一种电梯控制装置及控制方法与流程

1.本发明涉及设备控制技术领域，具体涉及一种电梯控制装置及控制方法。


背景技术：

2.电梯是垂直上下运动的设备，电梯结构分为安装在顶层机房的控制部分、安装在轿厢中的控制部分以及安装在各个楼层中的控制部分，各个部分用电缆连接。由于电梯多采用垂直安装方式，同时由于电梯始终处于运动状态，不能固定安装，因此这些用于连接各部分的电缆需要受到很大的重力影响，是电梯产生故障的主要原因之一。随着社会发展，电梯安装楼层越来越高、在同一栋楼中电梯数量越来越多，电缆问题越来越显突出。
3.总线技术将并行数据通过组帧的方式转换为串行数据，可在一定程度上降低缆线数量，简化物理线缆过多的问题。现有的方案采用总线技术在一定程度上降低了线缆使用数量，电梯电缆问题部分得到解决。然而，目前采用总线技术的电梯控制器依然沿用传统的电梯控制方式，即采用主控制柜作为控制中心，所有电气设备以及传感器都通过主控制器进行调度，将显示器控制信号、传感器检测信号(楼层控制器和轿厢控制器中的梯号)传递到主控制柜中，线缆替代率并不高，电梯电缆问题并没有根本解决。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种电梯控制装置及控制方法，改变了传统以主控制器为核心的控制理念，采用了一种基于总线传输信息、无主从设备的控制方法，极大地减少了电梯电缆使用数量。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.本发明实施例提供了一种电梯控制装置，包括：控制总线及与控制总线连接的各个控制节点，所述控制节点包括控制器和设置在被控制电梯上的节点，所述控制总线与各个控制节点的连接为无主从节点结构，所述无主从节点结构为连接在控制总线上的任何一个控制节点具有相同权限，不存在上下级关系。
7.可选的，所述控制总线包括：一级总线和二级总线，所述主控制器通过一级总线与被控制电梯相连接；设置在被控制电梯上的节点与二级总线连接。
8.可选的，所述被控制电梯上设置有网关，所述一级总线和二级总线支持的通信协议不相同时，用于连接一级总线和二级总线进行协议转换。
9.可选的，所述网关包括：第一报文收发器、程序处理器和第二报文收发器，其中：
10.所述第一报文收发器分别与所述一级总线及程序处理器连接，用于将一级总线交换报文后与程序处理器交换数据；
11.所述第二报文收发器分别与所述二级总线及程序处理器连接，用于将二级总线交换报文后与程序处理器交换数据。
12.可选的，所述设置在被控制电梯上的节点均包括：总线报文收发模块和调理模块，总线报文收发模块用于接收控制总线的广播报文，当接收到与本控制节点有关的信号报文
时，该信号报文被送往调理模块进行处理，调理模块还用于生成包含本控制节点地址信息的总线报文，通过总线报文收发模块发送至控制总线。
13.可选的，所述主控制器包括：互联网接口、通信信道、显示屏及键盘，用于物联网连接生成电梯控制指令以及显示被控制电梯运行数据。
14.本发明实施例还提供了一种电梯控制系统，包括：
15.将电梯的各个控制节点连接于控制总线上，连接在控制总线上的任何一个控制节点具有相同权限，不存在上下级关系，控制总线中的信息传递采用广播方式进行。
16.可选的，所述连接在控制总线上的任何一个控制节点具有相同权限，不存在上下级关系，包括：任何设置在被控制电梯上的节点均与其他控制节点通过信号报文直接通讯，无需通过主控制器调度；任何控制节点通过接收其他一个或多个控制节点发出的信号报文并进行解析后做出相应的响应。
17.可选的，所述控制总线中的信息传递采用广播方式进行，包括：连接于控制总线中每一个控制节点均有主动向控制总线投送信号报文或者控制从总线中收取信号报文的权限。
18.可选的，信号报文包括：帧头、发送地址、目的地址、报文类型、长度、报文内容、校验码、帧尾。
19.本发明技术方案，具有如下优点：
20.本发明提供了一种电梯控制装置及控制方法，控制装置包括控制总线及与控制总线连接的各个控制节点，控制节点包括控制器和设置在被控制电梯上的节点，控制总线与各个控制节点的连接为无主从节点结构，连接在控制总线上的任何一个控制节点具有相同权限，不存在上下级关系。基于控制装置的控制方法改变了传统以主控制器为核心的控制理念，采用了一种基于总线传输信息、无主从设备的控制方法，控制逻辑十分简洁，通过建立总线架构采用报文方式表述设备节点诉求、状态，通过广播节点报文将设备节点快速准确的建立联系和相互握手，极大地减少了电梯电缆使用数量。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例中的电梯控制装置的连接布局示意图；
23.图2为本发明实施例电梯控制装置一个具体示例的示意图；
24.图3为本发明实施例中电梯与二级总线连接的结构示意图；
25.图4为本发明实施例中曳引机节点结构示意图；
26.图5为本发明实施例中层门节点结构示意图；
27.图6为本发明实施例中轿顶节点结构示意图；
28.图7为本发明实施例中的电梯控制装置中网关结构示意图；
29.图8为本发明实施例中的电梯控制方法的控制范例示意图；
30.图9为本发明实施例中的电梯控制方法的控制范例时间线示意图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明实施例提供了种电梯控制装置，如图1所示，包括：控制总线4及与控制总线4连接的各个控制节点，所述控制节点包括控制器3和设置在被控制电梯组1上的节点，所述控制总线与各个控制节点的连接为无主从节点结构，所述无主从节点结构为连接在控制总线上的任何一个控制节点具有相同权限，不存在上下级关系。需要说明的是，实际应用中被控制的电梯可以为一个或多个，图1中以多个进行示例。
33.本发明实施例中，控制总线可以支持的协议包括can总线协议、485协议、232协议，根据实际应用场景进行合理选择，本发明实施例以can总线协议作为示例。当被控制的电梯数量比较少时，可以采用一条控制总线进行数据传输，但在实际应用中当被控制的电梯组包括多个电梯时，对应的节点较多，由于某些通信协议支持的节点有限，因此本发明实施例将控制总线分为一级总线和二级总线，所述控制器通过一级总线与被控制电梯相连接；设置在被控制电梯上的节点与二级总线连接。当所述一级总线和二级总线支持的通信协议不相同时，通过设在电梯上置网关连接一级总线和二级总线进行协议转换，在相同协议条件下，网关不需要设置。
34.在一具体实施例中，如图2所示，电梯组1包括m台电梯(m≥1)，一级总线2将控制器3与电梯组1中各个电梯相连。控制器3包括：互联网接口、通信信道(例如4g/5g)、显示屏及键盘，用于物联网连接生成电梯控制指令以及显示被控制电梯运行数据。通过在被控制电梯上设置网关连接一级总线2和二级总线112，用于一级总线与二级总线之间的协议转换操作。设置在电梯上的n个节点113(n≥1)均与一个特定设备对应，如层门叫梯单元，如轿厢轿顶单元等，所述二级总线112与所有控制节点相连。
35.进一步地，电梯与二级总线连接的结构示意图如图3所示，各个电梯均设置的控制节点均包括曳引机节点1131、层门1到n的节点1132、轿顶节点1133、轿厢节点1134和底坑节点1135，二级总线包括can-h和can-l，各个节点都与第二总线的can-h和can-l相连。
36.进一步地，曳引机节点1131结构示意图如图4所示，曳引机节点1131包括总线报文收发模块11311、调理模块11312和dc/ac变流器11313。总线报文收发模块11311在接收到总线中广播的报文后进行过滤，将与本节点有关的报文接收进来并送往调理模块11312进行处理。调理模块根据报文形成控制信号驱动dc/ac变流器11313，dc/ac变流器11313根据调理模块11312发送过来的控制信号驱动曳引机工作。同时调理模块11312也将本节点的工作情况形成总线报文，通过总线报文收发模块11311向总线广播。
37.进一步地，层门节点结构示意图如图5所示，门节点包括总线报文收发模块11321、调理模块11322、显示器11323和传感器11324。所述传感器11324为触点式开关传感器，当触点式开关传感器按下时，通过调理模块11322形成一个相应的总线报文，该报文包含了该节点的地址信息。该包含该节点地址信息的总线报文经总线报文收发模块11321以广播的方式送往二级总线。总线报文收发模块11321同时还可以接收二级总线的广播报文，当接收到与本节点有关的广播报文时，报文就会被送往调理模块11322进行处理，最后通过显示器
11323显示出来。
38.其中，轿顶节点结构示意图如图6所示，所述轿顶节点1133包括总线报文收发模块111331、调理模块11332、电机驱动模块11333和传感器11334，所述传感器为光电传感器。所述总线报文收发模块11331接收总线中广播的报文，从接收报文中过滤出与本节点有关的报文送往调理模块11332。传感器11334接收外部信息(如楼层信息、距离信息)，并将接收到的信息送往调理模块11332。所述调理模块11332根据从总线收到的报文信息和从传感器收到的信息进行判断，向电机驱动器模块11333提供控制信息驱动门机电机。同时调理模块11332还形成本节点相应状态报文，通过总线报文收发模块111331向总线广播输出报文。
39.如图7所示的为本发明提供的一种电梯控制装置中网关结构示意图。网关111包括第一报文收发模块1111、程序处理器1112和第二报文收发模块1113。所述第一报文收发模块从端口1接收一级总线的报文并送往程序处理器1112。程序处理器1112将一级总线报文转换为二级总线报文协议的格式，并通过第二报文收发模块1113从端口2发往二级总线。同样，第二报文收发模块1113通过端口2接收二级总线的报文并送往程序处理器，程序处理器将二级总线报文转换为一级总线报文格式并通过第一报文收发模块1112从端口1发往一级总线。
40.基于上述的电梯控制装置，本发明实施例还提供一种电梯控制方法，包括：将电梯的各个控制节点连接于控制总线上，连接在控制总线上的任何一个控制节点具有相同权限，不存在上下级关系，控制总线中的信息传递采用广播方式进行，具体为：信息传输控制总线中每一个控制节点均有主动向控制总线投送信号报文或者控制从总线中收取信号报文的权限，任何设置在被控制电梯上的节点均与其他控制节点通过信号报文直接通讯，无需通过主控制器调度；任何控制节点通过接收其他一个或多个控制节点发出的信号报文并进行解析后做出相应的响应。在本发明实施例中，信号报文包括：帧头、发送地址、目的地址、报文类型、长度、报文内容、校验码、帧尾。
41.如图8所示的为基于本发明提供的电梯控制方法的一种控制范例示意图。如图9所示为基于本发明一种电梯控制方法的一种控制范例时间线示意图。需说明的是，图8和图9中都只显示了一个控制范例的一个时间段作为示例说明控制思路和实现方法，并没把全部的控制经历都展示出来。
42.参考图9，在时间点a层门3节点的传感器触点被按下，电梯系统进入层门节点叫梯状态。参考图8a，此时用加粗的线条表明被触动的设备和线路，可以看到层门3节点和第二总线被标识为加粗黑线，表明此时层门3节点向第二总线发出叫梯报文，图中黑色粗箭头表明叫梯报文是又层门3节点向第二总线广播输出的。同样参考图9，可以看到在时间节点a表示出层门3节点按下叫梯按钮，同时向第二总线广播叫梯报文。
43.参考图9，在时间点b曳引机节点接收到叫梯报文，启动曳引机运行，轿厢启动，同时曳引机节点广播发出曳引机运行报文。参考图8b，此时曳引机节点被标识为加粗黑线，表明此时曳引机节点响应由层门3节点发出的叫梯报文。在图8b中可以看到，曳引机节点标识了一个双向加粗黑色箭头，这表明此时曳引机节点既接收层门3的叫梯报文、又发出曳引机运行报文。
44.参考图9，在时间点c轿顶节点接收到曳引机运行报文，启动安置于轿顶节点的传感器监测轿厢运行参数，如运行楼层位置或运行距离。同时将轿厢运行参数广播发布在二
级总线中。参考图8c，此时轿顶节点被标识为加粗黑线，表明此时轿顶节点响应由曳引机节点发出的曳引机运行报文，同样可以看到轿顶节点标识了一个双向加黑箭头，表明此时轿顶节点同时向二级总线广播楼层报文。
45.参考图9，在时间点d，所有层门节点和轿厢节点都接收到轿顶节点广播发出的楼层报文，并将楼层报文中的楼层信息显示在安置在层门节点和轿厢节点的显示器中。参考图8d，此时所有门层节点和轿厢节点都被标识为加粗黑线，表明此时这些节点响应由轿顶节点发出的轿顶节点广播发出的楼层报文，并将流程报文中楼层信息显示在显示器中。可以看到所有层门节点和轿厢节点标识了一个指向这些节点的加黑箭头，表明此时层门节点和轿厢节点只接收二级总线中的广播楼层报文。
46.本发明实施例提供的电梯控制方法，采用控制总线建立一个局域网，用局域网建立起电梯各个设备节点之间的通讯联系进行控制，即通过建立总线架构，基于采用报文方式表述设备节点诉求、状态，通过广播节点报文将设备节点联系和相互握手，建立起准确、容错、快速的控制策略。
47.虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。