控制系统，该控制系统具有分别配备给所述至少一个电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)和至少一个配备给所述电梯井道(11)的第二分析单元(23)，并且所述第一分析单元(21)和所述第二分析单元(23)借助总线连接(22)互相连接，其中经过所述总线连接(22)在使用安全协议的条件下进行信号传输，从而在这些分析单元(21，23)之间能够进行与安全相关的数据传输。
2.根据权利要求1所述的电梯系统(10)，该电梯系统具有两个或多个能够在电梯井道(11)中互相独立行驶的电梯轿厢(12)，其中，为每个电梯轿厢(12)配备一个本身的第一分析单元(21)。
3.根据权利要求1或2所述的电梯系统(10)，其中，所述安全协议实施为能够对传输错误进行检测。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述安全协议实施为能够显示数据错误。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述配备给电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)与用于安全采集所述电梯轿厢(12)位置和速度的传感器(33)相连。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述配备给电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)与用于安全采集所述电梯轿厢(12)的加速度的传感器(33)相连。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述配备给电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)在通信技术上与至少一个安全开关(36)相连并且能够将该至少一个安全开关(36)读入到所述第一分析单元(21)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述配备给电梯轿厢(12)的第一分析单元(21)在通信技术上与该电梯系统(10)的至少一个安全装置(34，35)相连并且能够将该至少一个安全装置(34，35)读入到所述第一分析单元(21)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电梯系统(10)，其中，通过所述第一分析单元(21)和/或第二分析单元(23)控制该电梯系统(10)的安全装置(34，35)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与构造为人机接口的操作控制台(25)相连。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与该电梯系统(10)的驱动(15)相连。
12.根据权利要求11所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与所述驱动(15)的变频器相连。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与所述电梯井道(11)的井道底坑(17)中的安全装置相连。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第二分析单元(23)与外部控制室或中心站(24)相连。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述总线连接(22)是串行总线连接。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的电梯系统(10)，其中，设置了多个第三分析单元(26，29)，该多个第三分析单元(26，29)中的每个第三分析单元(26，29)与用于信号传输的总线连接(22)相连并且能够对该电梯系统(10)的安全装置(34，35)进行控制。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述第三分析单元(26，29)在通信技术上与安全装置(34，35)相连并且能够将所述安全装置(34，35)读入到所述第三分析单元(26，29)。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的电梯系统(10)，其中，所述总线连接(22)具有至少两个物理上互相分开的通道，并且所述第一分析单元(21)、第二分析单元(23)以及多个第三分析单元(26，29)构造为具有数量与通道数量相同的多个处理器中的至少一个处理器。
19.一种用于控制根据权利要求1至18中任一项所述的电梯系统(10)的方法，该方法包括计算至少一条边界曲线的步骤，该边界曲线为电梯井道(11)中的电梯轿厢(12)的一个任意位置分配一个对应的速度并且根据该边界曲线的相应值来控制所述电梯轿厢。
20.根据权利要求19所述的用于控制电梯系统(10)的方法，包括如下步骤：将所述边界曲线与用于安全采集电梯轿厢(12)位置和速度的传感器(33)的测量值进行比较。
21.根据权利要求20所述的用于控制电梯系统(10)的方法，包括如下步骤：作为对所述边界曲线与用于安全采集电梯轿厢(12)位置和速度的传感器(33)的测量值的比较的反应，采取预先定义的措施。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，所述至少一条边界曲线包括至少一条触发曲线(52，54)和一条停止边界曲线(53，55)。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，所述预先定义的措施包括：只要用于安全采集电梯轿厢(12)位置和速度的传感器(33)的测量值超过电梯井道(11)中各个位置上的边界曲线或者说触发曲线(52，54)或停止曲线(53，55)，就触发安全装置(34，35)，从而使所述电梯轿厢(12)停止在电梯井道(11)的由所述停止曲线(53，55)定义的段之内。
24.根据权利要求19或23所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，借助总线连接(22)对所述电梯系统(10)进行控制，以及所述电梯系统(10)包括多个电梯轿厢(12)，其中对每个电梯轿厢(12)独立于其余的电梯轿厢(12)进行控制，并且多个电梯轿厢(12)中的一个在至少目前未被其它电梯轿厢使用的电梯井道(11)的段中行驶。
25.根据权利要求24所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，在一个停靠站(13a，13b)的厅门未闭锁的情况下，所述电梯轿厢(12)仅仅在该未闭锁的厅门之下的电梯井道(11)段中行驶或者在所述未闭锁的厅门之下的区域停止该电梯轿厢(12)。
26.根据权利要求24或25所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，借助边界曲线的计算根据权利要求19和23控制所述多个电梯轿厢(12)。
27.根据权利要求26所述的用于控制电梯系统(10)的方法，其中，对所述电梯轿厢的控制包括防碰撞，其中计算电梯井道(11)中多个电梯轿厢(12)互相之间的间隔，并且为了防止电梯轿厢的碰撞计算每个电梯轿厢(12)的至少一条边界曲线。
28.根据权利要求19至27中任一项所述的用于控制电梯系统(10)的方法，包括：当至少一个电梯轿厢(12)与所述总线连接(22)失去连接时，触发所述至少一个对应的电梯轿厢(12)的安全装置(34，35)，并且将其余的电梯轿厢行驶到预先确定的位置。
29.一种具有程序代码的计算机程序，当该计算机程序在合适的计算机装置上、特别是形成根据权利要求1至18中任一项所述的电梯系统的一部分的计算机装置上运行时，其适合于执行根据权利要求19至28中任一项所述的用于控制电梯系统的方法。
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