CN1042020C - 电梯井的井道信息数据的采集方法及设备 - Google Patents

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Abstract

在本发明中，在电梯井道(1)中，一个带有编码(3)的反射器(2)被安装在停靠位置区域。编码(3)显示两条同样的轨道(4，5)。停靠位置的水平线被断续线(Ho)标出，对于它，编码(3)是对称的。移入区域(BE)的一半位于水平线(Ho)的下面而另一半位于其上，此区域中允许一个门接触器的桥接。重定位区域(BN)的一半位于水平线(Ho)的下面而另一半位于其上，在该区域，当门打开时，允许用被桥接的门接触器重新定位由于钢丝绳的拉长而位置过低的电梯轿厢(6)。

Description

电梯井的井道信息数据的采集方法及设备
本发明涉及电梯井道信息数据的采集方法和设备，用于运行于电梯井道中的电梯轿厢(Iift cage)的电梯控制，同时在电梯井道中设置了一种可读编码(readable code)。
在电梯井道的整个高度上安装了一种码带(coded tape)的电梯系统已通过美国专利US 4 443 756为我们所知。编码由带上两条轨道上的洞孔组成。一个光发射器和一个光电接收器安装于运行在电梯井中的电梯轿厢上。在光发射器和接收器间安装一条码带，以致光发射器的光束或者通过码带上的洞孔照射到光电接收器或者被码带所阻断。这样，一个关于电梯轿厢位置的二进制编码信息伴随着电梯轿厢的运动而产生。
现有设备的一个缺点在于：由于电梯井道长度上的膨胀导致了不精确的轿厢位置，也使码带位置不精确。再一个缺点是在电梯井道中将码带固定是很费事的。为了不使错误信息出现，码带必须被精确地安装在井道的整个高度上。除此之外，电梯轿厢的引导的不精确会对井道信息的可靠性产生不良影响。另一个缺点在于码带远离井道墙壁并且凸进到井道空间。这样，井道横截面尺寸必须相应地增加。另一个涉及安全性的缺点在于它不能区分是光发射器或接收器出了故障还是光束被码带阻挡了。这样，有故障的情况就不能与正常状态相区别。
这里，本发明的目的是找到一种补救措施。本发明解决了如何避免现有设备的缺点的问题，并创造了一种设备，通过它提高了所产生的井道信息的可靠性。
本发明提供了一种电梯井道的井道信息数据的产生的方法与装置，其中，电梯轿厢行驶于电梯井道中，一种可读编码安装在电梯井道中，在这样的电梯系统中，用于电梯控制的井道信息数据的采集方法的特征在于：编码以一幅幅图像的方式被读出，至少有一幅包含在被读编码的图像中的图案被识别，其中该图案代表若干编码单元的某种结构，识别后的图案与一个参考图案相比较，用于电梯控制的井道信息由识别后的图案产生。实现所述方法的设备，包括安装在电梯井道中的可读编码，还包括安装在在电梯井道中可行驶的电梯轿厢上的编码读取设备，还包括与编码读取装置和电梯的控制部分相连接的编码测定设备，其中包括在编码中的井道信息用于电梯的控制，其特征在于：至少一个以一幅幅图像的方式读取编码的传感器被连接到至少一个用于对包含在编码的被读取图像中的至少一个图案进行识别的设备，并且识别设备被连接到至少一个计算设备，用于对包含在图案中的井道信息进行测定。
由本发明所获得的优点具体体现在由于井道信息的可靠性的提高，电梯的安全更有保证了。由损坏或有故障的部件所引起的错误井道信息被本发明的设备识别，不会产生错误结果。例如，当电梯轿厢运行到停靠位置时，当所需的井道信息是错误的时候，门接触器(door contacts)的桥接(bridging-over)不被触发。另一个优点体现在几个功能上，例如位置监控、速度监控、轿门电路桥接(bridging-over)和自诊断等可以用同一设备和井道信息来完成。因此，实现了内在的安全性的要求。
下面依据插图仔细地解释了本发明，插图中仅图示了一种执行方式。这里看到；
图1.轿厢位置作为轿厢速度的函数的示意图；
图2.根据本发明的用于井道信息数据产生的设备；
图3.用于井道信息数据测定的设备；
图4.检测到的一个编码的图像的细节；
图5.用于井道信息数据测定的控制和循环自监控的算法的流程图；
图6.冗长的硬件测试的均匀分配(dividing-up)的示意图。
下面依靠实施例的一个例子的帮助，即根据井道信息数据的门接触器桥接，仔细解释本发明。当电梯轿厢进入停靠位置时，为了节省时间，厅门和轿门被提早打开。位于电梯控制安全电路中的门接触器必须被依靠井道信息数据的安全设备来桥接(bridged over)。它同样适用于当门打开时，在由于钢丝绳的拉长而使轿厢的位置偏低的情况下，电梯轿厢的重定位(resetting)。
在清楚地在图1中表示的这一区域中，进入此区域时允许门接触开关的桥接和电梯轿厢的重定位，并且必须由本发明的安全设备来监控。位于停靠位置上方的电梯轿厢位置+P和位于停靠位置下方的电梯轿厢位置-P被表示在示意图的垂直轴上。在位置PO，电梯轿厢的门槛与停靠位置平齐。速度在水平轴上用v表示。在移入(moving-in)期间允许门接触器的桥接，其位置和速度分别用+PE、-PE和VE表示。允许桥接后的门接触器的复位，其位置和速度分别由+PN、-PN和VN表示。
图2表示了在停靠位置附近，上面装有编码3的反射器2的电梯井道1，例如，编码3可以是一种2区码(2-zone code)、一种单一尺寸码、2维条形码或一种点码。在本实施例的例子中，采用了一种2区编码3。编码3被设置在第一条轨道4和第二条轨道5上。在本例中，轨道4和5在图案形式上是一样的，然而可以是有区别的。停靠位置的水平线用断续线HO来表示，对于HO，编码3是对称的。允许门接触器的桥接的移入区域BE，一半位于水平线HO的上面，另一半在其下。重定位区域BN，一半位于水平线HO的上面，另一半在其下。在桥接门接触器从而打开门的情况下，将允许由于钢丝绳的拉长而造成的偏低的电梯轿厢6的位置的重新定位。在该区域中，第一条轨道4和第二条轨道5的编码3被安装在电梯轿厢6上的双通道测定设备7来检测和计算，这里两通道是一样的。测定设备7的第一个发射器8照射反射器2的第一条轨道4，测定设备7的第二个发射器9照射反射器2的第二条轨道5。第一条轨道4被照亮的表面被映像在测定单元7的第一电荷耦合器件传感器10上，同时，第二条轨道5被照亮的表面被映像在计算单元7的第二个电荷耦合器件传感器11上。图3所示的发射器8的光学系统12.1和电荷耦合器件传感器10的光学系统12.2是如此互相匹配的，以致在一确定的空间范围内，如10～30毫米，反射器2被照亮的表面被映像聚焦在电荷耦合器件传感器上。第二发射器9和第二电荷耦合器件的光学系统也是如此。
图3画出了图2所示的测定设备7的方框示意图，它具有第一通道13，一个电压比较器14和第二通道15。第二通道15与第一通道13的结构相同，因此没有表示出。第一通道13由带有光学系统12.1的第一发射器8、带有光学系统12.2的电荷耦合器件传感器10、图案识别逻辑系统MER、接口INF、计算机CPU等组成，通过总线方式由系统总线BUS将程序和参数存储器ROM、数据存储器RAM以及图案识别逻辑系统MER和接口INF、一个与继电器16相连的逻辑接转系统REL连接在一起。如果移入(moving-in)或重定位(resetting)的条件被满足，继电器16桥接安全电路18中的门接触器17。通道13和15的结果都在比较器14中被比较，在不允许的偏差出现时就发出报错信号。比较器14由一个位置比较器POC、一个速度比较器SPC和一个误差采样器FES组成。电梯控制的第一释放信号ENE允许电梯轿厢在移入时将门打开，电梯控制的第二个释放信号ENN允许开着门的电梯轿厢6进行重定位。释放信号ENE和ENN也可以由测定设备7本身来产生，因为它所需的信息已经存在。第一个释放信号在移入进入区域BE时产生。第二个释放信号ENN在移入重定位区域BN时产生。释放信号ENE和ENN在离开这些区域时被复位。
由接口电路INF发出的位置信号被表示为POS，由接口电路INF发出的速度信号被表示为SPE。在位置比较器POC出现不允许的偏差的情况下，第一误差信号FEP被发送给误差采集器FES，在速度比较器SPC出现不允许的偏差的情况下，第二误差信号FEG被发送到误差采集器FES。在进入条件满足时，接口INF产生进入信号EBE，当重定位条件被满足时，接口产生重定位信号EBN。仅当第一释放信号ENE和进入信号EBE或第二释放信号ENE和重定位信号EBN同时出现在逻辑接转系统REL时，门接触器的桥接才会发生。在逻辑接转系统REL中的一个干扰产生第三误差信号REF。在误差出现在误差采集器FES的情况下，第四个误差信号REO通过逻辑接转系统REL切断继电器16。
由将入射光从光场转换为电荷的像素阵19组成的电荷耦合传感器10和11，检测在反射器2上的编码3的图像。图4显示了这样一幅图像的细节，该图案包含了亮区HB、暗区DB、亮中心HM和暗中心DM。如图5所示，电荷耦合传感器10和11的图像被图案识别逻辑系统MER、计算机CPU和被周期性地测试的硬件来周期性地被分析。程序序列开始于S0.0步，即接通测定设备(evaluating equipment)7的供电电压的时刻。在S0.1步，执行硬件和软件的初始化。随后，在S0.2步，以硬件方式执行存储器RAM、ROM和寄存器等的测试。成功地测试以后，由S1步到S13步组成的无穷循环运行起来。该无穷循环有一个近似常量的渡越时间。不允许时间控制的“中断”，因为在测定设备单元7中涉及一个与安全有关的设备。在S1步检测到的图案的映像显示清晰的亮区HB和暗区DB的情况下，亮区HB和暗区DB的长度及由暗区中心DM的间隔决定的图案重复距离MW被确定了。除此之外，通过确定具有同样亮度值的像素单元的百分比，测试了亮中心HM和暗中心DM的一致性。为了进一步的处理，由图案识别逻辑系统MER探得的数据通过总线系统BUS被传输到数据存储器RAM。
在S2步，比较器CPU将探得的图案与存在程序和参数存储器ROM中的参考图案进行比较。出于安全原因，在S3步判断了亮中心HM和暗中心DM的一致性。具有同样亮度值的像素的百分比太低就不能满足进入和重定位条件。在测试步S1到S3是否定结果的情况下，通过接口INF，保持了不满足进入条件或重定位条件的状态。在S4步，探得的实际图案与上次探得的图案相比较，并由此计算出探得图案的位移。在S5步，电梯轿厢6的瞬时速度v通过位移和扫描周期时间tA来计算。在S6步，测试是否检测到了来自重定位区域BN的图案。当S6步的肯定的测试结果出现时，在S7步将瞬时轿厢速度v与电梯轿厢6的重定位所允许的速度vN进行比较。S7步的肯定的测试结果启动S8步，在S8步，移入和重定位被通知给接口INF，在S9步向逻辑接转系统REL发出进入信号EBE和重定位信号EBN。S6步和S7步的否定的测试结果启动S10步，在那里，瞬时轿厢速度v与电梯轿厢6的移入所允许的速度vE进行比较。在测试S10步出现否定结果的情形下，通过接口INF，保持了不满足进入条件的状态。S10步的肯定测试结果启动S11步，在那里，移入允许被通知给接口INF，在S9步向逻辑接转系统REL发出进入信号EBE。在进入信号EBE或重定位信号EBN和第一释放信号ENE或第二释放信号ENN及无错误信号REO出现的情况下，继电器16接通，同时门接触器17被桥接。
电梯轿厢6的位置的计算没有在流程图--图5中说明。它可以根据第一个探测到的图案和算出的图案重复距离MW推算出。导出的位置信号POS不仅可用于与第二通道位置信号的比较，而且可用作轿厢移入期间电梯轿厢的精确定位的电梯控制过程中。
在S12步执行的测试以存储器RAM、ROM和寄存器等硬件形式进行，它的全部完成要花很长时间。为使由S1步到S13步组成的无限循环能够在短的有限时间内通过，以硬件形式的测试被再细分为相等的时间持续期的测试部分。图6表示了含有6个测试部分AS1到AS6的例子。一个图示为指针ZEI的变量指向实际测试部分AS2，当完成一次循环时，指针ZEI被设置到实际测试部分已经完成后的下一个部分，以便在下一个循环完成时另一个测试部分被测试。在本例中，全部测试在6个循环段后执行一次。在S13步，通过接口电路INF，测得的数据被发送到位置比较器POC和速度比较器SPC。

Claims (8)

1.电梯轿厢(6)行驶于电梯井道(1)中，一种可读编码(3)安装在电梯井道(1)中，在这样的电梯系统中，用于电梯控制的井道信息数据的采集方法的特征在于：编码(3)以一幅幅图像的方式被读出，至少有一幅包含在被读编码(3)的图像中的图案被识别，其中该图案代表若干编码单元的某种结构，识别后的图案与一个参考图案相比较，用于电梯控制的井道信息由识别后的图案产生。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：在图案中至少可以识别一个具有亮中心(HM)的亮区域(HB)和一个具有暗中心(DM)的暗区域(DB)，以及由暗中心的间隔(DM)可以得知一个图案的重复距离(MW)，由它可导出电梯轿厢(6)的位置。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于：通过确定具有同样亮度值的诸像素单元的百分比，测试亮中心(HM)和暗中心(DM)的一致性，在某一百分比值时图案被识别为无效的。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于：计算实际图案相对于上次确定的图案的位移，并且电梯轿厢(6)的速度(V)由该位移和扫描周期时间(tA)计算出来。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于：由至少一幅图案来识别到站区域(BE)和重调整区域(BN)，在上述区域，当电梯轿厢移入一停靠点时，允许门接触器(17)的桥接。
6.根据权利要求4或5的方法，其特征在于：电梯轿厢(6)的速度与对应于区域(BE，BN)的速度进行比较，并且到站和重调整的条件由所述比较产生。
7.实现权利要求1的方法的设备，包括安装在电梯井道(1)中的可读编码(3)，还包括安装在在电梯井道(1)中可行驶的电梯轿厢(6)上的编码(3)读取设备，还包括与编码(3)读取装置和电梯的控制部分相连接的编码(3)测定设备，其中包括在编码(3)中的井道信息用于电梯的控制，其特征在于：
至少一个以一幅幅图像的方式读取编码(3)的传感器(10.12.2)被连接到至少一个用于对包含在编码(3)的被读取图像中的至少一个图案进行识别的设备(MER)，并且识别设备(MER)被连接到至少一个计算设备(CPU，ROM，RAM，BUS，INF)，用于对包含在图案中的井道信息进行测定。
8.根据权利要求7的设备，其特征在于：
一个装有传感器(10，12.2)的第一通道(13)连接到识别设备(MER)，该识别设备(MER)连接到计算设备(CPU，ROM，RAM，BUS，INF)，该第一通道还装有包括用于门接触器(17)的桥接的继电器的用于依赖于图案的信号(EBE，EBN，ENE，ENN)的测定的与计算设备相连接的逻辑接转系统(REL)；一个装有传感器(10，12.2)的第二通道(15)连接到识别设备(MER)，该识别设备(MER)连接到计算设备(CPU，ROM，RAM，BUS，INF)，该第二通道还装有包括用于门接触器(17)的桥接的继电器的用于依赖于图案的信号(EBE，EBN，ENE，ENN)的测定的与计算设备连接的逻辑接转系统(REL)；一个比较器(14)装有一个位置比较器(POC)和一个速度比较器(SPC)，该位置比较器用于从通道(13，15)的图案所产生的位置信号(POS)的比较，该速度比较器用于通道(13，15)的图案所产生的速度信号(SPE)的比较，其中两个比较器(POC，SPC)都被连接到通道(13，15)的计算设备(CPU，ROM，RAM，BUS，INF)并且当有不允许的信号偏差时被连接到处理比较器(14)的误差信号(FEP，FEG)的误差采集器(FES)，并且误差采集器(FES)的误差信号(REO)阻止了用于门接触器(17)的桥接的通道(13，15)的逻辑接转系统(REL)。
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