CN114763236A - 电压信号处理单元、层门故障定位系统及方法、电梯系统 - Google Patents

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CN114763236A CN202110041889.8A CN202110041889A CN114763236A CN 114763236 A CN114763236 A CN 114763236A CN 202110041889 A CN202110041889 A CN 202110041889A CN 114763236 A CN114763236 A CN 114763236A
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Abstract

本发明涉及电压信号处理单元、层门故障定位系统及方法、电梯系统。所述层门故障定位系统及方法和电梯系统包括或使用电压信号处理单元。所述电压信号处理单元包括：第一电压信号输入端口；第二电压信号输入端口；第一电平信号输出端口；第一电压信号采集电路，第一电压信号采集电路端接第一电压信号输入端口和第一电平信号输出端口，第一电压信号采集电路适于将自第一电压信号输入端口接收的第一电压信号采集为自第一电平信号输出端口输出的第一电平信号；以及电压信号桥接电路，电压信号桥接电路端接第一电压信号输入端口和第二电压信号输入端口，在第一电压信号输入端口和第二电压信号输入端口之间设置有常开式继电开关。

Description

电压信号处理单元、层门故障定位系统及方法、电梯系统
技术领域
本发明涉及升降电梯领域；具体而言，本发明涉及电压信号处理单元、层门故障定位系统及方法、电梯系统。
背景技术
作为确保电梯系统安全运行的重要部件，层门安全电路根据相应的行业标准而布置在电梯系统中。如果某一层站发生层门闭锁故障，例如层门关闭不到位、机械锁钩不到位等，则该层门闭锁故障会导致整个层门安全电路失效，电梯系统控制板（GECB）将会根据层门安全电路的失效控制电梯轿厢停止运行，避免电梯系统在不安全条件下运行。
发明内容
本发明的一个方面的目的在于提供一种改进的电压信号处理单元。
本发明的另一方面的目的在于提供一种改进的层门故障定位系统。
本发明的再一方面的目的在于提供一种改进的层门故障定位方法。
本发明的又一方面的目的在于提供一种改进的电梯系统。
为了实现前述目的，本发明的一个方面提供了一种电压信号处理单元，其中，所述电压信号处理单元包括：
第一电压信号输入端口；
第二电压信号输入端口；
第一电平信号输出端口；
第一电压信号采集电路，所述第一电压信号采集电路端接所述第一电压信号输入端口和第一电平信号输出端口，所述第一电压信号采集电路适于将自所述第一电压信号输入端口接收的第一电压信号采集为自所述第一电平信号输出端口输出的第一电平信号；以及
电压信号桥接电路，所述电压信号桥接电路端接所述第一电压信号输入端口和所述第二电压信号输入端口，在所述第一电压信号输入端口和所述第二电压信号输入端口之间设置有常开式继电开关。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述继电开关的数量多于一个，并且各个继电开关串联连接。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，在所述电压信号桥接电路中设置有与所述继电开关串联连接的限流电阻。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，在所述电压信号桥接电路中设置有与所述限流电阻串联连接的保险丝。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述电压信号处理单元还设置有用于独立控制各个所述继电开关的控制端口。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述第一电压信号采集电路包括第一隔离器件，所述第一隔离器件将所述第一电压信号采集电路隔离为连接所述第一电压信号输入端口的输入侧电路和连接所述第一电平信号输出端口的输出侧电路。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述输入侧电路包括串联连接的分压电阻和整流桥，所述整流桥连接至所述第一隔离器件。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述电压信号处理单元还包括：
第二电平信号输出端口；以及
第二电压信号采集电路，所述第二电压信号采集电路连接所述第二电压信号输入端口和所述第二电平信号输出端口，所述第二电压信号采集电路适于将自所述第二电压信号输入端口接收的第二电压信号采集为自所述第二电平信号输出端口输出的第二电平信号。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述第二电压信号采集电路包括第二隔离器件，所述第二隔离器件将所述第二电压信号采集电路隔离为连接所述第二电压信号输入端口的输入侧电路和连接所述第二电平信号输出端口的输出侧电路。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述输入侧电路包括串联连接的分压电阻和整流桥，所述整流桥连接至所述第二隔离器件。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述电压信号处理单元提供有电源接口，还提供有外围人机接口和/或输出显示接口。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述电压信号处理单元还包括逻辑控制模块，并且所述电压信号处理单元上的电平信号输出端口和/或控制端口与所述逻辑控制模块有线或无线通信。
可选地，在如前所述的电压信号处理单元中，所述电压信号处理单元还设置有适于自所述逻辑控制模块输入和/或输出通信数据的无线通信模块。
为了实现前述目的，本发明的另一方面提供了一种用于电梯系统的层门故障定位系统，其特征在于，所述层门故障定位系统包括层门安全电路，所述层门安全电路包括串联连接的多组层门开关组件，每组所述层门开关组件对应所述电梯系统的一个层站设置，
其中，每组所述层门开关组件均并联连接有如前述一个方面中任一项所述的电压信号处理单元，并且所述电压信号处理单元的所述第一电压信号输入端口和所述第二电压信号输入端口分别电连接对应的层门开关组件的输出端和输入端。
可选地，在如前所述的层门故障定位系统中，所述层门开关组件包括串联连接的关门到位开关和门锁到位开关，并且所述关门到位开关和所述门锁到位开关为常闭式开关。
可选地，在如前所述的层门故障定位系统中，所述层门故障定位系统包括位于所述电梯系统的各楼层的外部面板中的逻辑控制模块，并且所述电压信号处理单元上的电平信号输出端口和/或控制端口与所述逻辑控制模块有线或无线通信。
可选地，在如前所述的层门故障定位系统中，所述外部面板中还设置有适于自所述逻辑控制模块输入和/或输出通信数据的无线通信模块。
为了实现前述目的，本发明的再一方面提供了一种使用如前述另一方面中任一项所述的层门故障系统的层门故障定位方法。
可选地，在如前所述的层门故障定位方法中，所述层门开关组件并联连接的为如前述一个方面中任一项所述的电压信号处理单元，所述方法包括如下步骤：
步骤A1：设定n=电梯行程的总层数，然后前进至步骤B1；
步骤B1：逻辑控制模块检测第n层的第一电平信号，如果检测到第n层的第一电平信号为ON则报告第n层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤C1，如果检测到第n层的第一电平信号为OFF则报告第n层的层门开关故障至电梯系统控制板并接通所有已确定故障的楼层的继电开关然后前进至步骤C1；
步骤C1：检测第n-1层的第一电平信号，如果检测到第n-1层的第一电平信号为ON则报告第n-1层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤F1，如果检测到第n-1层的第一电平信号为OFF则前进到步骤D1；
步骤D1：逻辑控制模块询问电梯系统控制板第n层是否具有安全回路电压信号，是则报告第n-1层的层门开关故障至电梯系统控制板并且前进至步骤E1，否则存储事件并且关停电梯；
步骤E1：接通所有已确定故障的楼层的继电开关，并且前进至步骤F1；
步骤F1：判断n-1是否等于1，如果是则前进至步骤H1，如果否则前进至步骤G1；
步骤G1：设定n=n-1并且返回至步骤C1；
步骤H1：结束。
可选地，在如前所述的层门故障定位方法中，所述层门开关组件并联连接的为如一个方面中中任一项所述的电压信号处理单元，所述方法包括如下步骤：
步骤A2：设定n=电梯行程的总层数，然后前进至步骤B2；
步骤B2：逻辑控制模块检测第n层的第一电平信号及第二电平信号，如果检测到第n层的第一电平信号ON且第一电平信号为ON则报告第n层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤D2，如果检测到第n层的第一电平信号为OFF及第一电平信号为ON则报告第n层的层门开关故障至电梯系统控制板并接通所有已确定故障的楼层的继电开关然后前进至步骤C2；
步骤C2：接通所有已确定故障的楼层的继电开关，并且前进至步骤D2；
步骤D2：判断n是否等于1，如果是则前进至步骤F2，如果否则前进至步骤E2；
步骤E2：设定n=n-1并且返回至步骤B2；
步骤F2：结束。
为了实现前述目的，本发明的又一方面提供了一种电梯系统，所述电梯系统包括如前述一个方面中任一项所述的电压信号处理单元或如前述另一方面中任一项所述的层门故障定位系统。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的层门故障定位系统的示意图；以及
图2是根据本发明的另一实施方式的层门故障定位系统的示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。
出于简洁和说明性目的，本说明书参考附图中的示例描述本发明的原理。但是，本领域的技术人员应当了解，相同的原理可以等效地应用于各种类型的电梯系统的各种电压信号处理单元、层门故障定位系统及方法、电梯系统并且可以在其中实施这些相同的原理，以及任何此类变化不背离本申请的真实精神和范围。
在本说明书中提到的“第一”、“第二”或类似表述仅用于命名、描述或区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性、也并不必然限定相应构件的数量。
而且，在下文描述中，参考了附图，这些附图图示特定的示例性实施方式，在不背离本发明的精神和范围的前提下可以对这些实施例进行电、机械、逻辑和结构上的更改。此外，虽然本发明的特征是结合若干实施方式/示例的仅其中的一个或多个来公开的，但是如针对任何给定或可识别的功能可能是期望和/或有利的，可以将此特征与其它实施方式/示例的一个或多个其它特征进行组合。因此，下文描述不应视为在限制意义上的，并且本发明的范围由所附权利要求及其等效物来定义。
图1和图2分别示出了根据本发明的不同实施方式的层门故障定位系统100、200。
这些层门故障定位系统100、200适于用电梯系统（未图示）。这种电梯系统为升降式电梯系统，其包括电梯井道内设备（例如但不限于轿厢、配重等，此处不进行赘述）及建筑物层站处设备（层门、呼梯控制面板等，此处不进行赘述）。
层门故障定位系统100、200分别具有层门安全电路110、210及多个电压信号处理单元120、220。层门安全电路110、210在各层站处分别具有用于表示层门故障的层门开关组件，各个电压信号处理单元120、220则分别与各层门开关组件并联连接。
在电梯的正常运行过程中，各层门开关组件中的关门到位开关和门锁到位开关是闭合的。一旦出现层门故障，则关门到位开关和门锁到位开关中的至少之一无法闭合，导致电梯不能继续运行，此时维保人员无法判断具体是电梯系统哪个层站的层门出现故障。
因而，在电梯系统各层站处的层门出现闭锁故障时，各个电压信号处理单元可以通过对层门安全电路中的层门开关组件的状态检测、定位出现故障的层门，并将相关检测、定位的结果以有线或无线的方式发送给信息存储系统，以供系统作为控制参数或者供维保人员读取使用。该信息存储系统可以设置在电梯系统控制板处或者设置在例如手机、诊断仪等专用维保工具等移动终端设备中。
下面结合图1和图2描述相应的层门故障定位系统的具体实施方式。
图1是根据本发明的一个实施方式的层门故障定位系统的示意图。如前所述，该层门故障定位系统适用于电梯系统。从图1中可以看出，该层门故障定位系统100包括层门安全电路110和电压信号处理单元120。
首先，下面详细描述图示中的层门安全电路110。
在该实施方式中，层门安全电路110包括串联连接的多组层门开关组件DSn.1和DSn.2、DSn-1.1和DSn-1.2、DSn-2.1和DSn-2.2……DS1.1和DS1.2，其中DSn.1和DSn.2构成一组层门开关组件；DSn-1.1和DSn-1.2构成一组层门开关组件；DSn-2.1和DSn-2.2构成一组层门开关组件；……；DS1.1和DS1.2构成一组层门开关组件。其中，n表示电梯系统的总楼层数，".1"和".2"分别表示每组层门开关组件中的第一开关和第二开关。各组层门开关中的第一开关和第二开关也相互串联连接。
每组层门开关组件对应电梯系统的一个层站设置。例如，层门开关组件DSn.1和DSn.2对应电梯系统的第n层的层站设置；层门开关组件DSn-1.1和DSn-1.2对应电梯系统的第n-1层的层站设置；层门开关组件DSn-2.1和DSn-2.2对应于电梯系统的第n-2层的层站设置；……；门开关组件DS1.1和DS1.2对应于电梯系统的第1层的层站设置。
在该示例中，第一开关可以为相应层门的关门到位开关，第二开关可以为相应层门的门锁到位开关。如果某一层站发生层门关闭不到位和/或机械锁钩不到位的故障时，则分别致使相应层门的关门到位开关、门锁到位开关断开，因而整个层门安全电路失效，电梯系统控制板将会根据层门安全电路的失效控制电梯轿厢停止运行，避免电梯系统在不安全条件下运行，同时发出维护请求。在替代的实施方式中，根据具体情况下所涉及的安全参数数量，也可以考虑设置其它数量、其它类别的层门开关组件，以便于在层门出现不同故障的时候断开以实现安全保护功能。
如图中所示，每组层门开关组件DSn.1和DSn.2、DSn-1.1和DSn-1.2、DSn-2.1和DSn-2.2……DS1.1和DS1.2均并联连接有电压信号处理单元120，每个电压信号处理单元120的第一电压信号输入端口121和第二电压信号输入端口122分别电连接对应的层门开关组件的输出端和输入端。
其次，下面详细描述图示中的电压信号处理单元120。该电压信号处理单元120可以为电梯系统的楼层控制板，在该示例中，其可以集成有层门故障检测功能。
从图中可以看出，每个电压信号处理单元120包括第一电压信号输入端口121、第二电压信号输入端口122以及第一电平信号输出端口123。如图所示，在该层门故障定位系统100中，第一电压信号输入端口121连接对应层站的层门开关组件的输出端，而第二电压信号输入端口122连接对应层门的层门开关组件的输入端。通过以相应的层门开关组件的输出端和输入端作为采样点，电压信号处理单元120可以分别从层门开关组件的输出端和输入端进行电压信号采集。
进一步地，该电压信号处理单元120还包括在第一电压信号输入端口121和第一电平信号输出端口123之间的第一电压信号采集电路。该第一电压信号采集电路端接第一电压信号输入端口121和第一电平信号输出端口123，并且该第一电压信号采集电路适于将自第一电压信号输入端口121接收的第一电压信号采集为自第一电平信号输出端口123输出的第一电平信号。通过检测该第一电平信号，可以用于判断相应层站是否存在层门故障。
从图1中还可以看出，该第一电压信号采集电路包括光耦126，光耦126将第一电压信号采集电路隔离为连接第一电压信号输入端口121的输入侧电路和连接第一电平信号输出端口123的输出侧电路。可以看出，输入侧电路和输出侧电路之间通过作为隔离器件的光耦126隔离并且相互关联。在此，光耦126起到光电隔离的作用，能够通过输入侧电路（模拟电路）中的电压信号触发使输出侧电路（数字电路）输出第一电平信号（高电平信号或低电平信号）。输入侧电路从第一电压信号输入端口121采集到电压信号时，光耦126的发光器发射出光线、受光器接受到光线控制而导通输出侧电路，从而通过第一电平信号输出端口123输出第一电平信号。
在该实施方式中，输入侧电路还包括串联连接的分压电阻127和整流桥128，整流桥128连接至光耦126。分压电阻127的作用是分担一部分或大部分的电压，以避免过多的电压被分配到光耦126、超出其工作极限而造成损坏。整流桥128的一端采集信号、一端接地，其作用为将交流变成直流、然后传到光耦126的发光器的光源控制端。
在可选的实施方式中，可以采用继电器来替代光耦126作为第一隔离器件。此时，整流桥将交流变成直流、然后传到继电器的线圈端。当输入侧电路从第一电压信号输入端口采集到电压信号时，继电器线圈得电，继电器的常开触点闭合而导通输出侧电路。从输出侧电路所得到的高电平或低电平信号可被输入至逻辑控制器的I/O口。
再进一步地，该电压信号处理单元120还包括在第一电压信号输入端口121和第二电压信号输入端口122之间的电压信号桥接电路。该电压信号桥接电路端接第一电压信号输入端口121和第二电压信号输入端口122，并且在第一电压信号输入端口121和第二电压信号输入端口122之间设置有常开的继电开关124。此处继电开关124的作用是，在其对应的层站存在层门故障时，通过将相应层站处的电压信号处理单元120的电压信号桥接电路中的继电开关124闭合，能够将层门安全电路的电压信号传导到下一层站处的层门开关组件及电压信号处理单元，以便于进行该下一层站处的层门故障检测。可以理解，当某一层站处存在层门故障时，层门开关组件中的开关断开，这将导致层门安全电路在该层处断开；此时，电压信号桥接电路将上一楼层的电压信号桥接到下一楼层。
在图示实施方式中，出于安全性及可靠性的考虑，为了防止继电开关意外闭合，继电开关124的数量为两个、并且相互串联连接。通过两路线路独立控制这两个继电开关124开闭，能够防止意外风险发生。在可选的实施方式中，继电开关的数量也可以设置成仅一个或者也可以设置成更多。这些更多数量的继电开关也适于相互串联连接。
如图中所示，电压信号处理单元120还设置有用于控制继电开关的控制端口130。该控制端口130的数量可以与继电开关124的数量相同，并且通过各个控制端口分别独立地控制相应的继电开关124。
另外，从图中还可以看出，在电压信号桥接电路中设置有与继电开关124串联连接的限流电阻125，并且限流电阻125位于继电开关124的上游。该上游靠近层门开关组件的输入端，即来自上层的电压信号将先经过限流电阻125然后才到达继电开关124。在其它实施方式中，根据具体情况，也可以将限流电阻设置在继电开关的下游。限流电阻125的作用是对该电压信号桥接电路进行限流处理，使得虽然电路两端的电压基本不变，但是基本上没有功率输出。因此，经过限流的电流不能驱动电梯控制系统的主接触器线圈闭合，从而防止了电梯的意外启动，但能够实现电压信号的桥接用于继续层门故障检测。
进一步地，在可选的实施方式中，可以在电压信号桥接电路中设置有与限流电阻125串联连接的保险丝。该保险丝可以位于限流电阻125的上游。在其它实施方式中，根据具体情况，也可以将保险丝设置在限流电阻的下游。当限流电阻125短路时，该保险丝熔断，自切断电路，能够起到保护电路的作用，防止层门安全电路被意外桥接。
在图1中，还示意性地示出了电压信号处理单元的电源接口131，用于给电压信号处理单元供电。
此外，在可选的实施方式中，该电压信号处理单元还可以包括有逻辑控制模块（未图示）。在这种情况下，相应电压信号处理单元上的第一电平信号输出端口和/或用于控制继电开关的控制端口等均可以与逻辑控制模块有线或无线通信。在无线通信时，电压信号处理单元可以设置有适于自逻辑控制模块输入和/或输出通信数据的无线通信模块，例如蓝牙通信模块。
可以了解，在替代的实施方式中，层门故障定位系统的逻辑控制模块也可以设置在电梯系统的各楼层的外部面板中，或者也可以为其另外提供单独的逻辑控制板。此时，该逻辑控制模块同样可以与电压信号处理单元上的电平信号输出端口和/或控制端口有线或无线通信。类似地，在该外部面板中也可以设置有适于自逻辑控制模块输入和/或输出通信数据的无线通信模块，例如蓝牙通信模块。
该层门故障定位系统还可以包括设置于外部面板中的层门故障显示模块。逻辑控制模块可以将层门故障信息发送至相应的层门故障显示模块以显示故障。
图1中示出了无线通信模块132。通过该无线通信模块132，能够实现不同楼层的电压信号处理单元120、电梯系统控制板134、手机、诊断仪等专用维保工具133之间的通信。例如，可以通过无线通信将电压信号处理单元120所输出的故障、显示等信息通信到各个楼层板、电梯系统控制板，或者也可以通过手机APP、专用维保工具等移动终端以无线的方式访问相关信息。这样，维保人员通过连接无线网络即可以方便地查阅和了解相关信息。
电压信号处理单元120可以另外提供有各种接口用于连接至各种外围设备。例如，电压信号处理单元120可以提供有外围人机接口（例如连接到呼梯按钮）；输出显示接口（例如连接到输出楼层、方向、到站灯、指示灯、时钟等信息的外围设备）；以及电源接口。通过如此设置，电压信号处理单元120与外部系统相集成，可以在实现门锁监控功能的同时实现各种外围功能，例如呼梯、显示等。
最后，在此描述根据图1所示的层门故障定位系统进行层门故障定位的方法。该方法可以包括如下步骤A1至H1。
在步骤A1中，设定n=电梯行程的总层数，然后前进至步骤B1。在电梯系统中，层门安全电路从顶层至一层自上而下布置，因此，此处的检测也从顶层开始向下逐层展开。然后，前进至步骤B1。
在步骤B1中，逻辑控制模块检测第n层的第一电平信号，如果检测到第n层的第一电平信号为ON则报告第n层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤C1，如果检测到第n层的第一电平信号为OFF则报告第n层的层门开关故障至电梯系统控制板并接通所有已确定故障的楼层的继电开关然后前进至步骤C1。在该步骤中，第一电压信号采集电路提供待检测的电平信号，电压信号桥接电路则实现故障层站处电压信号自上一层至下一层的桥接。
在步骤C1中，检测第n-1层的第一电平信号，如果检测到第n-1层的第一电平信号为ON则报告第n-1层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤F1，如果检测到第n-1层的第一电平信号为OFF则前进到步骤D1。此处，当检测到第n-1层的第一电平信号为OFF时，并不能确定该层的层门开关状态，因此，需要通过询问系统上一层的电压状态来确定该层是否出现故障。
在步骤D1中，逻辑控制模块询问电梯系统控制板第n层是否具有安全回路电压信号，是则报告第n-1层的层门开关故障至电梯系统控制板并且前进至步骤E1，否则存储事件并且关停电梯。如果第n层具有安全回路电压信号，则在前一步骤中第一电平信号为OFF的情况下，说明该第n-1层存在层门开关故障。这种通过仅采集第一电平信号再加外通过软件实现的判断方式减少了电子元件的使用，有利于节省系统成本。
在步骤E1中，接通所有已确定故障的楼层的继电开关，并且前进至步骤F1。在此步骤中实现对故障的层门开关组件的桥接，便于继续对下层进行故障检测。
在步骤F1中，判断n-1是否等于1，如果是则前进至步骤H1，如果否则前进至步骤G1。如果n-1=1，则说明已经检测到电梯系统的一楼，已经完成了对所有层站的检测，此时可以结束检测。
在步骤G1中，设定n=n-1并且返回至步骤C1。此时，继续进行下一层站的层门关开组件的故障检测。
在步骤H1中，结束。在检测结束后，电梯系统控制板将电梯系统返回到层门故障检测的正常状态，等待维保人员对定位到的层门故障进行处理。
图2是根据本发明的另一实施方式的层门故障定位系统的示意图。如前所述，该层门故障定位系统适用于电梯系统。从图2中可以看出，该层门故障定位系统200包括层门安全电路210和电压信号处理单元220。
首先，下面详细描述图示中的层门安全电路210。
在该实施方式中，层门安全电路210包括串联连接的多组层门开关组件DSn.1和DSn.2、DSn-1.1和DSn-1.2……DS1.1和DS1.2，例如其中DSn.1和DSn.2构成一组层门开关组件；DSn-1.1和DSn-1.2构成一组层门开关组件；……；DS1.1和DS1.2构成一组层门开关组件。其中，n表示电梯系统的总楼层数，".1"和".2"分别表示每组层门开关组件中的第一开关和第二开关。各组层门开关中的第一开关和第二开关也相互串联连接。
每组层门开关组件对应电梯系统的一个层站设置。例如，层门开关组件DSn.1和DSn.2对应电梯系统的第n层的层站设置；层门开关组件DSn-1.1和DSn-1.2对应电梯系统的第n-1层的层站设置；……；门开关组件DS1.1和DS1.2对应于电梯系统的第1层的层站设置。
在该示例中，第一开关可以为相应层门的关门到位开关，第二开关可以为相应层门的门锁到位开关。如果某一层站发生层门关闭不到位和/或机械锁钩不到位的故障时，则分别致使相应层门的关门到位开关、门锁到位开关断开，因而整个层门安全电路失效，电梯系统控制板将会根据层门安全电路的失效控制电梯轿厢停止运行，避免电梯系统在不安全条件下运行，同时发出维护请求。在替代的实施方式中，根据具体情况下所涉及的安全参数数量，也可以考虑设置其它数量、其它类别的层门开关组件，以便于在层门出现不同故障的时候断开以实现安全保护功能。
如图中所示，每组层门开关组件DSn.1和DSn.2、DSn-1.1和DSn-1.2……DS1.1和DS1.2均并联连接有电压信号处理单元220，每个电压信号处理单元220的第一电压信号输入端口221和第二电压信号输入端口222分别电连接对应的层门开关组件的输出端和输入端。
其次，下面详细描述图示中的电压信号处理单元220。该电压信号处理单元220可以为电梯系统的楼层控制板，在该示例中，其可以集成有层门故障检测功能。
从图中可以看出，每个电压信号处理单元220包括第一电压信号输入端口221、第二电压信号输入端口222以及第一电平信号输出端口2231、第二电平信号输出端口2232。在层门故障定位系统中，第一电压信号输入端口221连接对应层站的层门开关组件的输出端，第二电压信号输入端口222连接对应层门的层门开关组件的输入端。通过以相应的层门开关组件的输出端和输入端作为采样点，电压信号处理单元220可以分别从层门开关组件的输出端和输入端进行电压信号采集。
进一步地，该电压信号处理单元220还包括在第一电压信号输入端口221和第一电平信号输出端口2231之间的第一电压信号采集电路。该第一电压信号采集电路端接第一电压信号输入端口221和第一电平信号输出端口2231，并且该第一电压信号采集电路适于将自第一电压信号输入端口221接收的第一电压信号采集为自第一电平信号输出端口2231输出的第一电平信号。
该电压信号处理单元220还包括在第二电压信号输入端口222和第二电平信号输出端口2232之间的第二电压信号采集电路。该第二电压信号采集电路端接第二电压信号输入端口221和第二电平信号输出端口2232，并且该第二电压信号采集电路适于将自第二电压信号输入端口222接收的第二电压信号采集为自第二电平信号输出端口2232输出的第二电平信号。
通过检测该第一电平信号和第二电平信号，可以用于判断相应层站是否存在层门故障。
从图2中还可以看出，第一电压信号采集电路包括光耦2261，光耦2261将第一电压信号采集电路隔离为连接第一电压信号输入端口221的输入侧电路和连接第一电平信号输出端口2231的输出侧电路。可以看出，输入侧电路和输出侧电路之间通过作为隔离器件的光耦2261隔离并且相互关联。在此，光耦2261起到光电隔离的作用，能够通过输入侧电路（模拟电路）中的电压信号触发使输出侧电路（数字电路）输出第一电平信号（高电平信号或低电平信号）。输入侧电路从第一电压信号输入端口221采集到电压信号时，光耦2261的发光器发出光线、受光器接受光线控制而导通输出侧电路，从而通过第一电平信号输出端口2231输出第一电平信号。
从图2中还可以看出，该第二电压信号采集电路包括光耦2262，光耦2262将第二电压信号采集电路隔离为连接第二电压信号输入端口222的输入侧电路和连接第二电平信号输出端口2232的输出侧电路。可以看出，输入侧电路和输出侧电路之间通过作为隔离器件的光耦2262隔离并且相互关联。在此，光耦2262起到光电隔离的作用，能够通过输入侧电路（模拟电路）中的电压信号触发使输出侧电路（数字电路）输出第二电平信号（高电平信号或低电平信号）。输入侧电路从第二电压信号输入端口222采集到电压信号时，光耦2262的发光器发出光线、受光器接受光线控制而导通输出侧电路，从而通过第二电平信号输出端口2232输出第二电平信号。
经过与图1中的层门故障定位系统相比较可以看出，图2中的层门故障定位系统增加了该第二电压信号采集电路相关的硬件部件。
在该实施方式中，第一电压信号采集电路的输入侧电路还包括串联连接的分压电阻2271和整流桥2281。分压电阻2271的作用是分担一部分或大部分的电压，以避免过多的电压被分配到光耦、超出其工作极限而造成损坏。整流桥2281的作用是一端采集信号，一端接地，其将交流变成直流，然后传到光耦226的发光器的光源控制端。
在该实施方式中，类似地，第二电压信号采集电路的输入侧电路还包括串联连接的分压电阻2272和整流桥2282。分压电阻2272的作用是分担一部分或大部分的电压，以避免过多的电压被分配到光耦、超出其工作极限而造成损坏。整流桥2282的作用是一端采集信号，一端接地，其将交流变成直流，然后传到光耦2262的发光器。
在可选的实施方式中，可以采用继电器来替代光耦2261、2262作为隔离器件。此时，整流桥将交流变成直流、然后传到继电器的线圈端。当第一、第二电压信号采集电路的输入侧电路从第一、第二电压信号输入端口采集到电压信号时，继电器线圈得电，继电器的常开触点闭合而导通第一、第二电平信号发生电路。从所述第一、第二电压信号采集电路的输入侧电路所得到的高电平或低电平信号可被输入至逻辑控制器的I/O口。
再进一步地，该电压信号处理单元220还包括在第一电压信号输入端口221和第二电压信号输入端口222之间的电压信号桥接电路。该电压信号桥接电路端接第一电压信号输入端口221和第二电压信号输入端口222，并且在第一电压信号输入端口221和第二电压信号输入端口222之间设置有常开的继电开关224。此处继电开关224的作用是，在其对应的层站存在层门故障时，通过将相应层站处的电压信号处理单元220的电压信号桥接电路中的继电开关224闭合，能够将层门安全电路的电压信号传导到下一层站处的层门开关组件及电压信号处理单元，以便于进行该下一层站处的层门故障检测。可以理解，当某一层站处存在层门故障时，层门开关组件中的开关断开，这将导致层门安全电路在该层处断开；此时，电压信号桥接电路将上一楼层的电压信号桥接到下一楼层。
在图示实施方式中，出于安全性及可靠性的考虑，为了防止继电开关意外闭合，继电开关224的数量为两个、并且相互串联连接。通过两路线路独立控制这两个继电开关224开闭，能够防止意外风险发生。在可选的实施方式中，继电开关的数量也可以设置成仅一个或者也可以设置成更多。这些更多数量的继电开关也适于相互串联连接。
如图中所示，电压信号处理单元220还设置有用于控制继电开关的控制端口230。该控制端口230的数量可以与继电开关224的数量相同，并且通过各个控制端口分别独立地控制相应的继电开关224。
另外，从图中还可以看出，在电压信号桥接电路中设置有与继电开关224串联连接的限流电阻225，并且限流电阻225位于继电开关224的上游。该上游靠近层门开关组件的输入端，即来自上层的电压信号将先经过限流电阻225然后才到达继电开关224。在其它实施方式中，根据具体情况，也可以将限流电阻设置在继电开关的下游。限流电阻225的作用是对该电压信号桥接电路进行限流处理，使得虽然电路两端的电压基本不变，但是基本上没有功率输出。因此，经过限流的电流不能驱动电梯控制系统的主接触器线圈闭合，从而防止了电梯的意外启动，但能够实现电压信号的桥接用于继续层门故障检测。
进一步地，在可选的实施方式中，可以在电压信号桥接电路中设置有与限流电阻225串联连接的保险丝。该保险丝可以位于限流电阻225的上游。在其它实施方式中，根据具体情况，也可以将保险丝设置在限流电阻的下游。当限流电阻225短路时，该保险丝熔断，自切断电路，能够起到保护电路的作用，防止层门安全电路被意外桥接。
在图2的实施方式中，还可以设置有未图示的电源接口，用于给电压信号处理单元供电。
此外，在可选的实施方式中，该电压信号处理单元还可以包括有逻辑控制模块（未图示）。在这种情况下，相应电压信号处理单元上的第一电平信号输出端口、第二电平信号输出端口和/或用于控制继电开关的控制端口等均可以与逻辑控制模块有线或无线通信。在无线通信时，电压信号处理单元可以设置有适于自逻辑控制模块输入和/或输出通信数据的无线通信模块，例如蓝牙通信模块。
可以了解，在替代的实施方式中，层门故障定位系统的逻辑控制模块也可以设置在电梯系统的各楼层的外部面板中，或者也可以为其另外提供单独的逻辑控制板。此时，该逻辑控制模块同样可以与电压信号处理单元上的电平信号输出端口和/或控制端口有线或无线通信。类似地，在该外部面板中也可以设置有适于自逻辑控制模块输入和/或输出通信数据的无线通信模块，例如蓝牙通信模块。
该层门故障定位系统还可以包括设置于外部面板中的层门故障显示模块。逻辑控制模块可以将层门故障信息发送至相应的层门故障显示模块以显示故障。
图2中示出了无线通信模块232。通过该无线通信模块232，能够实现不同楼层的电压信号处理单元220、电梯系统控制板234、手机、诊断仪等专用维保工具233之间的通信。例如，可以通过无线通信将电压信号处理单元220所输出的故障、显示等信息通信到各个楼层板、电梯系统控制板，或者也可以通过手机APP、专用维保工具等移动终端以无线的方式访问相关信息。这样，维保人员通过连接无线网络即可以方便地查阅和了解相关信息。
电压信号处理单元220可以另外提供有各种接口用于连接至各种外围设备。例如，电压信号处理单元220可以提供有外围人机接口（例如连接到呼梯按钮）；输出显示接口（例如连接到输出楼层、方向、到站灯、指示灯、时钟等信息的外围设备）；以及电源接口。通过如此设置，电压信号处理单元220与外部系统相集成，可以在实现门锁监控功能的同时实现各种外围功能，例如呼梯、显示等。
最后，在此描述根据图2所示的层门故障定位系统进行层门故障定位的方法。该方法可以包括如下步骤A2至F2。
在步骤A2中，设定n=电梯行程的总层数，然后前进至步骤B2。在电梯系统中，层门安全电路从顶层至一层自上而下布置，因此，此处的检测也从顶层开始向下逐层展开。然后，前进至步骤B2。
在步骤B2中，逻辑控制模块检测第n层的第一电平信号及第二电平信号，如果检测到第n层的第一电平信号为ON且第一电平信号为ON则报告第n层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤D2，如果检测到第n层的第一电平信号为OFF及第一电平信号为ON则报告第n层的层门开关故障至电梯系统控制板并接通所有已确定故障的楼层的继电开关然后前进至步骤C2。在该步骤中，第一电压信号采集电路提供待检测的第一电平信号，第二电压信号采集电路提供待检测的第二电平信号，电压信号桥接电路则实现故障层站处电压信号自上一层至下一层的桥接。此处通过采集第一电平信号和第二电平信号二者来判断层门故障。
在步骤C2中，接通所有已确定故障的楼层的继电开关，并且前进至步骤D2。在此步骤中实现对故障的层门开关组件的桥接，便于继续对下层进行故障检测。
在步骤D2中，判断n是否等于1，如果是则前进至步骤F2，如果否则前进至步骤E2。如果n=1，则说明已经检测到电梯系统的一楼，已经完成了对所有层站的检测，此时可以结束检测。
在步骤E2中，设定n=n-1并且返回至步骤B2。此时，继续进行下一层站的层门关开组件的故障检测。
在步骤F2中，结束。在检测结束后，电梯系统控制板将电梯系统返回到层门故障检测的正常状态，等待维保人员对定位到的层门故障进行处理。
综合以上所述，本说明书结合图1和图2中的层门故障定位系统进行了详细说明；同时，结合以上描述，本说明书还描述了该层门故障定位系统中的电压信号处理单元、包括该层门故障定位系统的电梯系统、使用该层门故障系统进行层门故障定位的方法以及它们的适当变型。这些技术方案能够实现的有益技术效果可以包括以下技术效果的一个或多个：低成本地实现层门故障定位；有效地实现层门故障定位；方便于维保人员快速地远程获知层门故障信息；安全可靠性高，能够满足电梯系统的相关安本标准的要求；与现有电梯系统兼容性好，易于对现有电梯系统进行改造。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims (21)

1.一种电压信号处理单元，其特征在于，所述电压信号处理单元包括：
第一电压信号输入端口；
第二电压信号输入端口；
第一电平信号输出端口；
第一电压信号采集电路，所述第一电压信号采集电路端接所述第一电压信号输入端口和第一电平信号输出端口，所述第一电压信号采集电路适于将自所述第一电压信号输入端口接收的第一电压信号采集为自所述第一电平信号输出端口输出的第一电平信号；以及
电压信号桥接电路，所述电压信号桥接电路端接所述第一电压信号输入端口和所述第二电压信号输入端口，在所述第一电压信号输入端口和所述第二电压信号输入端口之间设置有常开式继电开关。
2.如权利要求1所述的电压信号处理单元，其中，所述继电开关的数量多于一个，并且各个继电开关串联连接。
3.如权利要求1所述的电压信号处理单元，其中，在所述电压信号桥接电路中设置有与所述继电开关串联连接的限流电阻。
4.如权利要求3所述的电压信号处理单元，其中，在所述电压信号桥接电路中设置有与所述限流电阻串联连接的保险丝。
5.如权利要求1所述的电压信号处理单元，其中，所述电压信号处理单元还设置有用于独立控制各个所述继电开关的控制端口。
6.如权利要求1所述的电压信号处理单元，其中，所述第一电压信号采集电路包括第一隔离器件，所述第一隔离器件将所述第一电压信号采集电路隔离为连接所述第一电压信号输入端口的输入侧电路和连接所述第一电平信号输出端口的输出侧电路。
7.如权利要求6所述的电压信号处理单元，其中，所述输入侧电路包括串联连接的分压电阻和整流桥，所述整流桥连接至所述第一隔离器件。
8.如权利要求1所述的电压信号处理单元，其中，所述电压信号处理单元还包括：
第二电平信号输出端口；以及
第二电压信号采集电路，所述第二电压信号采集电路连接所述第二电压信号输入端口和所述第二电平信号输出端口，所述第二电压信号采集电路适于将自所述第二电压信号输入端口接收的第二电压信号采集为自所述第二电平信号输出端口输出的第二电平信号。
9.如权利要求8所述的电压信号处理单元，其中，所述第二电压信号采集电路包括第二隔离器件，所述第二隔离器件将所述第二电压信号采集电路隔离为连接所述第二电压信号输入端口的输入侧电路和连接所述第二电平信号输出端口的输出侧电路。
10.如权利要求9所述的电压信号处理单元，其中，所述输入侧电路包括串联连接的分压电阻和整流桥，所述整流桥连接至所述第二隔离器件。
11.如权利要求1所述的电压信号处理单元，其中，所述电压信号处理单元提供有电源接口，还提供有外围人机接口和/或输出显示接口。
12.如权利要求1至11中任一项所述的电压信号处理单元，其中，所述电压信号处理单元还包括逻辑控制模块，并且所述电压信号处理单元上的电平信号输出端口和/或控制端口与所述逻辑控制模块有线或无线通信。
13.如权利要求12所述的电压信号处理单元，其中，所述电压信号处理单元还设置有适于自所述逻辑控制模块输入和/或输出通信数据的无线通信模块。
14.一种用于电梯系统的层门故障定位系统，其特征在于，所述层门故障定位系统包括层门安全电路，所述层门安全电路包括串联连接的多组层门开关组件，每组所述层门开关组件对应所述电梯系统的一个层站设置，
其中，每组所述层门开关组件均并联连接有如权利要求1至13中任一项所述的电压信号处理单元，并且所述电压信号处理单元的所述第一电压信号输入端口和所述第二电压信号输入端口分别电连接对应的层门开关组件的输出端和输入端。
15.如权利要求14所述的层门故障定位系统，其中，所述层门开关组件包括串联连接的关门到位开关和门锁到位开关，并且所述关门到位开关和所述门锁到位开关为常闭式开关。
16.如权利要求14所述的层门故障定位系统，其中，所述层门故障定位系统包括位于所述电梯系统的各楼层的外部面板中的逻辑控制模块，并且所述电压信号处理单元上的电平信号输出端口和/或控制端口与所述逻辑控制模块有线或无线通信。
17.如权利要求16所述的层门故障定位系统，其中，所述外部面板中还设置有适于自所述逻辑控制模块输入和/或输出通信数据的无线通信模块。
18.一种使用如权利要求14-17中任一项所述的层门故障系统的层门故障定位方法。
19.如权利要求18所述的层门故障定位方法，其中，所述层门开关组件并联连接的为如权利要求1-7，12-13中任一项所述的电压信号处理单元，所述方法包括如下步骤：
步骤A1：设定n=电梯行程的总层数，然后前进至步骤B1；
步骤B1：逻辑控制模块检测第n层的第一电平信号，如果检测到第n层的第一电平信号为ON则报告第n层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤C1，如果检测到第n层的第一电平信号为OFF则报告第n层的层门开关故障至电梯系统控制板并接通所有已确定故障的楼层的继电开关然后前进至步骤C1；
步骤C1：检测第n-1层的第一电平信号，如果检测到第n-1层的第一电平信号为ON则报告第n-1层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤F1，如果检测到第n-1层的第一电平信号为OFF则前进到步骤D1；
步骤D1：逻辑控制模块询问电梯系统控制板第n层是否具有安全回路电压信号，是则报告第n-1层的层门开关故障至电梯系统控制板并且前进至步骤E1，否则存储事件并且关停电梯；
步骤E1：接通所有已确定故障的楼层的继电开关，并且前进至步骤F1；
步骤F1：判断n-1是否等于1，如果是则前进至步骤H1，如果否则前进至步骤G1；
步骤G1：设定n=n-1并且返回至步骤C1；
步骤H1：结束。
20.如权利要求18所述的层门故障定位方法，其中，所述层门开关组件并联连接的为如权利要求8-13中任一项所述的电压信号处理单元，所述方法包括如下步骤：
步骤A2：设定n=电梯行程的总层数，然后前进至步骤B2；
步骤B2：逻辑控制模块检测第n层的第一电平信号及第二电平信号，如果检测到第n层的第一电平信号为ON且第二电平信号为ON则报告第n层的层门开关正常至电梯系统控制板然后前进至步骤D2，如果检测到第n层的第一电平信号为OFF及第一电平信号为ON则报告第n层的层门开关故障至电梯系统控制板并接通所有已确定故障的楼层的继电开关然后前进至步骤C2；
步骤C2：接通所有已确定故障的楼层的继电开关，并且前进至步骤D2；
步骤D2：判断n是否等于1，如果是则前进至步骤F2，如果否则前进至步骤E2；
步骤E2：设定n=n-1并且返回至步骤B2；
步骤F2：结束。
21.一种电梯系统，其特征在于，所述电梯系统包括如前述权利要求1至13中任一项所述的电压信号处理单元或如前述权利要求14-17中任一项所述的层门故障定位系统。
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