电梯系统和用于监测电梯系统的方法与流程

所谓的“智能”电梯提供在受干扰或受阻情况下发生的故障的列表。为了使电梯恢复到正常操作，专家不得不仔细检查子系统(包括操作、驱动器以及门)来识别检测到的故障的原因并且执行适当的动作。为了在世界各地确保快速反应和故障解决，大量的专家需要在一周7天内一天24小时是可用的。

因此，提供用于监测电梯的系统和方法将是有益的，所述系统和方法允许在短时间段内解决电梯故障，而不需要大量的专家出现或一直处于待命状态。

根据本发明的示例性实施方案，电梯系统包括：

多个电梯，其中所述电梯中的每一个包括：

诊断单元，所述诊断单元被配置用于运行至少一个诊断例程以检查电梯的部件并且提供电梯操作和诊断数据；

通信单元，所述通信单元被配置

用于将由诊断单元提供的电梯操作和诊断数据传输到远程诊断系统；并且

用于从所述远程诊断系统接收控制命令；以及

控制单元，所述控制单元被配置用于执行由通信单元接收的控制命令。

所述电梯系统还包括远程诊断系统，所述远程诊断系统包括：

至少一个数据接收单元，所述至少一个数据接收单元被配置用于接收从通信单元传输的电梯操作和诊断数据；

至少一个存储单元，所述至少一个存储单元被配置用于存储电梯操作和诊断数据；

至少一个分析单元，所述至少一个分析单元被配置用于通过将所接收数据与先前存储的数据进行比较来自动地分析由至少一个接收单元接收的电梯操作和诊断数据以便检测电梯的故障；以及

至少一个指令单元，所述至少一个指令单元被配置用于将指令发送到已检测出故障的电梯的通信单元，以命令所述电梯的控制单元执行基于所存储信息的至少一个特定动作以便克服检测到的故障。

根据本发明的实施方案，监测包括多个电梯的电梯系统的方法包括以下步骤：

a)在电梯系统的单个电梯上运行至少一个诊断例程以检查电梯的部件并且提供电梯操作和诊断数据；

b)将由诊断单元提供的电梯操作和诊断数据传输到远程诊断系统；

c)存储电梯操作和诊断数据；

d)自动地分析电梯操作和诊断数据以检测电梯的故障；

e)将指令发送到已检测出故障的所述单个电梯，以命令所述电梯执行优选地基于所存储信息的特定动作，以便克服检测到的故障且/或将关于检测到的故障的通知发送给机械工。

本发明的示例性实施方案提供使用专家知识并且与智能电梯直接交互的自主系统。具体地，这种诊断系统可在互联网中实现为云服务，以提供分布在多个计算机上的“网络物理系统”(cps)和“服务互联网”(ios)，从而允许从世界各地快速接入并且在失效的情况下提供确保服务的高可靠性的冗余。

图1示出电梯1的示意图，所述电梯1是根据本发明的示例性实施方案的电梯系统的一部分。电梯1包括在多个楼层4之间延伸的井道2。在每个楼层4处提供至少一个井道门6，以允许从楼层4进入井道2。

电梯轿厢8通过至少一个受拉构件10悬停在井道2内，所述受拉构件10连接到在在井道2的顶部处提供的电梯驱动器12，以允许通过操作电梯驱动器12来沿着井道2的纵向延伸部、在多个楼层4之间移动电梯轿厢8。

电梯驱动器12包括用于移动电梯轿厢8的电机18和用于防止电梯轿厢8在位于楼层4中的一个楼层时发生任何移动的制动器20。电机18和制动器20具备相关联的传感器26、28，所述传感器26、28被配置用于分别监测电机18和制动器20的操作。

电梯驱动器12可位于井道的任何其他部分中，例如，位于井道的底部处的凹坑中，乃至安装在电梯轿厢8本身上。电梯驱动器12还可位于在图1中未示出的单独的机器间中。电梯1可能有或者可能没有在图1中未示出的平衡重物。

电梯轿厢8包括至少一个电梯轿厢门16，当电梯轿厢8定位在特定楼层4处时，所述电梯轿厢门16定位成与对应的井道门6相对。轿厢门16和对应的井道门6彼此协调地打开，以便允许乘员在电梯轿厢8与相应的楼层4之间转移。

电梯驱动器12功能性连接到电梯控制单元14，所述电梯控制单元14控制电梯轿厢8的移动以及门6、16的打开和关闭。

在楼层4中的每一个处和/或在电梯轿厢8内提供多个输入单元5。输入单元5通过导线(未示出)或通过无线连接连接到电梯控制单元14，以便允许乘员输入控制命令，所述控制命令致使电梯驱动器12将电梯轿厢8移动到所需楼层4的。

为了确保电梯1的安全操作，需要密切监测门6、16的移动，具体来说是确保在电梯轿厢8移动之前已正确地关闭了所有门6、16，以便防止乘员落入井道和/或困在楼层4与移动的电梯轿厢8之间。

因此，在门6、16中的每一个处提供至少一个门传感器22，其被配置用于监测门6、16的移动。

在井道2中提供附加的位置传感器24，其被配置用于检测电梯轿厢8被正确地定位在特定楼层4处。

由这些传感器22、24、26、28收集的数据可经由在图1中未示出的导线(例如，基本上平行于受拉构件10延伸的行进线缆的导线)或通过无线连接传输到接收器20，所述连接器20连接到电梯控制单元14。

电梯控制单元14包括诊断单元17，所述诊断单元17被配置用于监测电梯1的操作以便基于由传感器22、24、26、28提供的数据来检测任何故障。以下将参考图3和图4对所述监测的细节进行描述。

电梯控制单元14还连接到通信单元30，所述通信单元30被配置来经由数据连接36与远程诊断系统40通信，这也将在下文更详细地进一步描述。

图2示出根据本发明的示例性实施方案的电梯系统34的示意图。

电梯系统34包括如前文已参照图1描述的多个“智能”电梯1，所述电梯1位于多个地点32(诸如建筑物32)处。每个地点32可具有一个或多个电梯1。

电梯1中的每一个能够通过其相应的通信单元30与诊断系统40的数据接收单元42通信，所述通信可经由数据连接36以“数据云”的形式实现，所述数据连接36可实现为有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合(例如经由因特网)。

诊断系统40包括：至少一个存储单元(存储器)44，所述至少一个存储单元(存储器)44被配置用于存储电梯操作和诊断数据；和分析单元46，所述分析单元46被配置用于自动地分析由至少一个接收单元42接收的电梯操作和诊断数据(具体地是通过对接收的数据与先前存储的数据进行比较)，以便检测电梯1中的一个的任何故障。

诊断系统40还包括指令单元48，所述指令单元48被配置用于发送指令，所述指令将被发送到已检测出故障的电梯1的通信单元30，以命令相应电梯1的控制单元14执行基于所存储信息的至少一个特定动作以便克服检测到的故障。

所述指令可包括电梯系统的关闭和之后的重新启动、失效检测标志的删除和/或电梯控制器14的存储器的重置。

另外或可选地，可改变电梯控制的参数，这将在下文进一步详细地讨论。

诊断系统40还包括通知单元50，所述通知单元50被配置用于通知机械工由存储单元46检测到的故障；和订购单元52，所述订购单元52被配置用于订购为了克服检测到的故障所必需的备件。

图3示意性地示出根据本发明的示例性实施方案的诊断系统40的操作。

操作基本上包括三种步骤，也就是数据收集和存储步骤100、数据分类和评估步骤200以及动作步骤300。

数据收集和存储开始于步骤110，所述步骤110用于向诊断系统40登记电梯1，即通过传输数据，所述数据包括电梯1的用于明确地识别电梯1的单个单元号和任选的时间戳记，以便记录登记时间。

在第二步骤120中，电梯的状态(例如，正常操作、检查运行、电梯受阻或受干扰)被评估并且传输到诊断系统40，其中所述状态存储在存储单元44内。

为了减少要传输的数据量，只有在状态例如从受阻或受干扰的正常操作改变时才可发送数据。此外，可通过仅发送评估数据，即结果而不是原始数据，来减少数据量。

在失效或故障已由电梯的1诊断单元17识别的情况下，包括相应的失效诊断的失效消息也被传输到存储单元44并且存储在存储单元44中(步骤130)。检测到的失效可包括安全链的制动、电梯驱动器12关闭、紧急停止的发生或与电梯轿厢8内的乘员的通信的中断，或子系统(例如，驱动器或门系统的操作)之间的通信断开。

在另一个步骤140中，包括自调整参数参数，例如，超时时段和实际限制也被传输到诊断单元40。

在下一步骤150中，电梯1的经受磨损的部件(例如输入单元5和传感器22、24、26、28的机械触点、继电器、开关、按钮)的寿命也被传输到诊断系统40并且存储在存储单元44中。

因此，第一组的数据收集和存储步骤100的特征在于从相应的电梯1到诊断系统40的数据传输。

第二组步骤200涉及由诊断系统40接收的数据的分类和评估。

首先，根据电梯1的子系统(例如电梯1的操作控制、运动控制以及门控制)对所接收的数据进行分类(步骤210)。

在第二组步骤220中，评估已经关于相应的子系统所传输的失效消息，以便识别相应的故障。这些步骤220可包括检查电梯的安全链、在电梯轿厢8与相应的控制中心之间延伸的驱动和/或通信线路。

作为下一步骤230，识别为了更换电梯1的对应的有缺陷零件以便克服检测到的失效功能所需的备件，例如，制动开关或门锁。

此外，识别用于预防性维护的备件，即仍然适当地工作但预期在短时间内会到达其预期寿命的终结的零件(步骤240)。可预先订购所识别的零件以便在它们实际导致电梯1的故障之前在机械工方便时加以更换。

第三组步骤300涉及如何对检测到的电梯状态起作用。

首先，通过执行一些预定义的动作(步骤320)(例如，删除失效标志、重置(失效)存储器乃至重新启动整个电梯控制系统)来确定检测到的问题是否可由智能电梯本身克服(继续步骤310)。

通过将消息发送到相应的电梯1来触发这些动作(步骤330)。

可选地，如果已确定检测到的问题不能由电梯1独立解决，那么命令机械工去电梯侧(步骤350)以便检查(步骤360)引起故障的部件，从而用合适的备件更换有缺陷零件(步骤370)以便克服故障或进行预防性维护。最后，更新存储在诊断系统40中的电梯信息(步骤380)。

图4示意性地示出用于通过调整电梯1的操作的参数来由电梯1本身克服电梯1的阻塞或故障的程序的实施例。这种程序可在将数据发送到云(图3中的步骤120)之前由电梯1执行，或者作为关于图3中的步骤320所提到的预定义动作中的一个被执行。

在第一步骤400中，确定是否已检测到失效。

在已检测到失效的情况下，在步骤410中收集所接收的失效消息，并且选择与所接收的失效消息相对应的子系统(步骤420)。子系统尤其可包括电梯1的操作控制、运动控制以及门控制。

在下一步骤430中，选择所选子系统的参数，例如，超时时段、电流限制、阈值等，并且在步骤440中增大或减小所选参数。

接下来，在步骤400中，再次检查即使在使用改变的参数的情况下，故障是否仍然存在。

在仍然存在故障的情况下，重复包括前文已描述的步骤410、420、430和440的程序，以更进一步调整电梯操作的参数。

在不再检测到故障的情况下，在步骤450中确定是否已改变参数中的至少一个以便在步骤460中将关于改变的参数的通知与已通过相应地改变相应的参数克服了检测到的失效的信息一起发送到诊断系统。

在其他电梯1中的一个检测到类似的故障的情况下，这个信息可由诊断系统40使用，从而允许通过适当地修改对应的参数来甚至更快地克服检测到的故障。

在没有检测到失效并且没有参数已被改变的情况下，不需要进一步的动作(步骤470)并且系统将继续正常操作(步骤480)。

以下陈述多个任选的特征。这些特征可在特定实施方案中单独实现或与其他特征中的任一个组合实现：

在一个实施方案中，诊断单元可被配置来周期性地运行至少一个诊断例程以便快速且高可靠性地检测电梯的故障。

在一个实施方案中，诊断系统还可包括被配置用于通知机械工由分析单元检测到的故障的通知单元。这允许在没有人工干预的情况下将机械工派到电梯侧；以便确保电梯的任何问题在短时间内得到解决而不需要人员出现在服务中心处来通知机械工已发生问题。

在一个实施方案中，诊断系统还可包括被配置用于订购为了克服检测到的故障所必需的备件的订购单元。这允许对修理电梯所需的零件的快速订购；具体地，即使在服务中心处没有可用的人时也可订购所需的零件。

在一个实施方案中，分析单元还可被配置用于检测对预防性维护的需要。这确保电梯的可靠性增加，因为可在关键部件失灵而导致电梯的故障之前通过更换关键部件来避免故障。

在一个实施方案中，每个电梯可包括一对子系统并且诊断单元可被配置用于监测所述子系统中的每一个。这提高了监测的质量并且允许快速且高可靠性地检测子系统中的每一个的故障。

在一个实施方案中，每个电梯可包括一对子系统和一对诊断单元，其中诊断单元中的每一个是被配置用于监测所述子系统中的一个的专门的诊断单元。专门的诊断单元在检测它们分别相关联的子系统的故障方面是非常有效的。提供彼此独立工作的多个诊断单元进一步增强了整体系统的可靠性，因为即使在诊断单元中的一个失灵或故障的情况下，其他诊断单元将继续监测其他子系统。

在一个实施方案中，电梯系统可包括位于不同的地点处(例如位于不同的建筑物中)的电梯。这允许有效地监测遍布于多个地点的多个电梯，所述多个地点可能位于不同的城市、国家中乃至不同的大陆上，只要可以提供可靠的数据连接。

在一个实施方案中，通信单元可被配置来通过电话网络或数字数据网络(包括有线网络和无线网络)来传输数据。使用用于数据传输的现有网络(例如，电话网络或互联网)允许简单且便宜地实现系统。由于通常没有大量的数据需要传输，电话线可用于数据传输。这允许即使在没有(快速)数据连接可用的区域中也可实现并且使用系统。

在一个实施方案中，自动地分析电梯操作和诊断数据可包括将所接收的数据与先前存储的数据进行比较，这允许快速且有效地分析数据。

在一个实施方案中，发送到电梯的指令可包括用于改变电梯的操作参数、删除失效检测标志、重置存储器和/或关闭并重新启动电梯的指令。改变操作参数(例如，超时时段、时间限制、门和/或电梯轿厢的速度)可提供非常有效且简单的方式来克服故障。重置存储器和/或关闭并重新启动电梯在单个事件已引起存储器中的某某种障碍从而导致电梯的不正确操作的情况下可能有帮助。

在一个实施方案中，所述方法可包括自动地订购为了克服检测到的故障所需的至少一个备件。这允许快速修复电梯，因为备件将快速而无需人工干预地交货。

在一个实施方案中，所述方法可包括监测电梯部件的激活次数，以便在电梯部件的激活次数超过预先确定的极限时检测对预防性维护的需要。这确保电梯的可靠性增加，因为可在预先确定的激活次数之后、在关键部件失灵并引起电梯的故障之前通过更换关键部件来避免故障。

参考

1电梯

2井道

4楼层

5输入单元

6井道门

8电梯轿厢

10受拉构件

12电梯驱动器

14电梯控制单元

16轿厢门

17诊断单元

18电机

20制动器

22门传感器

24位置传感器

26电机传感器

28制动器传感器

30通信单元

32地点

34电梯系统

36数据连接

40远程诊断系统

42数据接收单元

44存储单元

46分析单元

48指令单元

50通知单元

52订购单元

100存储步骤

110登记步骤

120状态评估和传输步骤

130失效消息传输和存储步骤

140参数调整步骤

150寿命传输步骤

200数据分类和评估步骤

210接收数据分类步骤

220失效消息评估步骤

230备件订购步骤

240备件识别和订购步骤

300动作步骤

310通过智能电梯解决问题

320由智能电梯执行的动作

330将消息发送到相应的电梯

350命令机械工

360检查部件

370更换有缺陷零件

380更新诊断系统

400确定是否已检测到失效

410收集所接收的失效消息

420选择子系统

430选择所选子系统的参数

440改变所选参数

450确定是否已改变至少一个参数

460发送关于改变的参数的通知

470没有进一步的动作

480正常操作