具有非中心的电子安全系统的电梯的制作方法

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分的具有非中心的电子安全系统的电梯。

背景技术：

近年来，用于电梯的安全系统的研发方向为，采用基于总线的电子安全系统替代现有的具有串联的安全触头的模拟安全电路。

专利文献ep2022742a1例如描述了此类基于总线的电子安全系统。这里，涉及到具有两个安全控制单元的非中心地布置的安全系统。一个安全控制单元布置在轿厢上且另一个安全控制单元与数据相对应。这两个安全控制单元经基于安全的总线连接。在轿厢上的那个安全控制单元的任务在于，监控轿厢的所有有关位置及速度的安全上关键的运动状态。相反，另一个安全控制单元主要监控触头，如竖井门触头或竖井端部触头。

在ep2022742a1中介绍的非中心的安全系统的前提条件是，通过本地布置的安全控制单元对本地提供的传感器及触头信号进行评价且监控与传感器及触头信号相关的安全功能。例如，安全控制单元对可在轿厢上提供的位置及速度信号进行评价且将其与保存在安全控制单元上的一组极限值曲线相比较。如果轿厢速度超出对于某一位置预设的极限值，第一安全控制单元出发驱动制动器或防坠制动器。相应地，另一个安全控制单元例如监控竖井门触头的状态且在识别到不允许的竖井门触头安全状态时由其本身触发驱动制动器或防坠制动器。对于竖井门触头不允许的安全状态例如当楼层的竖井门敞开且同时没有轿厢位于该楼层时产生。

这种安全系统的缺陷在于，在所述一个安全控制单元上可提供的针对轿厢的有关位置及速度的在安全上关键的运动状态的监控的计算功率相比于所述另一个安全控制单元上可提供的针对安全触头的监控的计算功率相对较高。相应地，所述一个安全控制单元在采购方面相对更加昂贵。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提出一种成本低廉的用于电梯的安全系统。

该目的通过如下电梯实现：该电梯包括驱动装置和轿厢，轿厢与驱动装置有效连接且能够沿行驶轨道行驶。此外，电梯包括至少一个导轨(其沿行驶轨道布置且引导轿厢)以及防坠制动器(其布置在轿厢上且被设计用于将制动力施加到导轨上)。此外，设置安全系统，其包括第一安全控制单元和第二安全控制单元，所述安全系统监控电梯的安全状态。该电梯的特征在于，第一安全控制单元被设计用于，将停止信号输出到驱动装置，特别是输出到驱动装置的驱动制动器和/或输出到驱动装置的变频器，第二安全控制单元被设计用于，将触发信号输出到防坠制动器，从而在确定了存在不允许的安全状态时将电梯置于允许的安全状态下。

不允许的安全状态在这里被理解为电梯的如下状态：在该状态下，不能确保电梯的安全运行。不允许的安全状态例如在如下情况下存在：楼层的竖井门敞开且同时没有轿厢位于相应的楼层上，轿厢达到超速或轿厢驶过竖井端部开关。相应地，当确保了电梯的可靠的运行时，存在允许的电梯安全状态。

将停止信号发送到驱动装置应该被理解为由安全系统发起的措施，用以借助于驱动装置有目的性地制动轿厢的行驶。这例如一方面包括驱动制动器或变频器的直接操控或调整，或者还包括借助于安全回路或安全触头的间接的介入。如果安全回路或安全触头被断开，则驱动装置被断开供电。相应地，驱动制动器被激活且驱动被切断。轿厢的行驶在这里不必强制地被制动到静止。轿厢行驶被制动到位于预设的速度阈值以下的速度值可以是足够的。例如当轿厢在行驶中仅瞬间达到不允许的超速时。

优选停止信号从安全系统仅能够经第一安全控制单元输出到驱动装置，触发信号从安全系统仅能够经第二安全控制单元输出到防坠制动器。

此类电梯的优点在于安全系统与对于安全关键的促动器(例如驱动制动器或防坠制动器)之间的接口的减少。由此简化了安全系统的复杂性。

优选第一安全控制单元与电梯控制装置连接且被设计用于，在确定了存在不允许的安全状态时向电梯控制装置输出状态信号。

这里有利的是，电梯控制单元始终发挥作用，与安全系统是否无障碍地工作无关。通过这种功能方式还可以理想地利用第一安全控制单元与电梯控制装置之间的数据导线，这是因为不必将不需要的正面的状态信号发送给电梯控制单元。相应地，可以将数据导线针对更小的数据传输量来设计。

优选第二安全控制单元与第一安全控制单元连接且被设计用于，在确定了存在不允许的安全状态时将状态信号输出到第一安全控制单元。

这种功能方式的优点在于，能够取消第二安全控制单元与电梯控制装置之间的直接连接。当第二安全控制单元确定了不允许的安全状态时，仅间距地经第一安全控制单元将相应的状态信号从第二安全控制单元传输给电梯控制单元。这种优点同样了导致接口的减少以及安全系统复杂性的减小。

优选第二安全控制单元与加速度传感器连接且被设计用于，基于加速度传感器的加速度信号来监控安全状态，其中，第二安全控制单元将加速度信号与能够预设的加速度阈值进行比较，在达到或超出加速度阈值时将触发信号输出到防坠制动器。

此处的优点在于，快速且可靠地停止轿厢例如由承载机构断裂造成的自由落体。这是因为，由轿厢上的第二安全控制单元处理加速度信号既实现了针对加速度传感器的传感器信号至第二安全控制单元的短信号行程也实现了针对第二安全控制单元的停止信号至防坠制动器的短信号行程。由此确保了由防坠制动器触发防坠功能的较短的反应时间。

优选第二安全控制单元与位置和/或速度传感器连接且被设计用于，将位置和/或速度传感器的位置和/或速度信号传输到第一安全控制单元。位置和/或速度传感器可以被设置为读取单元，其读取编码带的编码标记，编码带基本上沿轿厢的行驶轨道延伸。编码标记代表了关于轿厢相对于编码带或行驶轨道的位置的信息。编码带被用作信息载体。位置和/或速度传感器还可以被设计为霍尔传感器或磁性条带，在磁性条带上保存编码标记。对此可替换地，位置和/或速度传感器或编码带可以被设计为光学系统。

此处的优点在于，位置和/或速度传感器的原始数据已经在轿厢上由第二安全控制单元进行处理且由此仅处理过的数据对去往第一安全控制单元的数据导线产生负担。因此，第二安全控制单元与第一安全控制单元之间的数据连接仅由对于电梯控制装置反正也是必须的位置和/或速度数据来产生负担。

可替换或可选地，第一安全控制单元还可以与另一个位置和/或速度传感器相连接且被设计用于，将该另一个位置和/或速度传感器的位置和/或速度信号传输到第一安全控制单元。在该实施方式中，位置和/或速度传感器关于行驶轨道固定地布置。本领域技术人员能够采用各种不同的测量系统，其实现了对轿厢的位置和/或速度进行确定。这样，该另一个位置和/或速度传感器可以基于激光或超声波技术。此外，增量传感器也是适用的，其监控驱动装置的驱动轴的旋转运动且由此生成位置和/或速度信号。

优选第一安全控制单元被设计用于，基于位置和/或速度信号来监控安全状态，其中，第一安全控制单元将位置和/或速度信号与位置和/或速度阈值、特别是与位置相关的速度阈值进行比较，在达到或超出位置和/或速度阈值时将停止信号输出到驱动装置。

由第一安全控制单元处理与位置和/或速度相关的安全功能以及由第二安全控制单元处理与加速度相关的安全功能所具有的优点在于，每一个单个的安全控制单元的计算耗费通过分开的工作方式保持受限。因此，能够采用相对便宜的安全控制单元。

优选位置和/或速度阈值预设出在轿厢和楼层门敞开时在楼层上的停靠位置处能够预设的区域中的针对轿厢的运动的与速度和位置相关的极限值，用以防止轿厢的意外运动。这里，第一安全控制单元在达到和/或超过速度极限值时以及在轿厢在能够预设的区域外行驶时通过驱动装置采用制动措施。

优选位置和/或速度阈值预设出在行驶轨道的端部区域中针对轿厢的运动的与位置相关的极限值，用以防止轿厢与行驶轨道端部碰撞。

优选位置和/或速度阈值预设出针对轿厢在行驶轨道的整个区域中的超速的与速度相关的极限值，用以防止轿厢超速。

优选与速度相关的针对超速的极限值能够根据运行模式来预设，其中，特别是在维护模式中的针对超速的极限值被选择得小于在正常模式中的针对超速的极限值。

优选位置和/或速度阈值预设出针对行驶轨道端部上的轿厢接近区域的与速度和位置相关的极限值，用以确保轿厢向行驶轨道端部的方向可控的制动。这里，针对所述接近区域的与速度和位置相关的极限值优选向行驶轨道端部的方向减小。

优选第一安全控制单元与至少一个安全触头、特别是竖井门触头或竖井端部触头连接且被设计用于，基于至少一个安全触头的开关状态来监控安全状态，其中，第一安全控制单元评价至少一个安全触头的开关状态且在存在不允许的开关状态时将停止信号输出到驱动装置。

其优点在于，关于行驶轨道固定布置的安全触头的开关状态由在空间上靠近布置的第一安全控制单元评价。相应地，安全触头的开关状态有赖于较短的信号行程能够快速且可靠地被提供。

附图说明

下面，借助于附图详细阐述本发明。其中，

图1示出了具有按照本发明的安全系统的电梯；

图2示出了安全系统的示意图；以及

图3示出了安全系统和所执行的安全功能的示意图。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的电梯10的实施例的大大简化的图示。电梯10具有轿厢12，其经承载机构31、特别是绳索或皮带与驱动装置11有效连接或者说作用连接。这里，承载机构31经被驱动装置11驱动的主动轮32运转。主动轮32借助于与承载机构31的摩擦配合将旋转运动转换成承载机构的直线运动，其中，轿厢12能够沿行驶轨道20行驶。

典型地，行驶轨道20由四个侧部的竖井壁33、一个竖井天花板和一个竖井底板限定边界。竖井天花板和竖井底板在图1中未示出。轿厢12在行驶中沿行驶轨道20在导轨13上引导。为此，轿厢12具有导靴，其嵌入导轨13。出于简化的原因，图1中未示出导靴。

此外，轿厢12具有防坠制动器16，其能够将制动力施加到导轨13上，用以在需要时制动轿厢12。

在所示示例中，轿厢12固定在承载机构31的第一端部31.1上且平衡轿厢12的重量的对重21固定在承载机构31的第二端部31.2上。本领域技术人员能够实现轿厢12及对重21的其他悬挂方式，例如轿厢12悬挂在承载机构31的回路中，其中，承载机构31的端部关于行驶轨道20位置固定地例如直接或间接地连接到竖井壁33上。本发明能够与特殊的悬挂方式无关地实现。

此外，根据所选择的悬挂方式的不同设置用于引导承载机构31的至少一个或多个其他的换向轮34或轿厢或对重承载轮。

此外，驱动装置11具有驱动制动器14。驱动制动器14为此被设计用于间接或直接地将制动力矩施加到主动轮32上。这里，借助于驱动制动器14能够制动主动轮32的旋转运动或轿厢12的直线运动。

在正常运行中，驱动装置11借助于电梯控制装置19被控制或调节。电梯控制装置19记录轿厢呼叫和针对需要行驶到的楼层53的目的地输入且建立针对轿厢呼叫和目的地输入的实施的行驶计划。电梯控制装置19产生基于行驶计划的控制信号，用以将轿厢12行驶到相应的楼层。这里，电梯控制装置19将控制信号传输给驱动装置11的变频器或驱动制动器14。出于概览的原因，在图1中仅示出一个楼层53。

为了能够始终确保电梯10的安全运行，设置安全系统1。该安全系统1包括第一安全控制单元2和第二安全控制单元3，第一安全控制单元优选在驱动装置11处布置且操控驱动装置11，第二安全控制单元布置在轿厢12上且对防坠制动器16进行操控。此外，第一和第二安全控制单元2、3经示意性示出的数据导线24相互连接。安全系统1经第一安全控制单元2与电梯控制装置19连接。

此外，位置和/或速度传感器17与轿厢12位置固定地连接。在示出示例中，位置和/或速度传感器17为此被设计用于读取沿行驶轨道20布置的编码带37的位置值且必要时从位置值中计算出速度值。编码带37承载呈光学、磁性或电容性可读的图案形式的编码标记，编码标记能够由适当选择的位置和/或速度传感器17来读取。位置和/或速度传感器17将位置和/或速度信号传输到第二安全控制单元3，位置和/或速度信号与位置和/或速度值相对应。

图2和3示出了安全系统1的构造和功能方式的细节。第一安全控制单元2和第二安全控制单元3经数据导线24连接，例如是总线连接或无线连接。

第二安全控制单元3为此被设计用于评价至少一个加速度信号。为此，第二安全控制单元3经数据导线29与加速度传感器18连接。加速度传感器18与轿厢12位置固定地连接且相应地测量轿厢12的加速度。在第二安全控制单元3上保存有加速度阈值51，其表示针对电梯10的可靠运行的极限值。在达到或超出该加速度阈值51时，第二安全控制单元3将触发信号经数据导线28输出到防坠制动器16。由此，确保了在发生不允许的高加速度时(其例如在承载机构31断裂而发生自由落体时产生)将轿厢12可靠地通过防坠制动器16制动到静止状态。

通过加速度传感器18、第二安全控制单元3与防坠制动器16之间较短的信号行程，确保了由第二安全控制单元3实施的防坠制动器16的快速触发。

此外，第二安全控制单元3与位置和/或速度传感器17经数据导线30连接。位置和/或速度传感器17与轿厢12位置固定地连接。这里，位置和/或速度传感器17例如被实现为根据专利文献ep1412274a1或ep2540651a1的绝对位置传感器。对此可替换地，位置和/或速度传感器17还可以被设计为增量传感器，其作为摩擦轮在导轨13上滚动。位置和/或速度传感器17将位置和/或速度信号传输到第二安全控制单元3。

位置和/或速度信号可以在第二安全控制单元3中被继续处理。例如位置信号被评价成位置值或通过其时间导数被评价成速度值。由第二安全控制单元3确定的位置和速度值被传输给电梯控制装置19。在所示示例中，传输通过数据导线24、第一安全控制单元2和数据导线25实现。

在存在电梯控制装置19与数据导线24之间的直接连接的情况下，可替换地还可以直接从第二安全控制单元3向电梯控制装置19传输位置和速度值。

电梯控制装置19在向驱动装置11生成控制信号时处理位置和速度值，从而使轿厢12借助于驱动装置11目的地精确地向预先确定的楼层行驶。

此外，位置和速度值还由第二安全控制单元3经数据导线24向第一安全控制单元2传输。在第一安全控制单元2上，可以执行如下与位置和/或速度相关的安全功能中的多个：

在轿厢和竖井门在楼层上敞开时，防止意外的轿厢运动，

防止超速，

防止在行驶轨道20的端部区域中不允许的高速，或

防止在行驶轨道20的端部驶过端位置。

针对当轿厢和竖井门在楼层53上敞开时防止意外的轿厢运动，在第一安全控制单元2上保存速度阈值52。此外，通过上下位置阈值53.1、53.2定义预先确定的楼层53周围的允许的行驶区域，其同样被保存在第一安全控制单元2中。在图3中，示出了针对仅一个楼层53的上下位置阈值53.1、53.2。优选针对每一个其他的楼层设置相应的位置阈值。

在轿厢12停靠在楼层53上具有敞开的轿厢门时，第一安全控制单元2将速度值与速度阈值52进行比较。当该速度值达到或超出速度阈值52时，第一安全控制单元2输出用于停止驱动装置11的触发信号。这里，驱动装置11经数据导线26操控驱动制动器14和/或经数据导线27操控变频器15，从而制动轿厢12。对此可替换地，第一安全控制单元2可以使驱动装置11停机，特别是其将驱动装置11与电源断开，例如借助于开关触头实现这种断开。

此外，第一安全控制单元2将位置值与上下位置阈值53.1、53.2相比较。一旦轿厢12离开了允许的行驶区域或驶过了上下位置阈值53.1、53.2，第一安全控制单元2与上述方法类似地触发用于停止驱动装置11的触发信号。

对于防止超速来说，将另一个速度阈值54保存在安全控制单元2上。安全控制单元2将速度值与该另一个速度阈值54进行比较。当该速度值达到或超出该另一个速度阈值54时，第一安全控制单元2向驱动装置11输出触发信号，从而将轿厢11再次置于允许的行驶状态下，其中，速度值低于该另一个速度阈值54。第一安全控制单元2的实施方式优选与上述方案相同。

该另一个速度阈值54可以根据运行模式变化地预设。这里，例如在正常运行模式下的该另一个速度阈值54大于在维护运行模式下的该另一个速度阈值55。

对于防止在行驶轨道20的端部区域中不允许的高速来说，将与位置相关的速度阈值56保存在第一安全控制单元2上。这里，与位置相关的速度阈值56在接近行驶轨道端部时减小。在第一实施方式中，针对行驶轨道端部处被允许的最后一个位置s1、s2的速度阈值56接近零。为此可替换地，针对行驶轨道端部处被允许的最后一个位置的速度阈值可以取值为对于碰撞到缓冲器所允许的最大速度值。

与位置相关的速度阈值56可以根据运行模式变化地预设。这里，例如在正常运行模式下的与位置相关的速度阈值56大于在维护运行模式下的与位置相关的速度阈值57。

第一安全控制单元2将速度和位置值同与位置相关的速度阈值56进行比较。在达到或超出与位置相关的速度阈值56时，第一安全控制单元2将触发信号输出到驱动装置11，从而将轿厢12保持在与位置相关的速度阈值之下。第一安全控制单元2的实施方式优选与上述方案相同。

为了防止在行驶轨道端部处驶过端位置，将另一个位置阈值58保存在第一安全控制单元2上。安全控制单元2将位置值与该另一个位置阈值58进行比较且在达到该另一个位置阈值58时将触发信号输出给驱动装置11，从而将轿厢12在行驶轨道端部前制动。第一安全控制单元2的实施方式优选与上述方案相同。

对此可替换地，对行驶轨道端部处的端位置的监控借助于端位置开关36实现。该端位置开关36经数据导线23与第一安全控制单元2连接。只要轿厢12没有驶过端位置开关36，该端位置开关36就处于运行状态。如果轿厢12驶过端位置开关36，则端位置开关显示不允许的安全状态，方式为，端位置开关占据安全状态。第一安全控制单元2监控端位置开关36的状态。当端位置开关36占据安全状态时，第一安全控制单元2将触发信号输出到驱动装置11，用以在行驶轨道端部之前制动轿厢12。

还可以将其他开关35经数据导线23与第一安全控制单元2相连接。此类开关可以例如被设计为竖井门触头。这些其他竖井门触头35显示允许的安全状态，方式为：当竖井门关闭时，竖井门触头占据运行状态。当竖井门打开时，竖井门触头35显示不允许的安全状态，方式为：仅当轿厢12位于打开竖井门的楼层上时，竖井门触头占据安全状态。第一安全控制单元2监控所述其他竖井门触头35的状态且当一个其他竖井门触头35占据其安全状态时向驱动装置11输出触发信号。第一安全控制单元2的实施方式优选与上述方案相同。

当第一或第二安全控制单元2、3探测到不允许的安全状态时，第一或第二安全控制单元2、3将状态信号输送给电梯控制装置19。在所示示例中，该状态信号经数据导线25向电梯控制装置19传输。第二安全控制单元3在所示示例中可以将状态信号仅经第一安全控制单元2间接传输给电梯控制装置19。为此可替换地，电梯控制装置19可以直接与数据导线24连接。相应地，第二安全控制单元3在这种情况下可以将状态信号直接传输给电梯控制装置19。

优选两个安全控制单元2、3相互监控且经数据导线24相互交换相应的状态信号。