专利名称：电梯控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及电梯控制技术领域，尤其涉及一种电梯控制系统及其方法。
背景技术：
对于目前的电梯控制而言，电梯(轿厢)内外 的控制按钮可决定电梯会在哪一层打开，对电梯的控制是双向且互相作用的。一旦厢外呼叫信号产生，电梯控制系统就会立即根据呼叫信号去执行，使轿厢停靠在厢外呼叫的楼层。但这并不考虑轿厢内部是否已经满载。当轿厢内已满载，在厢外呼叫信号的作用下，轿厢会照常减速停靠、开门，呼叫者进入轿厢后，电梯提示已满载，然后呼叫者不得不离开轿厢，电梯关门，加速上升/下降。现有的电梯控制系统暂时没有解决这个问题，且该问题也不符合节能环保的理念。目前的电梯控制系统没有克服在满载情况下仍然有不必要的停靠状况。而这种情况不仅浪费了电梯内乘客的时间，而且也浪费了带动电梯运动所需的电能。此外，电梯的不必要的制动和提速也增加了电梯的额外机械磨损，从而减少了电梯的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种电梯控制系统和方法。本发明根据测量轿厢内的载重和空间所得的反馈信号，确定电梯控制系统是否需要暂时隔离厢外呼叫信号，从而避免电梯因受厢外呼叫信号的影响而导致的某些不必要的停靠。本发明具有智能、高效和节能的特点。为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案。一种电梯控制系统，包括信号控制模块和拖拽控制模块；所述信号控制模块包括信号接收单元、信号存储单元、重力检测单元、空间检测单元、信号分析处理单元和输出控制单元；所述信号接收单元用于接收电梯轿厢内操纵盘发出的第一呼叫信号和/或厢外操纵盘发出的第二呼叫信号；所述信号存储单元与所述信号接收单元连接，用于将接收到的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号进行存储；所述重力检测单元与所述信号分析处理单元连接，用于检测轿厢内所产生的重量是否大于预定的标准重量值，若大于预定的标准重量值时，则所述重力检测单元发出第一满载信号；所述空间检测单元与所述信号分析处理单元连接，用于检测轿厢内的剩余空间是否小于预定的标准空间值，若小于预定的标准空间值时，则所述空间检测单元发出第二满载信号；所述信号分析处理单元与所述信号存储单元连接，用于判断是否接收到第一满载信号和/或第二满载信号，若接收到所述第一满载信号和所述第二满载信号中的任一个满载信号，且所述信号分析处理单元收到所述第二呼叫信号，则所述信号分析处理单元屏蔽第二呼叫信号；否则所述信号分析处理单元发出第一呼叫信号和/或第二呼叫信号的执行指令；所述输出控制单元与所述信号分析处理单元连接，用于根据所述信号分析处理单元发出的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号的执行指令进行输出控制；所述拖拽控制模块与所述输出控制单元连接，用于拖动电梯运行。进一步，所述信号存储单元包括EPROM存储器，用于记录第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。进一步，所述电梯控制系统还包括指层器、调整器和门机控制器；所述指层器设置在轿厢内，紧邻轿厢内操纵盘，用于指示电梯当前所在的楼层；所述调整器设置在轿厢内，用于对所述拖拽控制模块和所述门机控制器进行调节；所述门机控制器也设置在轿厢内，用于当电梯停靠在所呼叫的楼层时，自动打开电梯门。进一步，所述重力检测单元包括重力传感器，所述重力传感器采用压电式传感器，设置在轿厢内底部，用于测量轿厢重量，并与预定的标准重量值进行比较，若大于预定的标准重量值，则重力检测单元中的重力传感器发出第一满载信号。进一步，所述空间检测单元包括10个以上的红外线传感器，用于测量轿厢内的剩余空间，并与预定的标准空间值进行比较，若小于所述标准空间 值，则空间检测单元发出第
二满载信号。进一步，所述红外线传感器以阵列方式设置在轿厢底部。进一步，所述信号分析处理单元包括PLC控制器。一种电梯控制方法，采用所述的电梯控制系统，包括以下步骤
Ca)信号接收单元接收第一呼叫信号和/或第二呼叫信号；
(b)信号存储单元存储第一呼叫信号和/或第二呼叫信号；
(c)信号分析处理单元判断是否收到第一满载信号和/或第二满载信号，若是，则执行步骤(d);否则执行步骤(i);
(d)信号分析处理单元判断是否收到第二呼叫信号，若是，则执行步骤(e);否则，执行步骤(f);
(e)信号分析处理单元隔离第二呼叫信号；
(f)输出控制单元执行第一呼叫信号；
(g)在执行第一呼叫信号之后，输出控制单元清除已执行的所述第一呼叫信号；
(h)信号分析处理单元再次判断是否收到第一满载信号和/或第二满载信号，若是，则执行(e);否则，执行步骤(i);
(i)信号分析处理单元从信号存储单元中调用第二呼叫信号，并与第一呼叫信号一起共同控制电梯运行；
(j)输出控制单元执行第一呼叫信号和/或第二呼叫信号；
(k)在执行第一呼叫信号和/或第二呼叫信号之后，输出控制单元清除已执行的所述第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。本发明的优点在于
(I)所述电梯控制系统根据测量电梯内部的载重和空间所得的反馈信号，并以此确定电梯控制系统的轿厢控制是否需要独立运行，从而避免了电梯因受厢外呼叫信号的影响而导致的某些不必要的停靠。(2)所述电梯控制系统具有智能、高效、节能的优点；能够避免传统电梯控制系统因不必要的停靠所造成不必要的能源和时间浪费，以及随之带来的电梯机械磨损的问题。这样，不仅给电梯乘客带来方便，而且可以延长电梯的使用寿命，还可以节约能源。(3)本发明具有着良好的经济效益和社会效益，符合现今绿色环保的发展趋势。
图I是本发明电梯控制系统的结构框 图2是本发明电梯控制系统的部件连接示意 图3A和图3B分别为本发明电梯控制系统的部件安装位置示意 图4是本发明电梯控制方法的具体实施方式
的实施步骤示意图； 图中的标号分别表示
M110、信号控制模块；M111、信号接收单元；
M112、信号存储单元；M113、重力检测单元；
Ml 14、空间检测单元；M115、信号分析处理单元；
Ml 16、输出控制单元；M120、拖拽控制模块；
M211、轿厢内操纵盘；M212、厢外操纵盘；
M213、指层器；M214、调整器；
M215、安全装置；M216、井道装置；M217、门机控制器；
M218、PLC 控制器；M219、EPROM 存储器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明电梯控制系统和方法的具体实施方式
做详细说明。参见图I 图3B，一种电梯控制系统，包括信号控制模块MllO和拖拽控制模块M120。所述信号控制模块MllO包括信号接收单元Mill、信号存储单元M112、重力检测单元Ml 13、空间检测单元Ml 14、信号分析处理单元Ml 15和输出控制单元Ml 16 ;所述信号接收单元M111，用于接收电梯轿厢内操纵盘M211发出的第一呼叫信号和/或厢外操纵盘M212发出的第二呼叫信号；所述信号存储单元M112，与所述信号接收单元Mlll连接，用于将接收到的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号进行存储；所述重力检测单元M113，与所述信号分析处理单元M115连接，用于检测轿厢内所产生的重量是否大于预定的标准重量值，若大于预定的标准重量值时，则所述重力检测单元M113发出第一满载信号；所述空间检测单元M114，与所述信号分析处理单元M115连接，用于检测轿厢内的剩余空间是否小于预定的标准空间值，若小于所述预定的标准空间值时，则所述空间检测单元M114发出第二满载信号；所述信号分析处理单元M115，与所述信号存储单元M112连接，用于判断是否接收到第一满载信号和/或第二满载信号，若接收到所述第一满载信号和所述第二满载信号中的任一个满载信号，且所述信号分析处理单元M112收到所述第二呼叫信号，则所述信号分析处理单元M115屏蔽第二呼叫信号；否则所述信号分析处理单元M115发出第一呼叫信号和/或第二呼叫信号的执行指令；所述输出控制单元M116，与所述信号分析处理单元M115连接，用于根据所述信号分析处理单元M115发出的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号的执行指令进行输出控制；所述拖拽控制模块M120，与所述输出控制单元M116连接，用于拖动电梯运行。其中，所述信号存储单元Ml 12包括EPROM存储器M219，用于记录第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。由于采用EPROM存储器M219，即使电梯断电，存储在EPROM存储器M219中的数据不会丢失，仍然会保存着，而且当PLC控制器M218复位时，也不会消除EPROM存储器M219中的数据。所述信号存储单元M112与所述信号接收单元Mlll连接。当电梯接收到轿厢内操纵盘M211发出的第一呼叫信号或厢外操纵盘M212发出的第二呼叫信号时，将这些信号存储在所述信号存储单元M112中的EPROM存储器M219中，以供之后调用。当信号分析处理单元M115接收到第一满载信号和/或第二满载信号，且收到第二呼叫信号，信号分析处理单元M115会暂时隔离第二呼叫信号的执行，即第二呼叫信号仍然会保存在EPROM存储器M219中。只有当信号分析处理单元M115未收到满载信号，则会从EPROM存储器M219中调用存储的第二呼叫信号。当执行完这些呼叫信号后，输出控制单元M116会清除已执行的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。即输出控制单元M116将所述信号存储单元M112的EPROM存储器M219中相关记录删除。所述重力检测单元M113包括重力传感器，所述重力传 感器采用压电式传感器，设置在轿厢内底部，用于测量轿厢内的重量，并与预定的标准重量值进行比较，若大于预定的标准重量值，则重力检测单元M113中的重力传感器发出第一满载信号。所述空间检测单元M114包括10个以上的红外线传感器，用于测量轿厢内的剩余空间(轿厢内空间是否已满)，并与预定的标准空间值进行比较，若小于所述标准空间值，则空间检测单元M114发出第二满载信号。所述红外线传感器以阵列方式设置在轿厢底部。以下将具体介绍红外线传感器阵列实现测量轿厢内剩余空间的工作原理。首先，将红外线传感器以一定密度、且均匀地设置在轿厢的底部。在本发明具体实施例中，在轿厢底部的X轴方向和Y轴方向上，分别每间隔5cm设置一个红外线传感器。然后，在信号分析处理单元M115中设置一专门的主控芯片，该主控芯片为ALTERA cyclone II系列的EP2C70芯片，用于统计所接收到的每一个红外线传感器的返回值，若返回值为“I”表示所述信号被人或物挡住；若返回值为“O”表示所述信号未被人挡住。再将红外线传感器返回值为“O”的总数与预定的标准空间值进行比较(标准空间值，即为用“O”的个数值来设定可再装载人或物的最小空间值)，若红外线传感器返回值为“O”的总数大于或等于预定的标准空间值，则认为轿厢内空间未满，可以装载人或物。空间检测单元M114就不向信号分析处理单元M115反馈满载信号(即第二满载信号)。反之，若小于预定的标准空间值，则空间检测单元M114就向信号分析处理单元M115反馈满载信号(即第二满载信号)。所述信号分析处理单元Ml 15包括PLC控制器M218。在本发明具体实施例中，所述PLC控制器M218采用西门子S7-200系列的224小型PLC。若对于低层楼房的电梯控制系统来言，所述PLC控制器M218的处理能力已经足够满足使用需求。而且，所述PLC控制器M218具有体积小、功耗低、性价比高的优点。除了本发明具体实施例中信号分析处理单元M115可使用所述的PLC控制器M218之外，也可以使用单片机、或其他符合使用要求的MCU(Micro Controller Unit,简称多点控制单元)以实现上述控制处理功能。所述输出控制单元M116，与所述信号分析处理单元M115连接。所述输出控制单元M116除了根据所述信号分析处理单元M115发出的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号的执行指令进行相应的任务之外，还包括消除已执行信号(将存储在信号存储单元M112中的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号消除)，向拖拽控制模块M120发送拖动指令，驱动门机控制器M217执行开关门操作，或驱动指层器M213执行楼层显示等其他功能。作为本发明的优选方案，所述电梯控制系统还包括指层器M213、调整器M214和门机控制器M217，且均与所述输出控制单元Ml 16连接；所述指层器M213设置在轿厢内，紧邻轿厢内操纵盘M211，用于指示电梯当前所在的楼层；所述调整器M214设置在轿厢内，用于对所述拖拽控制模块M120和所述门机控制器M217进行调节；所述门机控制器M217也设置在轿厢内，用于当电梯停靠在所呼叫的楼层时，自动打开电梯门。作为本发明的优选方案，所述电梯控制系统还包括安全装置M215，所述安全装置M215与所述信号接收单元Mlll连接，所述安全装置M215用于保护电梯运行安全，在紧急情况下保障轿厢内人员的人身安全。
作为本发明的优选方案，所述电梯控制系统还包括井道装置M216。所述井道装置与所述信号接收单元Ml 11连接。在本发明具体实施例中所述的井道装置M216用于保证电梯的平稳和舒适，属于平衡系统。除了本发明具体实施例中所述井道装置M216的作用之夕卜，所述井道装置M216还可以作为导引系统或安全系统。所述拖拽控制模块M120，与所述输出控制单元Ml 16连接，用于当接收到输出控制单元Ml 16发出的指令之后拖动电梯运行。为了解决上述问题，本发明还提供了一种电梯控制方法。参见图4所示，所述电梯控制方法的具体实施方式
的实施步骤如下
步骤S401 :信号接收单元Mlll接收第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。步骤S402 :信号存储单元Ml 12存储第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。其中，存储第一呼叫信号和/或第二呼叫信号，用于供信号分析处理单元M115根据电梯运行的不同情况(未满载/满载)而调用或隔离。这样，使可以使所述电梯控制系统运行的更加智能、高效。步骤S403 :信号分析处理单元Ml 15判断是否收到第一满载信号和/或第二满载信号，若是，则执行步骤S404 ;否则，执行步骤S410。其中，重力检测单元当发现满足条件时反馈第一满载信号；空间检测单元当发现满足条件时反馈第二满载信号。步骤S404:信号分析处理单元M115判断是否收到第二呼叫信号，若是，则执行步骤S405 ;否则，执行步骤S406。步骤S405 :信号分析处理单元Ml 15隔离第二呼叫信号。其中，将所述电梯控制系统的厢外呼叫系统所产生的呼叫信号(第二呼叫信号)隔离，使轿厢内部呼叫系统可以在某些信号(第一满载信号或第二满载信号)产生后独立工作。只有当这些信号消失后，才会自动恢复内外两层系统(即轿厢内部呼叫系统和厢外呼叫系统)的同时控制。而当轿厢内部呼叫系统独立工作时，厢外呼叫系统依然能发出呼叫信号(第二呼叫信号)，但是不能立即对当前轿厢产生作用，只是把呼叫信号(第二呼叫信号)保留在信号存储单元M112中，等待条件允许时才执行该呼叫(第二呼叫信号)。步骤S406 :输出控制单元Ml 16执行第一呼叫信号。步骤S407 :在执行第一呼叫信号之后，输出控制单元M116清除已执行的所述第一
呼叫信号。步骤S408 :信号分析处理单元M115再次判断是否收到第一满载信号和/或第二满载信号，若是，则执行步骤S405 ;否则，执行步骤S409。其中，信号分析处理单元M115中的PLC控制器M218根据内置程序可以不断或按预设定的时间进行检测是否接收到满载信号。同时，重力检测单元M113和空间检测单元Ml 14也会实时地反馈信号(是否有满载信号)至所述PLC控制器M218，从而所述PLC控制器M218可以实时地计算并决定是否要隔离第二呼叫信号。这样，可高效且智能地决定厢外呼叫系统是否立即对电梯运行产生控制作用，从而有效地减少一些不必要的停靠，以至节约能源和时间，并可延长电梯的使用寿命。步骤S409 :信号分析处理单元M115从信号存储单元M112调用第二呼叫信号，并与第一呼叫信号一起，共同控制电梯运行。其中，信号分析处理单元M115根据重力检测单元M113和 空间检测单元M114所反馈的信号，计算并决定轿厢内部呼叫系统和厢外呼叫系统是否可以共同非独立地控制电梯运行，还是可以分别独立、个别去控制电梯运行。步骤S410 :输出控制单元Ml 16执行第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。步骤S411 :在执行第一呼叫和/或第二呼叫信号之后，输出控制单元M116清除已执行的所述第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。本发明所述电梯控制系统及其控制方法中，通过将轿厢内部呼叫系统(产生第一呼叫信号)和厢外呼叫系统(产生第二呼叫信号)，以及轿厢内的重力检测单元M113和空间检测单元M114所反馈的信号，来决定两个呼叫系统是否是共同作用或是轿厢内部呼叫单独作用。厢外呼叫暂时隔离，暂时失去对电梯的控制作用，但是，此时厢外仍能发出呼叫信号(第二呼叫信号)，并可将该呼叫信号(第二呼叫信号)保留在信号存储单元M112中，直等到厢外的控制作用恢复。若重力检测单元M113和空间检测单元M114所反馈的信号表明电梯为未超载且空间未满，则可以使轿厢内部呼叫系统(产生第一呼叫信号)和厢外呼叫系统(产生第二呼叫信号)一起作用，共同控制轿厢运行。两种呼叫是否分离或共同工作，是根据重力检测单元M113和空间检测单元M114所反馈的信号实时动态而决定的。当呼叫信号(第一呼叫信号和第二呼叫信号)执行完毕后，由所述输出控制单元M116清除已执行的呼叫信号。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种电梯控制系统，包括信号控制模块和拖拽控制模块，其特征在于，所述信号控制模块包括信号接收单元、信号存储单元、重力检测单元、空间检测单元、信号分析处理单元和输出控制单元；所述信号接收单元用于接收电梯轿厢内操纵盘发出的第一呼叫信号和/或厢外操纵盘发出的第二呼叫信号；所述信号存储单元与所述信号接收单元连接，用于将接收到的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号进行存储；所述重力检测单元与信号分析处理单元连接，用于检测轿厢内所产生的重量是否大于预定的标准重量值，若大于所述预定的标准重量值时，则所述重力检测单元发出第一满载信号；所述空间检测单元与信号分析处理单元连接，用于检测轿厢内的剩余空间是否小于预定的标准空间值，若小于所述预定的标准空间值时，则所述空间检测单元发出第二满载信号；所述信号分析处理单元与信号存储单元连接，用于判断是否接收到第一满载信号和/或第二满载信号，若接收到所述第一满载信号和所述第二满载信号中的任一个满载信号，且所述信号分析处理单元收到所述第二呼叫信号，则所述信号分析处理单元屏蔽第二呼叫信号；否则所述信号分析处理单元发出第一呼叫信号和/或第二呼叫信号的执行指令；所述输出控制单元与所述信号分析处理单元连接，用于根据所述信号分析处理单元发出的第一呼叫信号和/或第二呼叫信号的执行指令进行输出控制；所述拖拽控制模块与所述输出控制单元连接，用于拖动电梯运行。
2.如权利要求I所述的电梯控制系统，其特征在于，所述信号存储单元包括EPROM存储器，用于记录第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。
3.如权利要求I所述的电梯控制系统，其特征在于，所述电梯控制系统还包括指层器、调整器和门机控制器；所述指层器设置在轿厢内，紧邻轿厢内操纵盘，用于指示电梯当前所在的楼层；所述调整器设置在轿厢内，用于对所述拖拽控制模块和所述门机控制器进行调节；所述门机控制器也设置在轿厢内，用于当电梯停靠在所呼叫的楼层时，自动打开电梯门。
4.如权利要求I所述的电梯控制系统，其特征在于，所述重力检测单元包括重力传感器，所述重力传感器采用压电式传感器，设置在轿厢内底部，用于测量轿厢重量，并与预定的标准重量值进行比较，若大于预定的标准重量值，则重力检测单元中的重力传感器发出第一满载信号。
5.如权利要求I所述的电梯控制系统，其特征在于，所述空间检测单元包括10个以上的红外线传感器，用于测量轿厢内的剩余空间，并与预定的标准空间值进行比较，若小于预定的标准空间值，则空间检测单元发出第二满载信号。
6.如权利要求5所述的电梯控制系统，其特征在于，所述红外线传感器以阵列方式设置在轿厢底部。
7.如权利要求I所述的电梯控制系统，其特征在于，所述信号分析处理单元包括PLC控制器。
8.一种电梯控制方法，采用权利要求I所述的电梯控制系统，其特征在于，包括以下步骤 (a)信号接收单元接收第一呼叫信号和/或第二呼叫信号； (b)信号存储单元存储第一呼叫信号和/或第二呼叫信号； (c)信号分析处理单元判断是否收到第一满载信号和/或第二满载信号，若是，则执行步骤(d);否则执行步骤(i);(d)信号分析处理单元判断是否收到第二呼叫信号，若是，则执行步骤(e);否则，执行步骤(f); (e)信号分析处理单元隔离第二呼叫信号； (f)输出控制单元执行第一呼叫信号； (g)在执行第一呼叫信号之后，输出控制单元清除已执行的所述第一呼叫信号； (h)信号分析处理单元再次判断是否收到第一满载信号和/或第二满载信号，若是，则执行(e);否则，执行步骤(i); (i)信号分析处理单元从信号存储单元中调用第二呼叫信号，并与第一呼叫信号一起共同控制电梯运行； (j)输出控制单元执行第一呼叫信号和/或第二呼叫信号； (k)在执行第一呼叫信号和/或第二呼叫信号之后，输出控制单元清除已执行的所述第一呼叫信号和/或第二呼叫信号。
全文摘要
本发明是一种电梯控制系统，包括信号控制模块和拖拽控制模块；信号控制模块包括信号接收单元、信号存储单元、重力检测单元、空间检测单元、信号分析处理单元和输出控制单元；信号接收单元用于接收第一呼叫信号和/或第二呼叫信号；信号存储单元与信号接收单元连接，用于存储第一呼叫信号和第二呼叫信号；重力检测单元与信号分析处理单元连接，用于检测轿厢内的重量是否大于标准值；空间检测单元与信号分析处理单元连接，用于检测轿厢内的位置是否有多余空间；信号分析处理单元与信号存储单元连接，用于判断是否接收到第一满载信号或第二满载信号并做相应的处理；输出控制单元与信号分析处理单元连接；拖拽控制模块与输出控制单元连接。
文档编号B66B5/00GK102765641SQ20121023243
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者关鹏, 吕腾飞, 李彬彬, 欧素娜, 盛志捷, 翁逸亭, 钱乐, 韩洋 申请人:上海电机学院