CN102701035B - 电梯安全回路故障定位系统、方法及定位模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电梯安全回路故障定位系统，包括接入电梯安全回路的故障定位模块以及多个开关组件；其中每一所述开关组件包括由一个安全部件控制的开关以及与所述开关对应的电容；所述故障定位模块包括容值检测单元以及位置计算单元；所述容值检测单元用于检测所述电梯安全回路中的电容值；所述位置计算单元，用于根据所述电梯安全回路中的电容值计算所述电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。本发明还提供了一种对应的方法及定位模块。本发明通过在电梯安全回路中为每一开关配置电容并检测电梯安全回路中的电容值，实现电梯安全回路故障点的定位，从而避免了电梯安全回路故障的人工排查，省时省力。
Description
技术领域
本发明涉及电梯安全领域，更具体地说，涉及一种电梯安全回路故障定位系统、方法及定位模块。
背景技术
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑载人或载运货物。现代社会中，电梯已经成为不可缺少的运输设备。电梯的存在使得高层建筑的交通更为便利。
由于电梯的运行涉及到人身安全，为保证电梯能安全地运行，在电梯在运行及控制的各个部位分别装有许多安全部件，例如限速器、安全钳、紧急停车按钮、紧急出口开关、底坑开关、限位开关等安全部件。上述安全部件的触点和继电器串联构成了电梯安全回路。只有电梯安全回路中每个安全部件都正常的情况下，电梯才能运行，否则电梯立即停止运行。
现有电梯安全回路中，当电梯安全回路故障时，需要靠人工逐次短接安全回路各个节点来判断故障发生位置。检修人员需进入井道、坑底、轿顶等位置进行排查，费时费力。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述电梯安全回路故障定位费时费力的问题，提供一种电梯安全回路故障定位系统、方法及定位模块。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电梯安全回路故障定位系统，包括接入电梯安全回路的故障定位模块以及多个开关组件；其中每一所述开关组件包括由一个安全部件控制的开关以及与所述开关对应的电容；所述故障定位模块包括容值检测单元以及位置计算单元；所述开关组件中的所有开关串接在电梯安全回路中的一根电源输出端子上且所述电容分别跨接两根电源输出端子之间；所述容值检测单元连接到所述多个开关组件的末端，并用于检测所述电梯安全回路中的电容值；所述位置计算单元，用于根据所述电梯安全回路中的电容值计算所述电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。
在本发明所述的电梯安全回路故障定位系统中，所述容值检测单元包括多谐振荡器，所述多谐振荡器的输入端连接到所述多个开关组件的末端，并根据电梯安全回路中的电容值输出不同频率信号。
在本发明所述的电梯安全回路故障定位系统中，所述多谐振荡器包括串接在末端的开关组件与输入电平之间的第一电阻、第二电阻以及输入端连接到所述第一电阻和第二电阻的连接处的555定时器。
在本发明所述的电梯安全回路故障定位系统中，所述多谐振荡器还包括用于保护所述555定时器的保护电路，所述保护电路包括第三电阻、第一二极管及第二二极管。
在本发明所述的电梯安全回路故障定位系统中，所述故障定位模块还包括隔离传输单元，所述隔离传输单元包括输入端连接到所述多谐振荡器输出端的高速光合耦合器。
在本发明所述的电梯安全回路故障定位系统中，所述位置计算单元接于所述高速光耦合器的输出端，并包括用于显示结果的结果显示单元。
本发明还提供一种电梯安全回路故障定位方法，所述电梯安全回路中包括多个开关组件，每一所述开关组件包括由一个安全部件控制的开关以及与所述开关对应的电容，所述开关组件的所有开关串接在电梯安全回路中的一根电源输出端子上且所述电容分别跨接两根电源输出端子之间，该方法包括以下步骤：
(a)在所述多个开关组件的末端检测所述电梯安全回路的电容值；
(b)根据所述电容值确定所述电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。
本发明还提供一种电梯安全回路故障定位模块，包括容值检测单元以及位置计算单元；所述容值检测单元连接到多个开关组件的末端，并用于检测所述电梯安全回路中的电容值；所述位置计算单元，用于根据所述电梯安全回路中的电容值计算所述电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。
在本发明所述的电梯安全回路故障定位模块中，所述容值检测单元包括多谐振荡器，所述多谐振荡器的输入端连接到所述多个开关组件的末端，并根据电梯安全回路中的电容值输出不同频率信号。
在本发明所述的电梯安全回路故障定位模块中，所述多谐振荡器包括串接在末端的开关组件与输入电平之间的第一电阻、第二电阻以及输入端连接到所述第一电阻和第二电阻的连接处的555定时器。
本发明的电梯安全回路故障定位系统、方法及定位模块，通过在电梯安全回路中为每一开关配置电容并检测电梯安全回路中的电容值，实现电梯安全回路故障点的定位，从而避免了电梯安全回路故障的人工排查，省时省力。
附图说明
图1是本发明电梯安全回路故障定位系统实施例的示意图。
图2是图1中故障定位模块的多谐振荡器实施例的示意图。
图3是图1中故障定位模块的隔离传输单元实施例的示意图。
图4是本发明电梯安全回路故障定位方法实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明电梯安全回路故障定位系统实施例的示意图。在本实施例中，电梯安全回路故障定位系统包括接入电梯安全回路的故障定位模块以及多个开关组件。每一开关组件包括由一个安全部件控制的开关以及与开关对应的电容，其中开关组件中的所有开关K1、…、Kx串接在电梯安全回路中的一根电源输出端子上且电容C1、…、Cx分别跨接两根电源输出端子之间。
在电梯正常工作状态，电梯安全回路中的所有开关K1、…、Kx都闭合，相应地，所有电容C1、…、Cx都接入电梯安全回路，电梯安全回路中的电容值固定。电梯安全回路故障时(例如对应安全部件检测到电梯故障)，将使对应的开关断开，从而切除故障节点处的电容，引起电梯安全回路中电容值的变化，故障定位模块即通过检测电梯安全回路中的电容值来确定故障点位置。
具体地，故障定位模块包括容值检测单元以及位置计算单元，其中容值检测单元连接到多个开关组件的末端(例如图1中的K1的左侧)，并用于检测电梯安全回路中的电容值。位置计算单元用于根据容值检测单元测得的电梯安全回路中的电容值计算电梯安全回路中的故障点，即处于断开状态的开关的位置。
如图2所示，在上述故障定位模块中的容值检测单元包括多谐振荡器，该多谐振荡器的输入端连接到多个开关组件的末端，并根据电梯安全回路中的电容值输出不同频率信号。
在本实施例中，该多谐振荡器包括第一电阻、第二电阻、555定时器以及电梯安全回路中的电容，其中第一电阻R1和第二电阻R2串接在电梯安全回路中末端(或首端)的开关组件与输入电平(+15V)之间，555定时器的输入端连接到第一电阻R1和第二电阻R2的连接处。当电梯安全回路中的总电容值因对应开关的断开而发生变化时，将导致多谐振荡器输出频率的变化，即图2中FOUT信号。
例如，通过配置开关组件中的、第一电阻R1、第二电阻R2的参数，当最靠近故障定位模块的开关组件(假设编号为1)中的开关断开时(此时仅电容C1接入多谐振荡器，电容C1的电容值即为整个电梯安全回路的电容值)，使555定时器的输出信号FOUT的频率为100KHz；则当上述开关组件的后一开关组件(假设编号为2)中的开关断开时(此时电容C1和电容C2接入，整个电梯安全回路的电容值为电容C1和电容C2并联后的电容值)，555定时器的输出信号FOUT的频率为50KHz；以此类推，当下一开关组件(假设编号为3)中的开关断开时，555定时器的输出信号FOUT的频率为33.3KHz。
据此，可按照输出信号频率FOUT＝100KHz/n(n为电梯安全回路中开关组件的编号)的关系，类推任一开关断开时的555定时器的输出信号FOUT的频率。反之，可根据输出信号FOUT的频率定位电梯安全回路中故障的位置，即处于断开状态的开关的位置。在本实施例中，上述555定时器的输出信号FOUT送入位置计算单元，该位置计算单元根据其上述信号的频率计算处于断开状态的开关的位置，从而确定电梯安全回路中的故障位置。
当电梯安全回路中多个开关分别断开时，故障定位模块可通过上述方法获得距离故障定位模块最近的一个故障点。待上述故障点修复后，再获得下一故障点，直到所有故障点修复。
在实际电路实现上，为获得最佳的频率检测曲线，可预置m个电容C(m为自然数，该电容C的电容值与开关组件中的电容的电容值相同)在故障定位模块上，从而555定时器的输出信号FOUT的频率的计算方法为FOUT＝100KHz*m/(m+n)，而定位判断的方法不变。
上述故障定位模块可制成独立于电梯安全回路的检测板，该检测板为在线式检测，检测板的供电电源为15VDC。当电梯安全回路正常时，220VAC电压将作用在检测元件上，为保证检测板不被损坏，加入了第三电阻R3、第一二极管D1、第二二极管D2，用于保护555定时器。
由于位置计算单元位于操作人员可触及的一侧，因此可在故障定位模块的容值检测单元以及位置计算单元之间增加一个隔离传输单元。如图3所示，上述隔离传输单元包括输入端连接到多谐振荡器输出端的高速光合耦合器。另外，因位置计算单元采用3.3V供电的芯片，因此可在光速光耦合器的输出端使用三极管Q1将隔离后的脉冲进行电平转换，将其转换为幅值为3.3V的脉冲，送至位置计算单元的接口。
上述位置计算单元可包括一个用于显示结果的结果显示单元，该结果显示单元包括多个分别表示各个开关状态的显示灯。特别地，上述结果显示单元可采用普通的共阳极7段数码管，可在单片机的控制下显示电梯安全回路中当前故障的开关编号(例如通过液晶显示面板等)。
如图4所示，是本发明电梯安全回路故障定位方法实施例的流程图。其中，上述电梯安全回路中包括多个开关组件，每一开关组件包括由一个安全部件控制的开关以及与所述开关对应的电容，上述开关组件的所有开关串接在电梯安全回路中的一根电源输出端子上且电容分别跨接两根电源输出端子之间，该方法包括以下步骤：
步骤S41：在多个开关组件的末端检测所述电梯安全回路的电容值。在本实施例中，可通过多谐振荡器检测电梯安全回路中的电容值。该多谐振荡器的输入端连接到多个开关组件的末端，并根据电梯安全回路中的电容值输出不同频率信号。
步骤S42：根据步骤S41中获得的电容值确定电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。
上述的故障定位模块可制成独立的检测板，或独立的检测设备，例如可在需要排查故障点时接入电梯安全回路。该故障定位模块包括容值检测单元以及位置计算单元。其中，容值检测单元连接到多个开关组件的末端，并用于检测电梯安全回路中的电容值；位置计算单元用于根据电梯安全回路中的电容值计算电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。特别地，上述容值检测单元包括多谐振荡器，该多谐振荡器的输入端连接到所述多个开关组件的末端，并根据电梯安全回路中的电容值输出不同频率信号。该多谐振荡器包括串接在末端的开关组件与输入电平之间的第一电阻、第二电阻以及输入端连接到第一电阻和第二电阻的连接处的555定时器。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电梯安全回路故障定位系统，其特征在于：包括接入电梯安全回路的故障定位模块以及多个开关组件；其中每一所述开关组件包括由一个安全部件控制的开关以及与所述开关对应的电容；所述故障定位模块包括容值检测单元以及位置计算单元；所述开关组件中的所有开关串接在电梯安全回路中的一根电源输出端子上且所述电容分别跨接两根电源输出端子之间；所述容值检测单元连接到所述多个开关组件的末端，并用于检测所述电梯安全回路中的电容值；所述位置计算单元，用于根据所述电梯安全回路中的电容值计算所述电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。
2.根据权利要求1所述的电梯安全回路故障定位系统，其特征在于：所述容值检测单元包括多谐振荡器，所述多谐振荡器的输入端连接到所述多个开关组件的末端，并根据电梯安全回路中的电容值输出不同频率信号。
3.根据权利要求2所述的电梯安全回路故障定位系统，其特征在于：所述多谐振荡器包括串接在末端的开关组件与输入电平之间的第一电阻、第二电阻以及输入端连接到所述第一电阻和第二电阻的连接处的555定时器。
4.根据权利要求3所述的电梯安全回路故障定位系统，其特征在于：所述多谐振荡器还包括用于保护所述555定时器的保护电路，所述保护电路包括第三电阻、第一二极管及第二二极管。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的电梯安全回路故障定位系统，其特征在于：所述故障定位模块还包括隔离传输单元，所述隔离传输单元包括输入端连接到所述多谐振荡器输出端的高速光合耦合器。
6.根据权利要求5所述的电梯安全回路故障定位系统，其特征在于：所述位置计算单元接于所述高速光耦合器的输出端，并包括用于显示结果的结果显示单元。
7.一种电梯安全回路故障定位方法，其特征在于：所述电梯安全回路中包括多个开关组件，每一所述开关组件包括由一个安全部件控制的开关以及与所述开关对应的电容，所述开关组件的所有开关串接在电梯安全回路中的一根电源输出端子上且所述电容分别跨接两根电源输出端子之间，该方法包括以下步骤：
(a)在所述多个开关组件的末端检测所述电梯安全回路的电容值；
(b)根据所述电容值确定所述电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。
8.一种电梯安全回路故障定位模块，其特征在于：包括容值检测单元以及位置计算单元；所述容值检测单元连接到多个开关组件的末端，并用于检测所述电梯安全回路中的电容值；所述位置计算单元，用于根据所述电梯安全回路中的电容值计算所述电梯安全回路中处于断开状态的开关的位置。
9.根据权利要求8所述的电梯安全回路故障定位模块，其特征在于：所述容值检测单元包括多谐振荡器，所述多谐振荡器的输入端连接到所述多个开关组件的末端，并根据电梯安全回路中的电容值输出不同频率信号。
10.根据权利要求9所述的电梯安全回路故障定位模块，其特征在于：所述多谐振荡器包括串接在末端的开关组件与输入电平之间的第一电阻、第二电阻以及输入端连接到所述第一电阻和第二电阻的连接处的555定时器。
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