CN108358007A - 一种电梯运行监控装置及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯运行监控装置及监控方法。该装置包括速度监控板、设置在电梯升降通道内的测距模块以及用于检测电梯轿厢运行状态的编码器。该方法包括实时获得电梯轿厢的驱动状态；实时获得电梯轿厢的运行状态；比较驱动状态和运行状态是否一致时，若不一致，则控制电梯轿厢停止。该监控装置及监控方法，可以提前监测出电梯设备的运行异常，避免了电梯设备运行异常导致的电梯超速，提高了电梯运行的安全性，同时，通过实时监测电梯轿厢的运行速度，实现了对升降通道的全井道监控，保证了电梯运行的安全。

Description

一种电梯运行监控装置及监控方法

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，具体涉及一种电梯运行监控装置及监控方法。

背景技术

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有轿厢，电梯轿厢在井道中运行，用于多层建筑的人员或货物运输。电梯作为垂直方向的交通运输工具，在高层建筑和公共场所已经成为重要的建筑设备而不可或缺。随着计算机技术、自动化技术和电力电子技术的发展，现代电梯已经成为典型的机电一体化产品。

传统的高速电梯，一般都没有速度监控装置。当电梯超速时，通过限速器检测到电梯超速后，电气安全开关动作，电梯停止，一旦限速器失效，将对电梯里的乘客造成严重的人身伤害，安全性得不到有效的保障。

现有技术公开了一种高速电梯速度监控装置及其监控方法，该监控装置包括速度监控板以及分别设置于电梯上端站和下端站的各四个检测开关，通过检测开关进行端站速度检测，一旦检测出电梯超速，立即控制电梯停止。然而，当电梯在端站的速度过大时，会出现电梯不能及时停止的状况，带来安全隐患。此外，现有技术通过检测开关只能检测电梯在检测开关安装位置处的速度，是对电梯速度的离散型检测，无法实现对电梯运行的全井道监控。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是，提供一种电梯运行监控装置及监控方法，以实现对电梯轿厢运行的全井道监控，提高电梯轿厢运行的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电梯运行监控方法，包括：

实时获得电梯轿厢的驱动状态；

实时获得电梯轿厢的运行状态；

比较所述驱动状态和所述运行状态，当所述驱动状态和所述运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止。

优选地，比较所述驱动状态和所述运行状态，当所述驱动状态和所述运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止，包括：

比较驱动速度和运行速度，当驱动速度和运行速度不相等时，控制电梯轿厢停止。

优选地，所述监控方法还包括：

获得电梯轿厢的位置；

当驱动速度与运行速度相等时，将驱动速度或运行速度与对应位置的预设速度进行比较，当驱动速度或运行速度大于预设速度时，控制电梯轿厢停止。

优选地，所述比较所述驱动状态和所述运行状态，当所述驱动状态和所述运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止，还包括：

比较驱动方向和运行方向，当驱动方向和运行方向不一致时，控制电梯轿厢停止。

优选地，电梯运行监控装置包括串联连接在电梯电动机供电回路中的继电器，所述控制电梯轿厢停止，具体为：

向继电器发送控制信号，使继电器切断电动机供电回路。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种电梯运行监控装置，包括：

第一测量单元，用于实时获得电梯轿厢的驱动状态；

第二测量单元，用于实时获得电梯轿厢的运行状态；

比较单元，用于比较所述驱动状态和所述运行状态，当所述驱动状态和所述运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止。

优选地，所述比较单元包括：

第一比较子单元，用于比较驱动速度和运行速度，当驱动速度和运行速度不相等时，控制电梯轿厢停止。

优选地，监控装置还包括：

第二测量单元还用于获得电梯轿厢的位置；

判定单元，用于当驱动速度与运行速度相等时，将驱动速度或运行速度与对应位置的预设速度进行比较，当驱动速度或运行速度大于预设速度时，控制电梯轿厢停止。

优选地，所述比较单元还包括：

第二比较子单元，用于比较驱动方向和运行方向，当驱动方向和运行方向不一致时，控制电梯轿厢停止。

优选地，所述监控装置还包括串联连接在电梯电动机供电回路中的继电器，所述监控装置还包括控制单元，所述控制单元用于向继电器发送控制信号，使继电器切断电动机供电回路。

本发明实施例的电梯运行监控方法，通过实时获得电梯轿厢的驱动状态和运行状态，将驱动状态和运行状态进行比较，如果两者一致，则表示电梯设备运行正常，若两者不一致，则表示电梯设备运行出现异常，此时控制电梯轿厢停止，从而，提前监测出电梯设备的运行异常并使检修人员及时对设备采取检修，避免了电梯设备运行异常导致的电梯超速运行，提高了电梯运行的安全性，同时，实时监控电梯轿厢的运行速度，实现了对升降通道的全井道监控，保证了电梯运行的安全。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明第一实施例电梯运行结构示意图；

图2为本发明第一实施例电梯运行监控方法的示意图；

图3为本发明第一实施例监控方法的流程示意图；

图4为本发明第二实施例电梯运行监控装置控制结构示意图。

附图标记说明：

10—速度监控板； 16—第一输出接口； 17—第二输出接口；

18—第一输入口； 19—第二输入口； 20—测距模块；

30—编码器； 41—继电器控制端； 42—继电器输出端；

50—主控板； 100—电梯轿厢； 101—电动机；

102—绳轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

下面将通过具体的实施例详细介绍本发明的技术内容。

第一实施例：

图1为本发明第一实施例电梯运行结构示意图。如图1所示，电梯在建筑物内形成有升降通道，电梯轿厢100在升降通道内的多个楼层之间移动。电梯轿厢100的移动通过由电动机101驱动绳轮102来进行。从图1中还可以看出，电梯轿厢监控装置包括速度监控板，还包括在升降通道内设置的测距模块20和编码器30。测距模块20和编码器30均与速度监控板电连接。测距模块20用于实时测量电梯轿厢移动的距离和方向，进而获得电梯轿厢的运行状态。编码器30用于实时测量电梯轿厢的驱动状态，本实施例中的驱动状态包括驱动速度和驱动方向，运行状态包括运行速度和运行方向。

图2为本发明第一实施例电梯运行监控方法的示意图。该监控方法包括：

S1：实时获得电梯轿厢的驱动状态；

S2：实时获得电梯轿厢的运行状态；

S3：比较驱动状态和运行状态，当驱动状态和运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止。

本发明实施例的电梯运行监控方法，通过实时获得电梯轿厢的驱动状态和运行状态，将驱动状态和运行状态进行比较，如果两者一致，则表示电梯设备运行正常，若两者不一致，则表示电梯设备运行出现异常，此时控制电梯轿厢停止，从而，提前监测出电梯设备的运行异常并使检修人员及时对设备进行检修，避免了电梯设备运行异常导致的电梯超速运行，提高了电梯运行的安全性，同时，实时获得电梯轿厢的运行状态，实现了对升降通道的全井道监控，保证了电梯运行的安全。

在实际实施中，采用与绳轮102同轴连接的编码器30实时测量获得电梯轿厢的驱动状态，具体包括：分别获得第一时刻t1和第二时刻t2，编码器30输出的第一脉冲数m1和第二脉冲数m2；根据公式(1)：v1＝(m2-m1)*s0/(t2-t1)计算得出电梯轿厢的驱动速度，其中，s0为一个脉冲数对应的电梯轿厢的移动距离。在本实施例中，当电梯轿厢向上运动时，编码器30输出的脉冲数增加，电梯轿厢向下运动时，编码器30输出的脉冲数减少。当然，也可以定义为电梯轿厢向上运动时，编码器30输出的脉冲数减少，电梯轿厢向下运动时，编码器30输出的脉冲数增加。如图1所示，从第一时刻t1到第二时刻t2，电梯轿厢向上运动，第二脉冲数m2大于第一脉冲数m1，电梯轿厢的驱动状态v1＝(m2-m1)*s0/(t2-t1)。由于m2大于m1，因此，此时的驱动状态为正值，也就是说，驱动状态的速度为v1的绝对值，驱动状态的方向为正向，即电梯轿厢在第一时刻t1到第二时刻t2时，电梯向上运行。如果驱动状态为负值，则表示电梯轿厢在对应时间内向下运行。在这里，用于实时获得电梯轿厢的驱动状态的设备并不限于编码器，也可以为其它设备。

为了使得编码器30更好地监控电梯轿厢的驱动状态，优选地，编码器30与绳轮102同轴安装。当然，编码器30并不限于与绳轮102同轴安装，还可以将编码器30与电动机102同轴安装，也可以达到监控电梯轿厢驱动状态的目的。

在实际实施中，编码器30的脉冲数通过脉冲计数器计算，脉冲数每增加1个，计数器值增加1。电梯轿厢向上运行时，编码器30对应接口的脉冲计数器的计数增加，电梯轿厢向下运行时，编码器对应接口的脉冲计数器的计数减少。通常，以速度监控板10上的中央处理器(Microcontroller Unit，MCU)的定时器的时间间隔T0作为计算电梯轿厢速度的时间基准。定时器每隔时间T0产生一个定时器中断。在时间间隔T0时间内，电梯轿厢的驱动状态可以依据以下公式计算得到：

当脉冲计数器计数未溢出时，

v1＝(CNT_CUR-CNT_PRE)*s0/T0，公式(2)

当脉冲计数器计数溢出时，

v1＝(CNT_MAX–CNT_PRE+CNT_CUR+1)，公式(3)

其中，CNT_CUR为当前中断时刻的计数器值，CNT_PRE为先前中断时刻的计数器值，CNT_MAX为脉冲计数器的最大计数器值。

在实际实施中，采用测距模块20实时测量获得电梯轿厢的运行状态，具体包括：分别获得第一时刻t1和第二时刻t2，电梯轿厢相对于测距模块20的第一距离s1和第二距离s2；根据公式(4)：v1＝(s2-s1)/(t2-t1)计算得出电梯轿厢的运行状态。在本实施例中，如图1所示，以安装在升降通道底部的测距模块为基准，电梯轿厢向上运动为正方向。在第一时刻t1，电梯轿厢位于距离测距模块20为第一距离s1的第一位置，在第二时刻t2，电梯轿厢位于距离测距模块20为第二距离s2的第二位置，则在第一位置与第二位置之间，电梯轿厢的运行状态v1＝(s2-s1)/(t2-t1)。s2大于s1，因此，此时的运行状态为正值，也就是说，运行状态的运行速度为v1的绝对值，运行状态的运行方向为正向，即电梯轿厢在第一时刻t1到第二时刻t2时，电梯向上运行。如果运行状态为负值，则表示电梯轿厢在对应时间内向下运行。

为了与编码器对应的时间保持一致，分别获得测距模块当前中断时刻和先前中断时刻相对于测距模块20的当前距离DIS_CUR和先前距离DIS_PRE，那么在对应的时间间隔T0时间，根据测距模块20的数据获得电梯轿厢的运行状态v2＝(DIS_CUR-DIS_PRE)/T0。

在本实施例中，测距模块20优选为激光测距仪，以对电梯轿厢相对于测距模块的距离进行更加精确测量。容易理解的是，测距模块并不限于激光测距仪，也可以为其它具有测距功能的装置，例如红外测距仪、声波测距仪等。在本实施例中，测距模块20安装在升降通道底部，为了提高电梯设备的安全性能，优选地，在升降通道顶部也安装有测距模块20。这样，可以根据分别位于升降通道底部的测距模块的信息和位于升降通道顶部的测距模块20的信息，更精确地测量电梯轿厢的运行状态，而且，当其中一个测距模块出现故障时，不会影响到电梯设备的运行。

在实际实施中，比较驱动状态和运行状态，当驱动状态和运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止，可以包括：

比较驱动速度和运行速度，当驱动速度与运行速度不相等时，控制电梯轿厢停止。

在实际实施中，当出现驱动速度与运行速度不相等时，可能是由于绳轮和电梯轿厢的牵引绳索打滑造成，也可能由于其它原因造成，此时，为了保证电梯运行安全，需要对电梯设备进行检修，从而保证了电梯的运行安全。

比较驱动状态和运行状态，当驱动状态和运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止，还可以包括：

比较驱动方向和运行方向，当驱动方向与运行方向不一致时，控制电梯轿厢停止。

本发明实施例的电梯运行监控方法，还包括：

获得电梯轿厢的位置；

当驱动速度与运行速度相等时，将驱动速度或运行速度与对应位置的预设速度进行比较，当驱动速度或运行速度大于预设速度时，控制电梯轿厢停止。

在本实施例中，速度监控板中存储有电梯轿厢在升降通道各个位置的预设速度。当驱动速度与运行速度相等时，说明电梯轿厢的运行监控装置功能正常，此时就需要根据测距模块的数据获得电梯轿厢的位置。本实施例中，升降通道的顶部和底部分别设置有测距模块，可以分别获得电梯轿厢距离顶部测距模块的距离和电梯轿厢距离底部测距模块的距离，从而更精确地确定电梯轿厢在升降通道的位置。将驱动速度或运行速度与对应位置的预设速度进行比较，若驱动速度或运行速度大于预设速度，则表明电梯轿厢超速，会导致安全隐患，因此，控制电梯轿厢停止，以避免危险发生。否则，则表明电梯轿厢速度正常，处于安全范围。

电梯轿厢是否超速的判定可以在驱动方向与运行方向是否一致的判定之后进行，也可以在驱动方向与运行方向是否一致的判定之前进行，可以取得同样的技术效果。

图3为本发明第一实施例监控方法的流程示意图。从图3中可以看出，实时获得电梯轿厢的驱动状态和运行状态后，比较驱动速度和运行速度是否相等，若两者不相等，则速度异常，进行异常处理，在本实施例中，异常处理包括控制电梯轿厢停止；若两者相等，则判定驱动速度或运行速度是否大于对应位置的预设速度，若大于，则超速异常，进行异常处理；若不大于，则比较驱动方向和运行方向是否一致，若不一致，则方向异常，进行异常处理，若一致，则正常处理，即电梯继续运行。

进一步，当控制电梯轿厢停止后，为了方便对电梯设备进行检修维护，本发明实施例的监控方法还包括：

当控制电梯轿厢停止时，速度监控板向控制电梯运行的主控板发送对应的错误代码。例如，驱动速度与运行速度不相等即速度异常对应的错误代码为“01”，驱动方向与运行方向不一致即逆向行驶对应的错误代码为“02”，电梯超速对应的错误代码为“03”。如果主控板接收到的错误代码为“02”，那么检修人员可以依据“02”对应的设备故障，有针对性地对电梯设备进行检修，从而提高电梯设备的检修效率。容易理解的是，实际实施中，并不限于以上错误代码，可以根据实际可能的故障设定对应的错误代码，如测距模块故障错误代码、内部故障错误代码等。

实际实施中，速度监控板会以固定频率向控制电梯运行的主控板发送状态信息，如果主控板接收到的状态信息出现异常，例如接收到的状态信息的频率发生变化，速度监控板会同时向主控板发送错误代码。

如图1所示，电梯运行监控装置还包括串接在电动机101供电回路中的继电器，继电器与速度监控板10电连接。本发明实施例的控制方法中，控制电梯轿厢停止，具体为：速度监控板10向继电器发送控制信号，使得继电器切断电动机供电回路。

继电器包括控制端41和输出端42，控制端41与速度监控板10电连接，输出端42作为开关串接在电动机101供电回路中。当控制电梯轿厢停止时，速度监控板10向继电器40的控制端41发送控制信号，在控制信号的作用下，继电器40的输出端42断开，从而切断电动机供电回路，使得电梯轿厢停止。为了保证电动机供电回路的断开性能，优选地，电动机供电回路中串接两个以上继电器，从而提高了电梯运行的安全性能。

第二实施例：

图4为本发明第二实施例电梯运行监控装置控制结构示意图。

本实施例的电梯运行监控装置，包括：

第一测量单元，用于实时获得电梯轿厢的驱动状态；

第二测量单元，用于实时获得电梯轿厢的运行状态；

比较单元，用于比较驱动状态和运行状态，当驱动状态和运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止。

具体地，如图4所示，该监控装置包括速度监控板10、与绳轮同轴连接的编码器30以及设置在电梯升降通道内的测距模块20。速度监控板10对编码器30实时输出的信息进行处理，得出电梯轿厢的驱动状态，即第一测量单元实时获得电梯轿厢的驱动状态。速度监控板10对测距模块20实时输出的信息进行处理，获得得出电梯轿厢的运行状态，即第二测量单元实时获得电梯轿厢的运行状态。

在本实施例中，监控装置包括两个测距模块20，分别设置在升降通道的顶部和底部。测距模块20和编码器30分别与速度监控板10电连接。优选地，测距模块20通过串行接口电连接到速度监控板10，编码器30电连接至速度监控板10的编码器接口。

比较单元可以包括：

第一比较子单元，用于比较驱动速度和运行速度，当驱动速度和运行速度不相等时，控制电梯轿厢停止。

本发明实施例的监控装置，还可以包括：

第二测量单元还用于测量电梯轿厢的位置；

判定单元，用于当驱动速度与运行速度相等时，将驱动速度或运行速度与对应位置的预设速度进行比较，当驱动速度或运行速度大于预设速度时，控制电梯轿厢停止。

比较单元还可以包括：

第二比较子单元，用于比较驱动方向和运行方向，当驱动方向和运行方向不一致时，控制电梯轿厢停止。

从图4中还可以看出，速度控制板10与控制电梯运行的主控板50电连接，从而当速度控制板10控制电梯轿厢停止时，速度控制板10可以向主控板50发送对应的错误代码，从而有利于检修人员对电梯设备进行针对性检修，提高电梯检修的效率。

实际实施中，速度监控板会以固定频率向控制电梯运行的主控板发送状态信息，如果主控板接收到的状态信息出现异常，例如接收到的状态信息频率发生变化，速度监控板会同时向主控板发送错误代码。

本实施例中，速度监控板和主控板通过CAN总线连接，使得速度监控板和主控板通过CAN总线通信。

从图4中还可以看出，监控装置还包括串联连接在电梯电动机供电回路中的继电器，监控装置还包括控制单元，控制单元用于向继电器发送控制信号，使继电器切断电动机供电回路。

在图4中，速度控制板10上具有第一输出接口16和第二输出接口17，第一输出接口16和第二输出接口17分别连接至两个继电器的控制端41，两个继电器的输出端串接在电动机供电回路中。当控制单元向继电器的控制端41发送控制信号后，继电器的输出端切断电动机供电回路，断开电动机的电源，使得电梯轿厢停止。

从图1中还可以看出，速度监控板10上还包括分别与两个继电器40电连接的第一输入口18和第二输入口19，通过这两个输入口，速度监控板10可以监测继电器40的电气粘连，进一步保证了电动机供电回路的及时切断，提高了电梯运行的安全性能。

容易理解的是，第一测量单元的信息处理模块、第二测量单元的信息处理模块、比较单元和判定单元均集成在速度监控板的中央处理器中，通过中央处理器对各个功能模块进行协调运行，实现本发明实施例监控装置的功能。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电梯运行监控方法，其特征在于，包括：

实时获得电梯轿厢的驱动状态；

实时获得电梯轿厢的运行状态；

比较所述驱动状态和所述运行状态，当所述驱动状态和所述运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止。

2.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于,比较所述驱动状态和所述运行状态，当所述驱动状态和所述运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止，包括：

比较驱动速度和运行速度，当驱动速度和运行速度不相等时，控制电梯轿厢停止。

3.根据权利要求2所述的监控方法，其特征在于，所述监控方法还包括：

获得电梯轿厢的位置；

当驱动速度与运行速度相等时，将驱动速度或运行速度与对应位置的预设速度进行比较，当驱动速度或运行速度大于预设速度时，控制电梯轿厢停止。

4.根据权利要求2所述的控监控方法，其特征在于，所述比较所述驱动状态和所述运行状态，当所述驱动状态和所述运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止，还包括：

比较驱动方向和运行方向，当驱动方向和运行方向不一致时，控制电梯轿厢停止。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的监控方法，其特征在于，电梯运行监控装置包括串联连接在电梯电动机供电回路中的继电器，所述控制电梯轿厢停止，具体为：

向继电器发送控制信号，使继电器切断电动机供电回路。

6.一种电梯运行监控装置，其特征在于，包括：

第一测量单元，用于实时获得电梯轿厢的驱动状态；

第二测量单元，用于实时获得电梯轿厢的运行状态；

比较单元，用于比较所述驱动状态和所述运行状态，当所述驱动状态和所述运行状态不一致时，控制电梯轿厢停止。

7.根据权利要求6所述的监控装置，其特征在于，所述比较单元包括：

第一比较子单元，用于比较驱动速度和运行速度，当驱动速度和运行速度不相等时，控制电梯轿厢停止。

8.根据权利要求7所述的监控装置，其特征在于，还包括：

第二测量单元还用于获得电梯轿厢的位置；

判定单元，用于当驱动速度与运行速度相等时，将驱动速度或运行速度与对应位置的预设速度进行比较，当驱动速度或运行速度大于预设速度时，控制电梯轿厢停止。

9.根据权利要求7所述的监控装置，其特征在于，所述比较单元还包括：

第二比较子单元，用于比较驱动方向和运行方向，当驱动方向和运行方向不一致时，控制电梯轿厢停止。

10.根据权利要求6-9中任意一项所述的监控装置，其特征在于，所述监控装置还包括串联连接在电梯电动机供电回路中的继电器，所述监控装置还包括控制单元，所述控制单元用于向继电器发送控制信号，使继电器切断电动机供电回路。