CN113800353A - 电梯操作期间的异常情况的检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法、系统和计算机程序，该方法、系统和计算机程序用于监控使轿厢和电梯的配重互连的绳索的运行，并在意在与轿厢和配重通过所述绳索一起移动的曳引绳轮的驱动期间检测异常操作状况。所述绳索在其经由至少一个滑轮从轿厢到曳引绳轮的路程中和其经由至少一个滑轮从配重到曳引绳轮的路程中行进，其中所述至少两个滑轮的旋转通过感测它们的旋转来监控。然后，根据相互相关性对这些旋转数据进行分析，该相互相关性指示曳引绳轮的任一侧上的绳索同步运行，并且在检测到不存在这种相关性时随之检测异常情况。

Description

电梯操作期间的异常情况的检测系统

技术领域

本发明涉及电梯技术的领域，更具体地涉及一种监控电梯轿厢和/或配重的异常运动情况的检测系统。

背景技术

最受欢迎的电梯设计之一仍然是绳索牵引电梯。在这种类型的当前版本中，轿厢通过悬挂绳索连接至配重，该绳索以某种循环形式在曳引绳轮上被引导，该曳引绳轮由电机力驱动以使轿厢向上或向下移动。由此，配重的运动在相反的方向上进行，这意味着在轿厢向下行进的情况下，配重会上升，反之亦然。所述绳索可以是圆绳型或扁平带。关于配重，它的重量与达到额定容量的40％的空轿厢的重量基本相同。换句话说，当轿厢为满载的40％(平均量)时，配重和汽车就达到了完美的平衡。这种平衡的目的是节省能量，并确保悬挂绳索和曳引绳轮之间有足够的摩擦力。在绳轮的两侧有相等负载的情况下，只需要一点力就可将平衡以一种或另一种方式倾翻。换句话说，该平衡在整个系统中保持接近恒定的势能水平。该绳索和曳引绳轮之间的摩擦力在电梯中至关重要。在正常运行条件下，绳索和曳引绳轮之间的摩擦力足够大，以使当电机操作曳引绳轮时，电梯以可预测且可靠的方式上下移动。

如果轿厢或配重分别在其向下移动过程中被卡住，则可能会发生特殊的异常情况。这种情况例如可能由于导靴故障而发生。这称为“失速(stalling)”。如果悬挂绳索与曳引绳轮之间的摩擦力足够高，则松弛的绳索会积聚在被卡住的物体上方。这是由于正在运行的曳引绳轮的进一步旋转以抬起位于曳引绳轮另一侧的主体的所需路线。悬挂绳索的这种松弛可能会带来不便甚至安全风险：例如，在松散的绳索积聚到配重侧一段时间后失去牵引力会导致电梯轿厢自由落体，这可能由于悬挂绳索在松动侧上张紧或电梯超速调节器和安全装置使轿厢停止而突然终止-前者在悬挂绳索索上施加了巨大的负载，并且两者都给轿厢中的乘客带来极大的不便甚至危险。失速的另一个例子是，配重或电梯轿厢分别向下行进到井道底部的缓冲器上，而提升机继续抬起相对侧–导致相对侧的主体碰撞到井道的天花板。综上所述，“失速”是指配重或电梯轿厢并未一直向下移动的情况，而这本应基于提升机的旋转而力求达到的。在这种情况下，应在检测到这种失速状况后尽早停止电梯。

在现有技术中，失速状况的检测基于监控曳引绳轮的提升机的当前需求或由电梯的提升机产生的扭矩。为此，同一申请人的EP 2 865 629 B1公开了这样的解决方案。当检测到扭矩快速变化时，怀疑有失速状况。然而，这些解决方案的缺点在于，需要间接阈值来将情况表征为异常情况。无论是通过电机的电流还是通过扭矩来识别失速情况，这两个参数在正常运行情况下也的确具有值。因此，必须以其值的量来定义所述阈值，以表征超出该正常范围的情况。

因此，本发明的目的是示出一种直接且更可靠的方式和系统，用于监控电梯的绳索并检测失速情况。

发明内容

上述目的是通过根据权利要求1的方法、根据权利要求4的计算机程序和根据权利要求5的系统来实现的。在各个从属权利要求中分别公开了有利的实施例。

本发明的基本思想是，通过感测至少两个滑轮的运行来监控和检测失速情况，通过该至少两个滑轮在井道中引导悬挂绳索，其中一个滑轮位于电梯轿厢上，而一个滑轮未相对于轿厢定位。不属于轿厢的那一个可以是作为驱动滑轮的绳轮或位于配重的滑轮。轿厢处的滑轮(通过该滑轮悬挂绳索运行)应以与悬挂绳索通过其运行的任何其他滑轮相同的圆周速度旋转。受监控的滑轮配备有感测其旋转的感测系统。当从轿厢和配重处的滑轮传感器接收到这些感测数据时，可以评估曳引绳轮两侧的绳索行程以彼此进行比较。滑轮的这种行程数据的确意味着一种信息，即所比较的滑轮是否在指示轿厢和配重两者的正确行进的那些距离上输送了相同长度的绳索。一旦发现滑轮的这些旋转数据之间存在差异，就可以怀疑存在异常情况。可以根据各个滑轮的特性来计算配备有传感器的滑轮的旋转是否存在差异。感测系统以方便的方式包括速度传感器，例如编码器，其将速度数据传输到处理所述数据的控制单元。如果滑轮的尺寸数据存储在控制单元的存储器中，则可以从中获得各种其他信息，例如滑轮随时间变化的旋转距离。

另外，可以通过包括曳引绳轮自身的旋转数据或通过驱动曳引绳轮的机器的数据来增强这种分析。这样的数据可以包括曳引绳轮的旋转速度、其功率消耗或其扭矩。

当电梯在驱动器的命令下运行以使轿厢或配重在向上或向下方向上移动时，轿厢和配重的运动可以由轿厢和配重的滑轮中的感测系统的输出来确定。由于这些滑轮是在电梯运行时同时移动的，因此它们的旋转数据可用于监控失速。如果其中一个滑轮停止移动或减速移动，而另一个滑轮继续移动，则表明出现了失速情况。

替代地，可以设置指示最大允许速度差的极限值，使得一旦超过所述速度差极限，就可以定义紧急情况并且可以触发电梯的停止。因此，可以通过将电梯切换到故障模式来禁用电梯驱动。

借助于此，根据本发明的优点在于，可以通过轿厢和配重彼此独立并且独立于提升机的运行来识别失速情况。换句话说，本发明的优点在于，它能够在传统方法根本无法解决的情况下检测失速状况，例如通过单个实体(即电机的曳引绳轮)来实施扭矩或电流阈值。

此外，当根据本发明处理失速状况控制时，考虑到为绳索和曳引绳轮选择摩擦特性，电梯的设计者具有更大的自由度。这甚至可以提供更好的功能。

本发明的另一个优点是它提供了更好的乘客安全性。当电梯轿厢开始停顿时，这意味着由于不希望的缺陷而在短时间内暂时停止，轿厢将在短距离内自由下落，直到消除绳索的松弛并再次拉紧绳索。这不可避免地对乘客造成冲击，这种冲击不仅令人不舒服，而且可能是危险的。通过本发明，可以更快地检测到失速情况，从而可以在发生危险的绳索松弛之前停止电梯。从而，防止了电梯轿厢中的乘客的风险或不便。相应地，配重的失速状况可能引起风险或不便。

本发明适用于所有存在与其他部件独立地将电梯轿厢或配重向上拉的风险的电梯。它进一步适用于所有具有曳引绳轮的电梯，涉及悬挂装置，包括普通的双绞钢丝绳、高摩擦涂层绳索、齿槽皮带等。当怀疑失速情况时，可停止电梯或发出警报。

根据本发明，对于实施如何实现对悬挂绳索的运行速度监控，存在以下选择：

通过传感器测量以下中的一个或多个的旋转速度：

转向滑轮

滚子导靴或

在悬挂绳索的轿厢侧上的超速调节器的绳轮，并

通过传感器测量以下中的一个或多个的旋转速度：

转向滑轮

滚子导靴或

在悬挂绳索的配重侧上的超速调节器的绳轮。

此外，可以附加地实现测量曳引绳轮的旋转速度的电机编码器传感器，以进一步包括该速度，以比较速度。

适当地，上面说明的转向滑轮和曳引绳轮速度差检测可以与绳索终端中存在的松弛绳索检测系统并行地工作，例如在文献WO 2007/144456中示出了这种系统。在这样的系统中，使用检测器来感测绳索中的拉伸应力。然后，最可行的系统可以用于通过在配重侧终端上的松弛绳索检测来检测配重卡住，并通过轿厢滑轮和曳引绳轮之间的速度差来检测轿厢卡住。

附图说明

现在参考附图更详细地描述本发明。其中，图1示出了发明构思。

具体实施方式

所示的电梯系统包括由绳索13悬挂的电梯轿厢10，绳索在曳引绳轮14上被引导以到达并悬挂配重12。绳索在都属于电梯轿厢的滑轮1 16，滑轮2 17上被引导，还有属于配重的另一滑轮3 18。一旦绳索移动以升高或降低轿厢，每个滑轮16、17、18就固有地存在与该运动相关联的旋转。这意味着，每当绳索在滑轮上行进时，每个滑轮16、17、18都会显示特征角度距离。换句话说，滑轮1 16的速度为v1，滑轮2 17的速度为v2，滑轮3 18的速度为v3。尽管取决于各个滑轮的尺寸，但在所有这些滑轮之间都可以进行比较各个行进值使得在正常操作中，必须从每个滑轮提供特定数据，以了解绳索的正确运行。这意味着，在所有滑轮，即滑轮1，滑轮2和滑轮3具有相同尺寸的情况下，只要电梯正确运行，所有滑轮都必须具有相同的速度和相同的旋转角度距离。一旦不再能够确定滑轮的速度或旋转距离之间的匹配，就可以识别出失速状况，该失速状况指示轿厢或配重没有自由地前进。

由此，可以通过启动警报或者甚至通过停止电梯的运行来触发紧急情况。

至少，通过评估正常运行是否存在而需要的电流添加其扭矩或能量消耗，就可以将曳引绳轮14的旋转包括在比较过程中。

附图标记

10 电梯轿厢

12 配重

13 绳索

14 曳引绳轮

16 滑轮1

17 滑轮2

18 滑轮3。

Claims (7)

1.一种用于监控将轿厢(10)和电梯的配重(12)互连的绳索(13)的运行并在意在与轿厢和配重通过所述绳索一起移动的驱动滑轮(14)的驱动期间检测异常运行状况的方法，其中，所述绳索(13)在其经由至少一个转向滑轮(16，17)从轿厢(10)到驱动滑轮(14)的路程中和其经由至少一个转向滑轮(18)从配重(12)到曳引驱动滑轮(14)的路程中行进，

其特征在于，所述滑轮(14、16、17；18)中的至少两个的旋转通过感测它们的旋转来监控，其中，考虑到指示轿厢(10)或配重(12)或两者的无阻碍前进的相互相关性，分析旋转数据，并在检测到不存在这种相关性时随之检测到异常情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于相互旋转数据中的异常差异，开始电梯的运行停止。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括响应于检测到的异常运行状况而发出警报。

4.一种计算机程序，包括适于使根据权利要求1-3中任一项所述的方法在数据处理系统上执行的程序代码。

5.一种系统，用于监控将轿厢(10)和电梯的配重(12)互连的绳索(13)的运行，并用于在意在与轿厢和配重通过所述绳索一起移动的驱动滑轮(14)的驱动期间检测异常运行状况，该系统包括

-联接到轿厢的至少一个转向滑轮(16、17)、驱动滑轮(14)和联接到配重的至少一个转向滑轮(18)，其中至少两个滑轮(14、16、17、18)分别配备有感测其旋转的传感器，

-控制单元，配置为接收传感器数据并通过监控相互相关性来分析传感器数据，该相互相关性指示轿厢(10)或配重(12)或两者的无障碍前进。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统配置为响应于相互相关性中的异常差异的检测而停止电梯的运行。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述系统配置为响应于检测到的相互相关性中的异常差异而发出警报。

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