CN1511110A - 用于电梯控制系统的通讯装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电梯系统的控制系统，该电梯系统具有电梯轿厢和驱动所述轿厢在多个楼层之间移动的电梯马达，其中该控制系统包含多个控制节点，其中一个所述控制节点包含一个电梯控制器，所述控制节点由通讯装置可通讯地连接在一起，所述电梯控制器响应通过所述通讯装置从其他所述控制节点接收到的消息来操作所述电梯马达，其中该通讯装置包含一个串行连接。

Description

用于电梯控制系统的通讯装置

发明说明

本发明涉及一种电梯控制系统。

通常，电梯系统包含轿厢，用于提升和下降该轿厢的电梯马达，以及用于操作该电梯马达提升或降低该轿厢的电梯控制系统。传统上，在轿厢和电梯到达的多个楼层的每一层上安装有手动的操作控制器，每一个这样的控制器通过独立的一对导线连接到电梯控制系统。这种导线的配置是相当复杂的，并且在控制器设置在轿厢内的情况下，必须在轿厢上安装拖动电缆，以装载从控制器到电梯控制系统的连接线。而电梯有许多控制器，这导致连接到轿厢上的电缆非常重，由于这种拖动电缆一直在弯折，为了防止电缆断裂，需要使用较贵类型的电缆。

根据本发明的第一方面，我们为电梯系统提供了一种控制系统，该电梯系统具有电梯轿厢和在多个楼层之间移动所述轿厢的电梯马达，其中控制系统包含多个控制节点，其中一个所述控制节点包含一个电梯控制器，所述控制节点由通讯装置可通讯地连接在一起，所述电梯控制器响应通过所述通讯装置从其他所述节点接收到的消息，来操作所述电梯马达，其中，该通讯装置包含一个串行连接。

所述串行连接包含一个双线串行连接。

其中一个所述控制节点包含一个适于设置在所述电梯轿厢内的轿厢节点。

至少其中一个所述控制节点包含一个适于设置在其中一个所述楼层上的停靠节点。

至少一个所述控制节点包含一个输入装置，并响应由所述输入装置接收到的输入通过所述通讯装置传送一个消息。

至少一个所述控制节点包含一个输出装置，并响应通过所述通讯装置接收到的消息由所述输出装置发送一个输出。

所述至少一个停靠节点包含一个包含电梯呼叫装置的输入装置，并响应所述电梯呼叫装置的操作动作，向所述电梯控制器传送一个消息。

所述至少一个停靠节点包含一个包含显示装置的输出装置，所述停靠节点响应由该停靠节点接收到的消息点亮所述显示装置。

所述轿厢节点包含一个包含楼层选择装置的输入装置，所述轿厢节点响应所述楼层选择装置的操作，通过所述通讯装置向所述电梯控制器传送一个消息。

所述轿厢节点包含一个包含显示装置的输出装置，所述轿厢节点响应通过所述通讯装置从该电梯控制器接收到的消息点亮所述显示装置。

所述控制节点的其中之一包含一个辅助节点，其中所述辅助节点包含连接到一个监测装置的至少一个输入端，其中所述辅助节点响应所述监测装置接收到的一个输入，通过所述通讯装置向所述电梯控制器传送一个消息。

由所述串行连接传送的每个消息包含一第一头部和一第二数据部，其中该第一部分标识该消息要到达的控制节点，该第二部分包含要传送到所述控制节点的信息。

每个控制节点仅仅响应那些在第一头部标识了所述控制节点的消息。

该电梯控制系统包含一个控制所述电梯马达的马达控制器，其中所述电梯控制器与所述马达控制器集成为一体。

至少一个所述控制节点包含多个输入端，每个所述输入端并联到所述控制节点。

所述控制节点均包含一个微处理器。

所述电梯控制器包含一个微处理器，该微处理器包含计算机内存和电梯控制程序。

根据本发明的第二方面，我们提供了一个电梯系统，包含一个电梯轿厢，在多个楼层之间驱动所述电梯轿厢的电梯马达，以及一个电梯控制系统，其中该电梯控制系统包含一个如本发明第一方面所述的控制系统。

下面结合如下附图通过具体实施例的方式来描述本发明，其中：

图1是根据本发明的电梯控制系统的示意图；

图2是图1中的电梯控制系统的消息结构图；

图3是图1中的电梯控制系统的操作方法的流程图。

参见图1，本发明提供了电梯系统中的一种电梯控制系统，该电梯系统包含一个电梯轿厢10，其具有马达操作的门10a，以服务于多个楼层，和一个电梯马达11，以在多个所述楼层之间移动所述电梯。一个马达控制器12连接到电源13并通过电连接14连接到所述马达11。

马达控制器12中具有电梯控制单元15，其包含一个包含电梯控制器16的控制节点。在所述电梯轿厢10服务的多个楼层中的每一层具有包含一个停靠节点17的另外的控制节点，同时，在电梯轿厢10内提供了包含有轿厢节点18的另外的控制节点。电梯控制单元15还具有辅助节点19。该电梯控制器16、停靠节点17、轿厢节点18和辅助节点19通过包含串行连接20的通讯装置互联在一起。在本实施例中的该串行连接20包含一个双线串行连接。

一个输入装置21连接到每个所述停靠节点17上，在本实施例中的该输入装置包含电梯呼叫按钮，其可手动操作来命令所述电梯轿厢10到达具有所述停靠节点的楼层。该输入装置21通过并行连接22连接到停靠节点17。该停靠节点17还具有输出装置23，其在本实施例中包含灯光显示，并通过并行连接24连接到所述停靠节点17上。任何或所有的所述停靠节点17可以类似地根据需要设置输入装置和/或输出装置。

类似地，该轿厢节点18具有输入装置25，其包含楼层选择装置，其可手动操作来指示电梯轿厢10需要到达的楼层，该输入装置通过并行连接26连接到所述的所述轿厢节点18。所述轿厢节点18还包括一个输出装置27，其包含一个通过并行连接28并连到所述轿厢节点18的灯光显示。所述轿厢节点18也包含一个输出装置，其可以操作控制所述电梯轿厢10的门10a，例如通过控制适当的马达来打开和关闭所述门10a，并且输入装置包含响应电梯的门10a的传感器。

该辅助节点19包含多个连接到适当的安全传感器或其他输入上的并行输入装置29，例如安全监测电路，锁定装置，用于停止电梯马达工作的停止输入装置或其他任何需要的输入。

在本实施例中的该电源13包含一个三相415伏的交流电源，连接到马达11上的电连接14类似地也包含一个由马达控制器12控制的三相415伏的交流电源。

该控制节点16、17、18、19通过串行连接20使用一个适当的串行通讯协议来相互通讯。在本实施例中，使用了CAN协议，该协议是为了汽车工业使用而开发的，但也通常用于其他应用。当然，可根据需要使用任何适当的通讯协议。

当一个控制节点16、17、18或19想要通过串行连接20来传递一个消息时，就发送一个具有图2所示结构的消息。每个消息由一个第一头部30和一个第二数据部31组成。该头部30标识了该信息要传递到的控制节点16、17、18或19。该第二数据部31包含了要传递到第一头部30指示的控制节点16、17、18、19的消息，该消息可以是要被传递的信息或执行一个操作的指令。每个控制节点仅仅响应在其第一头部标识了该控制节点的那些消息。为了确认该消息的有效性，该消息可以包含一个第三部分32，其包含一个基于前面消息的校验和以确保该消息被正确传送。在CAN协议中，该第一头部包含11个数据位，该第二数据部31可以包含多达8字节(64位)的信息。

每个停靠控制节点17，轿厢节点18和辅助节点19包含一个微处理器，其作为一个串行到并行和并行到串行的信息转换器，该信息转换器具有集成一体的智能来执行适当的转换。该电梯控制器16包含一个微处理器，其具有一个电梯控制程序和一个计算机内存。该电梯控制程序通过串行连接20传递控制指令到停靠节点17和轿厢节点18，并响应该停靠节点17、轿厢节点18和辅助节点19通过该串行连接20传递的信息，控制连接14到马达11的电源供应。

操作该电梯控制系统的方法显示在图3中。在本实施例中，该电梯控制程序由专用编程语言SYPT编写，很明显使用任何想用的其他编程语言均可编写该程序。该控制程序包含一个主程序，可响应通过该串行连接20接收到的消息来操作该电梯系统，以及一对背景程序，其中一个通过马达编码器的反馈来检测电梯轿厢的位置，另一个持续地通过该串行连接20传送和接收消息。

在本实施例中，该电梯位置是通过计算马达工作时由马达编码器产生的脉冲的数目(“编码器计数值”)而确定的。在最下层，该编码器计数值置零，随着电梯轿厢上升，该编码器计数值递增，而随着该电梯轿厢下降，该编码器计数值递减。由此，该编码器计数值给出相对于该最下层的该电梯轿厢的位置。当然，可以设置任何检测该电梯位置的适当的方法。

为了确定什么时候该电梯轿厢位于楼层的位置，可以提供适当的楼层开关(图中未示出)。在本实施例中，在该电梯轿厢上安装一个或两个磁性反应楼层开关，一块磁铁安装在该停靠楼层的位置。当该楼层开关接近该磁铁时，该开关被触动，并送出一个该电梯轿厢是在楼层位置的信号到该电梯控制器。

参见图3，首先将该电梯控制系统初始化。清空该电梯控制器16中的计算机的内存，所有输出23、25被关闭同时禁止马达11的操作。建立控制节点17、18、19通过该串行连接20的通讯连接，并且该电梯轿厢被移动到默认楼层，通常是最下面的楼层。

当该电梯控制系统被初始化后，该编码器计数值和该楼层开关也被标定了。这可以通过将该电梯轿厢在它的整个运动范围内移动一次来进行。该电梯轿厢被放置在它的缺省楼层，即最下的楼层，并且将该编码器计数值设置为零。该电梯轿厢然后上升并且当一个磁电开关被触发时，存储相应于该楼层的编码器计数值。由此，该电梯控制系统既可以通过楼层开关也可以通过操作该电梯马达直到该编码器计数值达到该楼层存储的相应值，来确定该电梯何时到达楼层位置。

在该控制系统被初始化之后，该电梯控制系统被设置到一种静止的状态。该CAN协议是一个所谓的事件驱动协议，即该电梯控制器16直到收到来自一个控制节点17、18和19的消息后才进行操作。这与其他已知的串行通讯系统不同，在其他的通讯系统中，需要控制器监测每个控制节点以确定是否有可用的信息。如本发明的事件驱动系统的电梯控制系统的优点是，任何给定的控制节点可以保持不激活相当长的时间，例如，当电梯不使用或当电梯没有被呼叫到一个特定的楼层。

当按下停靠节点输入装置21上的一个电梯呼叫按钮时，适当的停靠节点17通过适当的连接22来检测按下的按钮，并通过串行连接20传送一个消息。该消息的头部标识了该消息是为该电梯控制器16而生成的，同时该消息的第二数据部31标识了呼叫该电梯的楼层，可选地，包括该电梯运动的方向。然后，该停靠节点17通过该并行连接24点亮相关的输出装置23，例如，电梯呼叫按钮周围的光晕。电梯控制器16中的该电梯控制程序确定呼叫的位置并启动该电梯马达11。然后，该电梯马达11开始工作来提升或降低该电梯轿厢10，直到该轿厢到达目的楼层。当该轿厢10接近呼叫它的楼层时，例如响应该编码计数值接近相应于该目的楼层的存储值，该电梯控制器16操作该电梯马达11以减慢该电梯轿厢10的速度。然后，该程序监测从该背景任务中接收到的电梯位置数据，并且，当该电梯由该楼层开关或编码器计数值检测出是位于楼层位置时，该电梯控制器16停止该电梯控制马达11的操作并通过串行连接20传送给该轿厢节点18一个消息来打开该轿厢门10a。该轿厢节点18操作适当的并行输出连接以操作该门10a。该电梯控制器16还传送一个消息到该停靠节点17以熄灭该输出装置23。

当该门打开后，该轿厢节点18通过包含适当传感器的一个输入装置检测该门的位置，并传送一个适当的消息到该电梯控制器16。在经过一个预定的时间段之后，该电梯控制器16传送一个消息到该轿厢节点18来关闭该门10a。该轿厢节点18然后操作该适当的输出以操作该门，一旦检测到该门处于关闭的位置时，就传送一个适当的消息到该电梯控制器16。该软件程序然后循环到静止状态等待消息。如果一个人进入了电梯轿厢10，他将操作该输入装置25，例如按下相应于目的楼层的按钮。该轿厢节点18检测来自输入装置25的输入，并传送一个适当的消息到该电梯控制器16，然后该电梯控制器以图3示出的方式工作。

从该轿厢节点18传送到该电梯控制器16的典型的消息包含指示电梯轿厢到达特定楼层的电梯控制信号，该门10a是完全打开还是关闭，楼层开关信息和可提供其他控制的适当信息，例如一个辅助呼叫控制或一个优先键开关和该种控制已被激活。从该控制器16传送到该轿厢节点18的典型的消息包含点亮或熄灭该显示装置27的指令，打开或关闭该门10a的指令，或取消和禁止所有来自输入装置25的轿厢呼叫的指令。

由该停靠节点17到该电梯控制器16的典型的消息包含现有的和新的呼叫的报告，例如当按下输入装置21的多个按钮时，以及和诸如安全键开关或消防员开关的另外控制等被操作时。该停靠节点也传送输入装置21的状态信息，例如是否一个电梯呼叫钮嵌塞了。该控制装置16也可传送适当的消息给该停靠节点17，例如熄灭该显示装置23的指令和取消和禁止从该输入装置25接收到的所有电梯呼叫。

尽管该系统是事件驱动的，该电梯控制器16也可不断地检测各个控制节点17、18和19，以确保它们工作正常。

在本实施例中，该马达控制器包含一个环球控制公司(Global ControlInc.)生产的UG77控制器，并且该电梯控制单元15位于与该所述马达控制器12一体的微处理器电路板上。该控制节点17、18和19均包含一个微处理器，其具有存储在闪存中的由C语言写成的控制程序。

本实施例提供了辅助控制节点19，因为在该电梯控制器16上没有足够的输入。可以预见的是，只要提供了充足的输入，该输入29就能够直接连接到该电梯控制器16，并且该辅助控制节点19可以被省略。

在本说明书中，“包含”意味着“包括或由...组成”。

上面描述的以各自特定形式表达的技术特征，或者下面的权利要求，或者附图，或者实现公开功能的装置，或得到上述结果的方法，可以单独的或任意组合这些特征来以另外的方式实现本发明。

Claims (18)

1.一种用于电梯系统的控制系统，该电梯系统具有电梯轿厢和驱动所述轿厢在多个楼层之间移动的电梯马达，其中该控制系统包含多个控制节点，其中一个所述控制节点包含一个电梯控制器，所述控制节点由通讯装置可通讯地连接在一起，所述电梯控制器响应通过所述通讯装置从其他所述控制节点接收到的消息，来操作所述电梯马达，其中该通讯装置包含一个串行连接。

2.如权利要求1所述的控制系统，其中所述串行连接包含一个双线串行连接。

3.如权利要求1或2所述的控制系统，其中所述控制节点的其中之一包含一个适合设置在所述电梯轿厢内的轿厢节点。

4.如上述任一权利要求所述的控制系统，其中至少一个所述控制节点包含一个适合设置在所述多个楼层之一的一个停靠节点。

5.如上述任一权利要求所述的控制系统，其中至少一个所述控制节点包含一个输入装置，并响应由所述输入装置接收到的输入通过所述通讯装置传送一个消息。

6.如上述任一权利要求所述的控制系统，其中至少一个所述控制节点包含一个输出装置，并响应通过所述通讯装置接收到的消息由所述输出装置发送一个输出。

7.如引用权利要求4时的权利要求5或6所述的控制系统，其中所述至少一个停靠节点包含一个包含电梯呼叫装置的输入装置，并响应所述电梯呼叫装置的操作，向所述电梯控制器传送一个消息。

8.如引用权利要求4时的权利要求5至7的任一项所述的控制系统，其中所述至少一个停靠节点包含一个包含显示装置的输出装置，所述停靠节点响应由该停靠节点接收到的消息点亮所述显示装置。

9.如直接或间接引用权利要求3的权利要求4至8的任一项所述的控制系统，其中所述轿厢节点包含一个包含楼层选择装置的输入装置，所述轿厢节点响应所述楼层选择装置的操作，通过所述通讯装置向所述电梯控制器传送一个消息。

10.如权利要求3至9中的任一项所述的控制系统，其中所述轿厢节点包含一个包含显示装置的输出装置，所述轿厢节点响应通过所述通讯装置从该电梯控制器接收到的消息，点亮所述显示装置。

11.如上述任一权利要求所述的控制系统，其中所述控制节点的其中之一包含一个辅助节点，其中所述辅助节点包含连接到一个监测装置的至少一个输入端，其中所述辅助节点响应所述监测装置接收到的一个输入，通过所述通讯装置向所述电梯控制器传送一个消息。

12.如上述任一权利要求所述的控制系统，其中由所述串行连接传送的每个消息包含一第一头部部分和一第二数据部分，其中该第一部分标识该消息要到达的控制节点，该第二部分包含要传送到所述控制节点的信息。

13.如权利要求12所述的控制系统，其中每个控制节点仅仅响应那些在第一头部标识了所述控制节点的消息。

14.如上述任一权利要求所述的控制系统，还包含一个控制所述电梯马达的马达控制器，其中所述电梯控制器与所述马达控制器集成为一体。

15.如上述任一权利要求所述的控制系统，其中至少一个所述控制节点包含多个输入端，每个所述输入端并联到所述控制节点。

16.如上述任一权利要求所述的控制系统，其中所述控制节点均包含一个微处理器。

17.如权利要求16所述的控制系统，其中所述电梯控制器包含一个微处理器，该微处理器包含计算机内存和电梯控制程序。

18.一个电梯系统，包含一个电梯轿厢，在多个楼层之间驱动所述电梯轿厢的电梯马达，以及一个电梯控制系统，其中该电梯控制系统包含一个如权利要求1至18中的任一项所述的控制系统。

Images