电梯安全系统、电梯系统和操作电梯系统的方法与流程

传统上，电梯系统包括井道门触点，所述触点被配置成监控电梯井道门(层站门)的移动。井道门触点彼此串联连接，从而形成串级链(daisychain)。串级链是电梯安全链的一部分。电梯井道门或电梯井道门触点的任何故障都会中断串级链/安全链。这导致停止电梯轿厢的任何进一步移动。由于所有井道门触点彼此串联连接，因此在安全链已经中断之后可用的诊断信息非常差。特别是它不允许定位中断串级链的门触点。因此，在这种电梯系统中，识别有故障的电梯井道门或电梯井道门触点是耗时的。

更现代化的安全系统采用监控电梯井道门的门安全单元。门安全单元连接到通信总线，并由电梯系统的控制单元周期性地轮询。虽然此类系统主要允许容易地识别检测电梯井道门的故障的门安全单元，但经由通信总线传送的数据量可能很大,特别是在包括大量电梯井道门的高层电梯系统的情况中。在这种情况下，需要昂贵的高性能通信总线，以便避免可能降低电梯系统安全性的不希望的延迟。

因此，提供一种改进的电梯安全系统将是有益的，该系统允许减少经由通信总线传送的数据量而不会降低电梯系统的安全性。

根据本发明的示例性实施方案，电梯安全系统包括：多个门安全单元；连接所述多个门安全单元的通信总线；连接到所述通信总线的控制单元，以允许所述多个门安全单元与所述控制单元之间的通信；以及至少一个位置传感器，其被配置成提供关于电梯轿厢在井道内的当前位置的信息。

每个门安全单元被分配给电梯井道门并且被配置成监控所被分配给的电梯井道门的状况。控制单元被配置成轮询包括在门安全单元的子集中的门安全单元。所述子集包括位于距电梯轿厢的当前位置一预定距离内的门安全单元。控制单元还被配置成相比于包括在所述子集中的门安全单元不太频繁地轮询不包括在所述子集中的门安全单元。可替代地，控制单元被配置成根本不轮询不包括在所述子集中的门安全单元。

所述预定距离可以由控制单元设置。控制单元可以被配置成根据电梯轿厢的当前位置和所述预定距离来选择包括在所述子集中的门安全单元。所述预定距离特别地可以根据电梯轿厢的速度而设置。

控制单元可以是单独的控制单元。可替代地，控制单元可以与门安全单元中的一个集成。

本发明的示例性实施方案包括操作根据本发明的示例性实施方案的电梯安全系统的方法，其中该方法包括：轮询包括在位于距电梯轿厢的当前位置一预定距离内的门安全单元的子集中的门安全单元，以及不太频繁地或根本不轮询不包括在所述子集中的门安全单元。

本发明的示例性实施方案还包括电梯系统，该电梯系统包括：在多个层站之间延伸并具有多个电梯井道门的井道，被配置成沿着井道在所述多个层站之间移动的电梯轿厢，以及根据本发明的示例性实施方案的电梯安全系统。

通过不太频繁地或根本不轮询不位于距电梯轿厢的当前位置一预定距离内的门安全单元，可以显著减少通信总线上的通信量(负载)。

由于与电梯轿厢的当前位置相邻的电梯井道门对于电梯系统的安全性是最关键的，因此即使将轮询的门安全单元减少到位于距电梯轿厢的当前位置一预定距离内的门安全单元的子集，也能保持电梯系统的安全性。

下文列出了许多可选特征。这些特征可以在特定实施方案中单独实现或与任何其他特征组合实现。

控制单元可以被配置成周期性地轮询包括在门安全单元的所述子集中的门安全单元。控制单元特别地可以被配置成以10hz至30hz的频率，更具体地以20hz的频率轮询包括在门安全单元的所述子集中的门安全单元。10hz至30hz范围内的轮询频率在提高电梯系统的安全性与减少通信总线上的通信量之间提供了良好的折衷。

为了更进一步减少通信总线上的通信量，控制单元可以被配置成仅仅轮询包括在门安全单元的所述子集中的门安全单元，即，不轮询未包括在门安全单元的所述子集中的更远的门安全单元。通过仅仅轮询位于距电梯轿厢的当前位置一预定距离内的门安全单元，轮询的门安全单元的数量变得与井道的高度和层站的数量无关。结果，通信总线上的通信量被限制在上限，该上限取决于所述预定距离而不取决于井道的高度。

可替代地，控制单元可以被配置成相比于包括在门安全单元的所述子集中的门安全单元不太频繁地轮询不包括在所述子集中的门安全单元，以便在仍然轮询所有门安全单元的同时更进一步减少通信总线上的通信量。

控制单元特别地可以被配置成以第一频率轮询包括在门安全单元的所述子集中的门安全单元，并且以比第一频率低的第二频率轮询不包括在所述子集中的门安全单元。

为了更进一步减少通信总线上的通信量，控制单元可以被配置成轮询包括在第一子集中的门安全单元，所述门安全单元位于距电梯轿厢的当前位置的第一预定距离内，轮询频率比包括在第二子集中的门安全单元更高，包括在第二子集中的所述门安全单元位于第一预定距离与距电梯轿厢的当前位置的第二预定距离之间，其中第二预定距离大于第一预定距离。控制单元还可以被配置成不轮询不包括在任何所述子集中的任何门安全单元。

控制单元特别地可以被配置成以第一频率轮询包括在第一子集中的门安全单元，并且以低于第一频率的第二频率轮询包括在第二子集中的门安全单元。

可以选择所述预定距离，以便包括在电梯轿厢的当前位置之前和/或之后的预定数量的层站。预定数量的层站特别地可以是电梯轿厢的当前位置之前和/或之后的两个、三个、四个或五个或甚至更多个层站中的任一者。该区域中的电梯井道门对于电梯系统的安全性是最关键的。因此，可以以比距电梯轿厢更远的电梯井道门更高的频率监控这些电梯井道门。

所述预定距离可取决于电梯轿厢的速度。特别地，在电梯轿厢的速度增加的情况下，可以增加被监控的电梯井道门的数量，特别是电梯轿厢之前的被监控的电梯井道门的数量。另一方面，在电梯轿厢移动得更慢的情况下，可以减少被监控的电梯井道门的数量，以减少通信总线上的通信量。

电梯安全系统特别地可以包括速度传感器，该速度传感器被配置成检测电梯轿厢的移动速度。速度传感器可以安装到电梯轿厢。可替代地或另外地，电梯轿厢的速度可以根据附接到电梯轿厢的加速度传感器、根据由所述至少一个位置传感器提供的位置信息和/或根据驱动电梯轿厢的驱动单元确定。

电梯安全系统可以被配置成确定电梯轿厢的移动方向，并且控制单元可以被配置成相比位于电梯轿厢之后的门安全单元轮询更多的位于电梯轿厢之前的门安全单元。由于位于电梯轿厢之前的电梯井道门对于电梯系统的安全性比位于电梯轿厢之后的电梯井道门更为关键，因此轮询更少的位于电梯轿厢之后的门安全单元允许减少通信总线上的通信量而不会显著降低电梯系统的安全性。特别地，可以仅轮询位于电梯轿厢之前的门安全单元而不轮询位于电梯轿厢之后的门安全单元。

电梯安全系统可以包括传感器，该传感器被配置成确定电梯轿厢的移动方向。可替代地，电梯轿厢的移动方向可以根据由速度传感器、由至少一个位置传感器或由驱动电梯轿厢的驱动单元提供的信息确定。

门安全单元可以被配置成在检测到预定事件(例如打开的门)的情况下经由通信总线发送警报信号。门安全单元特别地可以被配置成在检测到预定事件的情况下，即使相应的门安全单元当前未被轮询，经由通信总线发送警报信号。这更进一步提高了电梯系统的安全性，因为由当前未被轮询的门安全单元检测到的事件也被发信号通知给控制单元。

门安全单元中的每一个可以是总线节点，特别是现场总线的节点，尤其是can总线。这允许经由通信总线从门安全单元传输信息。现场总线/can总线非常适合于满足根据本发明示例性实施方案的电梯安全系统中的通信总线的要求。也可以使用其他现场总线系统，因为它们是本领域已知和使用的。

为了确保电梯系统的安全性，特别是为了避免由应该关闭的门被打开而引起的事故，控制单元可以被配置成在经由通信总线传输警报信号和/或被轮询的门安全单元在预定的时间段内不响应轮询请求的情况下停止电梯轿厢的任何移动。

位置传感器可包括附接到电梯轿厢的轿厢部件和/或附接到井道的井道部件。轿厢部件特别地可以包括速度传感器和/或加速度传感器，并且其可以被配置成通过对检测到的电梯轿厢的速度和/或加速度进行积分来确定电梯轿厢在井道内的当前位置。

轿厢部件可以被配置成检测附接到井道的壁的井道部件(标记)，以用于确定电梯轿厢在井道内的当前位置。

位置传感器可以是绝对位置传感器或增量位置传感器，其被配置成检测电梯轿厢的相对移动和对所述相对移动求和。位置传感器也可以是绝对位置传感器和增量位置传感器的组合。通过这种组合，电梯轿厢的当前位置可以由增量位置传感器连续地确定。为了保持所确定的位置随时间的精度，可以基于由绝对位置传感器提供的绝对位置信息来定期重置所确定的位置。

井道部件也可以是附接到井道的壁的传感器，其被配置成检测电梯轿厢的实际位置。

在下文中，参考附图描述了本发明的示例性实施方案。

图1示意性地描绘了根据本发明示例性实施方案的包括电梯安全系统的电梯系统。

图2示出了向上移动的电梯轿厢的示意图。

图3示出了向下移动的电梯轿厢的示意图。

图1示意性地描绘了根据本发明示例性实施方案的包括电梯安全系统的电梯系统2。

电梯系统2包括电梯轿厢6，该电梯轿厢可移动地悬挂在井道4内，该井道在位于不同楼层上的多个层站8之间延伸。

电梯轿厢6借助于张力构件3可移动地悬挂。张力构件3(例如绳索或带)连接到驱动单元5，该驱动单元被配置成驱动张力构件3，以使电梯轿厢6沿着井道4的高度在多个层站8之间移动。

每个层站8设有电梯井道门(层站门)10，并且电梯轿厢6设有相应的电梯轿厢门11，从而允许当电梯轿厢6位于相应的层站8处时，乘客可在层站8与电梯轿厢6内部之间转移。

图1中所示的电梯系统2的示例性实施方案采用1:1挂绳来悬挂电梯轿厢6。然而，技术人员容易理解，挂绳的类型对于本发明不是必要的，并且也可以使用不同种类的挂绳，例如2:1挂绳。电梯系统2还可包括配重(未示出)，其相对于电梯轿厢6同时地并沿相反方向移动。可替代地，电梯系统2可以是没有配重的电梯系统2，如图1所示。驱动单元5可以是本领域中使用的任何形式的驱动装置，例如牵引驱动装置、液压驱动装置或线性驱动装置。电梯系统2可以具有机房或者可以是无机房电梯系统。电梯系统2可以使用张力构件3，如其在图1中所示，或者它可以是没有张力构件3的电梯系统，包括例如液压驱动装置或线性驱动装置(未示出)。

驱动单元5由电梯控制单元13控制，以用于使电梯轿厢6沿着井道4在不同的层站8之间移动。

对电梯控制单元13的输入可以经由层站控制面板7a提供，所述层站控制面板设置在每个层站8上靠近电梯井道门10，和/或经由设置在电梯轿厢6内部的轿厢操作面板7b提供。

层站控制面板7a和轿厢操作面板7b可以借助电线(图1中未示出)特别是通过电总线(例如，诸如can总线的现场总线)，或借助无线数据连接而连接到电梯控制单元13。

门安全单元(门安全节点)12设置在每个层站8处。至少一个门传感器17(特别是电梯井道门传感器17)与门安全单元12中的每一个相关联并电连接。门传感器17被配置成监控相关联的电梯井道门10的操作，特别是打开和关闭。

门安全单元12作为总线节点而提供，所述总线节点连接到沿着井道4在多个层站8之间延伸的公共通信总线16。通信总线16使用预定义数据协议来在连接到通信总线16的门安全单元12(总线节点)之间传送指令。许多不同的通信总线16和相关的数据协议在本领域中使用并且是技术人员已知的。

通信总线16(特别是可以为现场总线，例如can总线)被配置成允许多个门安全单元12中的每一个与电梯控制单元13(特别是作为电梯控制单元13的一部分的电梯安全单元15)之间的通信。通信总线16与门安全单元12的组合提供了安全链的数字实现方式。

可选地，通信总线16可以被配置成在层站控制面板7a与电梯控制单元13之间另外传输信息。可替代地，可以使用单独的总线(未示出)在层站控制面板7a与电梯控制单元13之间传输信息。

为了确定电梯轿厢6的当前位置，电梯系统2设有至少一个位置传感器19，该位置传感器被配置成检测电梯轿厢6在井道4内的当前位置(高度)。

位置传感器19经由信号线23或经由无线连接与控制单元13连接，该无线连接被配置成将检测到的电梯轿厢6的位置传输到控制单元13。信号线23可以是通信总线16的一部分或单独的总线系统。

位置传感器19可包括附接到电梯轿厢6的轿厢部件21a和/或位于井道4内的至少一个井道部件21b。所述至少一个井道部件21b特别地可以附接到井道4的壁。轿厢部件21a和所述至少一个井道部件21b可以被配置成彼此交互和/或通信，以便确定电梯轿厢6的当前位置。可替代地，轿厢部件21a和/或所述至少一个井道部件21b可以被配置成自主地确定电梯轿厢6的当前位置，即不与另一个部件21a、21b交互。

位置传感器19可以是绝对位置传感器19或增量位置传感器19，其被配置成检测电梯轿厢6的相对移动和对这些相对移动求和，以便确定电梯轿厢6在井道4内的绝对位置。

位置传感器19也可以是绝对位置传感器19和增量位置传感器19的组合。通过这种组合，电梯轿厢6的当前位置可以由增量位置传感器19连续地确定。为了保持所确定的位置随时间的精度，可以基于由绝对位置传感器19提供的绝对位置信息来定期重置所确定的位置。

门安全单元12中的每一个可以被配置成在相关联的电梯井道门传感器17检测到电梯井道门10的异常状态的情况下经由通信总线16向控制单元13发送警报信号。所述异常状态特别地可包括电梯井道门10被打开或未正确关闭。

电梯控制单元13重复地对门安全单元12进行轮询，以便确保所有门安全单元12都正常操作，并且在电梯轿厢6未定位在相关联的层站8处的情况下没有电梯井道门10打开。

如果门安全单元12中的至少一个发送指示电梯井道门10的异常状态的警报信号，例如应该关闭的井道门10打开或未正确关闭，则电梯控制单元13停止电梯轿厢6的任何进一步移动。

由所述至少一个门安全单元12提供的信息可以包括另外的信息，特别是允许识别正在发送警报信号的门安全单元12的信息。这允许快速地定位检测到的问题。

可选地，由所述至少一个门安全单元12提供的信息可以另外由通信单元18发送，该通信单元设置在电梯控制单元13内或经由通往外部服务中心22的外部通信线路20与该电梯控制单元连接。

外部服务中心22可以指示机械师访问电梯系统2以便解决检测到的问题。基于由通信单元18提供的信息，机械师可以携带解决问题所需的工具和/或备用零件，以便促进和加速修复过程。

外部通信线路20可以包括传统的电话线或诸如isdn或dsl的数字线路。它还可以包括无线通信，包括wlan、gms、umts、lte、等。

定期轮询门安全单元12可能导致通信总线16上的高通信量，特别是在具有包括大量层站8的长井道4的大型建筑物中。能够处理如此繁忙的通信量的高性能通信总线16是昂贵的。因此，期望减少通信总线16上的通信量。

在图2和图3中示意性地示出在大量层站8之间延伸的长井道4于。出于清楚的原因，仅一些层站8在图2和图3中设有附图标记。

图2示出了在井道4内向上移动的电梯轿厢6的示意图，而图3示出了在井道4内向下移动的电梯轿厢6的示意图。

根据本发明的示例性实施方案，控制单元13(图2和图3中未示出)被配置成仅轮询所有门安全单元12的子集s1、s2，特别是仅包括位于距电梯轿厢6的当前位置预定距离d1、d2内(如通过所述至少一个位置传感器19确定)的那些门安全单元12的子集s1、s2。(位置传感器19在图2和图3中未示出。)

控制单元13特别地可以被配置成仅轮询门安全单元12的子集s1、s2，所述门安全单元位于在电梯轿厢6的当前位置之下和/或之上一个、两个、三个、四个、五个或甚至更多个层站8的预定距离d1、d2内。

可以基于电梯轿厢6的(最大)速度来设置预定距离d1、d2。即，在电梯轿厢6被配置成以高速移动的高速电梯系统2中，轮询在电梯轿厢6之上和/或之下的门安全单元12的相对较大的子集s2(图2和图3中未示出)。在电梯轿厢6被配置成以较低速度移动的电梯系统2中，可以轮询在电梯轿厢6之上和/或之下的门安全单元12的较小子集s1。

当安装电梯系统2时，可以设置一次预定距离d1、d2。

可替代地，可以基于电梯轿厢6的当前速度动态地调节预定距离d1、d2。电梯轿厢6的当前速度可以根据由所述至少一个位置传感器19或由附接到电梯轿厢6的附加速度传感器25提供的位置信息确定(参见图1)。在这样的配置中，在电梯轿厢6的速度相对高的情况下，轮询在电梯轿厢6之上和/或之下的门安全单元12的较大子集s2，而在电梯轿厢6的速度相对低的情况下，轮询在电梯轿厢6之上和/或之下的门安全单元12的较小子集s1。

所述至少一个位置传感器19和/或速度传感器25可以被配置成另外确定电梯轿厢6的移动方向。可替代地，可以根据驱动装置5的操作方向知道电梯轿厢6的移动方向。由于电梯轿厢6之前(“上游”)的电梯井道门10对于电梯系统2的安全性比位于电梯轿厢6之后(“下游”)的电梯井道门10更为关键，因此控制单元13可以相应地轮询在电梯轿厢6之前和之后的不同数量的门安全单元12。这更进一步减少了通信总线16上的通信量，而不会显著降低电梯系统2的安全性。

控制单元13例如可以轮询在电梯轿厢6之前的两个、三个、四个或五个门安全单元12，并且仅轮询在电梯轿厢6之后的一个门安全单元12甚至不轮询。就像之前描述的那样，可以根据电梯轿厢6的速度设置在电梯轿厢6之前轮询的门安全单元12的数量。

包括在所选子集s1、s2中的门安全单元12可以以33ms与100ms之间的间隔周期性地轮询，特别是以50ms的间隔，即具有10hz至30hz的轮询频率f，特别是20hz的轮询频率f。

由于靠近电梯轿厢6的当前位置的井道门10对于电梯系统2的安全性比更远离电梯轿厢6的当前位置的电梯轿厢门10更为关键，因此控制单元13可以被配置成以第一频率f1轮询位于距电梯轿厢6的当前位置第一距离d1内的门安全单元12的第一子集s1，并且控制单元13可以被配置成以第二频率f2轮询门安全单元12的第二子集s2，这些门安全单元位于距电梯轿厢6的当前位置比d1大的第二距离d2内，其中第一频率f1大于第二频率f2(f1>f2)。换句话说，第一子集s1中的门安全单元12比第二子集s2中的门安全单元12被更频繁地轮询。不太频繁地轮询第二子集s2中的门安全单元12减少了通信总线16上的通信量，而不会显著降低电梯系统2的安全性。

通过仅轮询包括在至少一个子集s1、s2中的门安全单元12，即通过仅轮询位于距梯轿厢6的当前位置预定距离d1、d2内的门安全单元12，和/或通过不太频繁地轮询不包括在任何子集s1、s2中的门安全单元12，通信总线16上的通信量显著减少而不会降低电梯系统2的安全性。

虽然已经参照示例实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可做出各种改变并且可用等同物替换其元件。此外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定的情形或材料适应于本发明的教导。因此，意图是本发明不限于所公开的特定实施方案，相反，本发明包括落入权利要求范围内的所有实施方案。

附图标记

2电梯系统

3张力构件

4井道

5驱动装置

6电梯轿厢

7a层站控制面板

7b轿厢操作面板

8层站

10电梯井道门

11电梯轿厢门

12门安全单元

13电梯控制单元

15电梯安全单元

16通信总线

17(层站)门传感器

18通信单元

19位置传感器

20外部通信线路

21a轿厢部件

21b井道部件

22外部服务中心

23信号线

25速度传感器

d1第一距离

d2第二距离

s1门安全单元的第一子集

s2门安全单元的第二子集