电梯平层感应系统的故障检测方法与流程

1.本发明涉及电梯故障检测技术领域，尤其涉及电梯平层感应系统的故障检测方法。


背景技术：

2.电梯市场竞争日趋激烈，客户越来越注重电梯的成本、功能和安全性。电梯平层感应系统作为电梯重要的功能需兼顾以上三个方面。
3.目前，普通电梯一般采用精度较高的光电开关平层装置或者磁栅尺。光电开关平层装置安装空间较大，并且易受灰尘、油污影响，而磁栅尺成本高昂，安装方式受到轿厢尺寸限制，其安装调试操作也相对复杂。
4.为了追求空间的最大利用率，使平层感应系统所需安装空间最小，同时做到成本最优，安装方便免维护，并且具有高平层精度差、楼层绝对位置识别功能、再平层运行及提前开门功能，为满足上述需求发明一种新型电梯平层感应系统，需要提供该平层系统的故障检测方法，使得所用平层系统可以稳定可靠、高效安全地实现电梯平层调试和正常运行，并提供故障检测保护，为乘客提供安全舒适的乘梯环境。
5.上述对背景技术的陈述仅是为了方便对本发明技术方案(使用的技术手段、解决的技术问题以及产生的技术效果等方面)的深入理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该消息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电梯平层感应系统的故障检测方法，使得所用平层系统可以稳定可靠、高效安全地实现电梯平层调试和正常运行，并提供故障检测保护，为乘客提供安全舒适的乘梯环境。
7.根据本发明的一个实施方案，提供了一种电梯平层感应系统的故障检测方法，其中，所述电梯平层感应系统包括：平层磁铁板组件，其安装于电梯井道，并且其上安装有包括楼层识别磁铁、楼层信息校验磁铁、平层检测磁铁的多个磁铁；磁传感器组件，其安装于电梯轿厢，并且其上安装有包括楼层识别磁传感器、平层检测磁传感器的多个磁传感器，所述多个磁传感器中的每一个配置为感测各楼层的平层磁铁板组件上的多个磁铁的磁信号；电梯控制系统，其与磁传感器组件的多个磁传感器中的每一个电连接；所述故障检测方法包括：由电梯控制系统检测电梯断电重启状态；当没有检测到电梯断电重启时，确定出电梯已投入运行；当检测到电梯断电重启时，通过lop/cop启动电梯进行楼层识别并检测电梯层间运行时平层信号是否正常；如果电梯层间运行时平层信号正常，则使电梯投入运行；如果电梯层间运行时平层信号异常，则使电梯停止运行并显示故障信息。
8.优选地，所述平层磁铁板组件还包括磁铁板；所述楼层识别磁铁和楼层信息校验磁铁设置在磁铁板的一侧区域并且布置为不同的图案；所述平层检测磁铁设置在磁铁板的另一侧区域，所述平层检测磁铁包括第一平层检测磁铁和第二平层检测磁铁，第一平层检
测磁铁和第二平层检测磁铁在竖直方向上部分重叠地错位，并且第一平层检测磁铁和第二平层检测磁铁的感应区域在水平方向上对齐。
9.优选地，所述电梯平层感应系统还包括上行减速磁铁板和/或下行减速磁铁板，所述上行减速磁铁板和下行减速磁铁板安装于电梯井道，所述上行减速磁铁板上安装有上行减速磁铁，所述下行减速磁铁板上安装有下行减速磁铁；所述上行减速磁铁设置为在竖直方向上与平层检测磁铁中的第一平层检测磁铁对齐；所述下行减速磁铁设置为在竖直方向上与平层检测磁铁中的第二平层检测磁铁对齐。
10.优选地，底层楼层电梯的电梯井道仅安装有下行检测磁铁板；中间楼层电梯的电梯井道安装有上行检测磁铁板和下行检测磁铁板；顶层楼层电梯的电梯井道仅安装有上行检测磁铁板。
11.优选地，所述故障检测方法包括：在电梯投入运行的情况下，监控来自多个磁传感器的信号；如果检测到来自多个磁传感器的信号正常，则确定出电梯正常运行；如果检测到来自多个磁传感器的任意一个信号异常，则使电梯停止运行并显示故障信息。
12.优选地，所述故障检测方法包括：当电梯轿厢停在某一楼层的平层位置时，如果通过楼层识别磁传感器检测到的楼层信息与电梯控制系统中预存的楼层信息不一致，则确定出平层磁铁板组件或磁传感器组件故障，使电梯停止运行。
13.优选地，所述故障检测方法包括：当电梯轿厢未停在平层位置时，如果检测到平层检测磁铁的信号异常，则确定出平层检测磁传感器故障，使电梯停止运行。
14.优选地，所述故障检测方法包括：在电梯轿厢经过上行减速磁铁或下行减速磁铁之后，如果未能检测到平层检测磁铁的信号而无法停在平层位置，则确定出平层磁铁板组件或平层检测磁传感器故障，使电梯停止运行。
15.优选地，所述故障检测方法包括：当电梯轿厢进出平层位置时，如果由楼层识别磁传感器感测到的楼层识别磁铁的磁信号变化和由平层检测磁传感器感测到的平层检测磁铁的磁信号变化存在时序错误，则确定出平层磁铁板组件或楼层识别磁传感器故障，使电梯停止运行。
16.优选地，所述故障检测方法包括：当电梯轿厢停在平层位置时，如果检测到平层检测磁铁的磁信号正常，而楼层识别磁铁的磁信号异常，则确定出平层磁铁板组件或楼层识别磁传感器故障，使电梯停止运行。
17.优选地，所述故障检测方法包括：当电梯轿厢停在平层位置时，如果检测到平层检测磁铁的磁信号异常，则确定出平层磁铁板组件或平层检测磁传感器故障，使电梯停止运行。
18.优选地，所述故障检测方法包括：当电梯轿厢停在平层位置时，如果检测到楼层识别磁铁的磁信号状态不变，平层检测磁铁的磁信号由于人员进出轿厢上下移动而丢失，则使电梯启动再平层运行，并且使得平层检测磁铁的磁信号再次有效，以提示维保人员曾经发生过再平层运行。
19.优选地，所述故障检测方法包括：当电梯轿厢切入平层磁铁板速度异常时，确定出平层检测磁传感器故障、或上行减速磁铁板或下行减速磁铁板故障，使电梯停止运行。
20.本发明采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
21.能够完整全面地检测故障，最大程度地保证该平层感应系统的稳定运行，在平层
感应系统的传感器出现损坏、上行和/或下行减速磁铁板出现损坏、平层磁铁板出现损坏或各部件安装不良的情况下，都能够顺利地检测出对应的故障，使得电梯可以安全可靠的平层与再平层运行，为乘客提供安全可靠的乘梯环境。
附图说明
22.下文将结合附图对本发明的示例性实施例进行更为详细的说明。为清楚起见，不同附图中相同的部件以相同标号示出。需要说明的是，附图仅起到示意作用，其并不必然按照比例绘制。在这些附图中：
23.图1示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的示意图；
24.图2a示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的平层磁铁板组件的俯视图；
25.图2b示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的平层磁铁板组件的前视图；
26.图2c示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的平层磁铁板组件的立体图；
27.图3a示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的各楼层的平层磁铁板组件上磁铁的分布示意图(其中，n＝3)；
28.图3b示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的各楼层的平层磁铁板组件上磁铁的分布示意图(其中，n＝4)；
29.图4示出根据本发明实施方案的固定平层磁铁板组件的磁铁板调节支架的示意图；
30.图5示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的各楼层的平层磁铁板组件和减速磁铁板在磁铁板调节支架上的安装示意图；
31.图6示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的各楼层的平层磁铁板组件和减速磁铁板在各楼层的安装示意图；
32.图7示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的故障检测方法的工作流程图。
具体实施方式
33.下面对本发明的实施方案作详细说明，本实施方案在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施方案。
34.图1示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的示意图。如图1所示，该电梯平层感应系统包括磁传感器组件11、平层磁铁板组件12和电梯控制系统，磁传感器组件11安装于轿厢，磁传感器组件11上安装有包括楼层识别磁传感器a、b、c以及平层检测磁传感器l、u的多个磁传感器，多个磁传感器中的每一个配置为感测各楼层的平层磁铁板组件上的多个磁铁的磁信号；平层磁铁板组件12安装于电梯井道的磁铁板调节支架上，平层磁铁板组件12上安装有楼层识别磁铁a’、b’、c’，平层检测磁铁l’、u’以及楼层信息校验磁铁x；电梯控制系统(未示出)与各磁传感器电连接。
35.图2a至图2c示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的平层磁铁板组件的示意图。其中，图2a示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的平层磁铁板组件的俯视图；图2b示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的平层磁铁板组件的前视图；图
2c示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的平层磁铁板组件的立体图。
36.平层磁铁板组件12还包括磁铁板21、卡夹23和十字槽螺钉24。楼层识别磁铁a’、b’、c’，平层检测磁铁l’、u’以及楼层信息校验磁铁x安装在磁铁板21上。平层磁铁板组件12通过卡夹23和十字槽螺钉24固定至电梯井道的磁铁板调节支架上。
37.楼层识别磁铁a’、b’、c’的排列组合用于识别绝对楼层，每个楼层识别磁铁a’、b’、c’的排列位置与电梯所在的楼层相对应。因此，各楼层的平层磁铁板组件12上至少设置有用于指示该磁铁板所在楼层的若干个楼层识别磁铁，可以根据能够识别的楼层的层数来设置楼层识别磁铁的数目。楼层信息校验磁铁x仅设置在中间楼层的平层磁铁板组件上，楼层信息校验磁铁x的磁信号用于校验楼层信息。平层检测磁铁l’、u’的磁信号用于电梯平层和再平层运行的信号检测。
38.如图2b所示，楼层识别磁铁a’、b’、c’和楼层信息校验磁铁x设置在磁铁板21的一侧区域；平层检测磁铁l’、u’设置在磁铁板21的另一侧区域。楼层识别磁铁a’、b’、c’布置为不同的图案；平层检测磁铁l’和u’在竖直方向上部分重叠地错位，平层检测磁铁l’和u’的感应区域在水平方向上对齐。
39.本发明中安装于轿厢的磁传感器组件上的磁传感器和安装于平层磁铁板组件上的磁铁可以为磁传感器及其动作触发用小磁铁，但不限于磁传感器和磁铁。
40.磁铁的形状可以包括但不限于条形、蹄形、圆环形、圆柱形、饼形等形状；磁传感器可以包括但不限于霍尔传感元件。
41.其中，楼层识别磁传感器a、b、c布置在分别与楼层识别磁铁a’、b’、c’相对应的位置处，分别感测楼层识别磁铁a’、b’、c’的磁信号；平层检测磁传感器l、u布置为在竖直方向上平行，在分别与平层检测磁铁l’、u’的感应区相对应的位置处，分别感测平层检测磁铁l’、u’的磁信号；楼层识别磁传感器a感测楼层信息校验磁铁x的磁信号。
42.图3a和图3b示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的各楼层的平层磁铁板组件上磁铁的分布示意图。图3a以七层楼为例描述了各楼层的平层磁铁板组件上磁铁的分布，图3b以十五层楼为例描述了各楼层的平层磁铁板组件上磁铁的分布。当有更多楼层时，仅需要更改各楼层的平层磁铁板组件上的楼层识别磁铁分布即可识别楼层的层数。
43.能够识别的楼层的层数与需要设置的楼层识别磁铁的数目具有如下的关系：能够识别的楼层的层数为2
n-1，其中n为需要设置的楼层识别磁铁的数目，n为大于1的整数。
44.磁传感器组件11上的楼层识别磁传感器的数目与平层磁铁板组件12上的楼层识别磁铁的数目一致，分布也相对应。
45.以七层电梯为例，电梯从一层向上运行，当各个磁传感器a、b、c、l、u经过二层平层磁铁板且平层检测磁铁l’、u’、楼层识别磁铁a’、c’的磁信号都有效时，楼层数据更新为2，之后电梯继续向上运行，楼层识别磁传感器a脱离二层平层磁铁板的楼层识别磁铁a’，又经过二层平层磁铁板的楼层信息校验磁铁x，此时楼层信息校验磁铁x输出一个x脉冲信号，以指示电梯控制系统经过中间楼层且为上行运行，中间楼层记录更新为1，当电梯到达三层且平层检测磁铁l’、u’、楼层识别磁铁c’的磁信号都有效时，楼层数据更新为3。电梯控制系统通过平层检测磁铁l’、u’、楼层识别磁铁c’的磁信号得出楼层为三层，与中间楼层数据1做比对，来相互校验电梯楼层数据，即为三层且经过1个中间楼层，此时楼层数据正常。
46.因此，根据本发明实施方案的电梯平层感应系统仅通过设置各楼层的平层磁铁板
组件上的磁铁的分布来识别楼层的层数，易于实现楼层位置的识别，并且根据楼层信息校验磁铁x的信号进一步校验楼层信息。
47.图4示出根据本发明实施方案的固定平层磁铁板组件的磁铁板调节支架的示意图。
48.从楼层的底层开始将平层磁铁板组件12套装安装于需要服务的各个楼层。将用于安装平层磁铁板组件12的平层磁铁板l型支架41固定在对重导轨42上。
49.将电梯停靠到每一个楼层来调节平层磁铁板组件12位置，以保证磁传感器组件12上的平层检测磁传感器l、u分别与平层磁铁板组件12上的平层检测磁铁l’、u’的感应区对齐。调整仅限于改变整个平层磁铁板组件12的高度位置，而不能改变平层磁铁板组件12上单个磁铁的位置。
50.图5示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的各楼层的平层磁铁板组件和减速磁铁板在磁铁板调节支架上的安装示意图。
51.各个楼层的上行减速磁铁板54和/或下行减速磁铁板51、平层磁铁板组件12安装于电梯井道内的磁铁板调节支架上。由于顶层电梯仅需要上行减速，而底层电梯仅需要下行减速，因此对于顶层电梯，磁铁板调节支架上仅安装上行减速磁铁板54；对于底层电梯，磁铁板调节支架上仅安装下行减速磁铁板51；对于中间楼层，磁铁板调节支架上既安装有上行减速磁铁板54，也安装有下行减速磁铁板51。上行减速磁铁板54上具有上行减速磁铁，下行减速磁铁板51上具有下行减速磁铁。
52.下行减速磁铁51设置为在竖直方向上与平层检测磁铁u’对齐；上行减速磁铁54设置为在竖直方向上与平层检测磁铁l’对齐。这里，平层检测磁传感器l、u还分别感测上行减速磁铁和下行减速磁铁的信号，以便电梯能够识别和自检为下行减速还是上行减速。
53.在将上行减速磁铁54和下行减速磁铁51安装在磁铁板调节支架时，需要确保上行减速磁铁54和下行减速磁铁51与平层检测磁铁u’和平层检测磁铁l’的方向、对齐方式和距离，以使得电梯可以在优选的距离开始减速并正常停靠。此外，也需要确保磁传感器组件11和平层磁铁板组件12的竖直距离和水平中心误差在设计范围内。
54.图6示出根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的平层磁铁板组件和减速磁铁板在各楼层的安装示意图。
55.本发明以三层楼为例描述了上行减速磁铁板、下行减速磁铁板、平层磁铁板组件在各楼层的安装示意图，但本发明不限于三层。
56.对于顶层电梯，磁铁板调节支架上仅安装有上行减速磁铁板54，对于底层电梯，磁铁板调节支架上仅安装有下行减速磁铁板51，对于中间楼层电梯，磁铁板调节支架上既安装有上行减速磁铁板54，也安装有下行减速磁铁板51。
57.图7为根据本发明实施方案的电梯平层感应系统的故障检测方法的工作流程图。如图7所示，在每个楼层的磁传感器组件和平层磁铁板组件安装完成后，电梯控制系统实时地监控电梯轿厢中的楼层识别磁传感器和平层检测磁传感器的信号。
58.由电梯控制系统通过检测无楼层信息信号来判断电梯是否处于断电重启状态。
59.当电梯控制系统确定出电梯不处于断电重启状态时，确定出电梯正投入运行。
60.当确定出电梯发生了断电重启时，通过外召唤(lop，landing operation panel)或内召唤(cop，car operating panel)来启动电梯进行楼层识别，并检测在电梯层间运行
时平层信号(该平层信号是平层检测磁传感器u和l的磁信号)是否正常。
61.当电梯断电重启(上电)时，电梯控制系统不能确定出电梯所在的楼层，尤其在电梯调试初期，例如电梯可能处于非平层位置，通过外召唤(lop，landing operation panel)或内召唤(cop，car operating panel)按钮使得电梯向下或向上运行直到电梯平层，到达平层后且平层信号正常时，根据楼层识别磁传感器a、b、c磁信号的组合就可以获得电梯所在的楼层，从而楼层的数字显示板会显示为检测到的楼层。
62.例如，在电梯由于断电而停在一楼平层位置的情况下，电梯系统一上电时还不能确认电梯所在的楼层，如果二楼的外召唤lop被按下，则电梯向上运行至二楼平层位置，在平层检测磁传感器u和l的磁信号都有效后电梯停止，这时通过楼层识别磁传感器a、b、c磁信号的组合(二层是a和c磁信号有效)可以确定出电梯在二层。
63.如果电梯层间运行时平层信号正常，则使电梯投入运行；如果电梯层间运行时平层信号异常，则使电梯停止运行并显示故障信息。
64.例如，在电梯投入运行的情况下，监控来自多个磁传感器的信号；如果检测到来自多个磁传感器的信号正常，则确定出电梯正常运行；如果检测到来自多个磁传感器的信号异常，则使电梯停止运行并显示故障信息。
65.以下以三层楼为例来详细地描述本发明实施方案的电梯平层控制系统的正常工作流程。
66.一楼电梯作为底层电梯而仅安装有下行检测磁铁板，二楼作为中间楼层电梯而安装有上行检测磁铁板和下行检测磁铁板，三楼电梯作为顶层电梯而仅安装有上行检测磁铁板。
67.在每个楼层的磁传感器组件和平层磁铁板组件安装完成后，电梯控制系统实时地监控轿厢中的楼层识别磁传感器和平层检测磁传感器的信号；检测电梯断电重启状态；当没有检测到电梯断电重启时，确定出电梯已投入运行；当检测到电梯断电重启时，通过lop(landing operation panel)/cop(car operating panel)启动电梯进行楼层识别，并检测电梯层间运行时楼层识别信号和平层信号是否正常；如果电梯层间运行时楼层识别信号和平层信号都正常，则使电梯投入运行；如果电梯层间运行时楼层识别信号或平层信号异常，则使电梯停止运行并显示故障信息。
68.在电梯投入运行的情况下，假设电梯停在一楼等待召唤，电梯控制系统实时监控来自电梯平层感应系统的楼层识别磁传感器a、b、c和平层检测磁传感器u、l的信号，此时来自楼层识别磁传感器a、b、c和平层检测磁传感器u、l的信号均是有效的。
69.当有人在二楼厅外呼梯装置呼叫电梯时，电梯启动，电梯控制系统首先检测到一楼平层磁铁板组件的平层检测磁铁l’的磁信号切离，之后是楼层识别磁铁a’、b’、c’切离，最后是平层检测磁铁u’信号切离。
70.当电梯快到达二楼时，平层检测磁传感器l经过二楼的上行减速磁铁，平层检测磁传感器l会感测到二楼的上行检测磁铁的脉冲信号，在电梯控制系统接收到平层检测磁传感器l感测到的二楼上行检测磁铁的脉冲信号之后，以目标爬行速度运行至二楼平层磁铁板位置，此时首先切入平层检测磁传感器l的信号，之后切入楼层识别磁传感器a、b、c的信号，最后切入平层检测磁传感器u的信号，当平层检测磁传感器u和l的信号同时有效时，电梯平层停梯。
71.如果检测到来自楼层识别磁传感器a、b、c和平层检测磁传感器u、l的信号正常，则确定出电梯正常运行；如果检测到来自楼层识别磁传感器a、b、c和平层检测磁传感器u、l的信号异常，则使电梯停止运行并显示故障信息。
72.在下文中将对根据本发明的电梯平层感应系统的故障检测进行详细地描述。
73.当电梯轿厢停在某一楼层的平层位置时，如果通过楼层识别磁传感器a、b、c检测到的楼层信息与电梯控制系统中预存的楼层信息不一致，则确定出平层磁铁板组件或磁传感器组件(例如，楼层识别磁传感器a、b、c和平层检测磁传感器u、l)故障，使电梯停止运行。
74.当电梯轿厢未停在平层位置时，如果检测到平层检测磁铁u’、l’的信号异常，则确定出平层检测磁传感器故障，使电梯停止运行。
75.在电梯轿厢经过上行或下行减速磁铁之后，如果未能检测到平层检测磁铁的信号而无法停在平层位置，则确定出平层磁铁板组件或平层检测磁传感器故障，使电梯停止运行。
76.当电梯轿厢进出平层位置时，如果由楼层识别磁传感器感测到的楼层识别磁铁的磁信号变化和由平层检测磁传感器感测到的平层检测磁铁的磁信号变化存在时序错误，则确定出平层磁铁板组件或楼层识别磁传感器故障，使电梯停止运行。
77.当电梯轿厢停在平层位置时，如果检测到平层检测磁铁的磁信号正常，而楼层识别磁铁的磁信号异常，则确定出平层磁铁板组件或楼层识别磁传感器故障，使电梯停止运行。
78.当电梯轿厢停在平层位置时，如果检测到平层检测磁铁的磁信号异常，则确定出平层磁铁板组件或平层检测磁传感器故障，使电梯停止运行。
79.当电梯轿厢停在平层位置时，如果检测到楼层识别磁铁的磁信号状态不变，平层检测磁铁的磁信号由于人员进出轿厢上下移动而丢失，则使电梯启动再平层运行，并且使得平层检测磁铁的磁信号再次有效，以提示维保人员曾经发生过再平层运行。
80.当电梯轿厢切入平层磁铁板速度异常时，确定出平层检测磁传感器故障、或上行减速磁铁板或下行减速磁铁板故障，使电梯停止运行。也就是说，如果减速磁铁板未按要求距离安装或平层检测磁传感器故障，即在减速磁铁板安装不正确或平层检测磁传感器u、l发生断路故障的情况下，电梯减速就不正常，当切入平层磁铁板时，电梯检测出的速度与参考速度偏差较大，从而表示减速异常的故障，以此确定出上下行的减速磁铁安装不正常或平层检测传感器u/l故障，使电梯停止运行。
81.根据本发明的电梯平层感应系统的故障检测方法能够完整全面地检测故障，最大程度地保证该平层感应系统的稳定运行，在平层感应系统的传感器出现损坏、上行和/或下行减速磁铁板出现损坏、平层磁铁板出现损坏或各部件安装不良的情况下，都能够顺利地检测出对应的故障，使得电梯可以安全可靠的平层与再平层运行，为乘客提供安全可靠的乘梯环境。
82.以上示例性实施方案所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导作出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所
附权利要求书及其等效形式所限定。