CN105270955A - 一种自诊断的电梯终端强制减速装置及故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自诊断的电梯终端强制减速装置，包括：成对设置的位置检测传感器，同属一对的位置检测传感器同时被轿厢触发，并生成相应的标志信号；速度传感器，响应于各位置检测传感器的触发并生成即时的轿厢速度；检测模块，接收并比较同对位置检测传感器的标志信号的一致性，不一致时输出故障信号，一致时比较同对中两个位置检测传感器触发时的轿厢速度，根据轿厢速度之差输出对应的故障判别信号。本发明还公开了一种基于上述电梯终端强制减速装置的故障检测方法，具有自诊断功能，能够检测出自身故障。

Description

一种自诊断的电梯终端强制减速装置及故障检测方法

技术领域

本发明涉及一种电梯终端强制减速装置，尤其涉及一种自诊断的电梯终端强制减速装置及故障检测方法。

背景技术

一般来说，在电梯井道底部的底坑内会安装有缓冲器，该缓冲器的作用是：在轿厢以全速与缓冲器碰撞时，其能够使轿厢充分地缓冲，因此电梯额定速度越高，其需要缓冲器的行程就越长，对应的底坑就越深。为了减小底坑深度，通常设置有终端强制减速装置，使缓冲器的行程比本来需要的长度短从而使底坑的深度减小，并且在与缓冲器碰撞之前对轿厢等进行减速。

终端强制减速装置在井道上下终端设置数个轿厢位置检测传感器，以检测轿厢通过在上下终端时的位置情况；在与轿厢随动机构设置速度传感器，以检测轿厢运行速度；对比轿厢通过位置传感器时的数度数据与轿厢正常运行时的速度数据，使轿厢紧急停止。

现有技术中，终端强制减速装置是轿厢在井道上下终端运行速度超过其正常运行速度时动作的装置。因此，不会在通常情况下动作，为了保证其在出现异常时可靠的动作，通常会定期检查该装置。但是在定期检查之外的时间，如何保证在位置检测传感器、速度传感器及终端强制减速装置内部单元异常的时候保证所述轿厢的安全。

发明内容

为克服现有技术存在的问题，本发明提供了一种自诊断的电梯终端强制减速装置及故障检测方法，具有自诊断功能，能够检测出自身故障，维持电梯终端强制减速装置的正常运行，保障电梯安全运行。

本发明的具体技术方案如下：

一种自诊断的电梯终端强制减速装置，包括：

成对设置的位置检测传感器，同属一对的位置检测传感器同时被轿厢触发，并生成相应的标志信号；

速度传感器，响应于各位置检测传感器的触发并生成即时的轿厢速度；

检测模块，接收并比较同对位置检测传感器的标志信号的一致性，不一致时输出故障信号，一致时比较同对中两个位置检测传感器触发时的轿厢速度，根据轿厢速度之差输出对应的故障判别信号。

本发明中，轿厢装配有触发各位置检测传感器的触发装置，成对布置的位置检测传感器在轿厢运行过程中被同时触发，可以是同一对的位置检测传感器安装高度相同，也可以是同对的两个位置检测传感器错位布置，但是也应使对应的触发装置具有相同的高度错位，以保证同对的两个位置检测传感器被同时触发。

速度传感器用于检测轿厢运行速度，尤其是各位置检测传感器被触发时，速度传感器能生成对应于各位置检测传感器被触发时的轿厢速度。

本发明中的一致性，包括是否接收到两个标志信号以及这两个标志信号是否同步，若存在标志信号缺失或者两个标志信号具有接收时间差(或超出预定范围内)，则判断为不一致并输出故障信号；在满足一致性的前提下，进一步比较同对中两个位置检测传感器触发时的轿厢速度，若轿厢速度之差大于设定的阈值，则输出故障判别信号；根据这两种信号的输出，均可判定电梯终端强制减速装置出现故障，实现自诊断功能。

其中，所述的检测模块包括速度比较单元和限速存储单元；

所述限速存储单元内储存有各位置检测传感器被触发时的限制速度；

所述速度比较单元用于比较各位置检测传感器被触发时的限制速度和轿厢速度。

本发明中的电梯终端强制减速装置具有其基本的强制减速功能，若各位置检测传感器被触发时所检测到即时的轿厢速度大于对应的限制速度，则判定此时的轿厢运行异常，应强制轿厢减速。

其中，所述的检测模块还包括人机交互单元，用于设置所述限速存储单元内的限制速度。

优选的，所述的位置检测传感器分成两组，分别布置在井道顶部和底部，以满足轿厢在井道的上下终端附近运行过程中的自检。

优选的，每组位置检测传感器沿轿厢运行方向依次布置有至少两对，每对位置检测传感器在触发后均实现一次自诊断，保持电梯终端强制减速装置的可靠性，维持电梯安全运行。

本发明中，所述的速度传感器为两个，分别安装在电梯曳引机和电梯限速器上，用于分别采集曳引轮和限速器绳轮的转速。

曳引轮和限速器绳轮是同步的，每对位置检测传感器在触发时，采集不同部位来判定轿厢速度，以保持两个速度数据的独立性，避免由于采集同一部件而导致数据的分析可行性较差。

优选的，所述检测模块包括并行处理的两个检测单元，两个速度传感器分别接入对应的一个检测单元，同属一对的两个位置检测传感器分别接入对应的一个检测单元。

两个独立检测单位是为了保证装置的安全性，而且也是自诊断功能的基础。每个检测部独立的进程轿厢位置及运行速度的检测，并在轿厢超速时强制轿厢减速。因此两个独立的检测部可以保证其中一个检测部出现问题时，另外一个检测部还是能不受干扰的工作，确保轿厢运行的安全。作为电子系统任何部位都可能失效，不仅是位置检测传感器和速度检测传感器，还包括运行控制单元、速度信号处理单元、系统控制单元、位置信号处理单元等处理单元。而自诊断功能是基于对比分析两个独立检测部内系统控制单元所得到的数据，因此两个独立的检测部可以保证对比数据的完全独立性，也保证了自诊断功能的数据来源的独立性。

其中，每个检测单元包括：第一比较器，接收并比较同对位置检测传感器的标志信号的一致性，不一致时输出故障信号，一致时输出触发信号；第二比较器，响应于所述的触发信号，进一步比较同对中两个位置检测传感器触发时的轿厢速度，根据轿厢速度之差输出对应的故障判别信号。每个检测单元采用两级比较的方式，第一比较器判断标志信号的一致性，一致使触发第二比较器，以进一步比较轿厢速度。

本发明中在电梯终端强制减速装置出现故障时，应及时对轿厢作出停止运行处理，并尽可能向使用者提示电梯故障，优选的，所述的电梯终端强制减速装置包括制动模块，用于接收所述检测模块输出的信号，并对电梯曳引轮进行制动。

进一步的，所述的电梯终端强制减速装置包括报警模块，用于接收所述检测模块输出的信号，并发出报警信号。

本发明内的报警模块启动后，可以声、光、电等形式向使用者、管理者、设备维护部门或厂家发出相应的提醒信号，避免故障的电梯继续使用，并提醒维护人员及时对故障进行排查。

同时，一种电梯终端强制减速装置的故障检测方法，包括：

利用成对布置的位置检测传感器，在同时被轿厢触发后生成相应的标志信号；

利用速度传感器响应于各检测传感器的触发并生成即时的轿厢速度；

接收并比较同对位置检测传感器的标志信号的一致性；不一致时输出故障信号，一致时比较同对中两个位置检测传感器触发时的轿厢速度，根据轿厢速度之差输出对应的故障判别信号。

附图说明

图1为本发明实施例中的电梯终端强制减速装置的整体结构图。

图2为本发明实施例中的电梯到层时的速度特征曲线图。

图3为本发明实施例中的终端强制减速装置的自诊断的工作流程图。

图中：主机1、速度传感器2、制动器3、制动控制器4、终端强制减速装置5、检测部6a、检测部6b、运行控制单元8a、运行控制单元8b、速度信号处理单元9a、速度信号处理单元9b、人机交互单元10、系统控制单元11a、系统控制单元11b、系统自诊断单元12a、系统自诊断单元12b、位置信号处理单元13a、位置信号处理单元13b、存储单元14a、存储单元14b、限速器15、速度传感器16、对重17、缓冲器18、缓冲器19、张紧装置20、轿厢21、位置检测传感器22a、位置检测传感器22b、位置检测传感器23a、位置检测传感器23b、位置检测传感器24a、位置检测传感器24b、位置检测传感器25a、位置检测传感器25b、位置检测传感器26a、位置检测传感器26b、位置检测传感器27a、位置检测传感器27b、井道28。

具体实施方式

图1是表示适用本发明的一个实施例中的终端强制减速装置的电梯的整体结构图。图中的28是轿厢21所在的井道，在井道28的最低部的底坑安装有缓冲器18和缓冲器19，其为了缓和轿厢21和对重17在异常情况下对底坑的冲击而设置。

在轿厢运行的上下终端层附近安装有非接触式的位置检测传感器22a、位置检测传感器22b、位置检测传感器23a、位置检测传感器23b、位置检测传感器24a、位置检测传感器24b、位置检测传感器25a、位置检测传感器25b、位置检测传感器26a、位置检测传感器26b、位置检测传感器27a和位置检测传感器27b，这些位置检测传感器两个一组(如22a、22b)安装在同一水平线上，安装位置根据轿厢21额定速度不同，安装位置及间距也不同。其中位置检测传感器22a、位置检测传感器22b、位置检测传感器23a、位置检测传感器23b、位置检测传感器24a和位置检测传感器24b安装于上终端层附近，位置检测传感器25b、位置检测传感器26a、位置检测传感器26b、位置检测传感器27a和位置检测传感器27b安装于下终端层附近。在轿厢21通过这些位置检测传感器时，由安装在轿厢21上的一组位置传感器触发装置触发动作，动作信号传递给终端强制减速装置5。

轿厢21由主机1驱动通过钢索在井道28内以额定速度运行，在主机1上，安装有制动器3和速度传感器2。速度传感器2安装于主机1轴等，与主机1的旋转产生同步信号。限速器15通过固定在轿厢21上钢索与底坑的张紧装置20相连，在限速器15上，安装有速度传感器16。速度传感器16安装于限速器15轴等，与限速器15的旋转产生同步信号。制动器3是在轿厢21停止时对主机1进行制动，其由制动控制器4控制。

终端强制减速装置5，在轿厢21运行的上下终端对轿厢21进行强制减速。该终端强制减速装置5包括：两个独立的检测部6a和检测部6b。两个检测部6a和检测部6b可独立完成对轿厢21进行强制减速的功能。

检测部6a包括：系统控制单元11a、位置信号处理单元13a、速度信号处理单元9a、运行控制单元8a、存储单元14a、系统自诊断单元12a、人机交互单元10。检测部6b包括：系统控制单元11b、位置信号处理单元13b、速度信号处理单元9b、运行控制单元8b、存储单元14b、系统自诊断单元12b。

系统控制单元11a(11b)，相当于MCU，其将位置信号处理单元13a(13b)输出信号转化成轿厢21所在位置信息，将速度信号处理单元9a(9b)输出信号转化成轿厢21运行速度数据，检测轿厢21在上下终端的异常速度，通过运行控制单元8a(8b)控制制动控制器4使制动器3动作强制轿厢21减速。

位置信号处理单元13a接入有位置检测传感器22a、位置检测传感器23a、位置检测传感器24a、位置检测传感器25a、位置检测传感器26a和位置检测传感器27a，位置信号处理单元13b接入有位置检测传感器22b、位置检测传感器23b、位置检测传感器24b、位置检测传感器25b、位置检测传感器26b和位置检测传感器27b。位置信号处理单元13a(13b)将对应的位置检测传感器的动作信号转化为系统控制单元11a(11b)能够识别的信号，并输出给系统控制单元11a(11b)。

速度信号处理单元9a(9b)，将速度传感器16(2)产生的信号转化为系统控制单元11a(11b)、能够识别的信号，并输出给系统控制单元11a(11b)。

系统自诊断单元12a(12b)，系统自诊断单元12a(12b)读取系统控制单元11a(11b)检测到的数据，并通过数据通信读取系统自诊断单元12b(12a)内保存的系统控制单元11b(11a)检测到的数据。系统自诊断单元12a(12b)通过比较、分析检测到的数据和保存的数据，判断系统自身的可靠性，在系统存在风险时强制轿厢21停止。

存储单元14a(14b)，其存储系统控制单元11a(11b)自学习得到的轿厢21正常运行时通过上下终端的位置检测传感器时的限制速度数据，以及用于计算轿厢21运行速度的参数。

人机交互单元10，通过对人机交互单元10操作可以将计算轿厢21运行速度的参数设置到系统控制单元11a，由系统控制单元11a存储到存储单元14a，系统控制单元11b所用的计算轿厢21运行速度的参数是通过系统自诊断单元12a和系统自诊断单元12b直接的数据通信得到。通过对人机交互单元10操作可以控制终端强制减速装置5在检测模式、自学习模式、与调试模式直接切换。通过对人机交互单元10操作可以显示检测部6a和检测部6b内各单元、位置检测传感器及速度传感器的运行情况。

图2是表示该实施例中的电梯到层时的速度特征曲线图。横向表示运行距离，纵向表示运行速度。

图中的X1表示轿厢21以额定速度向下运行并在最底层停止时的速度特征曲线。D1、D2和D3为终端强制减速装置5进行速度检测点，D1、D2和D3与到层位置的距离相当于图1所示位置检测传感器25a、位置检测传感器26a和位置检测传感器27a与到层位置的距离。

正常情况下，轿厢21通过D1、D2、D3各点的速度分别为V1、V2、V3。终端强制减速装置5在自学习模式下，检测部6a和检测部6b取得V1、V2、V3并存储其对应的限制速度V1’、V2’、V3’到存储单元14a和存储单元14b，检测模式和调试模式下的判定都V1’、V2’、V3’作为基准。

终端强制减速装置5在检测模式下，检测部6a和检测部6b检测到轿厢21通过D1、D2、D3各点的速度分别为或者超过V1’、V2’、V3’，判定为轿厢21运行异常，运行控制单元8a和运行控制单元8b动作，对轿厢21进行停止控制。

终端强制减速装置5在调试模式下，通过人机交互单元10将D1、D2、D3各点的基准速度临时调整到V1”、V2”、V3”，此时轿厢21以正常运行通过D1、D2、D3，由于基准速度的降低终端强制减速装置5会判定为轿厢21运行异常，运行控制单元8a和运行控制单元8b动作，轿厢21停止运行，以此来验证终端强制减速装置5。

在这样的结构中，在轿厢21向下运行到最低层停止过程。当由于轿厢21的通过使位置检测传感器25a、位置检测传感器25b动作时，终端强制减速装置5内部的系统控制单元11a、系统控制单元11b分别检测位置检测传感器25a、位置检测传感器25b的动作，并读取位置检测传感器25a、位置检测传感器25b对应的限制速度速度V1’。另外，系统控制单元11a、系统控制单元11b分别用速度信号处理单元9a、速度信号处理单元9b输入的信号计算出轿厢21的速度数据v1，与限制速度数据V1’进行比较。此时如果轿厢21正常运行，则D1时刻的轿厢21的速度数据v1小于限制速度数据V1’。因此，终端强制减速装置5没有进行特别处理，轿厢21正常运行。

另外，随着轿厢21的下行，当位置检测传感器26a和位置检测传感器26b、位置检测传感器27a和位置检测传感器27b依次动作时，终端强制减速装置5内部的系统控制单元11a、系统控制单元11b分别检测位置检测传感器26a和位置检测传感器26b、位置检测传感器27a和位置检测传感器27b的动作，并读取两组位置检测传感器对应的限制速度速度V2’、V3’，与此时的轿厢21运行速度数据(v2、v3)相比较。在轿厢21运行速度数据(v2、v3)超过限制速度速度(V2’、V3’)的情况下，终端强制减速装置5判定为轿厢21运行速度异常，通过运行控制单元8a、运行控制单元8b动作，对轿厢21进行停止控制。

在轿厢21以额定速度向上运行并在最顶层停止时终端强制减速装置5的工作过程与下行相同，只是检测位置变成上端的位置检测传感器22a、位置检测传感器22b、位置检测传感器23a、位置检测传感器23b、位置检测传感器24a和位置检测传感器24b。

下面，对终端强制减速装置5的自诊断功能进行说明。图3表示该实施例中的终端强制减速装置的自诊断的工作流程图。

自诊断工作需要先取得必要的数据。系统控制单元11a、系统控制单元11b分别通过速度传感器2、速度传感器16反馈速度信号计算出当前轿厢21运行速度数据，系统自诊断单元12a、系统自诊断单元12b分别读取各自的系统控制单元11a、系统控制单元11b计算的速度数据(步骤S12)。系统控制单元11a、系统控制单元11b分别检测各自检测部内各单元的运行数据，系统自诊断单元12a、系统自诊断单元12b分别读取各自检测部内各单元的运行数据(步骤S13)。

当轿厢21运行到位置检测传感器22a、位置检测传感器22b的位置时，系统控制单元11a、系统控制单元11b分别检测各自的位置检测传感器的动作，并记录位置检测传感器22a和位置检测传感器22b的动作标志，系统自诊断单元12a、系统自诊断单元12b分别读取各自的位置检测传感器22a、位置检测传感器22b的动作标志(步骤S11)。轿厢21运行到位置检测传感器23a、位置检测传感器23b、位置检测传感器24a、位置检测传感器24b、位置检测传感器25a、位置检测传感器25b、位置检测传感器26a、位置检测传感器26b、位置检测传感器27a和位置检测传感器27b时，系统控制单元11a、系统控制单元11b将进行同样的检测。

取得数据后要将数据进行通信传输，用于后期的自诊断。系统自诊断单元12a将其读取到的位置检测传感器22a(或23a或24a或25a或26a或27a)的动作标志、系统控制单元11a计算的速度数据、检测部6a内各单元的运行数据与系统自诊断单元12b读取到的位置检测传感器22b(或23b或24b或25b或26b或27b)的动作标志、系统控制单元11b计算的速度数据、检测部6b内各单元的运行数据进行数据交互通信(步骤S14)。

接下来将通信得到的数据与自身的数据进行比较、分析，诊断系统可靠性。系统自诊断单元12a比较位置检测传感器22a(或23a或24a或25a或26a或27a)的动作标志和位置检测传感器22b(或23b或24b或25b或26b或27b)的动作标志(步骤S15)，在两个动作不一致时记录位置检测传感器22的动作故障(步骤S16)。系统自诊断单元12b也进行同样流程。

系统自诊断单元12a比较系统控制单元11a计算的速度数据和系统控制单元11b计算的速度数据(步骤S17)，在两个速度数据差值超过一定范围时记录速度传感器故障(步骤S18)。系统自诊断单元12b也进行同样流程。

系统自诊断单元12a分析检测部6a内各单元的运行数据及检测部6b内各单元的运行数据(步骤S19)，在运行数据超过预定范围时记录工作单元故障(步骤S20)。系统自诊断单元12b也进行同样流程。运行数据包括运行控制单元工作状态，系统控制单元运行状态，以及存储单元保存的数据等。

在比较、分析结束后，系统自诊断单元12a会对比较、分析的结果进行判断，在有故障的时候对轿厢21进行停止控制(步骤S20)，此时需要维护人员排除故障以后轿厢21才可再次运行，否则轿厢21将无法运行。系统自诊断单元12b也进行同样流程。

这样一来，根据本例实施，终端强制减速装置5能够检测出位置检测传感器、速度传感器及内部各单元工作状态、当检测到存在故障的时对轿厢21进行停止控制，保证轿厢21的安全。

Claims (9)

1.一种自诊断的电梯终端强制减速装置，其特征在于，包括：

成对设置的位置检测传感器，同属一对的位置检测传感器同时被轿厢触发，并生成相应的标志信号；

速度传感器，响应于各位置检测传感器的触发并生成即时的轿厢速度；

检测模块，接收并比较同对位置检测传感器的标志信号的一致性，不一致时输出故障信号，一致时比较同对中两个位置检测传感器触发时的轿厢速度，根据轿厢速度之差输出对应的故障判别信号。

2.如权利要求1所述的电梯终端强制减速装置，其特征在于，所述的位置检测传感器分成两组，分别布置在井道的顶部和底部。

3.如权利要求2所述的电梯终端强制减速装置，其特征在于，每组位置检测传感器沿轿厢运行方向依次布置有至少两对。

4.如权利要求1所述的电梯终端强制减速装置，其特征在于，所述的速度传感器为两个，分别安装在电梯曳引机和电梯限速器上，用于分别采集曳引轮和限速器绳轮的转速。

5.如权利要求4所述的电梯终端强制减速装置，其特征在于，所述检测模块包括并行处理的两个检测单元，两个速度传感器分别接入对应的一个检测单元，同属一对的两个位置检测传感器分别接入对应的一个检测单元。

6.如权利要求5所述的电梯终端强制减速装置，其特征在于，每个检测单元包括：

第一比较器，接收并比较同对位置检测传感器的标志信号的一致性，不一致时输出故障信号，一致时输出触发信号；

第二比较器，响应于所述的触发信号，进一步比较同对中两个位置检测传感器触发时的轿厢速度，根据轿厢速度之差输出对应的故障判别信号。

7.如权利要求1所述的电梯终端强制减速装置，其特征在于，所述的电梯终端强制减速装置包括制动模块，用于接收所述检测模块输出的信号，并对电梯曳引轮进行制动。

8.如权利要求1所述的电梯终端强制减速装置，其特征在于，所述的电梯终端强制减速装置包括报警模块，用于接收所述检测模块输出的信号，并发出报警信号。

9.一种采用权利要求1～8任一项电梯终端强制减速装置的故障检测方法，其特征在于，包括：

利用成对布置的位置检测传感器，在同时被轿厢触发后生成相应的标志信号；

利用速度传感器响应于各检测传感器的触发并生成即时的轿厢速度；

接收并比较同对位置检测传感器的标志信号的一致性；不一致时输出故障信号，一致时比较同对中两个位置检测传感器触发时的轿厢速度，根据轿厢速度之差输出对应的故障判别信号。