多功能电梯轿厢意外移动保护系统及方法与流程

本发明涉及电梯的安全防护领域，具体涉及一种多功能电梯轿厢意外移动保护系统及方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，电梯作为人们日常生活、工作中不可缺少的交通工具之一，其安全性也越来越引起人们的注意。

电梯在开门过程中的平层功能，俗称提前开门功能，通常用于乘客电梯，其目的是为了节省时间，提高运行效率。开门过程中的再平层功能，通常用于载货电梯，其目的是为了补偿货物或搬运车辆进出轿厢造成曳引钢丝绳伸缩导致的轿厢少量升降，使轿厢地坎和层站地坎基本水平，方便货物或搬运车辆进出。轿厢在门区位置处于开门的状态时，驱动器无任何运行指令，轿厢发生意外移动，可能造成人员损伤和物品的损坏。

目前，市场上也有一些电梯轿厢意外移动保护系统，但这些系统只是单一的同步机或异步机实现保护作用，不能通用；而且系统的安全保护效果及使用的寿命也不尽人意。

可见，根据GB7588-2003第一号修改本的要求，在实现对轿厢在进行提前开门动作、微动平层和再平层动作的同时，怎样实现既有良好的安全保护作用、增加系统使用寿命，又通用于同步机和异步机，从而保证人员和物品的安全是需要研发人员考虑的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是怎样实现既有良好的安全保护作用、增加系统使用寿命，又通用于同步机和异步机的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多功能电梯轿厢意外移动保护系统，该系统包括：位置检测子系统、电梯控制器和制动系统，还包括通用于同步机和异步机系统的安全触发子系统，所述安全触发子系统包括有安全继电器模块；所述安全继电器模块根据所述位置检测子系统和所述电梯控制系统发送来的信号进行安全防护动作，并通过所述制动系统完成制动动作；

所述安全继电器模块包括多个安全继电器，所述安全继电器设有自锁电路，所述自锁电路用于保持安全继电器线圈得电，增加所述安全继电器模块使用寿命；

所述安全继电器模块设有安全冗余电路，所述安全冗余电路用于实现对所述位置检测子系统所检测到的信号及所述电梯控制器所输出的信号之间的冗余作用，并保证提前开门、微动平层和再平层的动作；

所述安全继电器模块设有门锁短路检测电路，所述门锁短路检测电路用于检测厅门和轿门的门锁工作情况，且实现对同步机系统的制动作用；

所述安全继电器模块设有附加制动控制电路，所述附加制动控制电路用于实现对异步机系统的制动作用。

优选地，所述位置检测子系统包括四个用于检测门区1、门区2、上平层和下平层位置，且依次由上至下排列的位置传感器，并将检测到的位置信号发送至所述安全触发子系统和所述电梯控制器；

所述电梯控制器，用于接收所述位置检测子系统发送来的信号，并发送信号至所述安全触发子系统；

所述制动系统，用于所述安全触发子系统在进行安全防护动作时，配合所述安全触发子系统对轿厢进行安全制动作用。

优选地，所述制动系统包括第一制动系统和第二制动系统，所述第一制动系统用于控制曳引机抱闸的闭合，第二制动系统用于控制曳引机附加制动器的闭合。

优选地，所述安全触发子系统还包括电源和工作状态指示灯，所述电源为所述安全触发子系统提供24V电源，所述指示灯根据所述安全触发子系统的工作情况显示灯亮或灯灭。

优选地，所述附加制动控制电路并联有轿厢辅门锁，通过所述附加制动控制电路和所述轿厢辅门锁的使用，达到了安全冗余的作用。

多功能电梯轿厢意外移动保护方法，包括以下步骤：

当电梯轿厢到达目的楼层时，电梯控制器的目的楼层输出信号有效，触发安全检测子系统的安全继电器模块中的安全继电器K1工作；

当电梯轿厢依次到达门区1和门区2位置时，触发所述安全检测子系统的安全继电器模块中的安全继电器K2和K3工作且形成自锁，安全继电器K1停止工作；

安全检测子系统触发的门区信号检测反馈至电梯控制器，电梯控制器输出封门命令，所述安全检测子系统的安全继电器模块中的安全继电器K4工作，且封门信号返回至电梯控制器；

所述安全检测子系统的门锁短路检测电路和附加制动控制电路工作。

优选地，所述安全检测子系统的门锁短路检测电路和附加制动控制电路工作，包括以下步骤：

当电梯轿厢在门锁工作位置时，门锁短路检测电路检测门锁的状态是否正常，电梯控制器接收门锁短路检测电路返回信号；

当电梯轿厢是采用同步机系统驱动时，通过门锁短路检测电路实现安全制动作用；电梯轿厢是采用异步机系统驱动时，通过附件制动控制电路和门锁短路检测电路共同实现安全制动作用。

优选地，所述安全继电器模块包括四个安全继电器K1、K2、K3、K4，四个所述安全继电器K1、K2、K3、K4分别设有多个常开和常闭触点。

优选地，四个所述安全继电器K1、K2、K3、K4的线圈KM1、KM2、KM3、KM4两端分别并联有续流二极管，当电路中的电压或电流出现突变时，保护电路中的其他元件。

优选地，所述线圈KM1输入端串联有一个正向二极管，并在所述线圈KM1两端并联有滤波电路，所述滤波电路包括一个电阻和一个电容，所述电阻和电容串联连接。

本发明，通过安全触发子系统与位置检测子系统、电梯控制器和制动系统之间的相互配合作用，不但能实现提前开门、微动平层和再平层动作，而且具有良好的安全保护作用，同时延长了系统的使用寿命，又通用于同步机和异步机，是集安全与功能一体的安全保护系统及方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的系统模块示意图；

图2为本发明的一种电梯轿厢意外移动保护方法流程图一；

图3为本发明的一种电梯轿厢意外移动保护方法流程图二；

图4为本发明的安全触发子系统与电梯控制器连接的电路图；

图5为本发明的门锁短路检测电路的示意图。

附图标号

1.电梯控制器 2.位置检测子系统

3.安全触发子系统 4.制动系统

具体实施方式

为了使本发明的有益效果更为明显易懂，下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

如图1所示为本发明的系统模块示意图，包括：位置检测子系统2、电梯控制器1和制动系统4，还包括通用于同步机和异步机系统的安全触发子系统3；其中位置检测子系统2、电梯控制器1和安全触发子系统3之间电性连接，安全触发子系统3和制动系统4之间电性连接。电梯控制器1发送信号至安全触发子系统3，且位置检测子系统2将在门区位置检测到的位置信号发送至电梯控制器1和安全触发子系统3，安全触发子系统3根据接收到的信号进行安全防护动作，制动系统4根据安全触发子系统3的工作情况完成制动动作。

位置检测子系统2包括四个用于检测门区1、门区2、上平层和下平层位置，且依次由上至下排列的位置传感器，并将检测到的位置信号发送至安全触发子系统3和电梯控制器1；位置传感器可以选用光电开关，当轿厢到达其中的一个位置，相对应的光电开关就触发信号，并将信号发送至电梯控制器1和安全触发子系统3，从而实现检测功能，通过四个位置的检测，可以满足电梯控制器1对于提前开门、平层和再平层的功能。其中门区1和门区2两个位置检测点有冗余的作用，当电梯轿厢在门区1和门区2的位置时，能够达到双点保护的效果，提高电梯轿厢的安全性能。

电梯控制器1用于接收位置检测子系统2发送来的信号，并发送信号至安全触发子系统3。制动系统4用于安全触发子系统2在进行安全防护动作时，配合安全触发子系统3对轿厢进行安全制动作用；制动系统4包括第一制动系统和第二制动系统，第一制动系统用于控制曳引机抱闸的闭合，第二制动系统用于控制曳引机附加制动器的闭合。

如图2所示为本发明的一种电梯轿厢意外移动保护方法流程图一，该电梯轿厢意外移动保护方法包括以下步骤：

步骤S11：当电梯轿厢到达目的楼层时，电梯控制器的目的楼层输出信号有效，触发安全检测子系统的安全继电器模块中的安全继电器K1工作。

安全继电器K1能进行工作，是由于当目的楼层输出信号有效时，在安全继电器K1的电路中，K45和K35为常闭触点，所示只要目的楼层输出信号有效时，安全继电器K1的线圈得电，进行工作。

步骤S12：当电梯轿厢依次到达门区1和门区2位置时，触发安全检测子系统的安全继电器模块中的安全继电器K2和K3工作且形成自锁，安全继电器K1停止工作。

安全继电器K2和K3工作，是由于门区1和门区2的信号触发后，在安全继电器K2和K3的电路中，常开触点K12和K13是闭合状态，所以只要门区1和门区2的信号有效，安全继电器K2和K3线圈得电，进行工作。安全继电器K2和K3工作的同时，常闭触点K25和K35打开，安全继电器K1停止工作。

步骤S13：安全检测子系统触发的门区信号检测反馈至电梯控制器，电梯控制器输出封门命令，安全检测子系统的安全继电器模块中的安全继电器K4工作，且封门信号返回至电梯控制器。

电梯控制器输出封门命令后，安全继电器K1工作时，K4不工作；安全继电器K1停止工作时，K4工作，常闭触点K15、常开触点K22、K32和K41所在电路导通，封面信号返回至电梯控制器。

步骤S14：安全检测子系统的门锁短路检测电路和附加制动控制电路工作。

门锁短路检测电路检测门锁工作情况，并控制第一制动系统工作；附加制动控制电路控制第二制动系统工作。

如图3所示为本发明的一种电梯轿厢意外移动保护方法流程图二，其中，安全检测子系统的门锁短路检测电路和附加制动控制电路工作时，包括以下步骤：

步骤S141：当电梯轿厢在门锁工作位置时，门锁短路检测电路检测门锁的状态是否正常，电梯控制器接收门锁短路检测电路返回信号。

门锁短路检测电路检测厅门和轿门的门锁工作情况，门锁短路检测电路通过常开触点K23、K42、K33、K43的打开或闭合实现对厅门和轿门的门锁是否存在短路现象的检测。

步骤S142：当电梯轿厢是采用同步机系统驱动时，通过门锁短路检测电路实现安全制动作用；电梯轿厢是采用异步机系统驱动时，通过附加制动控制电路和门锁短路检测电路共同实现安全制动作用。

在同步机系统中，门锁短路检测电路通过控制第一制动系统从而对曳引机抱闸进行控制，由于在同步机系统中的曳引机抱闸为双抱闸，能够有效的实现制动作用；而在异步机系统中的曳引机抱闸为单抱闸，所以要通过附加制动控制电路对附加制动控制器进行控制与单抱闸共同实现制动作用，达到制动冗余的效果。

如图4所示为本发明的安全触发子系统与电梯控制器连接的电路图，其中，安全触发子系统3用于根据位置检测子系统2和电梯控制器1发送来的信号进行安全防护动作，且均能实现对同步机系统和异步机系统的安全防护作用。

安全触发子系统3包括安全继电器模块、电源和工作状态指示灯。安全继电器模块包括四个安全继电器K1、K2、K3、K4，四个安全继电器K1、K2、K3、K4分别设有多个常开和常闭触点，安全继电器K1的常开触点有K11、K12、K13，常闭触点有K14、K15、K16；安全继电器K2的常开触点有K21、K22、K23、K24，常闭触点有K25、K26；安全继电器K3的常开触点有K31、K32、K33、K34，常闭触点有K35、K36；安全继电器K4的常开触点有K41、K42、K43，常闭触点有K44、K45。安全继电器又称为强制断开继电器，它的结构可以保证一旦某个常开触点烧熔无法断开，则全部常闭触点都不闭合。这样的继电器用作安全电路元件，可以很方便地用其常闭触点来监控常开触点的动作，从而符合安全电路故障分析要求。四个安全继电器K1、K2、K3、K4的线圈KM1、KM2、KM3、KM4两端分别并联有续流二极管D22、D23、D24、D25，当电路中的电压或电流出现突变时，保护电路中的其他元件；安全继电器K1的线圈KM1输入端串联有一个正向二极管D26，并在线圈KM1两端并联有滤波电路，滤波电路包括一个电阻R25和一个电容C14，电阻R25和电容C14串联连接。安全继电器模块接收电梯控制器1的发送来的目的楼层输出和封门信号，并触发安全继电器K1和K4动作；安全继电器模块接收位置检测子系统2发送来的门区1和门区2信号，并触发安全继电器K2和K3动作。安全继电器K1的常闭触点K15、K2的常开触点K22和K3的常开触点K23执行动作并反馈信号至电梯控制器1的门区信号检测接收端，确认电梯轿厢是否到达门区位置；安全继电器K1的常闭触点K15、K2的常开触点K22、K3的常开触点K23和K4的常开触点41执行动作并反馈信号至电梯控制器1的封门信号返回接收端，确认安全继电器K4的动作情况及封门是否有效。

安全继电器模块的电源为直流24V供电，指示灯根据安全触发子系统的工作情况显示灯亮或灯灭。电源24V+经电阻R26、指示灯L1到电源24V-形成通路，且在指示灯L1两端并联有常闭触点K44，通过常闭触点K44的通断来实现指示灯L1的灯亮和灯灭，指示灯L1的灯亮和灯灭很直观的体现了电梯控制器1发送封门信号至安全触发子系统3是否有效。安全继电器K1、K2、K3、K4通过连接电源24V-实现信号的通路。

安全继电器设有自锁电路，自锁电路用于保持安全继电器线圈得电，增加安全继电器模块使用寿命。其中电梯控制器1的目的楼层输出信号发送至安全继电器模块，经常闭触点K45、常闭触点K35、正向二极管D26和线圈KM1到电源24V-形成通路；常开触点K11和常闭触点K25串联后并联在常闭触点K35两端，由于常闭触点K45和常闭触点K25为闭合状态，当线圈KM1得电时，常开触点K11闭合，目的楼层输出信号经常闭触点K45、常开触点K11、常闭触点K25、正向二极管D26和线圈KM1到电源24V-形成通路，常开触点K11的电路连接方式实现了安全继电器K1自锁作用。位置检测子系统2的门区1信号发送至安全继电器模块，经常开触点K12、线圈KM2到电源24V-形成通路，常开触点K12两端并联有常开触点K21，当线圈KM2得电时，常开触点K21闭合，门区1信号经常开触点K21、线圈KM2到电源24V-形成通路，常开触点K21的电路连接方式实现了安全继电器K2的自锁作用。位置检测子系统2的门区2信号发送至安全继电器模块，经常开触点K13、线圈KM3到电源24V-形成通路，常开触点K13两端并联有常开触点K31，当线圈KM3得电时，常开触点K31闭合，门区2信号经常开触点K31、线圈KM3到电源24V-形成通路，常开触点K31的电路连接方式实现了安全继电器K3的自锁作用。

安全继电器模块设有安全冗余电路，安全冗余电路用于实现对位置检测子系统2所检测到的信号及电梯控制器1所输出的信号之间的冗余作用，并保证提前开门、微动平层和再平层的动作。其中在安全继电器K1的自锁电路中，连接有常闭触点K25、常闭触点K35和常闭触点K45，这三个常闭触点的打开和闭合直接影响着安全继电器K1的自锁电路的工作情况。在安全继电器K2的自锁电路中，连接有常开触点K12，常开触点K12的打开和闭合直接影响着安全继电器K2的自锁电路的工作情况。在安全继电器K3的自锁电路中，连接有常开触点K13，常开触点K13的打开和闭合直接影响着安全继电器K3的自锁电路的工作情况。在安全继电器K4的电路中，连接有常开触点K14，常开触点K14的打开和闭合直接影响着安全继电器K4的电路的工作情况。可见，安全继电器K1的自锁电路与安全继电器K2的自锁电路、安全继电器K3的自锁电路、安全继电器K4的电路之间相互影响，即电梯控制器1的目的楼层输出、封门信号和位置检测子系统2的门区1、门区2信号之间互相作用，从而达到了安全继电器模块所要求的安全冗余保护的作用。

安全继电器模块设有门锁短路检测电路，门锁短路检测电路用于检测厅门和轿门的门锁工作情况，且实现对第一制动系统的控制。以四个门锁开关为例，电梯每到达一层有前厅门、前轿门、后轿门和后厅门四个串联的门锁开关，且与电梯安全回路、曳引机抱闸串联；电梯控制器1设有4个高压检测点用于检测安全回路及四个门锁开关的工作情况，分别是HV1、HV2、HV3、HV4。门锁短路检测电路共有四个依次串联的常开触点，分别是K42、K23、K43、K33，其中常开触点K42和K23串联后并联在前厅门和前轿门串联后的两端，常开触点K33和K43串联后并联在后轿门和后厅门串联后的两端。门区1和门区2的位置传感器信号有效时，线圈KM2和KM3得电，常开触点K23和K33闭合；同时封门信号有效，线圈KM4得电，常开触点K42和K43闭合，从而实现四个门锁开关工作状态的检测。当前厅门和前轿门为开门状态时，前厅门的门锁工作情况直接通过HV2检测得到，前轿门的门锁工作情况需经门锁短路检测电路的常开触点K23和K42检测得到；同样的，当后轿门和后厅门为开门状态时，后轿门的门锁工作情况需经门锁短路检测电路的常开触点K23和K42检测得到。门锁短路检测电路对四个门锁开关的检测，有效的避免了当其中一个或多个门锁开关出现问题时，电梯出现意外移动所引发的安全事故。当电梯出现小幅度的动作，且四个门锁开关已经打开时，可以通过门锁短路检测电路实现对曳引机抱闸的短暂控制，达到微动平层的作用。可见，门锁短路检测电路除了具有检测门锁是否短路的作用外，还能够控制第一制动系统，即控制同步机系统或异步机系统中曳引机抱闸的打开和闭合；控制曳引机抱闸的打开和闭合受到门区1、门区2和封门信号的影响，只有电梯轿厢在门区位置，门区1、门区2、封门信号均有效，门锁短路检测电路才能实现其作用；否则，不能检测门锁工作情况及控制曳引机抱闸的动作(具体的门锁短路检测电路如图5所示)。

安全继电器模块设有附加制动控制电路，其中，常闭触点K26和常闭触点K36串联后并联在常开触点K24和常开触点K34串联后的两端，且与常闭触点K16串联连接；附加制动控制电路用于控制第二制动系统，通过第二制动系统对曳引机附加制动器的控制，来实现制动作用，即控制异步机系统的中夹绳器的打开和闭合。(图4中的附加制动器以夹绳器为例)附加制动控制电路并联有轿厢辅门锁，通过附加制动控制电路和轿厢辅门锁对夹绳器的控制，达到了安全冗余的作用。

在同步机系统中，由于使用的抱闸为双抱闸满足安全冗余的要求，所以一般情况只需要第一制动系统就能够有效的实现电梯轿厢的制动作用；而在异步机系统中，尽管也有抱闸，但是采用的是单抱闸，需要外加附加制动控制电路对曳引机附加制动器进行控制达到冗余的要求，所以异步机系统需要通过第二制动系统进行附加制动来实现电梯轿厢的制动作用。

具体的工作过程如下：在安全继电器模块中，当电梯控制器1没有封门信号输出时,安全继电器K4的线圈KM4所在电路不会得电，当电梯控制器1没有目的楼层信号输出时，安全继电器K1的线圈KM1所在电路不会得电，安全继电器K2、K3的线圈KM2、KM3也就不会得电，则门锁短接回路是断开的；电梯在进入目的楼层平层信号有效时，安全继电器K1的线圈KM1所在电路得电，但由于还没有进入门锁区域，所以安全继电器K2和K3的线圈KM2、KM3是失电的，门锁短接回路也是断开的；当电梯进入门区区域时，门区1信号接通，则安全继电器K2的线圈KM2所在电路得电，门区2信号接通，则安全继电器K3的线圈KM3所在电路得电，同时安全继电器K2、K3的常闭触点均断开,安全继电器K1的线圈KM1所在电路接着失电，使得安全继电器K1的常开触点均断开，此时安全继电器K2、K3的线圈KM2、KM3所在电路已经接通，形成自锁回路，从而安全继电器K2、K3的线圈KM2、KM3所在电路可以持续得电，同时安全继电器K1的线圈KM1所在电路失电断开后，安全继电器K1的常闭触点均有效，电梯控制器1输入封门信号，安全继电器K4的线圈KM4所在电路得电。在这个状态下，门锁短接检测电路被持续接通，电梯就可以进行开门平层操作了。当电梯离开门区区域时，门区1和门区2的信号断开，从而使安全继电器K2、K3的线圈KM2、KM3所在电路失电，门锁短接检测电路被断开；当电梯离开平层时,安全继电器K4的线圈KM4所在电路失电，同时安全继电器K1、K2、K3的线圈KM1、KM2、KM3所在回路不会得电，电梯又恢复到开始的状态。

当电梯出现意外移动时，门区1和门区2的信号丢失，安全继电器K2、K3的线圈KM2、KM3所在电路失电，门锁短路电路断开，电梯安全。如果安全继电器K1或K4的任意一个常开触点发生烧熔无法断开的故障，则另一通道仍可正常断开门锁短接检测电路，但K1或K4的常闭触点就无法接通，则K4线圈再也无法得电，下次电梯进入门区区域也不能短接门锁了，所以不会导致危险故障。反之如果K1的常开触点发生烧熔无法断开的故障，则K1的常闭触点无法闭合，门锁短接检测电路就无法接通，也不会导致危险故障。

本发明，通过安全触发子系统与位置检测子系统、电梯控制器和制动系统之间的相互配合作用，不但能实现提前开门、微动平层和再平层动作，而且具有良好的安全保护作用，同时延长了系统的使用寿命，又通用于同步机和异步机，是集安全与功能一体的安全保护系统及方法。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。