CN118176156A

CN118176156A - 用于监控电梯的方法和电梯系统

Info

Publication number: CN118176156A
Application number: CN202180103819.9A
Authority: CN
Inventors: M·穆斯托宁; R·约基宁; J·拉克森黑莫; P·沃蒂
Original assignee: Kone Corp
Current assignee: Kone Corp
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2024-06-11
Also published as: EP4426635A1; WO2023078543A1

Abstract

本发明涉及一种电梯系统(1)，包括电梯轿厢(2)、在电梯运行期间移动电梯轿厢(2)的提升机(4)、以及在电梯运行期间提供行进参数数据(16、21)的传感器装置(8、8’)。为了改善乘坐质量，电梯系统包括监控单元(9、9’)，所述监控单元分析所述行进参数数据(16、21)并基于所获得的行进参数数据(16、21)生成质量性能指示符。监控中心(10)监控质量性能指示符，以在满足预定标准时提供维护需求的指示。

Description

用于监控电梯的方法和电梯系统

技术领域

本发明涉及一种用于监控电梯的解决方案，并且具体地涉及一种改进电梯的维护工作的解决方案

背景技术

电梯的问题在于，在使用期间，电梯的不同部件或周围建筑物发生磨损。在安装或维护工作之后已经完美地操作的电梯可能在从安装或维护工作经过一段时间时不能完美地操作。

为了评估电梯操作的好坏，换句话说，评估乘坐质量，需要定期的维护检查。然而，在维护检查期间可能无法检测到所有潜在问题。

在下一次维护检查之前出现潜在问题的情况下，乘坐质量可能恶化，并且电梯的用户可能在维护人员之前注意到该问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决上述缺点并提供改进电梯的乘坐质量的解决方案，使得维护人员可以更容易和快速地检测问题。该目的通过根据独立权利要求1所述的方法和根据从属权利要求11所述的电梯系统来实现。

当在电梯运行期间获得行进参数数据并且分析该获得的行进参数数据以生成质量性能指示符时，可以基于质量性能指示符来确定电梯的维护需求。

在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

附图说明

在下文中，将通过示例并参考附图更详细地描述本发明，其中

图1是电梯系统的框图，

图2是用于监控电梯的方法的流程图，

图3a和3b示出了在启动阶段期间行进参数数据与目标曲线的比较，

图4示出了恒速阶段，以及

图5示出了在停止阶段期间行进参数数据与目标曲线的比较。

具体实施方式

图1是电梯系统1的框图。电梯系统包括电梯轿厢2和配重3，电梯轿厢2和配重3通过包括电马达5的提升机4在电梯井道12中移动。例如，具有马达驱动器7(诸如变频器)的电梯控制器6向提升机4的电马达5供电，以在电梯轿厢2在建筑物的层站28之间移动时控制电梯轿厢2的操作。

电梯系统1的挑战在于，在使用期间，电梯的不同部件或周围建筑物发生磨损。在安装或维护工作之后已经完美地操作的电梯可能在从安装或维护工作经过一段时间时不能完美地操作。

实际上，电梯系统中有几个不同的部件，这些部件可能随着时间的推移而引起问题，由于这些问题，电梯系统的乘坐质量可能受到影响。此类问题的示例包括：

-启动精度问题。如果电梯系统的负载称重装置(LWD)未被完美地校准，则测量的负载可能与实际负载不同，因此电梯轿厢可能在制动器被释放时的启动阶段期间“前滚”或“后滚”，导致电梯乘坐的启动不平稳。

-恒速问题。井道中的问题(诸如导轨中的紧点或导轨的润滑不足)可能由于导轨中的摩擦快速变化而引起速度的突然变化，例如，在速度应该保持恒定的电梯运行阶段期间。因此，行驶不平稳。

-停止问题。如果位置测量由于某些原因而失败，则电梯轿厢的停止不如它所应该的那样快速、平稳和精确。因此，乘客可能注意到停止序列可能比理想情况花费更长的时间，或者电梯甚至可能停止在井道中与层站高度不同的高度处。

在图1所示的示例中，电梯系统设置有传感器装置8、8'，其在电梯运行期间提供行进参数数据，诸如测量的电梯位置、速度、加速度。作为示例，图1示出了两个不同的传感器装置8和8'。这些装置都能够监控电梯轿厢的移动，并且它们是彼此的替代方案。实际上，在每个电梯轿厢设备中仅需要所示传感器装置中的一个。

第一替代方案是实现具有安装在提升机4的旋转轴线上的马达编码器的传感器装置8。在图1中，通过示例的方式假设传感器装置8布置在提升机4的电马达5中，传感器装置8可以从电马达5向例如位于电梯控制器6中的监控单元9提供行进参数数据。监控单元9可以是马达驱动器7的一部分，尽管图1指示它可以与马达驱动器7分离。在一些实施方式中，监控单元9也可以位于远程定位的监控中心10中。在实践中，监控单元9可以被实现为存储在存储器中并由处理器运行的软件。

第二替代方案是实现具有加速度传感器的传感器装置8'。在图1中，这种传感器装置8'作为示例附接到电梯轿厢2的轿厢顶。在这种情况下，传感器装置可以经由有线或无线连接将行进参数数据传输到电梯控制器6中的监控单元9。可替代地，也如图1所示，传感器装置8'和监控单元9'可以作为一个单个模块集成到电梯轿厢2，在这种情况下，该模块可以直接在电梯轿厢处生成质量性能指示符。在这种情况下，质量性能指示符可以直接从监控单元9'发送到监控中心10。这使得可以容易地用这种模块改造旧电梯，以便于监控所讨论的电梯。

监控单元9、9'分析所获得的行进参数数据，以基于所获得的行进参数数据生成质量性能指示符。执行该分析的一个替代方案是监控单元从行进参数数据直接获得(例如，通过计算)数值，并将该值包括在质量性能指示符中。可替代地，监控单元可以通过将行进参数数据与目标简档进行比较来执行分析，并且基于所获得的行进参数数据与目标简档之间的差来生成质量性能指示符。无论如何执行分析，该质量性能指示符都被提供给监控中心10。可替代地，监控单元可以位于监控中心，在这种情况下，行进参数数据被提供给监控中心，其中监控单元执行质量性能指示符的比较和生成。

在一些实施方式中，监控中心可以在电梯安装地点11处实施，在这种情况下，监控中心可以是电梯控制器6的一部分。然而，在图1中，作为示例，假设监控中心10远离电梯轿厢的安装地点11，在这种情况下，监控单元9、9'通过利用有线或无线连接经由通信系统13发送质量性能指示符。在一些实施方式中，还可能不需要使用通信系统，在这种情况下，质量性能指示符直接从监控单元传输到远程定位的监控中心。

监控中心10实际上可以实现为由例如服务器提供的云服务，其用于监控例如大地理区域上的若干电梯设备的性能。从不同安装地点11处的电梯轿厢2获得的质量性能指示符被保持在监控单元10的存储器中，该存储器可用于由例如经由移动终端14处理不同电梯的维护工作的服务人员访问。对于每个电梯轿厢，该存储器可以包含关于在较长时间段内获得的质量性能指示符的统计数据，这使得可以将最近获得的质量性能指示符与较旧的质量性能指示符进行比较。

在所监控的电梯轿厢2中的一个具有表明需要维护的质量性能指示符的情况下，可以强调该电梯轿厢和质量性能指示符，以在移动终端14的用户界面上提供维护需要的指示，例如，当服务人员在例行任务期间访问监控单元时。可替代地，监控中心10可以例如通过向负责该特定电梯轿厢2的人的移动终端14发送消息来提供对所讨论的电梯轿厢2的维护需要的指示或轿厢2的维护计划。

根据实施方式，监控单元9、9'可以被配置为针对电梯运行的不同阶段分别分析行进参数数据。在这种情况下，可能的阶段可以包括以下中的一个或多个：启动阶段、恒速阶段和停止阶段。对于每个阶段，单独的阶段指示符可以包括在质量性能指示符中。因此，经由监控中心10获得维护需要的指示的服务人员同时获得关于在电梯运行的哪个阶段存在问题的信息。这简化并加速了维护工作。

图2是用于监控电梯的方法的流程图。例如，可以为图1所示的电梯系统实施所示方法。

在步骤A中，定义用于电梯运行的分析解决方案。第一替代方案是监控单元从行进参数数据直接获得(例如，通过计算)数值，并将该值包括在质量性能指示符中。第二替代方案是监控单元通过将行进参数数据与目标简档进行比较来执行分析，并且基于所获得的行进参数数据与目标简档之间的差来生成质量性能指示符。还可以同时选择上述第一和第二替代方案以用于限定的分析解决方案中。在这种情况下，可以通过利用第二替代方案来分析启动和停止阶段，而第一替代方案用于分析电梯运行的恒速阶段。

当实施第二替代方案时，定义目标简档。该目标简档(其可以包括用于电梯运行的不同阶段(诸如用于启动阶段、恒速阶段和停止阶段)的数据)以这样的方式定义，使得在随后与乘客一起使用期间电梯运行是根据目标简档的情况下，由所讨论的电梯提供的乘坐质量是可接受的。

定义目标简档的第一替代方案是将电梯的目标简档定义为出厂默认目标简档。在这种情况下，制造并提供有相同默认控制参数的相同类型的每个电梯可以在制造或调试期间获得相同的目标简档，该目标简档已经被确定为适合于这种类型的电梯。因此，定义可以包括根据所述默认控制参数计算目标曲线或将目标曲线存储到监控单元9、9的存储器中。

第二替代方案是利用测试运行而不是工厂默认。在这种情况下，一种替代方案是利用所讨论的电梯轿厢2执行一个或多个电梯测试运行，并且在每个测试运行期间利用传感器装置8、8'获得行进参数数据。在电梯处于这样的状况下执行测试运行，使得每次测试运行产生在可接受水平上的乘坐质量。随后，分析行进参数数据，并且基于该分析生成目标简档。以这种方式，所讨论的电梯将获得单独的电梯特定目标简档，该特定目标简档存储在监控单元9、9的存储器中。测试运行可以是用于建立目标简档的正常电梯运行，随后的电梯运行与其进行比较。

在步骤B中，在电梯的日常使用期间，利用传感器装置8、8'获得行进参数数据。例如，可以在具有或不具有电梯轿厢的乘客的每个电梯运行期间重复获得行进参数数据的该步骤，或者可替代地仅对于随机选择的或以预定间隔执行的一些电梯运行重复获得行进参数数据的该步骤。

在步骤C中，所获得的行进简档数据由监控单元9、9'分析为目标简档，例如，以基于所获得的行进参数数据和目标简档之间的差来生成质量性能指示符。可以针对电梯运行的不同阶段(诸如在启动、恒速和停止期间)单独地执行比较。可以从目标曲线推导出正在进行的电梯运行阶段。基于该比较，生成质量性能指示符以指示行进参数数据与目标简档的对应程度(或不良程度)。在针对电梯运行的不同阶段单独进行比较的情况下，阶段指示符可以针对每个阶段单独地包括在质量性能指示符中。

在步骤D中，基于质量性能指示符确定维护需求。根据实施方式，这可以涉及在不同时间段期间为电梯轿厢获得的质量性能指示符的手动比较，或者可替代地，具有服务器的监控中心10可以被编程为自动执行比较并在满足预定标准时指示维护需要。当检测到电梯轿厢的质量性能指示符超出预定范围时，可以立即满足预定标准。可替代地，当质量性能指示符的统计处理揭示特定电梯轿厢在较长时间段内具有超出范围的质量性能指示符或者统计处理指示质量性能指示符的变化趋势使得满足标准时，可以满足预定标准。

图3a和图3b示出了在电梯轿厢2的电梯运行的启动阶段期间的目标曲线和行进参数数据的比较。这种解决方案可以用于图1的电梯系统或图2的方法中。

虚线示出了目标曲线15，换句话说，电梯轿厢2的位置P在启动之后的不同时刻T(水平轴线)应该如何改变(垂直轴线)，而实线示出了在制动器已经打开并且电梯轿厢2的重量由具有电马达5的提升机4承载之后获得的行进参数数据16。

在图3a中，漂移可以以正的(向上移动太多)前滚的形式看到，因为与目标轮廓15相比，电梯轿厢2向上漂移超过预期。

在图3B中，其示出了与图3A不同的另一电梯运行，可以看到负的(向下移动太多)回滚，因为与目标轮廓15相比，电梯轿厢2已经向下漂移超过预期。

可以生成质量性能指示符的阶段指示符以指示电梯轿厢2的启动准确度，作为启动序列期间的最大位置偏差。启动阶段指示符可以具有正号或负号，以区分电梯轿厢在启动期间跳跃或下降的情况。

维护人员可以从质量性能指示符的启动阶段指示符获得关于电梯轿厢的负载称重装置工作得有多好的信息。如果负载称重装置尚未用测试质量适当地校准，或者如果存在故障模式，则电梯轿厢的测量负载与实际负载不同，这可能影响启动阶段期间的乘坐质量。例如，统计分析使得有可能在早期阶段检测到这样的问题。

图4示出了恒速阶段期间的速度。可以针对图1的电梯系统或图2的方法中的恒速阶段生成包括在质量性能指示符中的阶段指示符，如下所述。

在恒速阶段17的时间(T，水平轴线[s])期间，电梯轿厢2在电梯井道12中的不同位置20(P，左竖直轴线[m])之间行进时的实际速度21(S，右竖直轴线[m/s])应尽可能小地变化。

恒速阶段的质量可以作为阶段指示符被包括在质量性能指示符中，其将速度偏差表达为：

速度偏差＝最大(|速度|)-最小(|速度|)。

换句话说，作为在恒速阶段17期间电梯轿厢的最大速度(例如绝对值)和最小速度(例如绝对值)之间的差。

维护人员可以从质量性能指示符的恒速指示符获得导轨中的可能问题(润滑不良或紧点)或运动控制器参数化(例如，某人已经错误地调谐了速度控制器增益，这会影响乘坐舒适性)的信息。例如，统计分析使得有可能在早期阶段检测到这样的问题。

图5示出了在电梯2运行的停止期间目标曲线15和行进参数数据21的比较。这种解决方案可以用于图1的电梯系统或图2的方法中。

在图5中，目标曲线15(在这种情况下表示电梯运行期间的速度)被示出为粗虚线。在该图5中，停止阶段发生在时间段dT期间，时间段dT是电梯运行的一部分，被分析以确定停止质量。电梯轿厢的加速度用线18(A，左竖直轴线[m/s²])示出，乘客可能检测到的加加速度[m/s³]用线19示出，电梯轿厢2的位置用线20(P，左竖直轴线[m])示出，电梯轿厢在电梯运行结束时的实际速度用线21示出。

从水平轴线T上示出为4.5的时刻开始最后一次加加速度。从该时刻开始，直到给出制动器关闭命令并且电梯轿厢2最终停止，因此在时间段dT期间，从图5可以看出，电梯的实际速度(换句话说，行进参数数据21)偏离预期速度(换句话说，目标曲线15)。

通过分析电梯轿厢的速度的实际变化与速度的参考变化的差来获得停止质量SQ，这可以通过计算速度参考与实际速度之间的绝对差的积分来实现：

在开始于最后一次加加速度并在制动器闭合开始时结束的时间段期间。该停止质量可以作为停止阶段指示符被包括在质量性能指示符中。例如，维护人员可以从质量性能指示符的停止阶段指示符获得位置测量或层站处的磁体中的可能问题的信息。例如，统计分析使得有可能在早期阶段检测到这样的问题。

另外或作为替代方案，停止阶段指示符还可以被确定为电梯轿厢2实际停止在井道中的位置与井道12的层站28处的期望停止位置之间的位置差。

应当理解，以上描述和附图仅旨在说明本发明。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以改变和修改本发明。

Claims

1.一种用于监控电梯的方法，其特征在于，所述方法包括：

在电梯运行期间获得(B)行进参数数据(16、21)，

分析(C)所获得的行进参数数据，以基于所获得的行进参数数据生成质量性能指示符，以及

基于所述质量性能指示符确定(D)维护需求。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

获得(B)所述电梯运行的不同阶段的行进参数数据(16、21)，

分析(C)所获得的不同阶段的行进参数数据，并且通过考虑对所述电梯运行的不同阶段的分析以包括不同阶段的阶段指示符来生成所述质量性能指示符。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述分析(C)包括将所获得的行进参数数据与目标简档(15)进行比较，以基于所获得的行进参数数据与所述目标简档之间的差来生成所述质量性能指示符。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括：

通过在电梯运行的启动阶段期间在制动器打开时确定电梯轿厢(2)的移动来获得在所述启动阶段期间的行进参数数据(16)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括：

通过确定在电梯运行的恒速阶段期间电梯轿厢(2)的最大速度和最小速度之间的差来获得在所述电梯(2)运行的恒速阶段(17)期间的行进参数数据。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括：

通过分析所述电梯轿厢在从最后加加速度开始并且在制动器的闭合开始时结束的时间段(dT)期间的速度的实际变化与速度的参考变化(15)的差来获得在电梯运行的停止阶段期间的行进参数数据(21)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，包括：

通过确定所述电梯轿厢(2)已经停止的位置与期望停止位置之间的位置差来获得在电梯运行的停止阶段期间的行进参数数据。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，包括：

将所获得的行进参数数据(16、17)或所生成的质量性能指示符从电梯的电梯安装地点(11)传输到监控中心(10)，以及

基于在所述监控中心(10)处接收的信息来确定所述维护需求。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，包括将所述电梯的所述目标简档(15)限定(A)为出厂默认目标简档。

10.根据权利要求3至8中任一项所述的方法，包括：

在电梯轿厢(2)测试运行期间获得行进参数数据，以及

基于在测试运行期间获得的行进参数数据来定义(A)电梯的目标简档(15)。

11.一种电梯系统(1)，包括：

电梯轿厢(2)，

提升机(4)，所述提升机在电梯运行期间移动所述电梯轿厢(2)，以及

传感器装置(8、8’)，所述传感器装置(8、8’)在所述电梯运行期间提供行进参数数据(16、21)，其特征在于，所述电梯系统包括：

监控单元(9、9’)，分析所述行进参数数据(16、21)并基于所获得的行进参数数据(16、21)生成质量性能指示符，以及

监控中心(10)，监控所述质量性能指示符，以在满足预定标准时提供维护需求的指示。

12.根据权利要求11所述的电梯系统，其中，所述传感器装置(8)被提供给所述提升机(4)。

13.根据权利要求11所述的电梯系统，其中所述传感器装置(8')作为加速度传感器被提供给所述电梯轿厢(2)。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的电梯系统，其中

所述监控中心(10)远离所述电梯轿厢(2)的安装地点(11)定位，并且

监控单元(9，9’)通过通信系统(13)将质量性能指示符发送到监控中心(10)。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的电梯系统，其中

所述监控单元(9、9’)通过将所述行进参数数据(16、21)与目标曲线(15)进行比较来分析所述行进参数数据，以及

基于所述比较，所生成的质量性能指示符包括用于以下阶段中的一个或多个阶段的指示符：启动阶段、恒速阶段和停止阶段。

16.根据权利要求15所述的电梯系统，其中所述监控单元通过计算所述行进参数数据与所述目标曲线之间的绝对差的积分来分析所述行进参数数据。