电梯门系统控制器和智能门光幕的通讯方法及电梯门系统控制方法与流程

本发明涉及电梯通讯及控制技术，具体属于一种电梯门系统控制器和智能门光幕的通讯方法以及基于该通讯方法的电梯门系统的控制方法，其中电梯门系统的智能门光幕具有监控出入口是否被物体遮挡、监控轿门是否处于关闭状态以及进行故障自检的功能。

背景技术：

在电梯的相关国家标准中，明确规定电梯系统必须安装出入口保护装置，目前一般采用电梯门光幕来保护出入电梯轿厢的乘客，其功能主要是检测是否有人或物体进出轿门以防止被关闭过程中的轿门撞击。

电梯轿门在电气驱动装置的控制下自动开关门，当电梯轿门处于关闭过程时，通过关门到位开关对电梯轿门的关闭状态进行监控。当轿门未完全关闭时，关门到位开关即安全回路处于断开状态，此时电梯轿厢无法上下运行，只有当关门到位开关处于接通状态时，电梯轿厢才能上下运行，这就预防了电梯轿门在打开状态时乘客进出门区但电梯轿厢意外移动对人体造成伤害的情况发生。

然而，有些时候维修保养人员为了工作的方便会临时违规短接电梯轿门的关门到位开关，当工作完成后又因疏忽而忘记将关门到位开关恢复到正常状态，这样就会导致电梯轿门在打开状态时轿厢也会在外召作用下移动，进而对进出轿厢的乘客造成伤害。而智能门光幕则可以准确检测轿门处于安全区域(轿门全闭或轿门间隙安全)还是处于危险区域(轿门打开或轿门间隙危险)，这样防止了人故意或者无意短接门锁的情况，额外增加了监控保护。

在en81-20标准中又提到在门光幕发生故障或不起作用的情况下，门光幕应该及时诊断出自身故障并把故障信号输出到门系统，再由门系统发出警报信号提示并执行安全措施。

目前，常用的门系统控制器如果要同时辨识智能门光幕输出的监控出入口是否被物体遮挡、监控轿门是否处于关闭状态以及故障自检三种不同的检测信号，往往需要三个光幕信号输出口，如第一光幕信号输出口传递轿厢出入口是否被物体遮挡的监控信号，第二光幕信号输出口传递轿门位置判断信号，第三光幕信号输出口传递光幕自身是否发 生故障的信号。三个光幕信号输出口不但浪费了控制器电路板上的接口资源，增加了接插件材料成本，而且现场接线时容易造成错误连接。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种电梯门系统控制器和智能门光幕的通讯方法，可以减少控制器占用的接口数量，同时降低现场接线的难度。此外，本发明还提供一种基于前述通讯方法的电梯门系统控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的电梯门系统控制器和智能门光幕的通讯方法，所述智能门光幕监控轿厢出入口是否被遮挡、监控轿门是否处于关闭状态并进行故障自检，其中：

所述电梯门系统控制器和智能门光幕的通讯接口分别包括电源正极接口、电源负极接口、自检指令接口和光幕信号接口，其中门系统控制器通过电源正极接口和电源负极接口为智能门光幕供电并通过自检指令接口向智能门光幕发出自检指令，智能门光幕将监控信号和自检信号通过光幕信号接口以推挽方式输出至门系统控制器，门系统控制器根据收到的信号判断轿厢出入口是否被遮挡或轿门是否处于关闭状态或智能门光幕是否发生故障；

所述智能门光幕采用推挽方式输出的信号与检测状况之间的关系为：

当智能门光幕发生自检断开故障时，输出持续低电平信号；

当智能门光幕自检无故障且轿厢出入口被遮挡时，输出持续低电平信号；

当智能门光幕自检无故障且轿厢出入口未被遮挡时，轿门处于全闭状态或门间隙安全位置输出第一脉冲信号；

当智能门光幕自检无故障且轿厢出入口未被遮挡时，轿门处于全开状态或门间隙危险位置输出第二脉冲信号，且第二脉冲信号与第一脉冲信号不同；

当智能门光幕触点粘连时，输出持续高电平信号；

当智能门光幕失电时，输出持续低电平信号。

其中，所述门系统控制器通过改变自检指令的方式对智能门光幕的自检形式进行切换。例如，所述门系统控制器输出到智能门光幕的自检指令为高电平时，智能门光幕自行定期自检；所述门系统控制器输出到智能门光幕的自检指令为低电平时，智能门光幕强制立即自检。

进一步的，所述门系统控制器和智能门光幕还分别包括同步信号接口，该接口用于同步智能门光幕发射端各光眼发射的信号以及接收端各光眼接收的信号。

其中，所述第一脉冲信号和第二脉冲信号的频率相同，但占空比不同。

其中，当门间隙小于50mm时处于门间隙安全位置，当门间隙大于等于50mm时处于门间隙危险位置。

此外，本发明还提供一种电梯门系统控制方法，包括以下步骤：

步骤一，门系统控制器在开门前发出自检指令，智能门光幕收到自检指令后立即进行故障自检，自检后智能门光幕输出信号至门系统控制器；

如果门系统控制器接收到持续低电平信号或持续高电平信号，则判断智能门光幕发生故障，发出警报信号并执行安全指令；如果门系统控制器接收到第二脉冲信号，则判断轿门处于全开状态或门间隙危险位置，此时轿厢不能上下移动；如果门系统控制器接收到第一脉冲信号，则判断轿门处于全闭状态或门间隙安全位置，后续进行正常开关门；

步骤二，轿门在打开过程中，如果门系统控制器接收到持续低电平信号，则判断不会发生撞击危险，继续执行开门；如果门系统控制器接收到持续高电平信号，则判断智能门光幕发生粘连故障，发出报警信号，正常执行开门但后续执行低速关门；如果门系统控制器接收到第一脉冲信号或第二脉冲信号，则判断正常并继续执行开门；

轿门在关闭过程中，如果门系统控制器接收到持续低电平信号，则判断出入口被遮挡，执行反向开门；如果门系统控制器接收到持续高电平信号，则判断智能门光幕发生粘连故障，发出报警信号并执行低速关门；

轿门关闭到安全位置后，如果出入口未被遮挡且智能门光幕正常，那么智能门光幕输出第一脉冲信号，门系统控制器收到第一脉冲信号后电梯轿厢上下运行。

其中，轿门在关闭过程中，如果门系统控制器连续10秒接收到的都是持续低电平信号，则判断智能门光幕发生断开故障或轿门被故意遮挡，发出报警信号并执行低速关门。

进一步的，在电梯轿厢上下运行前，所述门系统控制器向智能门光幕发出自检指令。

其中，在步骤一中，所述门系统控制器在开门前发出的自检指令为低电平，而当电梯轿门不执行动作时，所述门系统控制器向智能门光幕发出的自检指令为高电平，此时智能门光幕自行定期自检。

进一步的，所述门系统控制器根据智能门光幕的输出信号与关门到位开关的信号判断关门到位开关是否被人为短接，当电梯轿门处于全闭状态或门间隙安全位置，关门到位开关处于接通状态，当电梯轿门处于打开全开状态或门间隙危险位置，关门到位开关处于断开状态；当门系统控制器接收到第二脉冲信号时，如果关门到位开关输出的是断开信号，那么门系统控制器判断关门到位开关未被短接，如果关门到位开关输出的是接通信号，那么门系统控制器判断关门到位开关被人为短接。

本发明的通讯方法中智能门光幕的三种信号(故障自检信号、出入口是否被遮挡的监控信号以及轿门关闭状态的监控信号)采用推挽式输出，这样使得门系统控制器仅需要1个光幕信号接口就可以判断出智能门光幕是否故障、出入口是否有遮挡以及轿门是否处于关闭位置，这种通讯方法和控制方法可靠性好，门系统控制器的印板占用接口数量最少，可以减少现场接线的难度。

附图说明

图1为本发明中门系统控制器和智能门光幕的接口示意图；

图2为本发明中电梯轿门状态、智能门光幕的检测状况及智能门光幕输出信号的关系表；

图3为本发明中第一脉冲信号和第二脉冲信号的波形比较图；

图4为本发明中门系统控制方法的时序图；

图5为本发明中门系统控制器对智能门光幕和关门到位开关的组合判断图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的电梯门系统包括智能门光幕、门系统控制器，智能门光幕具有下述功能：1)可以监控轿厢出入口是否被遮挡；2)可以监控轿门是否处于关闭位置；3)可以进行故障自检。其中，监控轿厢出入口是否被遮挡是市场上电梯门光幕的基本功能，利用电梯门光幕特性对电梯轿门是否处于关闭位置的方法也有相关的专利说明，故在此不加说明。故障自检功能也是市场上电梯门光幕的成熟技术，常用的方法是自上而下或自下而上地让每一个光眼进行通断测试，这样就可以知道任何一个光眼的故障情况。智能门光幕的容错性能是做到无容错，有任何一个光眼故障就整体报故障。

本发明中电梯门系统控制器和智能门光幕的通讯接口分别包括电源正极(如12v) 接口、电源负极(如0v)接口、自检指令接口和光幕信号接口，如图1所示，其中门系统控制器通过电源正极接口和电源负极接口为智能门光幕供电并通过自检指令接口向智能门光幕发出自检指令，智能门光幕将监控信号和自检信号通过光幕信号接口以推挽方式输出至门系统控制器，门系统控制器根据收到的信号判断轿厢出入口是否被遮挡或轿门是否处于关闭状态或智能门光幕是否发生故障；其中，智能门光幕的输出电压满足的条件包括高电平>光幕供电电压-2v且低电平<1v。

如图2所示，智能门光幕采用推挽方式输出的信号与检测状况之间的关系为：

当智能门光幕自检发生断开故障时，输出持续低电平信号，即0v；

当智能门光幕自检无故障且轿厢出入口被遮挡时，输出持续低电平信号；

当智能门光幕自检无故障且轿厢出入口未被遮挡时，轿门处于全闭状态或门间隙安全位置输出第一脉冲信号；

当智能门光幕自检无故障且轿厢出入口未被遮挡时，轿门处于全开状态或门间隙危险位置输出第二脉冲信号，且第二脉冲信号与第一脉冲信号不同；

当智能门光幕触点粘连时，输出持续高电平信号；

当智能门光幕失电时，输出持续低电平信号。

其中智能门光幕触点粘连时的持续高电平信号和智能门光幕失电时的持续低电平信号属于非主动输出的信号，由门系统控制器识别，故未在图2中示出。

在上述方法中，可以采用调相的方法使第一脉冲信号和第二脉冲信号为不同的脉冲。如图3所示，第一脉冲信号和第二脉冲信号的方波周期是2ms(频率500hz),第一脉冲信号在一个周期2ms中，高电平占到的时间宽度是666μs,而第二脉冲信号在一个周期2ms中，高电平占到的时间宽度是1337μs。门系统控制器收到脉冲信号后，可以通过计算单位时间的平均高电平来判断是第一脉冲信号还是第二脉冲信号，具体方法是门系统控制器在十分之一的方波周期(0.2ms)对脉冲信号进行采样，将采集到的高电平取平均值，就可以辨识出是第一脉冲信号还是第二脉冲信号。

为了减少对轿门关闭位置的判断误差，对智能门光幕的设计保证门间隙在50mm以内认为门间隙处于安全位置，轿门全闭以及门间隙安全位置都判断为轿门关闭，而门间隙大于等于50mm时认为门间隙处于危险位置，轿门全开以及门间隙危险位置都判断为轿门打开。

所述门系统控制器通过改变自检指令的方式(高电平还是低电平)对智能门光幕的自检形式进行切换。例如，所述门系统控制器输出到智能门光幕的自检指令为高电平时，智能门光幕自行定期自检；所述门系统控制器输出到智能门光幕的自检指令为低电平时，智能门光幕强制立即自检。

此外，所述门系统控制器还可以包括同步信号接口，该接口用于同步智能门光幕发射端各光眼发射的信号以及接收端各光眼接收的信号。

在此基础上，本发明还提供一种电梯门系统控制方法，如图4所述，包括以下步骤：

步骤一，门系统控制器在开门前发出自检指令(如上所述，自检指令为低电平)，智能门光幕收到自检指令(低电平信号)后立即进行故障自检，自检后智能门光幕通过光幕信号接口输出信号至门系统控制器；

如果门系统控制器接收到持续低电平信号(智能门光幕发生断开故障)或持续高电平信号(智能门光幕触点粘连)，门系统控制器判断智能门光幕发生故障，电梯进入故障运行模式，即发出警报信号并执行低速关门等安全指令；如果门系统控制器接收到第二脉冲信号，门系统控制器判断轿门处于全开状态或门间隙危险位置(即轿门关闭未到位)，此时电梯进入打开位置门运行模式，即轿门可以继续执行打开但是轿厢不能上下移动；如果门系统控制器接收到第一脉冲信号，门系统控制器则判断轿门处于全闭状态或门间隙安全位置，电梯进入关闭位置门运行模式，后续进行正常开关门；

步骤二，轿门在打开过程中，如果门系统控制器接收到持续低电平信号(被遮挡或断电)，由于在开门过程中所以门系统控制器判断遮挡不会发生撞击危险，不做处理并继续执行开门；如果门系统控制器接收到持续高电平信号，门系统控制器判断智能门光幕发生粘连故障，电梯进入粘连故障门运行模式，即发出报警信号，正常执行开门但后续执行低速关门；如果门系统控制器接收到第一脉冲信号或第二脉冲信号，门系统控制器均判断正常并继续执行开门；

轿门在关闭过程中，如果门系统控制器接收到持续低电平信号，门系统控制器判断出入口被遮挡，电梯进入间歇性遮挡门运行模式，即执行反向开门；如果持续的低电平时间过长，如连续10秒都是持续的低电平，门系统控制器判断光幕有断开故障(或轿门被故意遮挡)，电梯进入长时间遮挡门运行模式，即发出报警信号并执行低速关门；如果门系统控制器接收到持续高电平信号，则判断智能门光幕发生粘连故障，电梯进入 粘连故障门运行模式，即发出报警信号并执行低速关门；

轿门关闭到安全位置(即门间隙小于50mm)后，如果出入口未被遮挡且智能门光幕正常，那么智能门光幕输出第一脉冲信号，门系统控制器收到第一脉冲信号后电梯进入无遮挡门运行模式，电梯轿厢才可以上下运行。这也可以通过门系统控制器在电梯轿厢上下运动前再一次发出指令要求光幕进行自检以提高电梯使用安全性。

当电梯轿门不执行动作时，所述门系统控制器向智能门光幕发出的自检指令始终为高电平，此时智能门光幕自行定期自检，一般可以设置每一小时进行一次自检。

电梯门系统中的门系统控制器还可以根据智能门光幕的输出信号与关门到位开关的信号判断关门到位开关是否被人为短接，进一步防止关门到位开关被短接可能造成的危险。通常情况下，当电梯轿门处于全闭状态或门间隙安全位置，关门到位开关处于接通状态，当电梯轿门处于打开全开状态或门间隙危险位置，关门到位开关处于断开状态。当门系统控制器接收到智能门光幕发来的第二脉冲信号时，门系统控制器将该信号与关门到位开关的信号进行比较，如果此时关门到位开关输出的是断开信号，那么门系统控制器判断关门到位开关未被短接，如果关门到位开关输出的是接通信号，那么与实际情况不符，门系统控制器判断关门到位开关被人为短接，门系统控制器将执行故障模式，显示错误代码，严格禁止电梯上下移动，如图5所示。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，所述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。