专利名称：自动防故障电力控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于运输系统的自动防故障电力控制装置。在此上下文中，自动防故 障指一种装置，其被设计为使得故障以如下这样的方式安全地发生，该方式即该装置的故 障将不会导致对由电力控制装置控制的运输系统的用户的危险。 例如，本发明涉及的运输系统可以是电梯系统、自动扶梯系统、移动人行道系统或 起重机系统。这里，术语"运输系统"指意图用于运输的整个系统，如电梯系统，而术语"运 输设备"指用于实际运输的诸如电梯轿厢的系统组件。 本发明的用于在能源与运输系统的电机之间供电的电力控制装置包括供电电路， 其包括至少一个电子电力变换器(converter)，其包含可控转换开关。该电力控制装置至少 包括适配为相互通信的第一和第二控制器，所述控制器总共包括至少一个变换器控制部件 (function)。该电力控制装置包括至少一个制动设备的控制。至少所述第一和所述第二控 制器包括用于运输设备运动(motion)信号的输入、运输设备的运动的监控、以及用于至少 一个制动设备的控制信号的输出。"运输设备运动信号"表示指示运输设备的运动状态(如 运输设备的加速度、速度或位置)的信号。例如，这样的信号可以是测量运输设备的运动的 编码器或加速度传感器的测量信号。相应地，"运输设备的运动的监控"指诸如运输设备的 加速度、速度或位置之类的运动状态的监控。"运输设备的运动基准的确定"意味着确定诸 如运输设备的加速度、速度或位置之类的运动状态的基准值/基准值集合。
在本发明的实施例中，至少所述第一控制器包括逆变器控制，而至少所述第二控 制器包括运输设备的速度的调整。在此情况下，所述第一和第二控制器包括用于指示运输 设备速度和/或位置的测量信号的输入、以及运输设备的速度和/或位置的监控。
在根据本发明的电力控制装置中，所述第一和第二控制器包含安全诊断。"安全诊 断"指根据诸如计算机程序的具体安全过程设计的监控或控制、和/或根据安全程序设计的 控制电子组件。 在本发明的实施例中，在运输设备的运动监控的基础上，确定前述安全诊断的故 障情形。 在本发明的实施例中，在所述第一与所述第二控制器之间的通信的基础上，确定 前述安全诊断的故障情形。 在根据本发明的电力控制装置中，至少所述第一和所述第二控制器包括用于第一和第二制动设备的控制信号的输出。在此情况下，所述第一制动设备可以是机械地接合 (engage)运输设备的电机的轮轴或驱动滑轮的机械制动器。所述第二制动设备也可以是 接合所述电机的机械制动器、或例如机械地接合在电梯轿厢与电梯轿厢的导轨之间的制动 器，如轨道制动器或超速调节器楔型制动器。 在根据本发明的电力控制装置中，将通信总线布置在所述第一和所述第二控制器 之间。所述第二控制器被适配为在预定时间间隔向所述第一控制器发送消息，而所述第一 控制器被适配为当接收到该消息时，在预定时间段内向所述第二控制器发送答复消息。当 检测到消息、或答复消息之间的间隔与预定限制值的偏差时，所述两个控制器均被适配为 相互独立地执行用以使运输系统停止的动作。 在根据本发明的电力控制装置中，所述消息和所述答复消息两者均包含至少下列 数据项由发送消息或答复消息的控制器读取的速度和/或位置测量数据；关于由发送消 息或答复消息的控制器检测到的故障的通知；以及对至少一个制动设备的控制命令。当检 测到对制动设备的控制命令之间、或控制器的速度和/或位置测量数据之间的偏差时，或 者当接收到关于所检测到的故障的消息时，所述两个控制器均被适配为相互独立地执行用 以使运输系统停止的动作。 根据本发明的电力控制装置包括供电电路的中断，在该情况下，至少所述第一和 所述第二控制器包括用于中断供电电路的控制信号的输出。 根据本发明的电力控制装置包括用于控制所述变换器的转换开关的控制部件，所 述控制部件包括至少用于控制正或负转换触点的控制能量的电源(power source)。在此情 况下，供电电路的中断包括用于中断控制能量的提供的、与电源串联安装(fitted)的两个 可控开关，并且，所述第一控制器被适配为控制所述第一开关，而所述第二控制器被适配为 控制所述第二开关，以中断控制能量的提供。 在本发明的实施例中，至少一个制动设备的控制包括串联安装在制动器控制电路 中的两个开关，所述第一控制器包括用于所述第一开关的控制信号的输出，而所述第二控 制器包括用于所述第二开关的控制信号的输出，并且，所述第一和所述第二控制器两者均 包括用于指示所述第一和所述第二开关的位置的数据的输入。 在根据本发明的电力控制装置中，所述第一控制器包括用于第一脉冲形状控制信 号的输出，而所述第二控制器包括用于第二脉冲形状控制信号的输出。所述第一控制器包 括用于所述第二脉冲形状控制信号的测量的输入，而所述第二控制器包括用于所述第一脉 冲形状控制信号的测量的输入。在本发明的此实施例中，至少一个制动设备的控制包括所 述第一和第二脉冲形状控制信号的输入，并且，所述制动设备的控制被适配为仅通过由所 述第一和所述第二脉冲形状控制信号的同时控制，将控制电力提供至所述制动设备。
根据本发明的电力控制装置包括数据传输总线，其至少包括第一数据总线，其中， 所述第一控制器被适配为进行通信。除了所述第一数据总线之外，根据本发明的另一电力 控制装置还包括第二数据总线，其中，所述第二控制器被适配为进行通信。在此情况下，所 述电力控制装置还包括用于传送运输设备的第一运动信号的连接至所述第一数据总线的 传送器、以及用于传送运输设备的第二运动信号的连接至所述第二数据总线的传送器。在 本发明的此实施例中，所述第一和所述第二控制器被适配为比较由它们从数据总线并行地 读取的所述第一和所述第二运动信号，并且，当检测到所述信号彼此相差多于特定限制值
7时，执行用于使运输系统停止的动作。前述第一和第二数据总线可以是有线的或无线的总
线。在无线数据总线中，数据可以以例如电磁信号或超声波信号的形式传输。 在本发明的实施例中，数据传输总线包括用于传送运输系统的安全触点的状态
数据的、连接至所述第一数据总线的传送器；以及用于传送运输系统的安全触点的状态数
据的、连接至第二数据总线的传送器。 在根据本发明的电力控制装置中，变换器控制包括电机驱动模式，并且，至少所述 第一控制器被适配为交替地切换变换器的正或负转换触点至导电状态，以便在变换器控制 的状态不同于电机驱动模式的情形中动态制动电机。 在根据本发明的电力控制装置中，对运输设备的速度和/或位置的监控包括与所 述第一控制器有关的第一最大允许速度的包络线、以及与所述第二控制器有关的第二最大 允许速度的包络线。在此情况下，所述第一和所述第二控制器被适配为比较所测量的速度 与最大允许速度的相应包络线的值，并且，当检测到所测量的速度与包络线的值之间的超 过预定限制值的差时，执行用于使运输系统停止的动作。 在本发明的实施例中，当检测到所测量的速度与最大允许速度的包络线的值之间 的超过预定限制值的差时，所述第二控制器被适配为向所述第一控制器发送电机转矩设置 值，以便使运输系统以预定减速率停止。 当检测到所测量的速度与最大允许速度的包络线的值之间的超过预定限制值的 差时，根据本发明的电力控制设备被适配为使电机通过变换器控制而以预定减速率停止。
在根据本发明的电力控制装置中，所述第一控制器包括电力网(mains)变换器控 制。 在根据本发明的电力控制装置中，当检测到故障情形时，至少所述第一控制器被
适配为通过电力网变换器控制而中断从能源至供电电路的直流电压中间电路的供电。 根据本发明的电力控制装置被适配为在能源与电梯系统的电机之间供电。 使用本发明的电力控制装置，可以在能源与任意运输系统电机之间供电。电机
可以是任何类型的电动电机，如旋转或线性电机。能源可以是例如电力网电源(mains
supply)或发电机。能源还可以是直流电压源，诸如电池或超级电容器。 本发明的电力控制装置的供电电路包括至少一个变换器，其包括可控开关，并且，
所述变换器可以是例如向电机提供具有变化的频率和幅度的电压的逆变器。所述供电电路
还可以包括其它变换器，如电力网变换器。在此情况下，所述电力网变换器将电力网电源的
交流电压变换为至供电电路的直流电压中间电路的直流电压，并且，逆变器再次将直流电
压中间电路的电压变换为用于电机的交流电压。 在本发明的实施例中，在所述第一和所述第二控制器之间提供通信总线。所述控 制器中的第二个被适配为在预定时间间隔向所述第一控制器发送消息，其长度和内容可以 是预定的。所述控制器中的第一个被适配为在给定的预定时间段内将答复消息发送至所述 第二控制器。如果所述第一控制器检测到在所预定的时间间隔内消息没有从所述第二控制 器到达，则其断定所述第二控制器已经发生故障。类似地，如果所述第二控制器检测到所 述第一控制器在所预定的时间段内未发送答复消息，则其断定所述第一控制器已经发生故 障。在这样的情况下，已经检测到故障情形的控制器能够独立于已经被其断定故障的另一 控制器，自主地执行使运输系统停止的动作。"使运输系统停止的动作"指以具有预定加速
8度的受控方式使运输系统停止、或者通过启动诸如电梯轿厢的机械制动器或制动设备之类 的至少一个停止设备而使运输系统停止。使运输系统停止的动作还可以包括例如通过将 至少所述第一或所述第二控制器设置为禁止释放制动器和/或启动电机的操作状态来防 止运输系统的重启的动作。要传送的连续消息之间的时间间隔、以及答复消息的所允许的 时间延迟典型地如此小，以至于实质上在这会导致运输系统中的危险情形之前可以检测到 控制器的故障。连续消息之间的时间间隔可以是例如io毫秒。 在本发明的实施例中，变换器中使用的转换开关是IGBT晶体管。在此情况下，"用 于控制变换器的转换开关的部件"指用于控制转换开关的控制信号的信号路径、以及用于 放大所述控制信号的部件。这些部件至少包括用于IGBT晶体管的栅极控制器的控制能量 的电源、以及用于放大至IGBT晶体管的栅极的控制信号的放大器电路。所使用的转换开关 还可以是除了 IGBT晶体管之外的可控开关，例如，现有技术的MOSFET晶体管或GT0闸流 管。另外，在此情况下，所述控制部件也可以包括信号路径、用于控制所述开关的控制能量 的电源、以及用于放大所述控制信号的放大器电路。 在本发明的实施例中，所述电力控制装置包括用于中断供电电路的部件。在本发 明的实施例中，通过禁止向在用于控制转换开关的部件中包括的放大器电路供电，来实现 供电电路的中断。通过相互串联连接的两个可控开关来禁止此供电，其中，所述两个可控 开关与向放大器电路供电的电源串联。这些开关中的第一个被所述第一控制器控制，而第 二个被所述第二控制器控制。因此，由所述控制器中的任一个独立与另一个而中断供电电 路是可能的。另外，可以由所述第一控制器测量所述第二开关的控制信号的状态，并且，可 以由所述第二控制器测量所述第一开关的状态，因此，所述供电电路中断部件的操作状态 可以经由交叉(crosswise)测量而被验证正确性。优选地，用于中断的可控开关可以是 M0SFET晶体管。 在本发明的实施例中，电力控制装置包括制动器控制电路、以及相互串联地安装 在制动器控制电路中的两个可控开关。当这些开关中的至少一个断开时，制动器控制电路 处于中断的状态中，并且无电流流至制动器线圈。因此，接合所述制动器，防止运输设备的 运动。在本发明的此实施例中，所述第一开关由所述第一控制器控制，而所述第二开关由所 述第二控制器控制，并且因此，所述制动器控制电路可以由相互独立的任一个控制器中断。
本发明的装置还可以包括用于控制制动设备的一个或多个控制部件，其包括用于 第一和第二脉冲形状控制信号的输入。对前述制动设备控制部件中的每一个，所述第一控 制器可以提供第一脉冲形状控制信号，并且所述第二控制器可以提供第二脉冲形状控制信 号。每个制动设备控制部件被适配为仅当接收到所述第一和所述第二脉冲形状控制信号两 者时才向制动设备供电。如果所述脉冲形状控制信号中的任一个中止，即，如果控制信号变 为DC信号，则控制所述制动设备的所述控制部件立即停止向制动设备供电。所述制动设备 现在开始制动，从而防止运输设备的移动。 在本发明的实施例中，电力控制装置包括由两个单独的数据总线组成的数据传输 总线。所述第一控制器被适配为通过所述第一数据总线通信，而所述第二控制器被适配为 通过所述第二数据总线通信。所述控制器能够同时从所述数据传输总线的所述单独的数据 总线读取数据，经由控制器之间的通信总线相互发送它们已经读取的数据，相互比较同时 读取的数据项，并且从而验证所述数据的正确性。例如，可以存在被安装至所述第一数据总线的第一测量单元，其测量运输设备的加速度、速度或位置，并且经由其传送器而通过所 述第一数据总线将关于运输设备的加速度、速度或位置的所测量的数据发送至所述第一控 制器。可以存在安装至所述第二数据总线的第二测量单元，其测量运输设备的加速度、速度 或位置，并且经由其传送器而通过所述第二数据总线将关于运输设备的加速度、速度或位 置的测量的数据发送至所述第二控制器。所述控制器可以在所述第一和所述第二测量单元 的测量数据之间执行相互比较，并且当在测量数据之间检测到超过最大允许的限制值的差 时，断定测量单元中之一已经发生故障(fail)。在此情况下，电力控制装置可以执行使运输 系统停止的动作，并且例如通过以预定加速度停止运输设备、和/或通过启动至少一个停 止设备，来防止运转的重启。 在本发明的实施例中，电力控制装置被适配为读取运输设备的至少一个安全开关 的状态。与所述安全开关联合安装的是电子读取单元，其读取安全开关的状态，并且将其分 别传送至所述第一和所述第二数据总线中。所述第一和所述第二控制器读取安全开关的状 态，并且相互比较状态数据。这样，通过比较状态数据，可以验证安全开关状态数据的正确 性。像这些安全开关的安全开关包括例如电梯系统中的平台门安全开关、以及自动扶梯系 统中的梳板(comb-plate)安全开关。 根据本发明的电力控制装置中的至少所述第一控制器包括变换器控制级。变换器 控制可以包括不同的操作模式，如电机驱动模式，这意味着至少所述第一控制器根据速度 基准而尽量调整运输系统的电机的转矩的模式。变换器控制还可以包括动态制动模式，并 且，该变换器控制可以被适配为每当退出电机驱动模式时进入动态制动模式。在动态制动 模式中，至少所述第一控制器可以将变换器的正或负转换触点交替地控制至导电状态，从 而激活现有技术的电机的动态制动。 在此上下文中，"转换开关"指串联安装在供电电路中的直流电压中间电路的正和 负电流轨(current rail)之间的两个可控开关。"正转换触点"意味着安装至正电流轨的 一个开关，而"负转换触点"意味着安装至负电流轨的开关。 在本发明的实施例中，所述第一和所述第二控制器包括最大允许速度的包络线。 最大允许速度的包络线的值可以作为运输设备的位置的函数而改变(例如，以当运输设备 接近移动的末端限制时、限制值的绝对值较小的方式)。此外，所述限制值可以根据运输设 备的期望速度，即，根据速度基准，以这样的方式改变根据预定大于单位1 (unity)的恒值 或比例因子，所述限制值的绝对值总是高于所述速度基准的绝对值的。在本发明的实施例 中，所述第一和所述第二控制器在运输设备的速度与最大允许速度的包络线的值之间进行 单独比较。如果所述第一或所述第二控制检测到所测量的运输设备的速度相差了多于预定 限制值，则它们可以相互独立地执行使运输系统停止的动作。 本发明中提到的控制器可以是例如微控制器或可编程FPGA(现场可编程门阵列) 电路。所述控制器还可以通过使用离散组件(诸如逻辑电路)来实现。
本发明的优点 由本发明实现的优点包括下列中的至少一个-减少了单独的安全设备的数量，从而简化了总体系统。提高了总体系统的可靠 性，并且减少了成本。-因为不由机械开关直接控制停止设备，而是测量开关状态，并且可以过滤测量数据，所以，减轻了由于开关的瞬时中断而导致的系统可靠性问题。 _因为电力控制装置以集中的方式管理电梯的安全停止，所以，所述装置可以基于 其已经作出的推论而使得电梯轿厢以预定减速率停止，并且例如将电梯轿厢停在最近的楼 层，从而让乘员离开电梯轿厢，或者，如果情形如此要求，则所述电力控制装置可以启动至 少一个停止设备，以使电梯轿厢尽可能快地停止。-包括在所述电力控制装置中的控制器可以监控相互的操作，并且，当检测到故障 情形时，控制所述电梯轿厢以便使其立即停止，从而縮短了在所述电力控制装置故障的情 况下的系统的反应时间。-当要由所述电力控制装置控制所述电机时，所述控制器需要计算作为距离或时 间的函数的所述电梯轿厢运动的设置值，即，运动基准。当要监控允许运动的极限值时，依 据此运动基准形成所述极限值不需要大量计算。例如，可以依据作为距离或时间的函数的 速度的设置值，即，依据速度基准(例如，以现有技术的方式，经由线性按比例调整)，容易 地生成在超速控制中使用的最大允许速度的包络线，因此，可以更快地执行包络线的计算， 这再次节省了控制器的计算容量。
在下面，将通过参考附图而详细描述本发明，其中图1表示根据本发明的电力控制装置；图2图示了通过本发明的电力控制装置的通信总线而传送的消息的定时；图3表示本发明的电力控制装置中使用的变换器；图4图示了根据本发明的供电电路的中断；图5表示根据本发明的供电电路中的转换开关；图6图示了根据本发明的、用于控制制动设备的技术；图7图示了根据本发明的、用于控制制动设备的另一技术；图8图示了根据本发明的、用于控制两个制动设备的技术；图9图示了根据本发明的、用于控制两个制动设备的另一技术；图10表示根据本发明的数据传输总线；图11表示根据本发明的运输设备的最大允许速度的包络线、以及速度基准图12图示了安全诊断的操作。
具体实施例方式
下面的示例是对配有自动防故障电力控制装置的电梯系统的描述。
图l表示根据本发明的自动防故障电力控制装置。供电电路6包括电力网变换器 8和逆变器7。电力网变换器将正弦电力网电压4变换为直流电压，其被传递至供电电路的 直流电压中间电路23。直流电压中间电路包括用于平滑电压的能量存储器22。逆变器7 将直流电压变换为可变频率和可变幅度的电压，用于馈送给电机5 。电力网电源另外配有主 开关16。 第二控制器2测量电机速度13，并且，通过经由通信总线17而将对应于速度基准 与速度测量之间的差的电机转矩设置值传送至第一控制器l，根据速度基准59而尽量调整
11所测量的速度。所述第一控制器1通过控制逆变器7的转换开关32，经由其变换器控制部 件来调整电机转矩。 所述第二控制器2将其已经测量的速度值作为消息而经由通信总线17发送至所 述第一控制器。所述第一控制器类似地测量速度12，并且将由此获得的速度值作为答复消 息经由通信总线发送至所述第二控制器。所述两个控制器相互比较速度测量，并且，当检测 到在所述测量之间的差超过预定限制值时，相互独立地执行使电梯系统达到安全状态的动 作。这里，"使电梯系统达到安全状态的动作"意味着以预定加速度、或通过启动至少一个 制动设备而停止电梯轿厢。所述第一和所述第二控制器独立地计算最大允许速度的包络线 58。这通过按照大于单位1的恒值按比例调整速度的设置值(即，电梯轿厢的速度基准) 来实现。此外，所述第一和所述第二控制器将所测量的速度值12、 13与最大允许速度的包 络线比较，并且，如果速度测量超过包络线的值，则控制器相互独立地执行使电梯系统达到 安全状态的动作。 在本发明的此实施例中，由接合电梯电机5的牵引滑轮的连个编码器(encoder) 来测量电梯轿厢的速度，但是，例如，还可以以如下这样的方式来安排电梯移动的测量所 述第一控制器1例如通过附接至电梯轿厢的加速度传感器或编码器来测量电梯轿厢的运 动，同时所述第二控制器2通过使用耦接至旋转轮轴或牵引滑轮的编码器来测量电机5的 运动。因此，可以通过比较电梯轿厢移动的测量而检测例如电梯绳索破损的发生。然而，第 一控制器1和第二控制器2两者均可以例如通过直接连接至电梯轿厢或电梯超速调节器的 绳索轮(rope pulley)的传感器，来测量电梯轿厢移动。 为了使电梯系统达到安全状态，控制器中的任一个可以相互独立地启动至少一个 制动设备44、45。安排制动设备的控制，以使得对于要被释放的制动器，需要来自每个控制 器的相符的(congruent)控制命令。如果未从所述控制器中的任一个获得控制命令，则不 释放制动器。 如果使电梯系统达到安全状态不需要立即关闭制动器，则所述第二控制器可以将 电梯电机的转矩的设置值发送至所述第一控制器，以使电梯轿厢以预定减速率60而停止。 所述第一控制器还可以通过经由变换器控制而控制电机转矩，独立于所述第二控制器，使 电梯轿厢以预定减速率停止。 自动防故障电力控制装置还包括数据传输总线10。经由该数据传输总线，所述第 一控制器1和所述第二控制器2可以读取电梯系统中的传感器，如安全开关57的位置。所 述第一和第二控制器可以比较所述位置数据，并且从而验证测量的操作条件。基于所述测 量，所述第一和/或所述第二控制器可以在必要时执行使电梯系统达到安全状态的动作。
所述第一控制器1和所述第二控制器2可以通过禁止对逆变器7的转换开关的负 转换触点34和/或正转换触点33的控制，独立地中断供电电路6。另外，所述第二控制器可 以通过将禁止命令发送至所述第一控制器，防止电力网逆变器8将来自电力网电源4的电 力提供至直流电压中间电路23。所述第一控制器可以以无电力流入直流电压中间电路23 中的这样的方式，通过经由电力网逆变器控制而控制电力网逆变器8，禁止从电力网向直流 电压中间电路供电。 电力网逆变器8可以是闸流管桥，在该情况下，所述第一和第二控制器可以通过 防止电流流至闸流管桥中的闸流管的栅极，中断从电力网4向直流电压中间电路23供电。
12
图2显示了在所述第一控制器1与所述第二控制器2之间的通信总线17中的消 息的定时。所述第二控制器2将消息19发送至所述第一控制器。以规则间隔18传送所述 消息。所述第一控制器1在接收到消息19之后，在预定时间段21内将答复消息20发送至 所述第二控制器2。如果所述第一控制器检测到在预定规则间隔18没有消息19从所述第 二控制器到达，则所述第一控制器可以推断所述第二控制器已经发生故障，并且执行使电 梯系统达到安全状态的动作。类似地，如果所述第二控制器检测到所述第一控制器在预定 时间段21内未发送答复消息20，则所述第二控制器可以推断所述第一控制器已经发生故 障，并且执行使电梯系统达到安全状态的动作。 图4表示供电电路6的中断。中断电路包括两个可控开关25、 31 ，它们可以被用于 防止向放大转换触点的控制信号30的放大器电路29供电。所述第一控制器通过控制信号 26控制开关25，而所述第二控制器通过控制信号27控制开关31。因为开关25、31是串联 的，所以，所述第一控制器1和所述第二控制器2两者均可以通过断开所述开关而独立地中 断供电电路6 ，并且从而防止向放大器电路29供电。 图6图示了制动设备的控制。通过将磁化电流提供至制动设备36的磁化线圈36 而控制制动设备。当电流在线圈中流动时，释放制动器。所述制动器控制电路39包括串联 布置的两个可控开关37、38。当断开所述开关中的任一个时，中断电流向磁化线圈的流动， 从而防止制动器的释放。所述第一控制器1通过控制信号40而控制所述第一开关37，而所 述第二控制器2通过控制信号41而控制所述第二开关38。每个控制器可以独立地断开制 动器控制电路，并且从而防止制动器的释放。换言之，对于要被释放的制动器，需要来自两 个控制器1、2的相符的控制。 图7表示制动器控制布置11 。制动器控制布置包括变压器50 ，其具有两个在初级 侧上的磁化线圈和一个在次级侧上的输出线圈。通过交替切换由脉冲形状控制信号控制的 开关51、42，控制磁化线圈中的电流，其中，所述第一开关51由所述第一控制器1控制，而所 述第二可控开关42由所述第二控制器2控制。对于用来向制动设备的磁化线圈44馈电的 输出线圈，必须通过磁化线圈而交替地对变压器50进行磁化和去磁化。为此原因，来自所 述第一和第二控制器的脉冲形状控制信号14、 15必须处于反相，使得交替地导通和关断开 关51和42。如果控制器中的任一个开始产生DC信号，而非脉冲形状控制信号，从而中止控 制磁化，则向制动设备的磁化线圈44的供电中止，并且接合制动器。 图8图示了用于控制第一制动设备44和第二制动设备45的磁化线圈的控制布置 11、43。所述第一控制器1和第二控制器2以如下方式同时控制所述第一制动器控制布置 11和所述第二制动器控制布置43，该方式即对于要对制动设备的磁化线圈44、45供电，需 要所述第一和第二控制器产生脉冲形状控制信号14、15。另外，所述第一控制器1具有用于 由所述第二控制器2产生的脉冲形状控制信号的测量的输入48，而所述第二控制器2具有 用于由所述第一控制器产生的控制信号的测量的输入49。这样，所述控制器可以测量制动 器控制的操作状态，并且验证操作可靠性。 图9图示了制动设备的磁化线圈44、45的控制。所述第一控制器1具有用于所述 第一制动器控制布置11的控制信号14、以及用于所述第二制动器控制布置43的控制信号 46的输出。所述第二控制器2具有用于所述第一制动器控制布置11的控制信号15、以及 用于所述第二制动器控制布置43的控制信号47的输出。在此实施例中，通过脉冲形状控制信号，相互独立地控制所述第一和第二磁化线圈44、45。 图10表示电力控制装置的数据传输总线10。该数据传输总线包括第一数据总 线52，所述第一控制器1被适配为通过其通信；以及第二数据总线53，所述第二控制器2被 适配为通过其通信。诸如用于将电梯轿厢速度的第一测量12传送至所述第一数据总线52 的传送器54、以及用于将电梯轿厢速度的第二测量13传送至所述第二数据总线53的传送 器58之类的传送器连接至数据传输总线。另外，例如，可以存在连接至数据传输总线的传 送器55、56，其用于将指示电梯系统中的安全开关的位置的位置数据传送至所述第一和第 二数据总线。电梯系统的这样的安全开关的示例是平台门安全开关。 图12图示了控制器的安全诊断的操作。控制器1、2确定第一差错情形70，如故障 信号或功能偏差。控制器1、2随后进行关于差错情形是否涉及危险的推断71。如果必要， 则控制器将程序执行设置为操作禁止模式78，在该情况下，执行用于停止运输系统的动作， 并且此外，禁止重启运输系统。如果差错情形不需要转变至操作禁止模式78，则控制器仍可 以停止运输系统72，在该情况下，程序执行进入允许重启运输系统的停止状态79 ;或者，其 可以允许运输系统继续以正常方式操作。如果控制器随后检测到第二差错情形80，则其再 次以相应方式进行推断，以确定差错情形是否牵涉危险73、74，于是，控制器将运输系统设 置为操作禁止模式78，执行运输系统的正常停止79，或者允许运输系统的正常操作。在第 三差错情形81之后，再次重复类似的推断过程75、76，并且，如果此后跟随有新的差错情形 82，则停止运输系统，并且将程序执行设置为如在安全诊断软件中定义的操作禁止模式78、 或允许重启的停止模式79。 上面已经参考一些实施例示例而描述了本发明。对于本领域的技术人员显而易见 的是，本发明不仅仅限制于上述实施例，而在权利要求书中定义的创造性思想的范畴内，许 多其它的实施例是可能的。
权利要求
一种用于在能源(4)与运输系统的电机(5)之间供电的电力控制装置(3)，所述电力控制装置包括供电电路(6)，其包括至少一个包含可控转换开关(32)的电子电力变换器(7、8)，所述电力控制装置还至少包括被适配为相互通信的第一和第二控制器(1、2)，所述控制器(1、2)总共包括至少一个变换器控制部件，并且，所述电力控制装置包括至少一个制动设备的控制(11、43)，其特征在于至少第一(1)和第二(2)控制器包括用于运输设备的运动信号(12、13)的输入、该运输设备的运动的监控、以及用于至少一个制动设备的控制信号(14、15、46、47)的输出。
2. 如权利要求1所述的电力控制装置，特征在于至少第一控制器(1)包括变换器控制，而至少第二控制器(2)包括运输设备速度的调整，并且，第一 (1)和第二 (2)控制器包括用于指示该运输设备的速度和/或位置的测量信号的输入，并且，所述控制器还包括该运输设备的速度和/或位置的监控。
3. 如权利要求1或2所述的电力控制装置，特征在于所述第一和第二控制器包含安全诊断。
4. 如权利要求3所述的电力控制装置，特征在于在运输设备运动监控的基础上，确定所述安全诊断中的差错情形。
5. 如权利要求3或4所述的电力控制装置，特征在于在第一 (1)控制器(1)与第二控制器(2)之间的通信的基础上，确定所述安全诊断中的差错情形。
6. 如在前权利要求中任何一个所述的电力控制装置，特征在于在第一 (1)和第二 (2)控制器之间提供通信总线(17)，第二控制器(2)被适配为在预定时间间隔(18)向第一控制器(1)发送消息(19)，第一控制器(1)被适配为当接收到该消息时，在预定时间段(21)内向所述第二控制器发送答复消息(20)，并且，所述两个控制器(1、2)均被适配为当检测到消息或答复消息之间的间隔偏离预定限制值时，相互独立地执行用以使运输系统停止的动作。
7. 如权利要求2所述的电力控制装置，特征在于消息(19)和答复消息(20)两者均包含至少下列数据项參由发送消息(19)或答复消息(20)的控制器读取的速度和/或位置测量数据(12、13)參关于由发送消息或答复消息的控制器检测到的故障的通知參对至少一个制动设备(44、45)的控制命令并且，所述两个控制器均被适配为当检测到制动设备控制命令之间、或控制器的速度和/或位置测量数据之间的偏差时，或者当接收到关于所检测到的故障的消息时，相互独立地执行用以使运输系统停止的动作。
8. 如在前权利要求中任何一个所述的电力控制装置(3)，特征在于所述电力控制装置包括供电电路的中断，并且，至少第一 (1)和第二 (2)控制器包括用于中断供电电路(6)的控制信号(26、27)的输出。
9. 如权利要求4所述的电力控制装置，特征在于所述电力控制装置包括用于控制所述变换器的转换开关的控制部件(24)，所述控制部件包括至少用于控制正(33)或负(34)转换触点的控制能量的电源(28)，供电电路(6)的中断包括用于中断控制能量的提供的、与电源串联安装的两个可控开关(25、31)，并且，第一控制器(1)被适配为控制第一开关(25)，而第二控制器(2)被适配为控制第二开关(31)，以便中断控制能量的提供。
10. 如在前权利要求中任何一个所述的电力控制装置，特征在于至少一个制动设备的控制(11、43)包括串联安装在制动器控制电路(39)中的两个开关(37、38)，第一控制器(1)包括用于第一开关的控制信号(40)的输出，而第二控制器(2)包括用于第二开关(41)的控制信号的输出，并且，所述第一和第二控制器两者均包括用于指示第一 (37)和第二 (38)开关的位置的数据的输入。
11. 如权利要求1-5中任何一个所述的电力控制装置，特征在于第一控制器(1)包括用于第一脉冲形状控制信号(14)的输出，第二控制器(2)包括用于第二脉冲形状控制信号(15)的输出，第一控制器包括用于所述第二脉冲形状控制信号的测量的输入(48)，而第二控制器包括用于所述第一脉冲形状控制信号的测量的输入(49)，至少一个制动设备的控制(11、4所述第一和第二脉冲形状控制信号(14、15)的输入，并且，所述制动设备的控制(11、43)被适配为仅通过由所述第一和所述第二脉冲形状控制信号(14、15)的同时控制而将控制电力提供至所述制动设备(44、45)。
12. 如在前权利要求中任何一个所述的电力控制装置，特征在于，所述电力控制装置包括数据传输总线(10)，其包括第一数据总线(52)，所述第一控制器(1)被适配为通过第一数据总线(52)进行通信；和第二数据总线(53)，所述第二控制器(2)被适配为通过第二数据总线(53)进行通信；连接至所述第一数据总线的传送器(54)，用于传送运输设备的第一运动信号(12);以及连接至所述第二数据总线的传送器(58)，用于传送运输设备的第二运动信号(13);并且，所述第一和所述第二控制器被适配为比较由它们从数据总线(52、53)并行地读取的所述第一和所述第二运动信号，并且，当检测到所述信号彼此相差多于特定的限制值时，执行用于使运输系统停止的动作。
13. 如权利要求8所述的电力控制装置，特征在于，数据传输总线(10)包括连接至所述第一数据总线(52)的传送器(55)，用于传送运输系统的安全触点(57)的状态数据；以及连接至第二数据总线(53)的传送器(56)，用于传送运输系统的安全触点(57)的状态数据。
14. 如在前权利要求中任何一个所述的电力控制装置，特征在于变换器控制包括电机驱动模式，并且，至少所述第一控制器(1)被适配为交替地切换该变换器的正(33)或负(34)转换触点至导电状态，用于在变换器控制的状态不同于电机驱动模式的情形中动态制动电机(5)。
15. 如在前权利要求中任何一个所述的电力控制装置，特征在于运输设备的速度和/或位置的监控包括与所述第一控制器(1)有关的第一最大允许速度的包络线(58)、以及与所述第二控制器(2)有关的第二最大允许速度的包络线(58)，并且，所述第一和所述第二控制器被适配为将所测量的速度(12、 13)与最大允许速度的相应包络线(58)的值比较，并且，当检测到所测量的速度与包络线的值之间的差超过预定限制值时，执行用于使运输系统停止的动作。
16. 如权利要求11所述的电力控制装置，特征在于当检测到所测量的速度与最大允许速度的包络线(58)的值之间的差超过预定限制值时，所述第二控制器(2)被适配为向所述第一控制器(1)发送电机转矩设置值，以使运输系统以预定减速率(60)停止。
17. 如权利要求11或12所述的电力控制装置，特征在于当检测到所测量的速度(12、13)与最大允许速度的包络线(58)的值之间的差超过预定限制值时，所述第一控制器(1)被适配为通过变换器控制，使电机以预定减速率(60)停止。
18. 如在前权利要求中任何一个所述的电力控制装置，特征在于所述第一控制器(1)包括电力网变换器控制。
19. 如权利要求14所述的电力控制装置，特征在于当检测到故障情形时，至少所述第一控制器被适配为通过电力网变换器控制而中断从能源(4)至供电电路(6)的直流电压中间电路(23)的供电。
20. 如在前权利要求中任何一个所述的电力控制装置，特征在于所述电力控制装置被适配为在能源(4)与电梯系统的电机(5)之间供电。
全文摘要
本发明涉及一种用于在能源(4)与运输系统的电机(5)之间供电的自动防故障电力控制装置(3)。所述电力控制装置包括供电电路(6)，其包括至少一个包含可控转换开关(32)的变换器(7、8)，并且，所述电力控制装置包括用于控制变换器转换开关的部件(24)、数据传输总线(10)、被适配为相互通信的至少两个控制器(1、2)、以及用于控制第一制动设备的控制布置(11)、以及可能地用于控制第二制动设备的控制布置(43)。
文档编号B66B5/02GK101715426SQ200880018647
公开日2010年5月26日 申请日期2008年2月1日 优先权日2007年4月3日
发明者安蒂·卡利奥尼米, 阿里·卡泰南 申请人:通力股份公司