安全裝置高度電子化的電梯的制作方法

專利名稱：安全裝置高度電子化的電梯的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電梯，該電梯設置有安全傳感器和安全裝置(安全控制器、緊急 制動裝置等)，能夠防止異常的運行和可能會發生危險的運行，本發明尤其適用于高功能電 子化的電梯。
背景技術：
近年來，隨著電梯系統的控制功能的高度化，在電梯系統中設置了用于控制多臺 電梯轎廂的組管理控制和抑制電梯轎廂振動的控制等各種復雜的控制，電梯的運行控制和 與安全相關聯的控制之間的銜接錯綜復雜，可能會出現意想不到的故障。作為現有技術，例如在專利文獻1中公開了一種電子安全系統，其為了加強電梯 的安全運行，并且為了在檢測到危險狀態時能夠安全地使電梯停止，采用通信總線在主要 由微處理器構成的控制器和各種傳感器之間進行控制信號和數據信號的交換。此外，例如 在專利文獻2中公開了一種方案，其為了避免實際上沒有電子安全控制器在進行控制的狀 態出現，將電梯控制部和電子安全控制器之間設置成能夠進行通信，并且能夠在規定的定 時對電梯控制部和電子安全控制器之間的通信狀態進行確認。在上述現有技術中，由于借助通信在主要由微處理器構成的控制器和各種傳感器 之間進行數據的傳送，所以能夠確認該些控制器和傳感器之間的通信功能是否正常，但是 沒有充分考慮到對各種傳感器(安全裝置組)來說所需的響應速度和響應遲延等情況。尤其是，在端部樓層強制減速功能(ETS功能)中，要求緊急制動裝置和制動器等 具有非常靈敏的響應性能，在專利文獻2所公開的方案中，ETS裝置根據由能夠產生與調速 器的繩輪旋轉相對應的檢測信號的調速器編碼器輸出的信號，來求出電梯轎廂的行駛速度 和位置，并監視在端部樓層附近的電梯轎廂的行駛速度是否達到了 ETS監視的過速度，并 且根據設置在升降通道內的基準位置傳感器的檢測信號，對在ETS裝置中求出的電梯轎廂 位置的信息進行修正。因此，無論安全控制器是設置在升降通道還是設置在電梯轎廂，都需要為了進行 通信而設置很長的傳輸路徑，所以緊急制動裝置和制動器可能無法充分地達到所期望的性 能。專利文獻1 日本國特表2002-538061號公報專利文獻2 國際公開第2006/106575號公報

發明內容
本發明的目的在于解決上述現有技術中所存在的問題，在滿足電梯系統的高功能 化要求的同時，能夠針對各種傳感器(安全裝置組)適當地設置安全控制器，從而能夠切實 地提高可靠性，且能易于進行與安全有關的維修保養。為了實現上述目的，本發明提供一種安全裝置高度電子化的電梯，其用于防止對 電梯轎廂的運行進行控制的電梯控制系統進行異常的運行，所述安全裝置高度電子化的電
4梯具有安全電路和制動器，所述安全電路用于控制對所述電梯控制系統的電源供應和電源 切斷，所述制動器由所述電梯控制系統所控制，用于對所述電梯轎廂進行制動，并且所述安 全電路和所述制動器能夠由可實現多種安全功能的安全控制器按照每一所述安全功能來 進行控制。(發明效果)根據本發明，由于安全電路和制動器能夠由安全控制器按照每一所述安全功能來 進行控制，所以電梯控制系統的控制功能和多種安全功能能夠分別單獨地實現，由此，能夠 與電梯系統的高功能化相對應并適當地設置安全控制器，從而能夠提高可靠性，并且能夠 易于進行安全方面的維修保養。


圖1是表示本發明的一實施方式的框圖。
圖2是表示本發明的一實施方式的布置結構的側視圖。
圖3是本發明的一實施方式的流程圖。
圖ζ1是本發明的一實施方式的流程圖。
圖5是表示本發明的其他實施方式的框圖。
圖6是表示本發明的其他實施方式的布置結構的側視圖。
圖。Γ是表示又一其他實施方式的框圖。
圖€^是表示又一其他實施方式的框圖。
圖9是對圖8的實施方式進行說明的參考圖。
符號說明
1安全控制器
2第二安全控制器
3電梯控制系統
4安全電路
5緊急制動裝置
6位置傳感器
7速度傳感器
8制動器
9電動機
11安全裝置組
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明所涉及的電梯系統進行說明。圖1是表示電梯系統的基本結構的框圖，圖2是表示包括電梯升降通道在內的電 梯系統的布置結構的側視圖，在電梯中，在形成在建筑物中的升降通道內，跨越多個樓層移 動的電梯轎廂20通過吊索21與平衡重22連結。電梯轎廂20的移動是通過電動機9進行的。電梯控制系統3進行功率變換并將 功率變換后的電力作為驅動用電力而供應給電動機9。編碼器等的脈沖生成器被安裝在電動機9上，電梯控制系統3對隨著電動機9的旋轉而生成的脈沖進行計數，由此來對電動機 9的速度、電梯轎廂20在升降通道移動方向上的等價位置以及移動距離等進行計算，以使 電梯轎廂停靠在電梯門廳。電梯轎廂20中設置有與電梯門廳門23卡合而使電梯門廳門23 一起開閉的電梯轎廂門。在升降通道內設置有限位開關24，該限位開關24是安全開關，其在電梯轎廂20超 過了通常的移動范圍時進行動作，切斷電源并使緊急制動裝置進行動作，由此使電梯迅速停止。在圖1中，電梯控制系統3通過安全電路4與電源10連接，用于實施電梯的基本 動作，具體來說是驅動電動機9以使電梯轎廂移動，并使電梯轎廂停靠在多個樓層中的規 定的樓層。電源10通常為三相電源，安全電路4是具有多個輸入端子的接觸器(電磁接觸 器或固態繼電器)電路，在對電梯進行緊急制動時或者在發生了異常時，安全電路4切斷電 源10，以停止對電梯控制系統3的供電。由微處理器構成的安全控制器1，其從被設置在電梯轎廂上的用于檢測電梯轎廂 的位置尤其是檢測樓層的位置檢測器6以及用于檢測電梯轎廂速度的滾輪型速度傳感器7 中輸入信號，并向安全電路4的多個輸入端子中的一個輸入端子輸出切斷指令、電動機或 者卷揚機的制動器8 (對電梯轎廂進行制動)的動作指令以及使設置在電梯轎廂的電動式 緊急制動裝置5進行動作的指令。在電梯控制系統3檢測到異常時，安全控制器1根據電 梯控制系統3的檢測信號向安全電路4的另一個輸入端子輸出切斷指令。安全裝置組11 (安全開關)具有設置在升降通道內的限位開關24、設置在電梯門 廳側的用于檢測電梯門廳門開閉的電梯門廳門開關和設置在升降通道底部的電梯坑開關 等，安全裝置組11的信號輸入到安全控制器1中。安全控制器1所示的安全狀態，其被輸出到與安全控制器1連接的維修保養裝置 17中，其作為安全控制器1中所輸入的信號的狀況和與動作狀態的安全有關的動作狀況而 被輸出。與安全有關的動作狀況被顯示在顯示器和LED上，維修保養人員通過確認維修保 養裝置，能夠更為順利地進行維修保養作業。以下，參照圖3對安全控制器1的功能即安全裝置組11的動作的檢測進行說明。 該功能是針對設置在升降通道內的安全開關的功能，是對除了電梯轎廂20的過速保護功 能以外的其他功能分別進行獲取處理的功能。此外，當設置在升降通道內的安全開關中的 某個開關進行了動作時，判斷為電梯出現了危險狀態。也就是說，在所獲取的輸入發生了變 化時(SlOl)，安全控制器1判斷為“電梯出現了危險狀態”(S102)，向安全電路4輸出切斷 電源的指令，并為了立刻使電梯停止，輸出使制動器8進行動作的指令(S103)。通過記錄表示哪一個安全裝置(安全開關)發生了異常的日志(記錄異常信息的 履歷)(S104)，使得在維修保養裝置17中顯示日志信息，由此，維修保養人員在需要時可隨 時確認維修保養信息。以下，參照圖4說明安全控制器1的另一個功能即ETS功能。ETS功能是檢測電梯 轎廂20的過速并在檢測到過速時使電梯停止的功能，其通過位置傳感器6來獲取電梯轎廂 的位置信息，并且通過滾輪型速度傳感器7來獲取電梯轎廂的速度信息。用于使電梯轎廂 20停止的處理，其分二個階段(S201 S203和S206 S208)來進行。通過位置傳感器6和速度傳感器7檢測出電梯轎廂的當前位置以及速度信息(S201)，將電梯轎廂在當前位置處的速度與基于當前位置和速度的制動器動作指令輸出表 中的閾值進行比較(S202)。當電梯轎廂在當前位置處的速度小于制動器動作指令輸出表中 的閾值時(S204)，判斷為電梯處于正常運行狀態并結束處理。也就是說，制動器動作指令輸 出表是記錄有電梯轎廂在各個位置處的允許速度值的數據表。當電梯轎廂在當前位置處的速度大于規定的閾值時，作為第一階段的處理，向安 全電路4輸出切斷電源的指令以及使電動機的制動器8進行動作的指令(S206)。將電梯轎廂在當前位置處的速度與基于當前速度和當前位置的緊急制動裝置動 作指令表中的速度閾值進行比較(S207)。在當前的速度小于速度閾值時，在電梯轎廂完全 停止之前，繼續通過制動和切斷電源來使電梯停止(S209)。在當前的速度大于速度閾值時， 作為第二階段的處理，輸出使電動式緊急制動裝置5進行動作的指令(S211)。滾輪型速度傳感器7從電梯轎廂側將滾輪按壓在導軌上，由此通過安裝在滾輪上 的編碼器對電梯轎廂20的速度進行檢測。速度傳感器可使用任何能夠在電梯轎廂20上檢 測出電梯轎廂速度的速度傳感器，例如，作為非接觸型速度傳感器，可列舉出通過聲波或電 波進行檢測的傳感器、通過磁帶或者使導軌磁化等來利用磁場進行檢測的傳感器以及利用 光的反射來進行檢測的反射型光電傳感器等。位置傳感器6可以是任何能夠檢測出電梯轎廂20在升降通道內的絕對位置的位 置檢測器，優選采用設置在電梯轎廂側的光電傳感器和設置在升降通道內的反射板以及遮 蔽板的組合以及由磁場和金屬的被檢測體組成的組合等。此外，在檢測絕對位置時，除了僅 由位置傳感器連續進行檢測以外，還可以采用對設置在升降通道內的間歇式反射板進行檢 測，并通過編碼器等進行的內插處理。此外，在能夠根據由位置傳感器6檢測出的位置信息 來檢測到電梯轎廂20的速度信息時，也可以將位置傳感器兼用作為速度傳感器。根據以上實施方式，安全電路4及制動器8能夠由安全控制器1按照針對設置在 升降通道內的安全裝置組16的功能以及根據電梯轎廂的位置和速度信息進行端部樓層強 制減速的功能等每一安全功能，來單獨地進行控制。因此，能夠在考慮到與各種傳感器(安 全裝置組)進行通信時所需的響應速度或者響應遲延等的基礎上，如附圖所示，將安全控 制器1設置在升降通道側的控制盤內，并且也可以將安全控制器1設置在電梯轎廂側，所 以，能夠根據各種與安全有關的功能的需要，對安全控制器進行最佳布置或者分散布置，從 而能夠易于防止響應遲延和信號消失等。尤其是，通過增加設計的自由度，在采用ETS功能 時能夠降低響應遲延等，從而能夠縮短升降通道的長度。并且，能夠通過電梯控制系統使各個與安全有關的功能相互獨立，并且能顯示與 安全有關的動作狀況，所以維修保養以及與安全有關的功能的驗證變得更為方便，從而能 夠提高安全方面的可靠性。安全電路4和制動器8能夠與獨立于安全控制器1而設置的其他安全控制器連接 并由該其他安全控制器所控制，通過使安全控制器1的功能分散化并由獨立的微處理器來 構成安全控制器1，能夠進一步提高可靠性。圖5和圖6表示為使安全控制器的功能分散化而設置了二個安全控制器的其他實 施方式，在該實施方式中，在控制盤側設置了第二安全控制器2，在電梯轎廂側設置了安全 控制器1。設置在升降通道16內的安全裝置組11 (安全開關)的信號被輸入到第二安全控制器2中。第二安全控制器2根據安全裝置組11的動作，向安全電路4的多個輸入端子中 的一個輸入端子輸出切斷指令以及輸出使電動機或卷揚機的制動器8進行動作的指令。如圖6所示，安全控制器1獨立于第二安全控制器2而設置，例如，安全控制器1 設置在電梯轎廂上，并且由不同的微處理器形成，從同樣設置在電梯轎廂上的用于檢測電 梯轎廂位置的位置傳感器6和用于檢測速度的滾輪型速度傳感器7而被輸入信號，并向安 全電路4的多個輸入端子中的一個輸入端子輸出切斷指令以及輸出使設置在電梯轎廂上 的電動式緊急制動裝置5進行動作的指令。第二安全控制器2負責實施圖3的流程圖所示 的安全裝置組11的動作檢測功能，安全控制器1負責實施圖4的流程圖所示的ETS功能。由于安全控制器1設置在電梯轎廂20上，所以能夠與第二安全控制器2分擔安全 功能，能夠提高可靠性，尤其是能夠縮短與位置傳感器6、速度傳感器7以及電動式緊急制 動裝置5等的與ETS功能有關的裝置進行通信時的傳輸距離，能夠進一步提高通信的速度 和可靠性，降低響應延遲等，從而能夠進一步提高性能。也就是說，在ETS功能中，各種傳感器的響應延遲越大，則電梯轎廂的空走距離 (free running distance)越長，從而需要加深升降通道的電梯坑深度以確保富余量，受其 影響，對于升降通道，其能縮短的長度受到限制。尤其是，如現有技術那樣，將調速器設置在升降通道內并將編碼器設置在調速器 的滑輪上以檢測電梯轎廂的速度時，由于對電梯轎廂20進行制動的電動式緊急制動裝置 5設置在電梯轎廂上，所以無論安全控制器設置在哪個位置上，從升降通道向電梯轎廂傳輸 速度信息時的通信延遲均會增大，使得難以縮短升降通道的長度。此外，由于信息傳輸通道 的長度加長，所以，發生通信錯誤和斷線等的風險上升。因此，優選如本實施方式那樣將實 現ETS功能所需的所有結構要件均集中在電梯轎廂20上。安全電路4可以設置多個輸入端子(圖5中為三個輸入端子)，當電梯控制系統3 檢測到異常時，根據異常信號向安全電路4的多個輸入端子中的一個輸入端子輸出切斷信號。并且，第二安全控制器2所示的安全狀態被輸出到與第二安全控制器2連接的第 一維修保養裝置17中，安全控制器1所示的動作狀態被輸出到第二維修保養裝置18中。根據以上實施方式，針對由電梯控制系統和第二安全控制器2所控制的安全裝置 組11 (安全開關)的動作功能以及由安全控制器1所控制的ETS功能，能夠分別采用各自 獨立的微處理器來構成系統，所以能夠對與安全有關的各種功能分別進行驗證作業，能夠 提高安全方面的可靠性。此外，還能夠針對與安全有關的各種功能將安全控制器設置在適 當的場所，能夠將執行ETS功能的安全控制器1的速度設置成高于第二安全控制器2的速 度。由此，能夠根據各種安全功能的需要來分別排除各個設備之間的響應遲延和通信遲延 以及信號消失等的影響，能夠提高控制性能以及可靠性。圖7表示又一其他實施方式，在本實施方式中設置有將制動器制動指令和電源切 斷指令等從安全控制器1傳輸到第二安全控制器2的傳遞單元20，并且僅在第二安全控制 器2中設置有維修保養裝置21。傳遞單元20通過總線連接或有線傳輸與第二安全控制器2以及控制系統進行通 信。安全控制器1不直接進行制動和電源切斷，而是向第二安全控制器2傳送實施制動動 作和電源切斷的指令。也就是說，對第二安全控制器2來說，在形式上可以將安全控制器1
8視為設置在升降通道內的安全裝置中的一個安全裝置。在圖5所示的由安全控制器1直接對制動動作和電源切斷進行控制的情況下，需 要在安全控制器1與制動器之間以及安全控制器1與安全電路之間設置配線，但通過采用 本實施方式的結構，則只需要在安全控制器1與第二安全控制器2之間設置配線即可，由 此，能夠節省配線以降低成本，并且還具有降低故障風險的效果。此外，在圖5所示的場合，由于安全控制器1和第二安全控制器2之間完全獨立， 所以在電動式緊急制動裝置進行了動作時，不能在第二安全控制器2側掌握電動式緊急制 動裝置的動作情況。因此，在各個安全控制器內設置了維修保養裝置。另一方面，在采用圖 7所示的結構時，由于可以在第二安全控制器2中綜合地掌握安全裝置的動作情況，所以只 需要設置一個維修保養裝置21就能夠掌握所有與安全有關的功能的情況。根據以上實施方式，通過設置從安全控制器1向第二安全控制器2傳送制動動作 指令和電源切斷指令的指令傳送單元，能夠節省升降通道內的配線和連接器等，并且能夠 降低成本和故障風險，從而能夠為提高系統可靠性作出貢獻，同時，由于僅通過設置在第二 安全控制器2中的維修保養裝置，就能夠掌握升降通道內的安全裝置的狀態，所以，能夠提 高維修保養人員的作業效率。圖8表示又一其他實施方式，在本實施方式中設置有用于從第二安全控制器2向 電梯控制系統發送信息的發送單元30。該發送單元30通過總線連接或者有線傳輸，與第二 安全控制器2以及電梯控制系統進行通信。此外，第二安全控制器2從安全控制器1輸入 用于實施制動動作和電源切斷動作的指令。由于第二安全控制器2和電梯控制系統3之間 有連接，所以在電梯控制系統3側也能在電梯轎廂運行控制中使用安全裝置組11的信號。 例如，檢測電梯門廳門開閉的開關是安全裝置組11中的一個安全裝置，但在進行電梯運行 時，通過該開關在電梯控制系統3側識別電梯門的開閉狀態并使電梯轎廂移動，所以，該開 關不僅能夠用于安全功能，而且還能夠用于控制功能。在還將安全裝置的信號輸入到電梯控制系統3時，例如，如圖9所示那樣，將安全 裝置的信號同時輸入到第二安全控制器2和電梯控制系統3時，則需要分別設置用于輸入 到第二安全控制器2以及電梯控制系統3的配線和連接器等，從而導致零部件數量增加，可 靠性降低。可是，通過從第二安全控制器2向電梯控制系統3發送必要的信號，則能夠節省配 線和零部件，降低故障風險，提高系統的可靠性。并且，電梯控制系統3根據由安全裝置的組合發出的信號進行診斷以事先發現安 全裝置和其他電梯設備的異常，由此，能夠在安全控制器使電梯停止之前通過電梯控制系 統來通知故障以及使電梯停止。診斷通常在正常運行程序中或者診斷運行模式等中進行。在由電梯系統進行的診 斷中，根據故障的程度，來判斷是使電梯移動到最近的樓層后停止還是使電梯繼續進行正 常運行等。故障部位通過遠程維修保養裝置等通知維修保養中心以作為維修保養信息使 用。根據以上實施方式，通過設置用于從第二安全控制器2向電梯控制系統3發送信 息的發送單元30，能夠節省配線和零部件，提高系統的可靠性。此外，通過在電梯控制系統 3設置診斷功能，能夠在第二安全控制器2使電梯停止之前檢測到設備的異常，并將其作為維修保養信息來使用。
權利要求
1.一種安全裝置高度電子化的電梯，其用于防止對電梯轎廂的運行進行控制的電梯控 制系統進行異常的運行，所述安全裝置高度電子化的電梯的特征在于具有安全電路和制動器，其中，所述安全電路用于控制對所述電梯控制系統的電源供 應和電源切斷，所述制動器由所述電梯控制系統所控制，用于對所述電梯轎廂進行制動，所述安全電路和所述制動器能夠由可實現多種安全功能的安全控制器按照每一所述 安全功能來進行控制。
2.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于所述多種安全功能包括針對設置在升降通道內的安全裝置組的功能和根據所述電梯 轎廂的位置和速度信息進行端部樓層強制減速的功能。
3.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于具有位置傳感器和所述安全控制器，所述位置傳感器被設置在所述電梯轎廂上，用于 檢測所述電梯轎廂的位置，該位置傳感器的信號輸入到所述安全控制器中，所述安全控制器根據所述位置傳感器的信號，向所述安全電路和所述制動器輸出動作 指令。
4.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于用于檢測所述電梯轎廂位置的位置傳感器和接收來自該位置傳感器的信號的所述安 全控制器設置在所述電梯轎廂上。
5.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于 設置在升降通道的安全裝置組的信號被輸入到所述安全控制器中，所述安全控制器根據所述安全裝置組的信號，向所述安全電路和所述制動器輸出動作 指令。
6.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于具有速度傳感器，所述速度傳感器設置在所述電梯轎廂上，將所述電梯轎廂的速度輸 入到所述安全控制器中，所述安全控制器根據所述電梯轎廂的位置和所述電梯轎廂的速度來控制所述制動器。
7.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于具有設置在所述電梯轎廂的緊急制動裝置，該緊急制動裝置由所述安全控制器所控制。
8.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于 所述安全控制器由與所述安全功能相對應且獨立的微處理器構成。
9.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于 具有第二安全控制器，設置在升降通道的安全裝置組的信號被輸入到所述第二安全控制器中， 所述第二安全控制器根據所述安全裝置組的信號向所述安全電路和所述制動器輸出 動作指令。
10.如權利要求1所述的安全裝置高度電子化的電梯，其特征在于具有第二安全控制器，設置在升降通道的安全裝置組的信號被輸入到所述第二安全控制器中， 所述安全控制器根據所述位置傳感器的信號，經由所述第二安全控制器向所述安全電路和所述制動器輸出動作指令。
全文摘要
本發明的安全裝置高度電子化的電梯用于防止對電梯轎廂的運行進行控制的電梯控制系統進行異常的運行，在該安全裝置高度電子化的電梯中，具有安全電路(4)和制動器(8)，其中，該安全電路(4)用于控制對電梯控制系統(3)的電源供應和電源切斷，該制動器(8)由電梯控制系統(3)所控制，用于對電梯轎廂進行制動，安全電路(4)和制動器(8)能夠由可實現多種安全功能的安全控制器(1)按照每一所述安全功能來進行控制。根據本發明，在滿足電梯控制系統高功能化的要求的同時，能夠適當地設置安全控制器，從而能夠切實地提高可靠性，并且能夠易于進行與安全有關的維修保養。
文檔編號B66B5/00GK102092608SQ20101058326
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月6日 優先權日2009年12月11日
發明者井上真輔, 岡村清志, 古橋昌也, 吉川敏文, 深田裕紀, 荒川淳, 萩原高行 申請人:株式會社日立制作所