CN103370269A - 接口单元、输送系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及接口单元（1）、输送系统及方法。该接口单元（1）包含确定输送系统的安全性的信号（3a，3b）的输入电路（2）。该接口单元（1）进一步包含测试该输入电路（2）的工作条件的器件（4a，4b，5a，5b，6）。

Description

接口单元、输送系统及方法

技术领域

本发明涉及输送系统的安全电路的工作条件的测试。

背景技术

有关输送系统-尤其电梯-的安全电路的设计规程和设计规则正在发生变化，特别是由于微处理器技术和软件技术的发展。新设计规程和设计规则带来的后果是，可以设计出基于微处理器控制和基于数据总结架构的电子安全电路。例如，可以将测量电梯的运行的许多传感器与相同数据总线连接，并且可以利用与数据总线连接的单独电子监控单元监视电梯的运行。

电梯的安全电路的目的是在所有运行状况下都要保证电梯的安全运行。在这方面，在修订后的EN81电梯标准中，也要求像微处理器控制监控单元、数据总线、传感器、测量电缆等那样，电子安全电路的许多基本元件具有至少SIL2或SIL3的安全完整性等级。为了达到足够高的安全等级，上述基本元件往往必须是重复的；另一方面，这种重复使所需的部件的数量、电路和布线增加。

随着电路和布线增加以及变得更复杂，连接错误或布线错误、或将错误电压连接到导线等的风险也增加。要连接的设备的工作电压往往也在与信号导线相同的电缆中传送。导线的绝缘的损毁可能引起短路或工作电压被连接到信号导线。由于上述原因等，需要比现在在现有技术中已知的那些更简单和更可靠的电子安全电路。

发明内容

本发明的目的是促进简化电子安全电路的问题的改善，尤其通过改进电子安全电路的诊断。为了达到这个目的，本发明公开了按照权利要求1所述的接口单元，按照权利要求16所述的输送系统以及按照权利要求17所述的方法。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。

按照本发明的用于输送系统的安全电路的接口单元包含确定输送系统的安全性的信号的输入电路。该接口单元进一步包含测试上述输入电路的工作条件的器件。按照本发明的接口单元优选的是电子接口单元。按照本发明的输入电路的工作条件的监视使，例如，SIL3安全等级的安全开关或相应部件能够与输入电路连接而无需使所涉及的部件和/或所涉及部件的数据传送通道重复。

在本发明的一个优选实施例中，该接口单元包含断开供给输入电路的信号的器件，所述信号确定输送系统的安全性。该接口单元被配置成当确定输送系统的安全性的上述信号已经断开时，确定输入电路的工作条件。因此，可以使确定输送系统的安全性的信号/信号的变化不影响工作条件的监视地监视输入电路的工作条件。

在本发明的一个优选实施例中，确定输送系统的安全性的信号由测量输送系统的安全关键性质的传感器形成，该传感器最优选的是与输入电路连接的安全开关或安全开关的串联电路。断开确定输送系统的安全性的信号的器件在这种情况下被配置成断开测量上述输送系统的安全关键性质的传感器-最优选的是安全开关或安全开关的串联电路-的供电。

在本发明的一个优选实施例中，该接口单元包含将测试信号供给输入电路的器件。该接口单元被配置成当确定输送系统的安全性的信号已经断开时，将测试信号供给输入电路。

在一些实施例中，该接口单元包含在输送系统的安全电路中向通信总线发送消息的通信电路。因此，借助于该接口单元，可以将通过确定输送系统的安全性的信号表达的有关输送系统的运行状态的信息向外发送给通信总线中的一个或多个节点，这改进了输送系统的诊断，尤其与输送系统的安全性有关时。

在本发明的一个优选实施例中，该输入电路包含复制到达输入电路的信号的信号路径的节点。在一些实施例中，该接口单元包含两个信号处理元件，以及在上述重复信号路径中，第一条路径从该节点通到第一信号处理元件，第二条路径从该节点通到第二信号处理元件。在本发明的一些实施例中，上述第一和第二信号处理元件包含微处理器。该接口单元优选的是在这种情况下包含一个存储器，最优选的是每个微处理器包含单独存储器，在该一个/几个存储器中存储着要执行的程序。重复的信号路径增加了输入电路的冗余，因此提高了输入电路的可靠性。同时也可以改进对输入电路的条件的监视。

在本发明的一个优选实施例中，该接口单元被配置成将第一测试信号供给重复信号路径的第一条，将第二测试信号供给重复信号路径的第二条。在本发明的最优选实施例中，该接口单元被配置成将测试信号依次供给两条重复信号路径。该接口单元被配置成如果供给重复信号路径的第一条的第一测试信号在这种情况下引起大于在重复信号路径的第二条中许可的变化，以及反之亦然，则确定输入电路处在故障状况下。另外，该接口单元被配置成如果供给重复信号路径的第一条的第一测试信号引起小于在重复信号路径的第一条中许可的变化，以及反之亦然，则确定输入电路处在故障状况下。通过依次测试两条重复信号路径，可以通过比较测试结果弄清楚两条信号路径的工作条件。

在本发明的一个优选实施例中，该输入电路包含确定输送系统的安全性的两个或更多个信号的连接，以及该接口单元被配置成依次确定到达该连接的每个不同信号的信号路径的工作条件。借助于这种类型的测试序列，可以集中和几乎同时地确定输入电路的所有通道的工作条件，这提高了测试的可靠性并降低了例如环境因素对测试结果的影响。

在本发明的一个优选实施例中，该接口单元被配置成当确定输送系统的安全性的到达输入电路的所有信号都断开时，确定输入电路的工作条件。

本发明还涉及输送系统，其包含上面为输送系统的安全电路展示的按照一个或一些实施例的接口单元。

本发明还涉及在输送系统的安全电路中监视输入电路的工作条件的方法。在按照本发明的方法中，利用与输入电路结合装配的器件监视输入电路的工作条件。

在本发明的一个优选实施例中，断开供给输入电路的信号，所述信号确定输送系统的安全性，以及当确定输送系统的安全性的上述信号已经断开时，确定输入电路的工作条件。最优选的是，通过断开测量输送系统的安全关键性质的传感器的供电来断开供给输入电路的上述信号。

在本发明的一个优选实施例中，当确定输送系统的安全性的上述信号已经断开时，将测试信号供给输入电路。

在本发明的最优选实施例中，在输入电路中复制到达信号的信号路径，以及将测试信号依次供给两条重复信号路径。

在本发明的最优选实施例中，将安全开关和/或安全开关的串联电路与输入电路连接。

在本发明的一些实施例中，当检测到连接设备的输入电路已经出故障，则经由通信总线将有关故障的信息发送给电梯的安全电路中的电子监控单元。当从通信总线接收到故障信息时，该电子监控单元形成将电梯系统的软件切换到防止电梯进入下一轮运行的操作模式的控制命令。为了防止该运行，该电子监控单元还控制电梯的安全断路器，该安全断路器断开对电梯的曳引机的供电，以及通过阻止对机械制动器的电磁铁的供电启动曳引机的机械制动器。当以本发明给出的方式确定其自身输入电路处在故障状况下时，该电子监控单元也执行上述过程。

在本发明的一些实施例中，经由数据传送链路将有关输入电路的所观察故障的信息发送给服务中心。这样，可以改进电梯的诊断，尤其涉及电梯的远程监视/远程操作时。上述数据传送链路可以是，例如，互联网连接或相应有线连接；该数据传送链路也可以无线地，例如，利用GSM连接或利用基于电磁辐射的相应数据传送连接来实现。

在本发明的一些优选实施例中，将两个电阻器与确定输送系统的安全性的信号的复制节点连接，以便离开节点的重复信号的第一重复信号路径通过第一电阻器，第二重复信号路径通过第二电阻器。此后，使两条重复信号路径通到接口单元中的信号处理元件，以便使第一信号路径通到第一信号处理元件，使第二信号路径通到第二信号处理元件。在本发明的一些优选实施例中，将第一下拉电阻器连接在上述第一电阻器与第一信号处理元件之间的信号路径中，将第二下拉电阻器连接在上述第二电阻器与第二信号处理元件之间的信号路径中。进一步将第一上拉电阻器连接在上述第一电阻器与第一信号处理元件之间的信号路径中，利用可控开关将该上拉电阻器与正信号电压端连接，以便通过闭合该开关可以将测试信号从正信号电压端供给信号路径来测试上述重复信号路径。并且将第二上拉电阻器连接在上述第二电阻器与第二信号处理元件之间的信号路径中，利用第二可控开关将该上拉电阻器与正信号电压端连接，以便通过闭合该开关可以将测试信号从正信号电压端供给信号路径来测试上述重复信号路径。

按照本发明的输送系统可以是，例如，电梯系统、自动扶梯系统或自动人行道系统。术语电梯系统尤其指旨在沿着垂直方向运送乘客/货物、有配重或没有配重的电梯系统。

通过本发明，可以通过改进输入电路的监控/诊断提高输入电路/接口单元的可靠性。由于这个原因，也可以将，例如，强制安全开关/安全开关的串联电路与输入电路连接。对于这种类型的安全开关，可以不用使安全开关/布缆重复地达到SIL3安全等级，以便按照本发明的安全开关和接口单元的组合简化输送系统的安全电路。

上述的总结以及下面展示的本发明的另外特征和优点将借助于一些实施例的如下描述得到更好理解，所述描述不限制本发明的申请范围。

附图说明

图1以方块图形式展示了按照本发明的电梯的安全电路；以及

图2以方块图形式展示了按照本发明的输入电路的一部分。

具体实施方式

在按照图1的电梯的安全电路中，将接口单元1与通信总线10连接。另外，将节点17与通信总线10连接，接口单元1借助于通信电路9经由通信总线10与该节点17通信。在图1中为了例示本发明放大了与节点17有关的接口单元1的尺寸。在本发明的这个实施例中，接口单元1也起电梯的安全电路的电子监控单元的作用，该单元经由通信总线10从与连接17连接的传感器接收数据，并且如果有必要，控制电梯的安全断路器18。安全断路器18是继电器，当停止对继电器的控制线圈的供电时，继电器的触点打开。将安全断路器18的继电器的触点与电梯的安全电路连接，以便当安全断路器18的继电器的触点打开时，停止对移动电梯轿厢的电梯曳引机（未展示在图1中）的机械制动器的电磁铁的供电，并启动机械制动器。在相同连接下，也断开对曳引机的电动机的供电。当检测到电梯的安全性受到危害时，接口单元1控制安全断路器18的继电器的触点打开。

接口单元1包含测量电梯的安全关键性质的传感器7a、7b、7c、8的测量信号3a、3b的输入电路2。在本发明的这个实施例中，测量电梯的安全关键性质的传感器7a、7b、7c、8是已经通过按照电梯标准EN-81的安全等级SIL3的强制打开安全开关。因此，可以不将这些安全开关重复用于，例如，监视电梯井道的入口的状态/锁定以及监视电梯井道的端区的安全空间。

按照图1，将监视电梯井道的不同入口的状态/锁定的安全开关7a、7b、7c相互串联，并将该开关串联电路引到接口单元1的输入电路2。该开关串联电路还从接口单元1接收它的工作电压。另外，在图1中，将确定电梯的限速器的工作状态的安全开关8单独引到接口单元1的输入电路2。关于这方面，应该注意到，也可以以与展示在图1中不同的另一种方式选择与输入电路2连接的传感器/安全开关7a、7b、7c、8。另外，与通信总线10连接的一个或多个节点17可以包含按照图1的输入电路2，在该情况下，与所涉及的节点连接的安全开关可以以按照本发明的方式经由输入电路读取。

可以将不同数量的节点17与通信总线10连接；一个节点可以结合电梯轿厢（未展示在图1中）来装配，优选的是装配在电梯轿厢的顶板上，在该情况下，测量电梯轿厢在电梯井道中的位置的传感器以及测量电梯轿厢的门的位置的传感器（未展示在图1中）可以与该节点连接。一个节点可以装载在电梯井道（未展示在图1中）中，以及像确定端部缓冲器等的工作状态的传感器那样，确定电梯轿厢在电梯井道的末端，即，机械安全设备附近的许可运动的极限的传感器（未展示在图1中）可以与该节点匹配。

按照图1，在接口单元1当中经由可控开关6从直流电压源19供电给限速器的安全开关8以及监视电梯井道的入口的状态/锁定的安全开关7a、7b、7c的串联电路。当读取安全开关7a、7b、7c、8的状态时，闭合开关6，在该情况下，DC源19的电压经由安全开关7a、7b、7c、8循环回到接口单元1进入输入电路2中。输入电路2包含下拉电阻器13a、13b，经由安全开关7a、7b、7c、8循环的信号3a、3b的信号路径经由下拉电阻器13a、13b与直流电压源19的负电位端连接。下拉电阻器13a、13b两端的电压利用接口单元1中的微控制器16a、16b读取。安全开关7a、7b、7c、8是强制打开开关，例如，当电梯井道的入口的门被打开时，安全开关7a、7b、7c打开。当闭合安全开关7a、7b、7c时，在输入电路2中的下拉电阻器13a、13b的两端存在电压。当安全开关7a、7b、7c、8之一打开，下拉电阻器13a、13b的两极之间的电压变成零。因此，通过读取下拉电阻器两端的电压，可以推断安全开关/安全开关的串联电路的状态。

一个问题是，当利用电子接口单元1/节点17读取安全开关7a、7b、7c、8的状态时，读取安全开关的状态的接口单元1/节点17也必须满足足够的安全标准；否则，安全开关的不正确确定状态可能使电梯的用户处在危险状况下。例如，输入电路2中的下拉电阻器/上拉电阻器13a、13b的失灵可能导致人们注意不到安全开关7a、7b、7c、8的打开，因此一直未记录电梯的危险状况。为了解决这个问题，给图1的接口单元1配上测试输入电路2的工作条件的器件4a、4b、5a、5b、6。在下文中，将更详细描述输入电路2的工作条件的测试过程。关于这一点，图2更详细地展示了可应用于例如图1的实施例的接口单元1的输入电路2的一种连接。

按照图2，经由串联电阻器16将监视电梯井道的入口的状态/锁定的安全开关的串联电路7a、7b、7c的测量信号3a引到输入电路2。在串联电阻器16之后，在节点12中利用电阻器11a、11b复制信号3a的信号路径，以便离开节点12的第一重复信号路径15a通过第一电阻器11a，离开节点12的第二重复信号路径15b通过第二电阻器11b。接口单元1包含离开节点12的重叠信号路径通到的两个微处理器16a、16b，以便使第一重复信号路径15a通到第一微处理器16a，使第二重复信号路径15b通到第二微处理器16b。重复信号路径15a、15b两者包含在与节点12连接的电阻器11a、11b与微处理器之间的上拉电阻器5a、5b以及下拉电阻器13a、13b。另外，在微处理器16a、16b之前的信号路径15a、15b中仍然存在单独串联电阻器14a、14b。利用晶体管4a、4b将上拉电阻器5a、5b与信号电压端20连接，以便将测试信号供给重复信号路径15a、15b。

输入电路2还包含与监视电梯井道的入口的状态/锁定的安全开关7a、7b、7c的测量信号3a的电路类似的限速器的安全开关8的测量信号3b的电路，但为了简化电路图，从图2中省略了限速器的安全开关8的测量信号3b的接口。因此，限速器的安全开关8的测量信号3b以相应方式通到输入电路2，以便第一微处理器16a读取安全开关8的信号3b的第一重复信号路径15a，第二微处理器16b读取安全开关8的信号3b的第二重复信号路径15b。

输入电路2的工作条件的测试序列以如下方式进行：在测试序列的开头，第一微处理器16a控制开关6打开，在该情况下，断开从直流电源19到安全开关的串联电阻器7a、7b、7c的供电。在断开供电，因此也断开安全开关的串联电阻器7a、7b、7c的测量信号3a之后，微处理器16a、16b读取重复信号路径中的信号电压；如果在这种情况下重复信号路径的一条或多条中的电压对应于逻辑“1”电平，则推断输入电路2出故障了。此后，微处理器16a控制晶体管4a导通，在该情况下，经由上拉电阻器5a将测试信号从信号电压端20供给第一重复信号路径15a。第一微处理器16a从所涉及的第一重复信号路径15a中读取电压；如果输入电路2的所涉及的信号路径15a起作用，则该微处理器读取与逻辑“1”电平相对应的电压。同时，第二微处理器16b也从第二重复信号路径15b中读取相同信号的电压。如果所涉及的信号路径15b起作用，则第二微处理器16b读取与逻辑“0”电平相对应的电压。此外，在输入电路2的重复信号路径的其余部分中，如果输入电路处在工作条件下，则在这种情况下读取逻辑“0”电压信号。第一16a和第二16b微处理器还相互比较测试结果，如果该测试结果不同于所许可的，即，如果第一微控制器16a读取逻辑“0”电压电平和/或如果第二微控制器16b读取逻辑“1”电平，则推断输入电路出故障了。

此后，第一微处理器16a控制晶体管4a不导通，第二微处理器16a控制晶体管4b导通，在该情况下，经由上拉电阻器5b将测试信号从信号电压端20供给第二重复信号路径15b。第二微处理器16b从所涉及的第二重复信号路径15b中读取电压；如果输入电路2的所涉及的信号路径起作用，则第二微处理器读取与逻辑“1”电平相对应的电压。同时，第一微处理器16a也从第一重复信号路径15a中读取相同信号的电压。如果所涉及的信号路径15a起作用，则第一微处理器16a读取与逻辑“0”电平相对应的电压。此外，在输入电路2的重复信号路径的其余部分中，如果输入电路处在工作条件下，则在这种情况下读取逻辑“0”电压信号。第一16a和第二16b微处理器还相互比较测试结果，如果该测试结果不同于所许可的，即，如果第二微控制器16b在这种情况下读取逻辑“0”电压电平和/或如果第一微控制器16a读取逻辑“1”电平，则推断输入电路出故障了。

此后，第一16a和第二16b微处理器以相同方式测试限速器的安全开关8的测量信号3b的重复信号路径的电路。

另外，进行第一16a微处理器控制第一重复信号路径15a的所有晶体管4a同时导通的测试。在这种情况下，应该从每条第一重复信号路径15a中读取逻辑“1”电压电平，应该从每条第二重复信号路径15b中读取逻辑“0”电压电平；否则，推断输入电路2出故障了。此后，通过利用第二微处理器16b控制第二重复信号路径15b的所有晶体管4b同时导通以相应方式进行测试。

此外，在安全电路的正常工作期间，第一16a和第二16b微处理器比较相同信号3a、3b的重复信号路径15a、15b；如果在这种情况下从相同信号的重复信号路径读取的信号电平相互不同，则推断输入电路出故障了。

当推断输入电路2出故障了时，接口单元1（也是电梯的安全电路中的电子监控单元）经由通信总线10向电梯控制单元发送将电梯系统的软件切换到防止电梯进入下一轮运行的操作模式的控制命令。为了防止该运行，接口单元1还控制电梯的安全断路器，该安全断路器断开对电梯的曳引机的供电，以及以展示在图1的实施例中的方式启动曳引机的机械制动器。

上面借助于其实施例的几个例子对本发明作了描述。但对于本领域的普通技术人员来说，显而易见，本发明不只局限于上述的实施例，而是可以在权利要求书所限定的本发明构思的范围内实现许多其他应用。

Claims (22)

1.一种用于输送系统的安全电路的接口单元（1），该接口单元（1）包含：

确定输送系统的安全性的信号（3a，3b）的输入电路（2）；

其特征在于，该接口单元（1）包含测试该输入电路（2）的工作条件的器件（4a，4b，5a，5b，6）。

2.按照权利要求1所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）包含断开确定输送系统的安全性的信号（3a，3b）的器件（6）；以及

其特征在于，该接口单元（1）被配置成当确定输送系统的安全性的信号（3a，3b）已经断开时，确定该输入电路（2）的工作条件。

3.按照权利要求2所述的接口单元，其特征在于，确定输送系统的安全性的上述信号（3a，3b）由测量输送系统的安全关键性质的传感器（7a，7b，7c，8）形成；以及

其特征在于，断开确定输送系统的安全性的信号的器件（6）被配置成断开测量输送系统的安全关键性质的传感器（7a，7b，7c，8）的供电。

4.按照权利要求1-3的任何一项所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）包含将测试信号供给该输入电路（2）的器件（4a，4b，5a，5b）。

5.按照权利要求4所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）被配置成当确定输送系统的安全性的信号（3a，3b）已经断开时，将测试信号供给该输入电路（2）。

6.按照前面权利要求的任何一项所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）包含在输送系统的安全电路中向通信总线（10）发送消息的通信电路（9）。

7.按照前面权利要求的任何一项所述的接口单元，其特征在于，该输入电路（2）包含复制到达该输入电路的信号（3a，3b）的信号路径的节点（12）。

8.按照权利要求7所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）包含两个信号处理元件（16a，16b）；以及

其特征在于，在上述重复信号路径中，第一条（15a）通到第一信号处理元件（16a），第二条（15b）通到第二信号处理元件（16b）。

9.按照权利要求7或8所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）被配置成将第一测试信号供给该重复信号路径的第一条（15a），将第二测试信号供给该重复信号路径的第二条（15b）。

10.按照权利要求9所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）被配置成依次将测试信号供给两条重复信号路径（15a，15b）。

11.按照权利要求7-10的任何一项所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）被配置成如果供给该重复信号路径的第一条（15a）的第一测试信号引起大于在该重复信号路径的第二条（15b）中许可的变化，则确定该输入电路（2）处在故障状况下。

12.按照权利要求7-11的任何一项所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）被配置成如果供给该重复信号路径的第一条（15a）的第一测试信号引起小于在该重复信号路径的第一条（15a）中许可的变化，则确定该输入电路（2）处在故障状况下。

13.按照前面权利要求的任何一项所述的接口单元，其特征在于，该输入电路（2）包含确定输送系统的安全性的两个或更多个信号（3a，3b）的连接；以及

其特征在于，该接口单元（1）被配置成依次确定到达该输入电路（2）的每个不同信号的信号路径的工作条件。

14.按照权利要求13所述的接口单元，其特征在于，该接口单元（1）被配置成当确定输送系统的安全性的到达输入电路（2）的所有信号已断开时，确定输入电路（2）的工作条件。

15.按照前面权利要求的任何一项所述的接口单元，其特征在于，将安全开关（8）和/或安全开关的串联电路（7a，7b，7c）与上述输入电路（2）连接。

16.一种输送系统，其特征在于，该输送系统包含按照权利要求1-15的任何一项所述的用于输送系统的安全电路的接口单元。

17.一种在输送系统的安全电路中监视输入电路（2）的工作条件的方法，其特征在于：

-利用与输入电路（2）结合装配的器件（4a，4b，5a，5b，6）监视输入电路（2）的工作条件。

18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于：

-断开供给输入电路（2）的信号（3a，3b），所述信号确定输送系统的安全性；以及

-当确定输送系统的安全性的上述信号（3a，3b）已经断开时，确定输入电路（2）的工作条件。

19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于：

-通过断开测量输送系统的安全关键性质的传感器（7a，7b，7c，8）的供电来断开供给输入电路（2）的上述信号（3a，3b）。

20.按照权利要求18或19所述的方法，其特征在于：

-当确定输送系统的安全性的上述信号（3a，3b）已经断开时，将测试信号供给输入电路（2）。

21.按照权利要求20所述的方法，其特征在于：

-在输入电路（2）中复制到达信号（3a，3b）的信号路径；以及

-将测试信号依次供给两条重复信号路径（15a，15b）。

22.按照权利要求17-21的任何一项所述的方法，其特征在于：

-将安全开关（8）和/或安全开关的串联电路（7a，7b，7c）与输入电路（2）连接。

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