专利名称：自动扶梯的电子安全系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乘客输送系统，特别涉及一种包括连接与安全有关的部件的通信总线的安全系统。自动扶梯或移动通道之类典型乘客输送器包括一桁架、许多在该桁架内闭合回路中行进的串接踏板和驱动这些踏板的机器。
背景技术：
自动扶梯和移动通道包括监测速度的传感器、检测缺失踏板的传感器、监测磨损的装置之类的装置；用于专用装置的启动器和交通信号灯之类的输出装置。各装置包括与中央控制器连接的接口装置即传感器、开关或启动器的组合。为了确保传感器的连续运行，典型的乘客输送器包括监测每一传感器并对每一传感器作出响应的安全系统。
现有自动扶梯安全系统使用由开关和接触器的串联电路构成的安全链实现。该安全链操纵继电器(或接触器)来处理传给自动扶梯马达的功率。该链中任一接触器的动作都会使主电源与马达的连接断开。接触器的串联和用于检查的电桥造成需要用较高电压来减小该链上电压损耗效应的长链。
由于该安全链串接，因此无法确切知道故障发生在哪一环节。在维修和检查时，有时需要在该安全链中用桥接手工进行测试和找出故障。电桥的手工连线和拆线费时费力。此外，由于串接而很难进行远距检查。
因此需要有一种部件数和制造成本减少、同时便于操作的改进的安全系统。
发明内容
按照本发明设计的一种自动扶梯系统改进了检查和诊断工作，提高了自动扶梯运行的安全性并在检测到不安全状况时能安全降低性能。该安全系统包括便于在基于微处理器的安全控制器或“总线主控器”之间交换控制和数据信号的通信总线。其他包括与传感器、接触器和开关连接的总线节点的各种部件与检测器、各种部件和其他安全设备一起确保该自动扶梯系统的安全运行。
由软件控制的该总线主控器操纵在该整个自动扶梯系统中分布有总线节点的通信总线。周期性轮询这些总线节点以确定与这些总线节点连接的传感器、接触器和开关的状态。该微处理器可运行在若干不同方式如维护、检查、正常运行、性能下降运行和应急运行方式之一下。在适当时刻，总线主控器把信号输出到自动扶梯控制系统和自动扶梯驱动和制动系统。
如出现不安全状况，总线主控器生成合适输出传给自动扶梯控制和驱动系统。安全控制器可启动中断自动扶梯运动的装置。该总线主控器和有关部件提供一种可中央控制并且安装时间、质量、制造成本和运行特性大大改进的电子安全系统。
本领域普通技术人员从以下对当前优选实施例的详细说明中可清楚看出本发明的各特征和优点。伴随详细说明的附图可简要说明如下。
该附图为按照本发明设计的自动扶梯系统的电子安全系统的示意图。
具体实施例方式
该附图示出自动扶梯系统10。从以下说明显然可知，本发明可应用于例如移动通道的其他乘客输送器。该自动扶梯系统10一般包括延伸在下层14和上层16之间的桁架12。许多串接的踏板18与步进链20连接并在该桁架12内的闭合回路中行进。一对扶栏22上有扶手24。机器26驱动这些踏板18和扶手24。该机器26一般位于上层16下方的机器空间28中。
电子安全系统30包括与例如总线主控器34电子安全控制器连通的自动扶梯控制器32、自动扶梯动力系统36和操纵该机器26的驱动和制动系统38。
该总线主控器34经过总线40与许多总线节点42连通。该总线主控器34最好使用公知为控制区域网(CAN)总线的通信协议实现。
每一总线节点42与至少一个传感装置44连接。例如传感器的传感装置44、开关、接触器和其他输入或输出装置分布在整个自动扶梯系统10中。传感装置44最好包括传感器例如踏板18的速度传感器、检测缺失踏板18的传感器、检测步进链20和踏板18过度磨损的限位开关和监测扶手24速度的传感器。传感装置44中还有例如每一层14、16中检测自动扶梯上是否有乘客并触发踏板18速度改变的开关和每一层中启动埋置在踏板18中的轮椅平台的开关。此外，其他传感装置44例如监测电子安全系统30的状态的传感器44′最好经总线40通信。除了与该安全总线连接的安全装置，也可在该总线上连接例如交通信号灯或操作面板的非安全部件以节省装配工作。
该总线主控器34不断处理来自与传感装置44通信的总线节点42的数据。在预定状况下，总线主控器34经过输入/输出连接器35向自动扶梯控制器32发出信号。自动扶梯控制器32向自动扶梯驱动和制动系统38发出合适控制信号以便执行例如切断自动扶梯驱动系统、启动制动器和作出详细诊断的合适措施。
总线节点42分布在整个自动扶梯系统10中以便与各种把数据传给总线节点42的传感装置44通信。数据收集传感装置44按照由特定总线节点42监测的传感器、接触器或开关的数量可与该总线节点42串联、并联或串并联。但是最好是许多传感器、接触器或开关互相并联，从而在该总线节点42接收这些装置之一的输入时知道哪一个特定装置把信息传给它。这一结构使得在该总线节点上执行的软件程序可正确指出产生数据信号的来源和状况。这大大优于串联电路，在串联电路中，软件程序只可能指出数据信号由哪一路串联电路发出。
电力由总线节点42传给传感装置44。由于总线节点42与传感装置44之间的距离很短，因此可使用低压，在这种情况下为直流24V。
重要的是，可用软件程序自动测试传感装置44。这一特征无需手工检查，从而检查时间缩短。还可及时开展维护的例行程序，把注意力集中在其他关键维护区上。总线主控器34根据已知逻辑确定是否存在不安全状况。
本领域普通技术人员显然可看出，总线40的设计非常灵活，随着因处理新数据合适改动软件可如所需增减总线节点42。某些节点42还可有备用输入/输出容量以与另加的传感器44连接。总线40的模件性使得可比现有技术改进的方式作出这类修正。
总线主控器34最好包括微处理器48，该微处理器经过微处理器系统总线50与只读存储器(ROM)52、随机存取存储器(RAM)54、备用电源(BATT)56、逻辑单元58和输入/输出通信端口(I/O)60通信。这些器件可用普通部件、普通集成电路、普通软件或这三者的组合实现。本领域普通技术人员可从这各种方案中作出选择。应该指出，尽管在该实施例中将ROM 52用作非易失存储器，但也可使用例如EPROM的其他类型的非易失存储器。微处理器48执行存储在ROM 52中的软件程序。ROM 52中还有自动扶梯结构数据表。
易失存储器可例如设计成闪存ROM，从而可从一维护计算机PC(未示出)下载软件更新。可用该方法实现代码或数据改动。尽管易失存储器存储装置在该实施例中为ROM 52，但其他存储装置可包括硬盘、CD ROM、DVD、RAM、ROM或其他光可读存储器、磁存储器或集成电路。
总线主控器34经I/O端口60经总线40与总线节点42通信。总线40可为单总线(总线A)，也可为双冗余总线(总线A和总线B，未示出)。因此，总线主控器34可如本领域普通技术人员所公知地经总线A或总线B(未示出)与任一总线节点42通信。尽管在该实施例中只示出一条总线和一个微处理器，但本发明可有其他结构，详情参见作为参考材料包括在此的题为“自动扶梯的电子安全系统”的美国专利6,173,814。
总线主控器34与总线节点42之间的通信最好由软件设定，从而不管总线节点42是否提供数据总是定期与一总线节点42连通。定期通信使得运行在总线控制器34上的软件可再次确认经总线40与总线节点42的通信是否顺畅。这些周期性信息包括来自各总线节点42进行的硬件检查中的状态信息。
在正常运行模式的实施例中，在相同数据集上轮询每一总线节点42两次，然后该软件程序比较两数据集确定它们是否相同。如两数据集不匹配，ROM 52中的软件程序再次轮询该总线节点42确定其可靠性。软件程序可确定不匹配数据只是一次性异常或可确定存在需要修复的通信故障。ROM 52中的软件程序在确定与总线节点42的通信变得不可靠时可与自动扶梯控制器32通信而停止自动扶梯系统10的运行。在另一实施例中，总线主控器34经冗余通信继电器62与驱动和制动系统38直接通信。因此如自动扶梯控制器32出现故障，总线主控器34可立即停止自动扶梯系统10的运行。
该软件程序最好在例如检查和维护模式、正常运行模式和应急运行模式的各种模式下运行。它执行各种例行程序或例如轮询各总线节点42来获取通信状态和数据。该程序还向自动扶梯控制器32和驱动和制动系统38输出控制信号。
总线轮询由主控器(在该例中为总线主控器34)与其从属设备(在该例子中为总线节点42)的周期性相互作用实现。可用各种方式检测总线40的故障。一个例子为超时，即如在预定时间中总线节点42对总线控制器34的通信不作响应，总线主控器34即可认为该总线节点42出现故障。另一种方法是对在总线40上输送的每一信息标记有增大排序的ID号。如总线主控器34收到的信息ID的次序不对，则可确定信息已失去或输送出现故障。在这种情况下总线主控器34确定出现故障。
也可使用回波技术，此时，总线主控器34期望从与之通信的各总线节点42收到经该总线发出的每一通信信息的回复。如总线主控器34收不到该目标总线节点42的回复，则可确定该节点42出现故障。
在位监测方式中，每一总线节点42监测总线40以确定总线40上是否存在所发送的位。该总线节点42一旦知道所输送信息没有输送到总线主控器34，则该总线节点42通知总线主控器34出现故障。也可使用位填充技术证实信息的完整性，此时，按照预定算法，发射机在输送若干数量逻辑水平相同的位后插入相反逻辑的填充位。
另一种技术为循环冗余码校验校验和，此时在每一信息中插入校验和来证实信息完整性。信息也可格式化，从而每一信息必需与位长和/或字段的预定格式相配。也可使用回复检查，此时，至少一个接收器必须对收到的任何输送信息作出回复。这些通信技术中的许多通信技术以CAN总线标准实现，但最好使用上述附加技术来提高通信效率和可靠性。
在检查模式中，该软件可临时在该安全链中装配“软件桥”分别测试各种传感器、接触器或开关。因此无需用硬件连线桥接传感器、接触器或开关。较之现有技术的重大改进是该程序可使用时间函数或当该软件程序退出检查模式并回到正常运行模式时自动除去该“软件桥”。无论何种情况，操作员在检查或维修工作中无需进行机械桥接的接线和拆线工作。
在该说明下，本领域普通技术人员可开发出实现本发明结果所需软件代码。
上述说明是例示性的而非限制性的。可根据上述说明对本发明作出种种改型和变型。以上说明了本发明优选实施例，但是，本领域普通技术人员可在本发明范围内作出某些改型。因此，可在由后附权利要求的范围内以上述说明之外的方式实施本发明。因此本发明的真正范围和内容应由后附权利要求确定。
权利要求
1.一种乘客输送安全系统，包括一控制装置；以及一与所述控制装置通信的安全控制器，所述安全控制器经过一总线与多个总线节点通信，每一所述总线节点接收来自至少一个传感器的数据，所述安全控制器可响应从所述多个总线节点收到的所述数据向所述控制装置发出一信号。
2.如权利要求1所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述安全控制器包括一执行具有多种运行方式的安全程序的微处理器。
3.如权利要求2所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述安全程序包括一检查和维护模式，该模式使得所述至少一个传感器失效、隔离或桥接以断定来自所述安全系统的响应。
4.如权利要求1所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括多个与一共同总线节点通信的传感器。
5.如权利要求4所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述多个传感器与所述共同总线节点串联。
6.如权利要求4所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述多个传感器与所述共同总线节点并联。
7.如权利要求2所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述安全程序包括响应一选定运行模式来使得一种功能停止。
8.如权利要求1所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述安全控制器包括一执行一安全程序的微处理器；一存储所述安全程序和预定数据的只读存储器；一随机存取存储器；一备用电源；以及至少一个与所述总线和所述自动扶梯控制器通信的输入/输出端口。
9.如权利要求1所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述安全控制器包括一与自动扶梯驱动和制动装置直接通信的冗余通信继电器。
10.如权利要求1所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括一与安全无关的部件。
11.如权利要求1所述的乘客输送安全系统，其特征在于，所述安全系统与多个独立自动扶梯驱动器和制动装置独立通信。
12.一种乘客输送安全系统，包括一控制装置；一与所述控制装置通信的驱动器和制动装置；以及一与所述驱动器和制动装置和所述控制装置通信的安全控制器，所述安全控制器经过一总线与多个总线节点通信，每一所述总线节点接收来自至少一个传感器的数据，所述安全控制器包括一微处理器，该微处理器确定是否存在不安全状况，如是，所述微处理器响应从所述多个总线节点收到的所述数据向所述驱动器和制动装置发出一停机信号并进一步向所述自动扶梯控制器发出一状态信号。
全文摘要
一种自动扶梯安全系统在电子安全总线上监测许多传感器、接触器和开关。分布在整个自动扶梯系统中的许多总线节点在安全总线上与总线主控器保持通信。这些总线节点与自动扶梯系统各部位上的传感器、开关、接触器、检测器、各部件和其他安全设备连接，把状态信息传给总线主控器。总线主控器最好包括一微处理器，该微处理器在感知到不安全状况时向自动扶梯控制器和驱动器和制动系统发出控制信号，使得该自动扶梯安全停机。
文档编号B66B27/00GK1780782SQ01817152
公开日2006年5月31日 申请日期2001年6月19日 优先权日2000年8月11日
发明者S·斯潘哈克, R·亨克尔, J·格温纳 申请人:奥蒂斯电梯公司