CN107298360B - 一种电梯停站驻车系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯停站驻车系统及其控制方法，包括：设置在电梯悬挂装置上的驻车制动器，触发驻车制动器动作的触发装置，以及与触发装置连接的控制模块；当电梯正常运行时，控制模块通过触发装置控制驻车制动器与电梯被制动部件分离；当电梯停站并开门后，控制模块通过触发装置控制驻车制动器夹紧在电梯被制动部件上；当电梯关门并发出运行指令后，控制模块通过触发装置控制驻车制动器与电梯被制动部件分离，电梯运行。本发明有益效果：预防性电梯意外移动保护措施：停车(驱动电动机零转)制动，制动过程无摩擦，不产生制动材料的磨损，故不产生摩擦导致的环境影响。

Description

一种电梯停站驻车系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及电梯产品技术领域，特别涉及一种电梯停站驻车系统及其控制方法。

背景技术

电梯伤人事故多数发生在电梯轿厢停站后的开关门期间。正在进出轿厢的人或物品因轿厢意外(上、下)移动被剪切的伤害事件时有发生。虽然电梯设置有轿厢意外移动保护装置，试图在驱动主机制动器失效、驱动控制系统的任何单一元件失效、曳引条件破坏导致钢丝绳在曳引轮上滑移等引起轿厢意外移动时起到制停轿厢的作用，但是，由于该装置在电梯正常运行中并不启动、其中的机构长时间闲置，极易在一旦启用时出现因运动部件松弛、卡阻进而导致失效。另外，该装置的制动系统长期与被制停部件(如制动轮、悬挂绳、轨道等)相互摩擦也有可能导致摩擦力下降致使制停距离超过预定的安全距离(如超过上下门坎)引起剪切致人伤亡或财产损坏事故。

同时，现有的防止轿厢意外移动的产品和技术不具有监测和数据分析功能，不利于电梯(门区)安全运行的实时监控、事后监督和事故分析。

更最重要的是，任何单一的安全保护措施，都可能存在失效风险。现有技术的电梯制动器是电梯停车后制停轿厢的唯一保障设施。大量案例说明，因制动力不足导致电梯轿厢冲顶或蹲底的事故时有发生(如深圳女护士被夹身亡、福建某学院学生被拖曳身亡等案例)；轿厢意外移动保护装置也是如此，因长期不动作、临阵启用失效或制停距离超过规定的距离而发生事故的可能必然存在(因该装置应用时间不长，没有相关统计数据)。

现有技术解决轿厢意外移动问题的技术措施是增设“轿厢意外移动保护装置”，主要技术特征是：

①设有专门的制停部件以制停意外移动的轿厢；

②需要通过专门的检测装置(如含有电子元件的安全电路、限速器、钢丝绳或导轨位置检测元件等)监测到轿厢移动发生并发出制停指令使制动器动作。其工作流程是：轿厢意外移动→检测子系统动作→制停子系统动作→制停轿厢。

可见，现有技术措施是“使移动停止”的系统，具有“后处理”的特征，而这种状态下，轿厢已经开始移动，给乘员带来一定的安全威胁和心理阴影，同时，也会对电梯相关机构和零部件带来一定的冲击损害，不利于电梯的安全使用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述难题，提供了一种电梯停站驻车系统及其控制方法，该系统是独立于电梯制动系统的冗余制动系统，其作用是当电梯轿厢在整个停层开关门期间起到驻停作用。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种电梯停站驻车系统，包括：设置在电梯悬挂装置上的驻车制动器，触发驻车制动器动作的触发装置，以及与触发装置连接的控制模块；

当电梯正常运行时，控制模块通过触发装置控制驻车制动器与电梯被制动部件分离；

当电梯停站并开门后，控制模块通过触发装置控制驻车制动器夹紧在电梯被制动部件上；

当电梯关门并发出运行指令后，控制模块通过触发装置控制驻车制动器与电梯被制动部件分离，电梯运行。

进一步地，所述控制模块包括：处理器以及分别与处理器连接的检测单元、管理单元和存储单元；

所述检测单元通过连接装置检测来自电梯运行指令信号电气触点和电梯轿门锁电气触点的电气信号；

所述管理单元与触发装置以及制动力失效保护电气装置分别连接。

进一步地，电梯停站驻车系统还包括：用于检测驻车制动器的摩擦元件与被制动部件之间间隙变化的驻车制动器制动力监测单元；所述驻车制动器制动力监测单元与控制模块连接。

进一步地，所述驻车制动器制动力监测单元为设置在所述驻车制动器上的接近开关。

进一步地，所述驻车制动器作用在电梯的曳引钢丝绳上，选用钢丝绳夹绳器。

进一步地，所述驻车制动器作用在电梯的运行轨道上，选用电梯夹轨器。

一种电梯停站驻车系统的控制方法，包括：

电梯正常运行阶段：控制模块检测到来自电梯轿门锁电气触点的闭合信号，控制触发装置保持在复位状态，驻车制动器与电梯被制动部件之间保持运行间隙；

电梯停站阶段：电梯停站后，控制模块检测到电梯轿门锁电气触点的断开信号，控制触发装置失电动作，驻车制动器夹紧在电梯被制动部件上，起到停站驻车作用；

电梯启动阶段：电梯轿门关闭，控制模块同时检测到电梯轿门锁电气触点的闭合信号和电梯运行指令信号时，控制触发装置得电复位，驻车制动器释放，驻车制动器与电梯被制动部件之间保持运行间隙；

上述运行过程无限循环。

进一步地，控制模块通过检测设置在驻车制动器上的接近开关的位移变化，判断驻车制动器的动作位置以及与电梯被制动部件之间的间隙，如果所述间隙超过设定值，则发送电梯停车指令并报警。

进一步地，对电梯轿厢的开门关门时间、频次进行数据存储与统计；通过开关门间隔周期、开关门过程时长的变化，来分析电梯运行状况、相关零部件的磨损、失效趋势。

本发明的有益效果：

(1)本发明电梯停站驻车系统与电梯现有的单一的制动系统相比，本系统是一种冗余电梯保护措施，对于单一的电梯制动系统的失效能够起到补救作用；

(2)预防性电梯意外移动保护措施：停车(驱动电动机零转)制动，制动过程无摩擦，不产生制动材料的磨损，故不产生摩擦导致的环境影响；

(3)具有制动力的检测功能：采用监测制动元件与被制动部件之间间隙的方法，检测制动力，并具有超标时接通安全回路、停车制动或报警的功能；

(4)控制系统采用可编程电子安全相关系统(PES)，大大简化了控制系统所需要的硬件布置，系统的制造成本、故障率大大降低；

(5)适应范围广：制停响应和信号采集来自电梯本身的开门机系统，与电梯的控制系统无关(如信号采集来自于电梯控制系统，则需要通讯协议，因涉及到梯型梯种或制造厂家的不同，故协议诸多、共享不易)。故此，本技术适用于在用电梯加装附加制动器或意外移动保护装置，符合现行产品法规的要求；

(6)本发明的控制系统增加了数据存储，是现有技术所不具备的。能够实现：开关门频次、时长的统计，是大数据技术应用的数据采集终端之一。通过建立大数据技术平台，能够及时发现和判断相关零部件的磨损和失效趋势，便于管理者及时更换或报废相关零部件。

附图说明

图1(a)-(d)分别是本发明驻车制动器与驱动悬挂绳的布置示意图；

图2是本发明驻车制动器与驱动悬挂绳的布置实物图；

图3是本发明控制模块结构示意图；

图4是本发明控制方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

第一方面，本发明提供了一种电梯停站驻车系统，包括：设置在电梯悬挂装置上的驻车制动器，触发驻车制动器动作的触发装置，以及与触发装置连接的控制模块；

驻车制动器的工作状态为：在电梯正常运行时处于待机状态，此时，制动器的摩擦元件与电梯被制动部件(如曳引钢丝绳)之间保持一定的运动间隙；当电梯停站并开门后触发装置动作(断电释放)，这时，制动器的摩擦元件夹紧在电梯被制动部件上并保持一定的制动力；当电梯关门并发出运行指令，触发装置得电复位，制动器的摩擦元件释放后，电梯运行。

电梯停站开门后驻车制动器始动作，与电梯被制动部件没有实际的相对运动，不产生摩擦制动停车，仅仅提供停车驻车功能。

作为优选的技术方案，驻车制动器作用在电梯的悬挂装置如钢丝绳上，可以与用来作为电梯的上行超速装置或轿厢意外移动保护装置的钢丝绳夹绳器共用或单独使用；或者如果电梯夹轨器采用本发明叙述的方式起电梯驻车的作用，亦属于本发明的保护范围。

驻车制动器采用钢丝绳夹绳器时，其布置方式可以灵活设置，比如：

图1(a)所示的驻车装置装设在电梯驱动轮与平衡重之间的悬挂绳上，不限定该布置是垂直或者保持一定倾斜角度。

图1(b)所示的驻车装置装设在电梯驱动轮与导向轮之间的悬挂绳上，不限定该布置的倾斜角度。

图1(c)所示的驻车装置装设在无导向轮时的电梯驱动轮与平衡重之间的悬挂绳上，不限定该布置是垂直或是保持一定的倾斜角度。

图1(d)所示的驻车装置装设在无导向轮时的电梯驱动轮与轿厢之间的悬挂绳上，不限定该布置是垂直或是保持一定的倾斜角度。

上图中，1表示驱动轮，2表示导向轮，3表示驻车装置，4表示悬挂绳。

图2给出了驻车制动器与驱动悬挂绳的布置实例。

如图3所示，整个控制模块包括检测电梯停站后开/关门信号，发出和控制所述制动器动作的执行元件，监视系统的正常状态，必要时向电梯的安全系统发出保护信号，是一个由硬件、软件及其输入和输出单元构成的电梯可编程安全相关系统(PES)。PES系统的硬件软件组成是：一个由微处理芯片(集成检测单元、存储单元、管理单元和远程通讯单元)、外围电路构成可编程电子装置，采用嵌入式软件预定好系统各单元的工作流程，完成信号采集、检测、指令、数据处理和存储以及视觉和听觉信号输出(预留硬件接口)。

本发明的检测单元、存储芯片、管理单元由嵌入式软件系统和电子元器件组成一个驻车系统的检测、控制和数据管理系统，集成在一块电路板，如果控制功能与本发明的叙述一致，则即便是硬件电路板被分装为多块，亦属于本发明的保护范围。

检测单元通过连接装置检测来自电梯运行指令信号电气触点和电梯轿门锁电气触点的电气信号；管理单元与触发装置、制动力失效保护电气装置分别连接。

其中，电梯运行指令信号电气触点、电梯轿门锁电气触点以及制动力失效保护电气装置都是电梯本身所必须配备的装置，控制模块通过与其连接实现信号的采集以及控制指令的传输。

存储单元可写入预定的运行数据，可对电梯轿厢的开门关门时间、频次进行数据统计，相关数据可通过互联网传送至管理平台，利用大数据技术对其进行分析：通过开关门间隔周期、开关门过程时长的变化，来分析运行状况、发现和判断相关零部件的磨损、失效趋势，以便于管理者对涉及安全的重要部件及时进行更换或报废；通过远程通讯模块与外界的监控中心或物业管理机构或电梯维修人员互联互通，实现大数据技术意义的数据采集。

作为一种实施方式，电梯停站驻车系统还包括：用于检测驻车制动器的摩擦元件与被制动部件之间间隙变化的驻车制动器制动力监测单元；驻车制动器制动力监测单元与控制模块的检测单元连接。

驻车制动器制动力监测单元设置在驻车装置上，可采用接近开关，通过检测接近开关的位移变化，判断驻车制动器的动作位置以及驻车制动器的摩擦元件与电梯被制动部件之间的间隙，如发现间隙超过设定值(如间隙过大可能导致的制动力不足)，则向管理单元发出信息，管理单元控制连接到电梯安全回路上的安全触点及时停车报警。

另一方面，本发明公开了一种电梯停站驻车系统的控制方法，包括：

电梯运行中，检测单元通过连接装置分别检测来自电梯运行信号电气触点、驻车制动器制动力监测单元和开/关门电气开关的电气信号。

将电梯运行过程分为三个阶段：

阶段一(电梯正常运行阶段)：

检测单元监测来自电梯轿门锁电气触点的闭合信号，检测单元持续向管理单元发出“接通”信号，管理单元维持“复位”指令，触发装置保持在复位状态(驻车制动器的摩擦元件释放)；此时，驻车制动器与电梯被制动部件之间保持一定的运动间隙，电梯正常运行。

阶段二(电梯停站阶段)：

电梯停站后，检测单元检测轿门锁触点断开(触点张开)，向管理单元发出“打断”指令，管理单元向控制电路发出断电指令，触发装置失电动作，驻车制动器的摩擦元件夹紧在电梯的被制动部件上，起到驻车作用。

阶段三(电梯启动阶段)：

电梯轿门关闭，选层指令向电梯发出运行信号，检测单元同时检测到以下两个条件时：

①轿门锁触点的闭合信号；

②电梯运行指令信号(如采集来自运行接触器触点的信号或通讯信号)；

检测单元向管理单元发出“接通”信号，管理单元向控制电路发出“复位”指令，触发装置得电复位(驻车制动器的摩擦元件释放)，此时，重新进入阶段一状态，电梯开始运行。

具体工作流程如图4所示：

系统初始化：包括ARM初始化、管理模块初始化、中断初始化和存储初始化。

系统开始运行：系统检测模块自动监测系统运行，系统后台则无限循环运行并自动跟踪事件是否发生，设定的事件是，每次循环周期内是否发生开/关门事件。如果无事件发生，系统按预定顺序进行阶段一、阶段二、阶段三的运行。当检测单元查询到有事件发生时，系统运行被打断，表示事件发生，系统跳转为前台运行，启动自动报警程序，(或)通过GPRS等远程通讯单元向外界发出信息。

电梯故障恢复，系统中断级结束，重新初始化，进入下一循环运行。

系统的存储单元自动存储开关门频次、时长、间断等数据统计，通过远程通讯单元与外界的监控中心或物业管理机构或电梯维修人员互联互通，实现大数据技术意义的数据采集。

另外，驻车制动器制动力监测单元设置在驻车装置上，可采用接近开关，检测单元通过检测接近开关的电量变化监测制动器的摩擦元件与被制动部件的间隙变化，如检测到其数值超过设定的允许范围，则至少在上述三个阶段的一次循环完成之后，保持在阶段二，并向电梯的电气控制电路发出信号，中断电梯的安全回路，以保证电梯运行安全。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种电梯停站驻车系统，其特征在于，包括：设置在电梯悬挂装置上的驻车制动器，触发驻车制动器动作的触发装置，以及与触发装置连接的控制模块；

当电梯正常运行时，控制模块通过触发装置控制驻车制动器与电梯被制动部件分离；

当电梯停站并开门后，控制模块通过触发装置控制驻车制动器夹紧在电梯被制动部件上；

当电梯关门并发出运行指令后，控制模块通过触发装置控制驻车制动器与电梯被制动部件分离，电梯运行；

所述控制模块包括：处理器以及分别与处理器连接的检测单元、管理单元和存储单元；

所述检测单元通过连接装置检测来自电梯运行指令信号电气触点和电梯轿门锁电气触点的电气信号；

所述管理单元与触发装置以及制动力失效保护电气装置分别连接；

还包括：用于检测驻车制动器的摩擦元件与电梯被制动部件之间间隙变化的驻车制动器制动力监测单元；

所述驻车制动器制动力监测单元与控制模块连接；所述驻车制动器制动力监测单元为设置在所述驻车制动器上的接近开关；

控制模块通过检测设置在驻车制动器上的接近开关的位移变化，判断驻车制动器的动作位置以及与电梯被制动部件之间的间隙，如果所述间隙超过设定值，则发送电梯停车指令并报警；

所述检测单元、存储单元、管理单元由嵌入式软件系统和电子元器件组成一个电梯停站驻车系统的检测、控制和数据管理系统，集成在一块电路板；所述存储单元写入预定的运行数据，对电梯轿厢的开门关门时间、频次进行数据统计，相关数据可通过互联网传送至管理平台。

2.如权利要求1所述的一种电梯停站驻车系统，其特征在于，所述驻车制动器为钢丝绳夹绳器，作用在电梯的曳引钢丝绳上。

3.如权利要求1所述的一种电梯停站驻车系统，其特征在于，所述驻车制动器为电梯夹轨器，作用在电梯的运行轨道上。

4.一种如权利要求1所述的电梯停站驻车系统的控制方法，其特征在于，包括：

电梯正常运行阶段：控制模块检测到来自电梯轿门锁电气触点的闭合信号，控制触发装置保持在复位状态，驻车制动器与电梯被制动部件之间保持运行间隙；电梯停站阶段：

电梯停站后，控制模块检测到电梯轿门锁电气触点的断开信号，控制触发装置失电动作，驻车制动器夹紧在电梯被制动部件上，起到停站驻车作用；电梯启动阶段：

电梯轿门关闭，控制模块同时检测到电梯轿门锁电气触点的闭合信号和电梯运行指令信号时，控制触发装置得电复位，驻车制动器释放，驻车制动器与电梯被制动部件之间保持运行间隙；上述运行过程无限循环。

5.如权利要求4所述的一种电梯停站驻车系统的控制方法，其特征在于，对电梯轿厢的开门关门时间、频次进行数据存储与统计；通过开关门间隔周期、开关门过程时长的变化，来分析电梯运行状况、相关零部件的磨损、失效趋势。