CN1232436C - 电梯的监控装置和监控电梯安全链路的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯的监控装置，所述监控装置具有多个无接触控制的开关装置(1)，所述开关装置被连接成一安全链路(S)。开关装置(1)具有询问单元(2)和应答单元(3)。应答单元在应答单元与询问单元充分接近时仅对由有源单元(2)产生的模式(M)做出反应。因而可实现可靠的并且不受干扰影响的监控，从而可保证电梯设备的安全的运行。

Description

电梯的监控装置和监控电梯安全链路的方法

技术领域

本发明涉及一种电梯的监控装置，所述监控装置至少具有一个无接触控制的开关装置。本发明还涉及一种用于监控电梯的由多个开关装置和一个中央控制单元连接成的安全链路的方法。

背景技术

在电梯设备中通常利用开关装置对具体的动作，例如电梯的运行进行监控。多个这种监控装置必须具有特定的状态，以便可靠地实施所需的动作。特别是在电梯设备中必须确保在电梯轿厢运行前和运行期间所有的门必须保持闭合和机械闭锁。

在EP0535205中披露了一种具有安全链路的控制装置的监控装置，所述监控装置备有一个无接触即可释放的具有传感器的开关装置。通过接近或远离磁铁实现对开关或传感器的控制。

这种方案的缺点在于，开关或传感器对每个磁铁反应，而不管该磁铁是否是正确的并且是否是为所选定的开关或传感器确定的磁铁。接近一相应的材料足以产生一有效的信号。一旦开关在磁铁的有效作用范围内，开关将产生一有效的信号。但利用适当的代价几乎不能避免开关或传感器的误动作(误释放)。例如通过人为干扰和/或外部操纵都会造成误释放，构成对电梯设备安全运行的威胁。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电梯的监控装置和一种用于监控电梯的由多个开关装置和一个中央控制单元连接成的安全链路的方法。所述监控装置不具有上述缺点并可可靠并不受干扰影响地实现监控。另外监控装置对人为干扰和外部操纵不敏感。利用监控装置可以明确地对被监控部件进行鉴别。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种电梯的监控装置，所述监控装置具有至少一个无接触控制的开关装置，所述开关装置具有有源单元和无源单元，有源单元和无源单元的设计应使无源单元仅被由有源单元产生的和由位模式/位序列构成的模式激励，其中从有源单元与无源单元之间的一定距离开始，无源单元被有源单元激励，和产生一个由位模式/位序列构成的应答，其特征在于，具有多个开关装置和一个中央控制单元，所述开关装置和中央控制单元通过总线被连接成一安全链路和应答作为识别信号被传递给控制单元。

一种用于监控电梯的由多个开关装置和一个中央控制单元连接成的安全链路的方法，其中由有源单元产生由位模式/位序列构成的模式并发送给无源单元，在有源单元与无源单元之间的一定距离内模式被无源单元接收，无源单元产生一个由位模式/位序列构成的应答并发送给有源单元并且应答被有源单元接收。

本发明的优点在于，只能用例如世界上唯一的无源单元产生一个有效信号。如果正确的无源单元不在有效范围内，有源单元是不能产生有效信号的。本发明的另一优点在于，采用制造成本低廉的器件即可实现监控。

根据本发明的进一步设计，开关装置与中央控制单元串联。

根据本发明的进一步设计，有源单元具有第一线圈和无源单元具有第二线圈。

根据本发明的进一步设计，无源单元具有一个对能量进行储存的蓄能器。

根据本发明的进一步设计，所述模式是一个数字，由位模式或位序列表示所述数字。

根据本发明的进一步设计，所述电梯具有至少一个电梯门，所述电梯门包括第一扇门和第二扇门，有源单元设置在第一扇门上，无源单元设置在第二扇门上。

根据本发明的进一步设计，电梯门是竖井门或轿厢门。

根据本发明的进一步设计，有源单元作为收发信器和无源单元作为应答器。

根据本发明的进一步设计，当超过一定距离时无源单元不产生应答。

本发明的另一优点在于可以同时对多个开关装置的功能和状态进行监控。实现的多个有源单元的链接应使所有无源单元的应答被连接，从而避免了错误解释意义的相互影响的出现。

另外的优点在于，有源和无源单元之间的数据交换只能通过作为天线工作的线圈的相互接近才能实现。

另一优点在于无源单元不需要自己的电源或电池。此点是通过无源单元具有一个蓄能器实现的，在所述蓄能器中可对由有源单元传递的能量进行存储。因而可以节省能量。由于必须传输用于产生应答的能量，所以不可能产生自发的动作。

所有给出的特征不仅可在所述的组合中应用，也可以在其它组合中应用或单独应用，而不会偏离本发明的范围。

附图说明

在附图中示出本发明的各种实施例，下面将对这些实施例进一步加以说明。图中示出：

图1示出处于静止状态的，即处于无效状态的安全链路的开关装置；

图2示出处于工作状态的，即处于有效状态的开关装置；

图3示出多个开关装置的链接；

图4示出本发明的实施方式的无源单元；

图5示出本发明的实施方式的有源单元；

图6示出本发明的实施方式的中央控制单元，和

图7示出电梯设备的门接点的安全链路。

具体实施方式

图1示出电子安全链路的开关装置1，其中开关装置1具有一个作为询问单元2的有源单元和一个作为应答单元3的无源单元。应答单元3例如可以是一个转发器、标记卡、灵通-卡或芯片-卡。询问单元2具有一第一线圈4和应答单元3具有一第二线圈5。询问单元2和应答单元3位于所谓的静止状态，也就是说，它们之间的间隔足以使两者间不会出现交互作用，即电磁耦合。询问单元2产生一个模式M，所述模式被传递给应答单元3并且应答单元3对此并不反应。

在图2中示出与图1相同的开关装置1，其中所述开关装置处于工作状态。询问单元2和应答单元3相互贴近设置，从而产生交互作用，即在询问单元2与应答单元3之间产生电磁耦合。对由询问单元2产生的模式M在应答单元一端产生一个综合应答M’。

在一实施方式中，询问单元2具有一个发生器6、一个第一调制器7和一个第一解调器8。发生器6例如是一个高频信号-发生器、一个射频信号发生器等。应答单元3具有一第二调制器9和一第二解调器10。应答单元3端另外还具有一个蓄能器11，所述蓄能器例如是一个具有一定电容的电容器。应答单元3优选不具有自己的电源或电池。

下面将以一优选实施方式为例对询问单元2-应答单元3系统的主要工作原理做进一步说明：

询问单元2的结构设计应能使其可以向应答单元3传递信息和/或接收来自应答单元3的信息。第一线圈4和第二线圈5在本例中起着天线的作用。询问单元2通过电磁场向应答单元3传递能量。由于能量的传递的原理与能量从初级线圈通过密切的耦合被传递给次级线圈的变压器类似，所以在这里指的是电磁耦合。应答单元3将通过电磁场输入的能量暂时存储在蓄能器11中。一旦应答单元3获得充足的能量，则其处于工作状态并以特定的方式对询问单元2产生的模式M进行应答。

模式M和/或应答M’例如是由位模式/位序列表示的数字。由于模式M首先用于传递能量和释放应答M’，所以激活应答单元3的模式M不必非常复杂。在一个实施方式中模式M是一个高频-载波并作为调相的高频信号。应答单元3利用模式M仅用于获得能量和应答同步。换句话说，可以将模式M理解为对应答单元3产生相应的应答M’的指令。

采用此方式保证了应答与询问的因果逻辑连接。

模式M不必是恒定不变的，可以由询问单元2或外部预先设定。

但也可以在询问单元2与应答单元3之间实现根据传统的调制方法(调幅AM、调频等)的数据交换。

应答单元3对模式M以如下方式加以改变，使该变化只能通过相应的应答单元3并且不能通过其它部件实现。此点例如可以通过应答单元3用一个明确的数字对询问进行应答加以实现。从而可以对应答单元3进行明确的鉴别。

图3示出多个开关装置1的链接，所述开关装置1相互与中央控制单元12串联。中央控制单元12通过串联的通路13向安全链路S的所有的询问单元2发送数据字格式的命令r(x)和指令a(w)。并根据此命令和指令产生一个电磁信号并例如作为用函数M(R，x)表示的模式M传递给应答单元3。当应答单元3在询问单元2的有效范围/作用范围内时，模式M激励某些应答单元3。每个应答单元3都具有一个特征函数fi(x)，其中i表示用户数量，即在本例中用特征函数f0(x)、f1(x)和f2(x)表示应答单元3。应答单元3用相应的特征函数fi(x)对模式M进行处理。作为电磁信息的应答M’，例如用函数M’(A，fi(x))表示，被转换成数据字-信息并沿串行通路13被被加法逻辑连接。结果a(w+fi(x))被反馈给中央控制单元12。中央控制单元12对结果的有效性进行检查并对安全链路S，即对各个开关装置1的状态加以判定。当然首先中央控制单元12必须有效和可靠，此点例如可以以已知的方式通过图中未示出的备份的判定分路加以保证。应答单元3的应答M’被加法逻辑连接，其中保证了所有开关装置1的应答相互不受影响。在本例中此点是通过特征函数f0(x)、f1(x)和f2(x)实现的。

例如可以通过总线13实现与中央控制单元12的连通和向中央控制单元12的数据传输。

应答单元3的特征函数fi(x)例如被存储在一个表中。这意味着，函数值的求出依赖于对被函数变量编址的存储器的读出。其中表的建立可在一一次性的初始化周期内实现。对表内容的选择应使对所有应答单元表的内容都不同。为此可以采用线性函数fi(x)＝ui+vi^*x，其中保证了图象区分别是析取项。如果还要对在一个回路内的应答单元3的分量进行鉴别，则必须相应更为严格地对要求进行选择。通常所有加法分量都是析取项。

从如在图4-6所示的设置可以得出一优选的实施方式。

图4中示出一应答单元3的主要组成部分。应答单元3具有一地址-/数据存储器14、一个中间-数据存储器15、一个局部控制单元16、一个调制解调器17和一个天线18，所述天线为线圈结构。例如用M(R，x)表示模式M，其中R表示请求和x表示地址。在天线18接收到一个模式M(R，x)并接着该模式被调制解调器17解调时，则此模式作为请求通告给局部控制单元16。此请求接着促使用地址x由地址-/数据存储器读出数据单元。读出的值被解释为结果fi(x)，与特征标记A一起被调制并通过天线18作为应答M’被发送出去，所述应答M’也可以用函数M’(A，fi(x))表示。

也可以通过模拟机构采用相应的命令或单独地例如利用激光和半导体结构持续的变化实现使地址x上的内容与值f(x)相符的地址-/数据存储器的配置。

通过将沿总线13的各个结果串行相加实现多个应答单元的应答M’的逻辑连接。利用此方法在采用相应命令的情况下也可以产生应答单元3的询问。

图5中示出询问单元2的主要的组成部分。询问单元2具有另一个天线19、另一个调制/解调器20、另一个局部控制单元21、另一个中间-数据存储器22、另一个加法器23和一个总线耦合装置24，所述总线耦合装置沿串行总线13设置。

沿总线传播的询问命令r(x)在每个询问单元促使产生一个模式M(R，x)。接着将另一中间-数据存储器22置于值0。接着所有充分接近另一天线19的应答单元3用应答M’(A，f(x))进行应答。所述应答被解调并作为结果存储在中间-数据存储器22中。在接着通过总线13用变量w实现指令a(w)时，则在串行加法器23中产生一个和w+f(x)并作为a(w+f(x))通过总线耦合装置24被继续传递。

在计算结果时将通过所有标记的相加求出的结果与通过询问单元求出的结果进行比较，并且在相符时安全电路被判定为闭路。

在图6中示出中央控制单元12的主要的组成部分。中央控制单元具有一个控制单元25、一个随机信号发生器26、一个存储器27、一个计算器28、一个比较器29和一个耦合装置30，所述耦合装置30保证了与询问单元2的串行逻辑连接。

为测定安全电路的状态，由随机信号发生器26产生一个随机变量x并作为指令r(x)发送给询问单元2。随机变量x与应答单元3的地址-/数据存储器14的地址相符。同时利用与函数f1相关的存储在存储器27内的信息计算出“额定值”f＾0(x)+...+f＾N(x)。其中还要对所有为实现特定的安全状态必要的应答单元T0...TN加以考虑。在一定的时间后利用指令a(0)对结果进行询问。将求出的结果f0(x)+...+fN(x)在比较器29中与额定值进行比较，根据结果发出控制译码指令“电路闭合”或“电路开放”。对安全状态的判定可以周期地进行或根据请求进行。

也可以采用其它的函数f(x)。最好选用f，以便可以采用简单的标准对结果进行检查。在理想的情况下确定f(x)非常困难，但检查相等关系w＝f(x)却很简单。这类函数在密码学领域中的定义“单向函数”或“陷门函数”中已经得到充分的公开。函数不必非得提供标量结果。

可采用不同的已知的总线系统进行连通。由于可以保证较高层的安全，所以对总线系统本身的要求很低。

也可以采用其它的函数作为加法实现询问站的链接。也可以采用所有标记的单独询问。

对部件的安全要求很低。安全性首先是通过对信息的处理实现的。因此仅需要保证比较器可靠的工作并且其输入信号来自独立的信源(计算/总线)。

就在图3所示的安全链路而言，其中对三个串联的开关装置1进行监控，由中央控制单元12发出询问命令r(x)，所述询问命令沿总线13被询问单元2传播。询问命令r(x)对每个询问单元2来说基本作为控制命令促使在应答单元3中产生应答。应答单元3按顺序具有特征函数f0(x)、f1(x)和f2(x)。由中央控制单元还以一定的时间间隔或连续地在总线13上发送指令a(w)，所述指令被询问单元2基本解释为读出指令，输入应答M’并对应答继续转接。在图3所示的例子中中央控制单元12将指令a(w0)发送给按顺序的第一个询问单元2，其中在开始时设定w0＝0。在第一询问单元2获得应答M’后，向第二个询问单元2发送指令a(w1)，其中w1＝a(w0+f0(x))。该过程将以相同的方式沿具有按顺序设置的第二和第三个开关装置1的总线13重复进行。在第三个开关装置1之后，信号a(w3)作为结果被反馈给中央控制单元，其中w3＝f0(x)+f1(x)+f2(x)。

图7示出作为电梯设备的门接点的安全链路的图3的链接。在大楼的三个楼层31设置有电梯门32，在本例中所述电梯门32为竖井门32。每个竖井门32具有一第一扇门32’和一第二扇门32”，所述扇门在对门开启和闭合时相互移动。在图4中竖井门32的闭合装置用箭头P示出。第一扇门32’具有询问单元2并且第二扇门32”具有应答单元3。询问单元2和应答单元分别在扇门32’、32”上的设置应使在竖井门32闭合时两者非常接近，从而使它们发生本发明的意义上的互感，即在两者之间发生上述的电磁耦合。优选询问单元2和应答单元3位于扇门的相应部位上，所述部位在门闭合时相互重叠。询问单元2和应答单元3优选设置在相应的扇门32’、32”上，只有当扇门32’、32”被机械或机电锁闭时，两者才出现本发明意义上的互感。每个竖井门32的询问单元2通过总线-线路13相互地并与一个控制单元12串联。询问单元2的询问、应答单元3的应答以及向控制单元12的数据传输与图3所示完全相符。利用以本发明的方式工作的安全链路S可以实现竖井门的门接点的可靠的监控和明确的鉴别。因而可以避免误释放。控制单元12持续地对门接点的状况进行监控并用通常的方式与图中未示出的中央电梯控制装置连接。

相同的原理同样也适用于电梯的轿厢门。

本发明的监控装置适用于电梯的所有需要安全保障的位置，并且开关装置可以替代电梯的所有安全开关。

有源和/或无源单元也可以备有开关触点或半导体开关，所述开关触点或半导体开关例如可以将蓄能器或天线断开。此点例如适用于已有的机械触点。

   附图标记对照表

1        开关装置

2        询问单元

3        应答单元

4        第一线圈

5        第二线圈

6        发生器

7        第一调制器

8        第一解调器

9        第二调制器

10       第二解调器

11       蓄能器

12       中央控制单元

13       串行通路/总线

14       地址-/数据存储器

15       中间-数据存储器

16       局部控制单元

17       调制-/解调单元

18       天线

19       另一天线

20       另一调制/解调单元

21       另一局部控制单元

22       另一中间-数据存储器

23       加法器

24       总线耦合装置

25       控制单元

26       随机信号发生器

27       存储器

28       计算器

29      比较器

30      耦合

31      大楼的楼层

32      电梯门

32’    第一扇门

32”    第二扇门

M       模式

M’     应答

P       竖井门的关闭方向

S       安全链路

Claims (10)

1.一种电梯的监控装置，所述监控装置具有至少一个无接触控制的开关装置(1)，所述开关装置(1)具有有源单元(2)和无源单元(3)，有源单元(1)和无源单元(2)的设计应使无源单元(3)仅被由有源单元(2)产生的和由位模式/位序列构成的模式(M)激励，其中从有源单元92)与无源单元(3)之间的一定距离开始，无源单元(3)被有源单元(2)激励，和产生一个由位模式/位序列构成的应答(M’)，其特征在于，具有多个开关装置(1)和一个中央控制单元(12)，所述开关装置(1)和控制单元(12)通过总线(13)被连接成一安全链路(S)和应答(M’)作为识别信号被传递给控制单元。

2.按照权利要求1所述的监控装置，其特征在于，开关装置(1)与中央控制单元(12)串联。

3.按照权利要求1所述的监控装置，其特征在于，有源单元(2)具有第一线圈(4)和无源单元(3)具有第二线圈(5)。

4.按照权利要求1所述的监控装置，其特征在于，无源单元(3)具有一个对能量进行储存的蓄能器(11)。

5.按照权利要求1所述的监控装置，其特征在于，所述模式(M)是一个数字，由位模式或位序列表示所述数字。

6.按照权利要求1所述的监控装置，其特征在于，所述电梯具有至少一个电梯门(32)，所述电梯门包括第一扇门(32’)和第二扇门(32”)，有源单元(2)设置在第一扇门(32’)上，无源单元(3)设置在第二扇门(32”)上。

7.按照权利要求6所述的监控装置，其特征在于，电梯门(32)是竖井门或轿厢门。

8.按照权利要求1所述的监控装置，其特征在于，有源单元(2)作为收发信器和无源单元(3)作为应答器。

9.一种用于监控电梯的由多个开关装置(1)和一个中央控制单元(12)连接成的安全链路(S)的方法，其中由有源单元(2)产生由位模式/位序列构成的模式(M)并发送给无源单元(3)，在有源单元(2)与无源单元(3)之间的一定距离内模式(M)被无源单元(3)接收，无源单元(3)产生一个由位模式/位序列构成的应答(M’)并发送给有源单元(2)并且应答(M’)被有源单元(2)接收。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，当超过一定距离时无源单元(3)不产生应答(M’)。

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