用于验证电梯轿厢的速度数据对电梯轿厢进行超速监控的方法、安全控制单元和电梯系统与流程

本发明总体上涉及电梯技术的技术领域。特别地，本发明涉及加强电梯的安全性。

背景技术

电梯通常包括电梯轿厢和提升机，该提升机被配置成在层站之间驱动在电梯井道中的电梯轿厢。电梯轿厢的速度应该成比例，使得电梯轿厢可以停在期望的楼层或层站。出于安全原因，电梯轿厢的速度被监控。如果电梯轿厢被检测到超速运动，则指示电梯轿厢的移动减速或停止。特别地，速度监控对于来自安全方面的服务驱动或电气救援驱动功能(rdf)是重要的。

例如，在电力故障的情况下，电梯轿厢的制动器被激活，以便停止电梯轿厢的运动。在手动救援驱动器中，制动器被手动释放以便将电梯轿厢移动到层站，并且可以在电梯轿厢正在移动时手动监控电梯轿厢的速度。在电气救援驱动功能中，电制动器可以被电气释放，并且可能需要自动监控电梯轿厢的超速。

在维修驱动或电气救援驱动功能期间，超速监控需要至少双通道监控。此外，超速监控需要借助于满足精度要求的部件来实施。安全完整性等级(sil)可用于指示特定安全功能(例如安全部件)的可容忍故障率。sil被定义为由安全功能提供的风险降低的相对等级，或指定风险降低的目标等级。sil具有从1到4的数字方案来表示它的等级。sil等级越高，故障的影响越大，可接受的故障率越低。

根据现有技术解决方案，例如，电梯轿厢的速度可以通过监控借助于电机编码器或连接到电梯轿厢的绝对位置传感器获得的电梯轿厢的速度来监控。然而，现有技术解决方案的一个缺点可能是超速监控的sil等级太低，例如2或更低。此外，监控可能不是双通道监控。根据现有技术解决方案的另一示例，双通道监控可以被设置在电梯井道的门区域处。这种现有技术解决方案的一个缺点是仅在电梯井道的一部分内提供超速监控。因此，需要开发用于改善电梯系统安全性的进一步的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于验证电梯轿厢的速度数据的方法、安全控制单元和电梯系统。本发明的另一个目的是用于验证电梯轿厢的速度数据的方法、安全控制单元和电梯系统提高电梯系统的安全性。

本发明的目的通过由各个独立权利要求所限定的方法、安全控制单元和电梯系统来达到。

根据第一方面，提供了一种用于验证电梯轿厢的速度数据对电梯轿厢进行超速监控的方法，该方法包括：在两个通道处获得电梯轿厢的至少一个连续速度数据；在两个通道处获得电梯井道的至少一个区域内的电梯轿厢的区域速度数据；当区域速度数据可获得时，通过验证至少一个连续速度数据的有效性来产生双通道验证速度信息，通过比较至少在一个通道、优选地在两个通道处的至少一个连续速度数据和区域速度数据来验证至少一个连续速度数据的有效性；如果比较指示至少在被提供比较的至少一个通道处的区域速度数据与至少一个连续速度数据之间不匹配，则产生用于安全设备的控制信号；如果比较指示在被提供比较的至少一个通道中的每个通道处的区域速度数据与至少一个连续速度数据之间匹配，则该方法进一步包括：通过相互比较来比较在每个通道彼此之间的验证速度信息；以及如果相互比较指示在通道处的验证速度信息之间不匹配，则产生用于安全设备的控制信号。

备选地或附加地，如果相互比较指示在通道处的验证速度信息之间匹配，则该方法可以进一步包括：至少在一个通道确定验证速度信息是否满足预定的超速限制；以及如果验证速度数据至少在一个通道满足预定的超速限制，则产生用于安全设备的控制信号。

备选地，如果电梯轿厢至少在一个通道处的两个或者更多个连续速度数据被获得，则该方法可以进一步包括：连续地相互比较在至少在一个通道上的两个或者更多个连续速度数据；以及如果比较指示至少在一个通道处的两个或者更多个连续速度数据不匹配，则产生用于安全设备的控制信号。

区域速度数据可以借助于每个通道处的至少一个霍尔传感器和在该区域处的至少一个磁体来获得。电梯井道的至少一个区域可以是门区域。

电梯轿厢的至少一个连续速度数据可以借助于以下中的至少一个来获得：至少一个加速度计、安装在提升电机中的至少一个编码器。

控制信号可以包括停止电梯轿厢运动的指令。

根据第二方面，提供了一种用于验证电梯轿厢的速度数据对电梯轿厢进行超速监控的安全控制单元，其中安全控制单元被通信地耦合到安全设备，安全控制单元包括：至少一个处理器；以及至少一个存储器，存储计算机程序代码的至少一部分，其中至少一个处理器被配置成使得电梯控制单元至少执行：在两个通道处获得电梯轿厢的至少一个连续速度数据；在两个通道处获得电梯轿厢在电梯井道的至少一个区域内的区域速度数据；当区域速度数据可获得时，通过验证至少一个连续速度数据的有效性来产生双通道验证速度信息，通过比较至少在一个通道、优选地在两个通道处的至少一个连续速度数据和区域速度数据来验证至少一个连续速度数据的有效性；如果比较指示至少在被提供比较的一个通道处的区域速度数据和至少一个连续速度数据之间不匹配，则产生用于安全设备的控制信号；如果比较指示在被提供比较的至少一个通道中的每个通道处的区域速度数据和至少一个连续速度数据之间匹配，则安全控制单元被进一步配置成：通过相互比较来比较在每个通道彼此之间的验证速度信息；并且如果相互比较指示在通道处的验证速度信息之间不匹配，则产生用于安全设备的控制信号。

备选地或另外地，如果相互比较指示在通道处的验证速度信息之间匹配，则安全控制单元可以进一步被配置成：至少在一个通道确定验证速度信息是否满足预定的超速限制；并且如果验证速度数据至少在一个通道满足预定的超速限制，则产生用于安全设备的控制信号。

备选地，如果电梯轿厢至少在一个通道处的两个或者更多个连续速度数据被获得，则安全控制单元可以进一步被配置为：连续地相互比较至少在一个通道处的两个或者更多个连续速度数据；如果比较指示至少在一个通道处的两个或者更多个连续速度数据之间不匹配，则产生用于安全设备的控制信号。

区域速度数据可以借助于在每个通道处的至少一个霍尔传感器和在该区域处的至少一个磁体来确定。电梯井道的至少一个区域可以是门区域。

所获得的电梯轿厢的至少一个连续速度数据可以借助于以下中的至少一个来获得：至少一个加速度计、安装在提升电机中的至少一个编码器。

控制信号可以包括停止电梯轿厢运动的指令。

根据第三方面，提供了一种用于验证电梯轿厢的速度数据对电梯轿厢进行超速监控的电梯系统，该电梯系统包括：用于控制电梯轿厢的运动的安全设备；至少一个传感器单元；安全控制单元，被配置成：从至少一个传感器单元在两个通道处获得电梯轿厢的至少一个连续速度数据；从至少一个传感器单元在两个通道处获得电梯轿厢在电梯井道的至少一个区域内的区域速度数据；当区域速度数据可获得时，通过验证至少一个连续速度数据的有效性来产生双通道验证速度信息，通过比较至少在一个通道、优选地在两个通道处的至少一个连续速度数据和区域速度数据来验证至少一个连续速度数据的有效性；如果比较指示在被提供比较的至少一个通道处的区域速度数据和至少一个连续速度数据之间不匹配，则产生用于安全设备的控制信号；如果比较指示在被提供比较的至少一个通道中的每个通道处的区域速度数据和至少一个连续速度数据之间匹配，则安全控制单元进一步被配置成：通过相互比较来比较在每个通道彼此之间的验证速度信息；并且如果相互比较指示通道处的验证速度信息之间不匹配，则产生用于安全设备的控制信号；其中安全控制单元、至少一个传感器单元和安全设备被彼此通信地耦合，以及其中安全控制单元被配置成将产生的控制信号传递给安全设备。

在本专利申请中呈现的本发明的示例性实施例不应被解释为对所附权利要求的适用性构成限制。动词“包括”在本专利申请中用作开放式限制，其不排除还未记载的特征的存在。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可相互自由组合。

被认为是本发明特性的新颖特征尤其在所附权利要求中阐述。然而，通过结合附图阅读以下具体实施例的描述，本发明本身、关于其结构和操作方法以及其附加目的和优点将被最好地理解。

附图说明

在附图的图中，通过示例而非限制的方式示出了本发明的实施例。

图1示出了其中本发明的实施例可以被实施的电梯系统。

图2a示意性地示出了根据本发明的方法的示例。

图2b示意性地示出了根据本发明的方法的另一个示例。

图3示意性地示出了根据本发明的安全控制单元的示例。

图4a示意性地示出了根据本发明的传感器单元的示例。

图4b示意性地示出了根据本发明的传感器单元的另一示例。

具体实施方式

图1示意性地示出了其中本发明的实施例可以如将描述的那样被实施的电梯系统100。电梯系统100包括电梯轿厢102、安全控制单元104、至少一个传感器单元106、108和安全设备110。至少一个传感器单元可以被固定到电梯轿厢102，例如被固定在电梯轿厢102的顶部上，如图1中的传感器单元106。备选地，至少一个传感器单元106可以被固定在电梯轿厢102的地板下方或被固定至电梯轿厢102的门框。附加地，至少一个传感器单元可以被安装在提升电机中，如图1中的传感器单元108。在图1中，电梯轿厢102在电梯井道内沿竖直方向移动(图1中未示出)。至少一个传感器单元106、108被通信地耦合到安全控制单元104，安全控制单元104被进一步通信地耦合到安全设备110。通信耦合例如可以经由内部总线提供。优选地，通信耦合可以经由串行总线提供。此外，电梯系统包括至少一个磁体112a-112n，该至少一个磁体112a-112n被至少在电梯井道的一个区域处固定到电梯井道。优选地，至少一个磁体可以被固定到电梯井道中的层站门框架。备选地或附加地，根据本发明的电梯系统可以包括至少在电梯井道的一个终端层站处的至少一个磁体114a，114b。至少一个终端层站可以是顶部或底部层站。

接下来，通过参照图2a描述根据本发明的方法的示例。图2a以流程图示意性示出本发明。在步骤202，从至少一个传感器单元106，108获得电梯轿厢在两个通道处的至少一个连续速度数据。此外，在步骤204，在电梯井道在两个通道处的至少一个区域内，从至少一个传感器单元106获得电梯轿厢102的区域速度数据，至少一个传感器单元106可以被固定到电梯轿厢。

不管电梯轿厢在电梯井道中的位置如何，都可以连续获得电梯轿厢的至少一个连续速度数据。例如，电梯轿厢的至少一个连续速度数据可以借助于以下中的至少一个获得：至少一个加速度计、安装在提升电机中的至少一个编码器。至少一个连续速度数据可以借助于至少一个加速度计或安装在提升电机中的至少一个编码器以一些已知方式来获得。可以固定到电梯轿厢的至少一个传感器单元106可以包括如稍后将描述的至少一个加速度计。备选地或附加地，至少一个传感器单元108可包括安装在提升电机中的至少一个编码器。连续速度数据可以直接从如图1所示的至少一个编码器获得。备选地，连续速度数据可以经由通信地耦合到至少一个编码器的驱动器获得。如果至少一个连续速度数据至少在一个通道从另一个源获得，则至少一个连续速度数据可以在两个通道处从相同的源获得。例如，如果还至少在一个通道处从安装在电动机中的至少一个编码器获得连续速度数据，则可以从一个加速度计获得两个通道处的连续速度数据。备选地或附加地，可以在每个通道处从不同的源获得至少一个连续速度数据。例如，可以从一个加速度计获得通道1处的连续速度数据，并且可以从另一个加速度计获得通道2处的连续速度数据。在另一示例中，在通道1处，连续速度数据可以从一个加速计和安装在电动机中的至少一个编码器获得。相应地，在通道2处，连续速度数据可以从另一个加速度计和安装在电机中的所述至少一个编码器获得。用于在两个通道处获得至少一个连续速度的源的上述组合仅是示例，并且其他组合也是可能的。

区域速度数据可以仅在电梯井道的至少一个区域内获得。因此，区域速度数据不能沿着电梯井道而被连续获得。区域速度数据仅在电梯井道的至少一个区域内可用。电梯井道的至少一个区域可以是门区域。门区域可以被定义为从地板水平下方的下限延伸到地板水平以上的上限的区域，其中层站和轿厢门设备处于网格中并且可操作。例如门区域可以确定成-400mm至+400mm。优选地，门区域可以是-150mm至+150mm。区域速度数据可以借助于每个通道处的至少一个霍尔传感器和该区域处的至少一个磁体获得。可以被固定到电梯轿厢的至少一个传感器单元106可以包括如稍后将描述的至少一个霍尔传感器。每个通道的区域速度数据借助于不同的至少一个霍尔传感器获得。在区域处的区域速度数据可以通过从至少一个霍尔传感器获得的参数以一些已知的方式获得。例如，从传感器单元的至少一个霍尔传感器获得电压。所获得的电压取决于绕过在所述区域处的至少一个磁体的至少一个霍尔传感器。备选地，当包括传感器单元106的电梯轿厢102绕过在所述区域的至少一个磁体时，区域速度数据可以根据由至少一个霍尔传感器获得的电梯轿厢102的线性位置的变化率来定义。

区域速度数据可以被认为是电梯轿厢的基本准确和可靠的速度信息。反过来，至少一个连续速度信息可以被认为不是作为区域速度数据的可靠并且准确的速度信息。然而，区域速度数据仅在电梯井道的至少一个区域内可获得。

在步骤206，双通道验证的速度信息通过验证至少一个连续速度数据的有效性来产生。至少一个连续速度数据的有效性通过比较在至少在一个通道、优选地在两个通道处的所述至少一个连续速度数据和区域速度数据来验证。验证的速度信息是连续速度信息，与区域速度数据相比，该信息被确认为有效。区域速度数据被认为是基本准确和可靠的，因此验证的速度信息也可以被认为是基本准确和可靠的。比较仅当区域速度数据可获得时进行。区域速度数据仅在电梯轿厢位于至少一个区域内时可获得。在步骤206的比较中，区域速度数据在同一时刻与至少一个连续速度数据进行比较。双通道验证数据可以通过步骤206的比较来提供，这可以至少在一个通道处完成。备选地，双通道验证数据可以通过步骤206的比较来提供，其可以在两个通道处单独完成，使得在通道1处的区域速度数据和至少一个连续速度数据彼此进行比较，并且在通道2处的区域速度数据和至少一个连续速度数据彼此进行比较。因此，双通道验证的速度信息可以包括在两个通道处或者备选地在一个通道处经确认的连续速度数据。如果比较指示在被提供比较的至少一个通道处的区域速度数据与至少一个连续速度数据之间不匹配，则在步骤208产生用于安全设备的控制信号。如果控制信号被产生，则不执行步骤210-212。备选地，如果比较指示在被提供比较的至少一个通道中的每个通道处区域速度数据与至少一个连续速度数据之间匹配，则将每个通道处的验证的速度信息通过在步骤210的相互比较来彼此进行比较。如果相互比较表明指示在该通道处验证的速度信息之间不匹配，则在步骤208产生用于安全设备的控制信号。

备选地或附加地，如果相互比较指示在该通道处验证的速度信息之间匹配，则可以在步骤212至少在一个通道处确定验证的速度信息满足预定的超速限制。如果验证的速度数据至少在一个通道满足预定的超速限制，则在步骤208产生用于安全设备的控制信号。预定的超速限制可以被定义成例如电梯轿厢的标称速度的某个百分比，诸如120％。优选地，超速限制低于安全设备触发速度。

步骤210和212可以以备选的顺序执行，从而可以首先执行步骤210或步骤212。图2a示出了该方法的流程图，使得步骤210在步骤212之前执行。如果在步骤210之前执行步骤212并且在步骤212之后产生控制信号，则不执行步骤210。图2b示出了该方法的流程图，使得步骤212在步骤210之前执行。

附加地，如果在步骤202两个或者更多个连续速度数据至少在一个通道处从不同的源获得，则可以至少在一个通道处将两个或者更多个连续速度数据连续地彼此进行比较。如果比较指示至少在一个通道处两个或者更多个连续速度数据之间不匹配，则产生用于安全设备的控制信号。如果控制信号被产生，则不执行后续步骤。备选地，如果比较指示至少在一个通道处两个或者更多个连续速度数据之间匹配，则该方法继续，使得在步骤206将两个或者更多个连续速度数据中的至少一个连续速度数据与区域速度数据进行比较。

控制信号可以包括用于安全设备110以停止电梯轿厢102的移动的指令。安全设备110被配置成控制电梯轿厢102的移动。

图3中公开了根据本发明的安全控制单元104的示意性示例。安全控制单元104可以包括一个或多个处理器302、用于存储计算机程序代码305a-305n中的部分代码和任何数据值的一个或多个易失性或非易失性存储器304、通信接口306以及可能的一个或多个用户接口单元308。所提到的元件可以通过例如内部总线彼此通信地耦合。通信接口306提供用于与诸如传感器单元106、108、安全设备110、数据库和/或外部系统的任何外部单元通信的接口。通信接口206可以基于一种或多种已知的有线或无线通信技术，以便交换如前所述的信息片段。

安全控制单元104的处理器302至少被配置成实施所描述的至少一些方法步骤。该方法的实施方式可以通过布置处理器302执行存储在存储器304中的计算机程序代码305a-305n的至少一部分来实现，使得处理器302、并且因此使得安全控制单元104实施一种或多种如上所述的方法步骤。处理器302因此被布置来访问存储器304并取回和存储来自存储器304和存储到其中的任何信息。为了清楚起见，本文的处理器302指适合于包括其他任务在内的处理信息和控制安全控制单元104的操作的任何单元。还可以使用具有嵌入式软件的微控制器解决方案来实施操作。类似地，存储器304不仅限于某种类型的存储器，而是适用于存储所描述的信息片段的任何存储器类型都可以应用于本发明的上下文中。

如前所述，根据本发明的电梯系统100可以包括至少一个传感器单元106、108。至少一个传感器单元可以作为图1中的传感器单元106而被固定到电梯轿厢102。另外，至少一个传感器单元可以作为图1中的传感器单元108而被安装在提升电机中。图4a示意性地示出了可以固定到电梯轿厢的示例传感器单元106的简化视图。一个传感器单元106可以包括在每个通道处的至少一个霍尔传感器202a-202n、203a-203n和至少一个加速计204，如图4a所示。备选地，例如，可以被固定到电梯轿厢的一个传感器单元106可以包括在每个通道处的至少一个霍尔传感器202a-202n、203a-203n，并且可以被固定到电梯轿厢的另一个传感器单元106可以包括至少一个加速度计204。每个通道处的霍尔传感器202a-202n、203a-203n的数目可以基于每个层站112a-112n的门区域处的磁体的数目来确定。如所描述的，例如，如图4a所示，至少一个连续速度数据可以借助于一个加速度计204在两个通道处获得。备选地，如图4b所呈现的，传感器单元106可包括在通道1处的一个加速计204和在通道2处的另一个加速计204b。即使至少一个磁体112a-112n不是传感器单元106的一部分，但为了强调电梯轿厢102的区域速度可以借助于至少一个霍尔传感器202a-202n、203a-203n和至少一个磁体112a-112n来获得，至少一个磁体112a在图4a和图4b中示出。至少一个磁体112a-112n可以被固定到如前所述的电梯井道。

备选地或附加地，传感器单元106可以进一步包括在每个通道处的至少一个处理器206a、206b，以在每个通道处提供电梯轿厢的速度数据。备选地，传感器单元106可包括一个公共处理器，以在两个通道处提供电梯轿厢的速度数据。为了清楚起见，本文的至少一个处理器206a，206b指适合于包括其他任务在内的处理信息和控制传感器单元106的操作的任何单元。还可以使用具有嵌入式软件的微控制器解决方案来实施操作。

备选地或附加地，传感器单元106可以进一步在每个通道处包括至少一个串行总线208a，208b，以将传感器单元106通信地耦合到安全控制单元104。此外，传感器单元106可以包括一个或多个存储器，该存储器是易失性或非易失性，以用于存储计算机程序代码的一部分和任何数据值。存储器不仅限于存储器的某种类型，而是适用于存储信息片段的任何存储器类型可以应用于本发明的上下文中。

在本专利申请中使用比较的上下文中的动词“匹配”来表示所比较的数据值彼此之间的差异小于预定的限制。例如，预定的限制可以被定义，以便可以达到期望的sil等级。

在本专利申请中使用比较的上下文中的动词“不匹配”来表示所比较的数据值彼此相差超过预定限制。

在本专利申请中使用超速限制的上下文中的动词“满足”表示实现预定义条件。例如，预定义条件可以是达到和/或超过超速限制。

据此所述的本发明提供了优于现有技术解决方案的显著优点。例如，本发明至少部分地改善了电梯的安全性。此外，本发明能够在服务驱动和电气救援驱动功能(rdf)期间对电梯轿厢进行双通道sil3级超速监控。

在上面给出的描述中提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的适用性和/或解释。除非另有明确陈述，否则在上面给出的描述中提供的列表和示例组并非详尽无遗。