CN104058309B - 一种电梯冗余电气安全回路及制停控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯冗余电气安全回路，包括第一组开关、第二组开关、第三组开关和第四组开关，通过在传统的安全回路中增加第三组开关和第四组开关，可保证当电梯出现故障时，在确保电梯安全前提下，及时有效的疏散被困人员，从而提高电梯运行的可靠性，减少电梯故障引起的再次伤害，进一步保障乘客安全。同时本发明还公开了一种电梯制停方法，该方法在保证电梯安全运行的基础上，尽快释放轿厢内乘客，能够有效地降低电梯困人率，提高电梯运行可靠性。

Description

一种电梯冗余电气安全回路及制停控制方法

技术领域

本发明涉及一种电梯电路，特别涉及一种电梯冗余电气安全回路，同时涉及一种根据电梯冗余电气安全回路的一种电梯制停方法。

背景技术

近年来，我国电梯行业发展迅速，出现故障情况很多。综合来看，电梯故障导致人员伤亡的概率很低，但却容易将乘客困在轿厢里，没有满足人们对电梯运行可靠性、发现故障及时性、解救被困乘客迅速程度、解决故障便利性和有效性等更高要求。据不完全统计，2013年广州电梯困人事件平均每天发生16.7起；厦门市2012年内发生电梯困人事件近千起；2013年6月5日，上海新世界商厦，30多部电梯有10多部电梯同时出现困人事件；目前，长沙电梯总量4万台，近年发生困人事件500余次。在电梯发生故障时，尤其是同一小区有若干电梯同时出现故障时，救援人员很难对每部电梯内的乘客进行及时营救，而乘客被困太久就很容易引发事故，例如今年初重庆市就发生一起此类事故，导致一名乘客不幸丧生。因此，如何避免电梯困人事故的发生是一个十分重要的问题。

电梯控制***基本上可以分为电力拖动***和电气控制***两个主要部分。电力拖动***主要包括电梯电机和轿门开关门运行驱动电路。电气控制******硬件则包括内选和外呼召唤按钮、楼层传感器、门***电气安全开关、安全装置开关等，控制部分则包括如32位CPU、控制用继电器、通讯功能板等核心元件组成。

典型的电梯电气控制***框图如图1所示，主要由驱动***、控制***、电气安全回路、轿厢内操纵箱、平层装置等组成。其中驱动***完成的是曳引机驱动功能；控制***完成的是电梯控制及管理功能并负责与电梯***电路的通讯功能，是整个电梯控制***的核心；电气安全回路是将电梯所有***件的开关串联在一个回路中，当所有***件开关都处于接通的情况下安全继电器才能吸合，即保证电梯机械和电气装置均处于安全有效状态时，电梯才能得电运行。

当电梯正常运行时，电梯控制***突然出现故障或者电气安全回路突然出现故障均会导致电梯立即停止运行，只有当故障被消除后电梯才能重新投入运行，这也是电梯发生困人事件的两个主要原因。目前，尚没有有效手段来防止因电梯故障停止而造成的困人事件的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种电梯冗余安全回路，可保证当电梯出现故障时，在确保电梯安全前提下，及时有效的疏散被困人员，从而提高电梯运行的可靠性，减少电梯故障引起的再次伤害，进一步保障乘客安全，同时本发明还提供一种电梯的制停方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的，一种电梯冗余电气安全回路，包括第一组开关和第二组开关，所述第一组开关包括各层门开关、第一安全继电器和第一CPU，所述第二组开关包括安全窗开关、涨紧轮开关、底坑缓冲器开关、第二安全继电器和第二CPU；还包括第一选择开关、第二选择开关、第三组开关和第四组开关，所述第三组开关包括超速保护开关、急停开关、安全钳开关、盘车手轮开关、限速器开关、轿门开关、第三安全继电器和第三CPU，所述第四组开关包括上极限开关、下极限开关、第四安全继电器和第四CPU；所述第一选择开关的其中一静触头与第二选择开关的动触头连接，所述第一选择开关的另一静触头与第二选择开关的两静触头连接；所述第一选择开关的另一静触头依次串联急停开关、超速保护开关、安全钳开关、涨紧轮开关、轿门开关、盘车手轮开关和限速器开关，所述限速器开关经第三安全继电器接地，所述第三CPU控制第三安全继电器的通断；所述限速开关、下极限开关、上极限开关依次连接，所述上极限开关经第四安全继电器接地，所述第四CPU控制第四安全继电器的通断；所述安全窗开关经第四安全继电器接地，所述安全窗开关、底坑缓冲器开关、厅门开关依次连接，所述厅门开关经第一安全继电器接地，所述第一CPU控制第一安继电器的通断；所述厅门开关与底坑缓冲器开关的连接端经第二安全继电器接地，所述第二CPU控制第二安全继电器的通断。

进一步，所述急停开关包括依次连接的轿顶急停开关、底坑急停开关和控制屏急停开关，所述控制屏停开关与超速保护开关连接。

进一步，所述厅门开关包括依次连接的N层厅门开关，第N层厅门开关经第一安全继电器接地。

本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的，一种电梯制停方法，该方法具体为：

1)当第三组开关出现故障时，立即制停电梯；

2)当第四组开关发生故障时，

当上极限开关发生故障时：①电梯运行方向向下时，电梯继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客；②电梯运行方向向上时，若电梯此时处在K-1层与K层之间时，当M≤K-1时，电梯继续运行至最近层站后制停并释放厢内乘客；当K-1＜M≤K电梯立即反向运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

当下极限开关发生故障时：①电梯运行方向向上时，电梯继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客；②电梯运行方向向下时，当M≥2时，电梯继续运行至最近层站释放厢内乘客；否则电梯立即反向运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

3)当第一组开关发生故障时，

如若N＝M，电梯立即制停并释放厢内乘客；

当电梯下行时，如N>M或者N<M-1，电梯继续以检修速度下行至最近楼层制停并释放厢内乘客；如M>N>M-1时电梯继续下行则会经过故障楼层，电梯立即反向运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

当电梯上行时，如N<M或者N>M+1，电梯继续以检修速度上行至最近层站制停并释放厢内乘客；如M<N<M+1，电梯立即反向以检修速度运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

4)当第二组开关发生故障时，电梯继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

K为电梯总层数，N为故障厅门层站，M为电梯实时层站。

有益技术效果：

1、本发明可保证当电梯出现故障时，在确保电梯安全前提下，及时有效的疏散被困人员，从而提高电梯运行的可靠性，减少电梯故障引起的再次伤害，进一步保障乘客安全。

2、本发明提出电梯制停方法，在保证电梯安全运行的基础上，尽快释放轿厢内乘客，能够有效地降低电梯困人率，提高电梯运行可靠性，避免更大的安全事故和经济损失，具有广泛的实际使用价值。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为典型的电梯电气控制***框图；

图2为电气安全回路电气图；

图3为本发明电梯制停方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

为保证电梯能够安全地运行，在电梯上装有许多***件。所谓电气安全回路，就是在电梯相应的***件都装有安全开关，只有当所有安全开关都在接通的情况下，安全继电器吸合，电梯才具备运行的条件。传统电梯的安全回路里，只有第一组开关和第二组开关。

电梯电气安全回路开关的可靠性受开关本身质量、运行环境、维修调整等因素的影响实际运行过程中出现故障的机率是存在的，而传统的电气安全回路中任一开关接触器动作，电梯就将处于停止状态，导致电梯困人率居高不下。为了降低乘客困人率，引入电气安全回路冗余保护设计，如图2所示。

一种电梯冗余电气安全回路，包括第一组开关和第二组开关，所述第一组开关包括各层门厅开关14、第一安全继电器I和第一CPU，所述第二组开关包括安全窗开关12、涨紧轮开关6、底坑缓冲器开关13、第二安全继电器II和第二CPU；还包括第一选择开关S1、第二选择开关S2、第三组开关和第四组开关，所述第三组开关包括超速保护开关4、急停开关、安全钳开关5、盘车手轮开关8、限速器开关9、轿门开关7、第三安全继电器III和第三CPU，所述第四组开关包括上极限开关11、下极限开关10、第四安全继电器IV和第四CPU；所述第一选择开关的其一静触头与第二选择开关的动触头连接，所述第一选择开关的另一静触头与第二选择开关的两静触头连接；所述第一选择开关的另一静触头依次串联急停开关、超速保护开关、安全钳开关、涨紧轮开关、轿门开关、盘车手轮开关和限速器开关，所述限速器开关经第三安全继电器接地，所述第三CPU控制第三安全继电器的通断；所述限速开关、下极限开关、上极限开关依次连接，所述上极限开关经第四安全继电器接地，所述第四CPU控制第四全安继电器的通断；所述安全窗开关经第四安全继电器接地，所述安全窗开关、底坑缓冲器开关、厅门开关依次连接，所述厅门开关经第一安全继电器接地，所述第一CPU控制第一安全继电器的通断；所述厅门开关与底坑缓冲器开关的连接端经第二安全继电器接地，所述第二CPU控制第二安全继电器的通断；所述急停开关包括依次连接的轿顶急停开关1、底坑急停开关2和控制屏急停开关3，所述控制屏停开关与超速保护开关连接；所述厅门开关包括依次连接的N层厅门开关，第N层厅门开关经第一安全继电器接地。

其中第三组开关一旦动作如果继续运行可能导致设备损坏，该组开关动作后电梯需要立即制停，以免发生灾难性后果；第四组开关包括上极限开关和下极限开关，主要防止电梯冲顶或蹲底，因此，当该开关动作时为了及时疏散乘客可以执行紧急电动运行；第一组开关包括各层门开关，该类开关动作一方面可能是门被以外打开，或者门开关接触不良所致，为防止外部人员在开门瞬间被轿厢剪切而引起伤亡，应有选择的控制轿厢再运行；第二组开关旨在电梯故障时保护和便于营救电梯内乘客，但电梯正常运行时，该组开关动作不会引起导致电梯运行异常和人员伤亡，因此，可以控制电梯继续运行至最近安全层站后制停。

通过对上述电梯安全开关分组特点的介绍，当故障发生后，控制***根据实际故障类别选择恰当的制停方案，如图3所示。

假设电梯总层数为K(整数)，故障厅门层站为N(整数)，电梯实时层站为M(正实数)，则

1)I组开关出现故障时，立即制停电梯，等待救援人员。

2)II组开关发生故障时，

当上极限开关发生故障时：①电梯运行方向向下时，电梯不会发生冲顶，电梯继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客；②电梯运行方向向上时，若电梯此时处在K-1层与K层之间时，继续向上运行就可能发生冲顶，因此当M≤K-1时，电梯继续运行至最近层站后制停并释放厢内乘客；当K-1＜M≤K电梯立即反向运行至最近层站制停并释放厢内乘客。

当下极限开关发生故障时：①电梯运行方向向上时，电梯不会发生蹲底，电梯可继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客；②电梯运行方向向下时，若电梯此时处在第二层站以下时，继续向下运行就可能发生蹲底，因此当M≥2时，电梯继续运行至最近层站释放厢内乘客；否则电梯立即反向运行至最近层站制停并释放厢内乘客。

3)III组开关发生故障时，

如若N＝M，电梯立即制停并释放厢内乘客。

当电梯下行时，如N>M或者N<M-1，电梯继续下行至最近层站的过程中不会经过故障楼层，因此，可控制电梯继续以检修速度下行至最近楼层制停并释放厢内乘客；如M>N>M-1时电梯继续下行则会经过故障楼层，容易发生意外伤亡事故，因此电梯需要立即反向以检修速度运行至最近层站制停并释放厢内乘客。

当电梯上行时，如N<M或者N>M+1，电梯继续上行至最近楼层站的过程中不会经过故障楼层，因此，可控制电梯继续以检修速度上行至最近层站制停并释放厢内乘客；如M<N<M+1，电梯继续上行至最近楼层站的过程中不会经过故障楼层，电梯立即反向以检修速度运行至最近层站制停并释放厢内乘客。

4)当IV组开关发生故障时，电梯继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客。

此外，电梯发生故障后，在维修人员排除故障手动复位之前，不响应呼梯信号；当故障发生后，需向厢内乘客自动播报安慰语音信息，避免乘客因慌乱而发生意外。

冗余电气安全回路对处理器计算能力和逻辑综合能力要求更高。以一台18层站的电梯为例，电梯上行，当电梯处于10层与11层之间时，11层厅门发生故障。此时控制器开始对电梯进行紧急控制，首先临时制停电梯，确认为11层的门***故障，同时向厢内乘客自动播放语音提示后续紧急运行过程；然后电梯下行至10层，开启轿门和厅门，释放轿厢内乘客，同时锁死电梯，切断主机电源，不响应任何呼梯信号，等待维修人员手动恢复；若该电梯故障非门***故障，而是安全钳开关发生故障时，为了保证乘客安全，电梯立即制停，切断主机电源，等待维修人员救援。

根据冗余安全电气回路故障类型，***控制器采取不同的紧急处理方案，避免以往的电气回路一旦有故障就制停电梯的简单做法，能够大大的减少电梯困人率，特别是在大量电梯同时发生故障时，维修人员能够判断哪些电梯故障为I类故障需要紧急救援，从而大大提高电梯救人及时性，避免造成更大的伤亡事故和经济损失。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种电梯冗余电气安全回路，包括第一组开关和第二组开关，所述第一组开关包括各层门开关、第一安全继电器和第一CPU，所述第二组开关包括安全窗开关、涨紧轮开关、底坑缓冲器开关、第二安全继电器和第二CPU；其特征在于：还包括第一选择开关、第二选择开关、第三组开关和第四组开关，所述第三组开关包括超速保护开关、急停开关、安全钳开关、盘车手轮开关、限速器开关、轿门开关、第三安全继电器和第三CPU，所述第四组开关包括上极限开关、下极限开关、第四安全继电器和第四CPU；所述第一选择开关的其中一静触头与第二选择开关的动触头连接，所述第一选择开关的另一静触头与第二选择开关的两静触头连接；所述第一选择开关的另一静触头依次串联急停开关、超速保护开关、安全钳开关、涨紧轮开关、轿门开关、盘车手轮开关和限速器开关，所述限速器开关经第三安全继电器接地，所述第三CPU控制第三安全继电器的通断；所述限速开关、下极限开关、上极限开关依次连接，所述上极限开关经第四安全继电器接地，所述第四CPU控制第四安全继电器的通断；所述安全窗开关经第四安全继电器接地，所述安全窗开关、底坑缓冲器开关、厅门开关依次连接，所述厅门开关经第一安全继电器接地，所述第一CPU控制第一安继电器的通断；所述厅门开关与底坑缓冲器开关的连接端经第二安全继电器接地，所述第二CPU控制第二安全继电器的通断。

2.根据权利要求1所述的一种电梯冗余电气安全回路，其特征在于：所述急停开关包括依次连接的轿顶急停开关、底坑急停开关和控制屏急停开关，所述控制屏停开关与超速保护开关连接。

3.根据权利要求1所述的一种电梯冗余电气安全回路，其特征在于：所述厅门开关包括依次连接的N层厅门开关，第N层厅门开关经第一安全继电器接地。

4.根据权利要求1-3任意一项所述电气安全回路进行电梯制停控制方法，其特征在于：

1)当第三组开关出现故障时，立即制停电梯；

2)当第四组开关发生故障时，

当上极限开关发生故障时：①电梯运行方向向下时，电梯继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客；②电梯运行方向向上时，若电梯此时处在K-1层与K层之间时，当M≤K-1时，电梯继续运行至最近层站后制停并释放厢内乘客；当K-1＜M≤K电梯立即反向运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

当下极限开关发生故障时：①电梯运行方向向上时，电梯继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客；②电梯运行方向向下时，当M≥2时，电梯继续运行至最近层站释放厢内乘客；否则电梯立即反向运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

3)当第一组开关发生故障时，

如若N＝M，电梯立即制停并释放厢内乘客；

当电梯下行时，如N>M或者N<M-1，电梯继续以检修速度下行至最近楼层制停并释放厢内乘客；如M>N>M-1时电梯继续下行则会经过故障楼层，电梯立即反向运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

当电梯上行时，如N<M或者N>M+1，电梯继续以检修速度上行至最近层站制停并释放厢内乘客；如M<N<M+1，电梯立即反向以检修速度运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

4)当第二组开关发生故障时，电梯继续运行至最近层站制停并释放厢内乘客；

K为电梯总层数，N为故障厅门层站，M为电梯实时层站。