CN108394775A - 电梯安全系统及安全控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯安全系统及安全控制方法。该电梯安全系统包括电梯控制器、驱动控制器、制动器、多个设于轿厢的第一安全开关、多个设于机房的第二安全开关、轿顶电子安全板、机房电子安全板以及安全回路，所述轿顶电子安全板安装于轿厢的轿顶，所述机房电子安全板安装于机房，安全回路由供电电源、驱动控制器、制动器串联连接而成。轿顶电子安全板用以接收第一安全开关的状态信号，并向机房电子安全板输出该状态信号。机房电子安全板用以接收第二安全开关的状态信号，并在任一所述第一安全开关或第二安全开关异常时使安全回路断开。藉此，本发明能够对设于机房和轿厢的安全开关进行分离独立的检测，以利于减少线缆来回跨接和准确定位故障位置。

Description

电梯安全系统及安全控制方法

技术领域

本发明涉及电梯控制技术领域，尤其是涉及一种电梯安全系统及安全控制方法。

背景技术

随着城市的发展，高楼大厦频频崛起，电梯使用也越来越普及。随之而来的是由于电梯设备故障而导致的安全事故也越来越多，于是电梯功能安全逐渐受到重视。

目前，电梯的安全系统是采用电气安全链来实现安全控制，该安全链是由安全开关和继电器串联在一起而形成的安全回路，任一安全开关动作，安全链都将会断开，从而禁止驱动器和制动器的运行(制动器保持抱闸状态)。

上述安全链中的安全开关分布在电梯各个位置，有些在机房，如主机急停开关、控制柜急停开关、厅门门锁、限速器电气开关等；有些在轿厢，如轿门门锁、轿顶急停开关等；有些在井道、底坑等。因此，安全链需来回跨接，这使得线缆分布跨度大，增加了线缆成本，而且为了减少安全链沿线的电压损失，需要使用较高电压电路，电路设计成本相应较高。

此外，在电梯维修和检查时，为了测试和排查故障，需要人为短接一些安全设备，由于这些安全设备遍及井道和轿厢，因此测试过程耗时又费力，不容易检测定位到安全回路故障位置。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种电梯安全系统及安全控制方法，能够对设于机房和轿厢的安全开关进行分离独立的检测，以便于减少线缆来回跨接和定位安全回路的故障。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种电梯安全系统，包括电梯控制器、驱动控制器、制动器、多个设于轿厢的第一安全开关、多个设于机房的第二安全开关以及安全回路；所述安全回路由供电电源、所述驱动控制器、所述制动器串联连接而成；所述电梯安全系统还包括轿顶电子安全板以及机房电子安全板，其中：所述轿顶电子安全板，用以接收所有第一安全开关的状态信号，并向所述机房电子安全板输出所述状态信号；所述机房电子安全板，用以接收所有第二安全开关的状态信号，并在任一所述第一安全开关或第二安全开关异常时使所述安全回路断开，所述轿顶电子安全板安装于所述轿厢的轿顶，所述机房电子安全板安装于所述机房。

较佳地，所述轿顶电子安全板与所述机房电子安全板之间通过第一安全总线连接；所述轿顶电子安全板包括第一主控芯片、第一辅控芯片以及多个第一接口，且每一所述第一接口分别用于接收一个所述第一安全开关的状态信号；

每一所述第一接口包括一个第一状态检测单元，所述第一状态检测单元根据对应的第一安全开关的电压输出所述第一安全开关对应的状态信号；

所述第一主控芯片和第一辅控芯片分别对所有第一接口的输出信号进行检测，且所述第一主控芯片在所述第一主控芯片和第一辅控芯片检测到任一第一接口的输出信号异常或所述多个第一接口的输出信号相互不一致时，通过所述第一安全总线向所述机房电子安全板传送异常状态信号，否则通过所述第一安全总线向所述机房电子安全板传送正常状态信号。

较佳地，所述机房电子安全板包括第二主控芯片、第二辅控芯片以及多个第二接口，且每一所述第二接口分别用于接收一个所述第二安全开关的状态信号；

每一所述第二接口包括一个第二状态检测单元，所述第二状态检测单元根据对应的第二安全开关的电压输出所述第二安全开关对应的状态信号；

所述第二主控芯片和第二辅控芯片分别对所有第二接口的输出信号进行检测，且所述第二主控芯片在所述第二主控芯片和第二辅控芯片检测到任一第二接口的输出信号异常或者来自所述轿顶电子安全板的状态信号异常时断开所述安全回路。

较佳地，所述电梯控制器通过第二安全总线与所述机房电子安全板连接，并通过所述第二安全总线获得所有第一安全开关和所有第二安全开关的状态信号。

本发明还提供一种电梯安全控制方法，所述电梯包括电梯控制器、驱动控制器、制动器、多个设于轿厢的第一安全开关、多个设于机房的第二安全开关以及安全回路；所述方法包括以下步骤：

通过轿顶电子安全板接收所有第一安全开关的状态信号，所述轿顶电子安全板安装于所述轿厢的轿顶；

通过机房电子安全板接收所有第二安全开关的状态信号，所述机房电子安全板安装于所述机房；

在任一所述第一安全开关或任一所述第二安全开关异常时，使所述安全回路断开，所述安全回路由供电电源、所述驱动控制器、所述制动器串联连接而成。

较佳地，所述电梯控制器通过第二安全总线与所述机房电子安全板连接，所述轿顶电子安全板与所述机房电子安全板之间通过第一安全总线连接；所述方法包括：所述轿顶电子安全板通过所述第一安全总线将所有第一安全开关开关的状态信号发送到所述机房电子安全板，以及所述电梯控制器通过所述第二安全总线获得所有第一安全开关和所有第二安全开关的状态信号。

较佳地，所述轿顶电子安全板包括第一主控芯片、第一辅控芯片以及多个第一接口；所述通过轿顶电子安全板接收所有第一安全开关的状态信号包括：

分别通过所述多个第一接口接收多个第一安全开关的状态信号，其中每一所述第一安全开关连接到一个第一接口；

所述第一主控芯片和第一辅控芯片分别对所有第一接口的输出信号进行检测，且所述第一主控芯片和第一辅控芯片中的任一个检测到任一第一接口的输出信号异常或所述多个第一接口的输出信号相互不一致时，确认所述第一安全开关存在异常。

较佳地，所述机房电子安全板包括第二主控芯片、第二辅控芯片以及多个第二接口；所述通过机房电子安全板接收所有第二安全开关的状态信号包括：

分别通过所述多个第二接口接收多个第二安全开关的状态信号，其中每一所述第二安全开关连接到一个第二接口；

所述第二主控芯片和第二辅控芯片分别对所有第二接口的输出信号进行检测；所述第二主控芯片和第二辅控芯片中的任一个检测到任一第二接口的输出信号异常或者来自所述轿顶电子安全板的状态信号异常时，确认所述第二安全开关存在异常。

较佳地，所述方法包括以下步骤：

所述轿顶电子安全板在上电后，检测所有第一安全开关的状态，并在所有所述第一安全开关正常时向所述机房电子安全板发送第一启动信号；

所述机房电子安全板在上电并接收到第一启动信号后，检测所有第二安全开关的状态，并在所有所述第二安全开关正常时向所述电梯控制器发送第二启动信号；

所述电梯控制器在上电并接收到所述第二启动信号时，启动自检操作并从驱动器和制动单元接收状态信号，并在自检正常且驱动器和制动器状态正常时控制电梯系统启动。

较佳地，所述方法包括以下步骤：所述电梯控制器在上电后的预定时间内未接收到第二启动信号时，保持安全回路断开。

由上述可知，本发明通过轿顶电子安全板获取轿厢上第一安全开关的状态信号，通过机房电子安全板获取机房中的第二安全开关的状态信号，再由机房电子安全板汇总上述轿厢上和机房中的安全开关的状态信号并根据汇总的状态信号判断是否需断开安全回路，如此能够对机房和轿厢的安全开关进行分离独立的检测。其中机房电子安全板与轿顶电子安全板之间通过安全总线连接，来传输信号，能够减少线缆来回跨接，降低线缆成本，相应地亦可减少电缆上的电压损失，降低电路设计成本。而对机房和轿厢的安全开关进行分离独立的检测，有利于准确地定位到故障位置，大大改善了安装时间和排查故障时间、也减少了服务维修费。

附图说明

图1是本发明电梯安全系统实施例的结构框图。

图2是本发明电梯安全控制方法实施例的流程图；

图3是本发明电梯安全控制方法中电梯系统启动的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，是本发明电梯安全系统实施例的示意图，该电梯安全系统可集成到电梯控制系统，并结合现有的电梯控制逻辑实现电梯安全运行控制。在本实施例中，电梯安全系统包括多个第一安全开关11、多个第二安全开关12、轿顶电子安全板13、机房电子安全板14、安全回路15以及电梯控制器16，其中安全回路15由供电电源151、驱动控制器152、制动器153串联连接而成。

安全回路15连接于机房电子安全板14，且该安全回路15中，供电电源151用以供电于驱动控制器152和制动器153；驱动控制器152用以控制电梯电机的运转，使其得以带动电梯轿厢运行；制动器153则用以制停电梯轿厢，该制动器153在失电时抱闸、通电时松闸。当该安全回路15断开时，驱动控制器152停止向电梯电机(即曳引机)输出驱动电流，同时制动器153处于抱闸状态，制停电梯轿厢移动。特别地，上述安全回路15中还可串接有接触器或半导体开关，通过断开上述接触器或半导体开关，可使安全回路15断开。

上述多个第一安全开关11设置于电梯轿厢(轿厢内或轿厢顶部)，包括但不限于轿门门锁、轿顶急停开关、安全钳开关以及检修开关中的一个或多个。多个第二安全开关12设置于电梯机房，包括但不限于厅门门锁、检测器开关、传感器、主机急停开关、控制柜急停开关以及限速器电气开关中的一个或多个。上述第一安全开关11和第二安全开关12在电梯正常运行时闭合，并在电梯运行出现故障或人为检修时断开。

轿顶电子安全板13安装于电梯轿厢的轿顶，用以接收多个第一安全开关11的状态信号，并通过第一安全总线17连接机房电子安全板14以向其输出该多个第一安全开关11的状态信号。该轿顶电子安全板13包括多个第一接口131、第一主控芯片132以及第一辅控芯片133，其中，多个第一接口131分别连接至多个第一安全开关11(例如每一第一接口131包括多个输入引脚，且该多个输入引脚分别连接到对应的第一安全开关11的多个接线端)，且每一第一接口131具有一第一状态检测单元，该第一状态检测单元根据该第一接口131对应连接的第一安全开关11的电压获得该第一安全开关11的状态信号；第一主控芯片132和第一辅控芯片133分别对所有第一接口131的输出信号进行检测(该检测操作可结合运行在第一主控芯片132和第一辅控芯片133中的软件完成，例如可通过比对预存的各个第一安全开关11的正常情况下的状态信号实现检测)，且第一主控芯片132在其与第一辅控芯片133检测到任一第一接口131的输出信号异常时，通过第一安全总线17向机房电子安全板14传送异常状态信号，否则(即所有第一安全开关11的状态信号正常时)通过第一安全总线17向机房电子安全板14传送正常状态信号。上述轿顶电子安全板13通过双微处理双重冗余设计，第一主控芯片132在其与第一辅控芯片133可相互校验信息，从而提高安全等级。当然，在实际应用中，轿顶电子安全板13也可采用单芯片进行状态信号检测，但其安全性显然没有双微处理双重冗余设计高。

机房电子安全板14安装于电梯机房，用以接收多个第二安全开关12的状态信号，并通过第一安全总线17连接轿顶电子安全板13以接收多个第一安全开关11的状态信号。该机房电子安全板14在多个第一安全开关11和多个第二安全开关12中任一个异常时使安全回路15断开。该机房电子安全板14包括多个第二接口141、第二主控芯片142以及第二辅控芯片143，其中，多个第二接口141分别连接至多个第二安全开关12(例如每一第二接口141包括多个输入引脚，且该多个输入引脚分别连接到对应的第二安全开关12的多个接线端)，且每一第二接口141具有一第二状态检测单元，该第二状态检测单元根据该第二接口141对应连接的第二安全开关12的电压获得该第二安全开关12的状态信号；第二主控芯片142和第二辅控芯片143分别对所有第二接口141的输出信号进行检测，且第二主控芯片142在其与第二辅控芯片143检测到任一第二接口141的输出信号异常时，或者从轿顶电子安全板13接收到异常状态信号时，断开安全回路15(例如断开安全回路15的接触器或半导体开关)。同样地，机房电子安全板14也通过双微处理双重冗余设计，第二主控芯片142在其与第二辅控芯片143可相互校验信息，从而提高安全等级。当然，在实际应用中，机房电子安全板14也可采用单芯片进行状态信号检测，但其安全性显然没有双微处理双重冗余设计高。

电梯控制器16通过第二安全总线18与机房电子安全板14连接，以从该机房电子安全板14获得所有第一安全开关11的状态信号和所有第二安全开关12的状态信号，从而在电梯因故障停机时，可快速定位故障的第一安全开关11或第二安全开关12，方便对电梯系统的维保工作。

本发明还提供一种电梯安全控制方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S21：通过轿顶电子安全板接收所有第一安全开关的状态信号。上述多个第一安全开关设置于电梯轿厢(轿厢内或轿厢顶部)，包括但不限于轿门门锁、轿顶急停开关、安全钳开关以及检修开关中的一个或多个，且上述第一安全开关在电梯正常运行时闭合，并在电梯运行出现故障时或进行人工维修时断开。相应地，轿顶电子安全板也可设置于轿厢顶部。

在该步骤中，轿顶电子安全板接收所有第一安全开关的状态信号，并通过第一安全总线将接收的安全信号传送至机房电子安全板。

上述轿顶电子安全板可采用双微处理器双重冗余设计，具体地，该轿顶电子安全板可包括第一主控芯片、第一辅控芯片以及多个第一接口，其分别通过多个第一接口接收多个第一安全开关的状态信号(每一所述第一安全开关连接到一个第一接口)；第一主控芯片和第一辅控芯片分别对所有第一接口的输出信号进行检测，且第一主控芯片和第一辅控芯片中的任一个检测到任一第一接口的输出信号异常或多个第一接口的输出信号相互不一致时，确认第一安全开关存在异常。

步骤S22：通过机房电子安全板接收所有第二安全开关的状态信号。上述多个第二安全开关设置于电梯机房，包括但不限于厅门门锁、检测器开关、传感器、主机急停开关、控制柜急停开关以及限速器电气开关中的一个或多个，且上述第二安全开关在电梯正常运行时闭合，并在电梯运行出现故障时或进行人工维修时断开。相应地，机房电子安全板也可设置于机房。

在该步骤中，机房电子安全板接收所有第二安全开关的状态信号，以及轿顶电子安全板传送的所有第一安全开关的状态信号，并通过第二安全总线将所有状态信号传送至电梯控制器。

上述机房电子安全板可采用双微处理器双重冗余设计，具体地，该机房电子安全板可包括第二主控芯片、第二辅控芯片以及多个第二接口，其分别通过多个第二接口接收多个第二安全开关的状态信号(每一所述第二安全开关连接到一个第二接口)；第二主控芯片和第二辅控芯片分别对所有第二接口的输出信号进行检测，且第二主控芯片和第二辅控芯片中的任一个检测到任一第二接口的输出信号异常或多个第二接口的输出信号相互不一致时，确认第二安全开关存在异常状态信号。

步骤S23：在第一安全开关和第二安全开关异常时断开安全回路。

在该步骤中，由机房电子安全板在第一安全信号的状态信号和第二安全开关的状态信号中存在异常状态信号时断开安全回路，以使得驱动控制器停止电梯电机的运转，同时制动器处于抱闸状态，制停电梯轿厢移动。

如图3所示，上述的电梯安全控制方法还可包括在电梯系统启动时执行的以下步骤：

步骤S31：轿顶电子安全板在上电后，检测所有第一安全开关的状态，并在所有第一安全开关正常时向机房电子安全板发送第一启动信号。

步骤S32：机房电子安全板在上电并接收到第一启动信号后，检测所有第二安全开关的状态，并在所有第二安全开关正常时向所述电梯控制器发送第二启动信号；

步骤S33：电梯控制器在上电并接收到第二启动信号时，启动自检操作并从驱动器和制动单元接收自检状态信号，并在自检正常且驱动器和制动器状态正常时控制电梯系统启动。

而当电梯控制器在上电后的预定时间内未接收到第二启动信号时，确认电梯系统异常，保持安全回路断开。在电梯控制器自检异常、驱动器自检异常、制动单元自检异常时，电梯控制器同样确认电梯系统异常，保持安全回路断开。

由上述可知，本发明通过轿顶电子安全板获取轿厢上第一安全开关的状态信号，通过机房电子安全板获取机房中的第二安全开关的状态信号，再由机房电子安全板汇总上述轿厢上和机房中的安全开关的状态信号并根据汇总的状态信号判断是否需断开安全回路，如此能够对机房和轿厢的安全开关进行分离独立的检测，亦使得机房电子安全板与轿顶电子安全板之间能够通过安全总线连接来传输信号，从而减少线缆来回跨接，降低线缆成本，相应地亦可减少电缆上的电压损失，降低电路设计成本。而对机房和轿厢的安全开关进行分离独立的检测，有利于准确地定位到故障位置，大大改善了安装时间和排查故障时间、也减少了服务维修费。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的保护范围，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电梯安全系统，包括电梯控制器、驱动控制器、制动器、多个设于轿厢的第一安全开关、多个设于机房的第二安全开关以及安全回路；其特征在于，所述安全回路由供电电源、所述驱动控制器、所述制动器串联连接而成；所述电梯安全系统还包括轿顶电子安全板以及机房电子安全板，其中：所述轿顶电子安全板，用以接收所有第一安全开关的状态信号，并向所述机房电子安全板输出所述状态信号；所述机房电子安全板，用以接收所有第二安全开关的状态信号，并在任一所述第一安全开关或第二安全开关异常时使所述安全回路断开，所述轿顶电子安全板安装于所述轿厢的轿顶，所述机房电子安全板安装于所述机房。

2.如权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，所述轿顶电子安全板与所述机房电子安全板之间通过第一安全总线连接；所述轿顶电子安全板包括第一主控芯片、第一辅控芯片以及多个第一接口，且每一所述第一接口分别用于接收一个所述第一安全开关的状态信号；

每一所述第一接口包括一个第一状态检测单元，所述第一状态检测单元根据对应的第一安全开关的电压输出所述第一安全开关对应的状态信号；

所述第一主控芯片和第一辅控芯片分别对所有第一接口的输出信号进行检测，且所述第一主控芯片在所述第一主控芯片和第一辅控芯片检测到任一第一接口的输出信号异常或所述多个第一接口的输出信号相互不一致时，通过所述第一安全总线向所述机房电子安全板传送异常状态信号，否则通过所述第一安全总线向所述机房电子安全板传送正常状态信号。

3.如权利要求1或2所述的电梯安全系统，其特征在于，所述机房电子安全板包括第二主控芯片、第二辅控芯片以及多个第二接口，且每一所述第二接口分别用于接收一个所述第二安全开关的状态信号；

每一所述第二接口包括一个第二状态检测单元，所述第二状态检测单元根据对应的第二安全开关的电压输出所述第二安全开关对应的状态信号；

所述第二主控芯片和第二辅控芯片分别对所有第二接口的输出信号进行检测，且所述第二主控芯片在所述第二主控芯片和第二辅控芯片检测到任一第二接口的输出信号异常或者来自所述轿顶电子安全板的状态信号异常时断开所述安全回路。

4.如权利要求1所述的电梯安全系统，其特征在于，所述电梯控制器通过第二安全总线与所述机房电子安全板连接，并通过所述第二安全总线获得所有第一安全开关和所有第二安全开关的状态信号。

5.一种电梯安全控制方法，所述电梯包括电梯控制器、驱动控制器、制动器、多个设于轿厢的第一安全开关、多个设于机房的第二安全开关以及安全回路；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过轿顶电子安全板接收所有第一安全开关的状态信号，所述轿顶电子安全板安装于所述轿厢的轿顶；

通过机房电子安全板接收所有第二安全开关的状态信号，所述机房电子安全板安装于所述机房；

在任一所述第一安全开关或任一所述第二安全开关异常时，使所述安全回路断开，所述安全回路由供电电源、所述驱动控制器、所述制动器串联连接而成。

6.如权利要求5所述的电梯安全控制方法，其特征在于，所述电梯控制器通过第二安全总线与所述机房电子安全板连接，所述轿顶电子安全板与所述机房电子安全板之间通过第一安全总线连接；所述方法包括：所述轿顶电子安全板通过所述第一安全总线将所有第一安全开关开关的状态信号发送到所述机房电子安全板，以及所述电梯控制器通过所述第二安全总线获得所有第一安全开关和所有第二安全开关的状态信号。

7.如权利要求5所述的电梯安全控制方法，其特征在于，所述轿顶电子安全板包括第一主控芯片、第一辅控芯片以及多个第一接口；所述通过轿顶电子安全板接收所有第一安全开关的状态信号包括：

分别通过所述多个第一接口接收多个第一安全开关的状态信号，其中每一所述第一安全开关连接到一个第一接口；

所述第一主控芯片和第一辅控芯片分别对所有第一接口的输出信号进行检测，且所述第一主控芯片和第一辅控芯片中的任一个检测到任一第一接口的输出信号异常或所述多个第一接口的输出信号相互不一致时，确认所述第一安全开关存在异常。

8.如权利要求5所述的电梯安全控制方法，其特征在于，所述机房电子安全板包括第二主控芯片、第二辅控芯片以及多个第二接口；所述通过机房电子安全板接收所有第二安全开关的状态信号包括：

分别通过所述多个第二接口接收多个第二安全开关的状态信号，其中每一所述第二安全开关连接到一个第二接口；

所述第二主控芯片和第二辅控芯片分别对所有第二接口的输出信号进行检测；所述第二主控芯片和第二辅控芯片中的任一个检测到任一第二接口的输出信号异常或者来自所述轿顶电子安全板的状态信号异常时，确认所述第二安全开关存在异常。

9.如权利要求5所述的电梯安全控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

所述轿顶电子安全板在上电后，检测所有第一安全开关的状态，并在所有所述第一安全开关正常时向所述机房电子安全板发送第一启动信号；

所述机房电子安全板在上电并接收到第一启动信号后，检测所有第二安全开关的状态，并在所有所述第二安全开关正常时向所述电梯控制器发送第二启动信号；

所述电梯控制器在上电并接收到所述第二启动信号时，启动自检操作并从驱动器和制动单元接收状态信号，并在自检正常且驱动器和制动器状态正常时控制电梯系统启动。

10.如权利要求5所述的电梯安全控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：所述电梯控制器在上电后的预定时间内未接收到第二启动信号时，保持安全回路断开。