CN109205420A - 用于电梯***的健康监测***和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于监测电梯***的动态补偿控制***的方法和***。所述方法和***包括：监测由第一运动状态传感器生成的第一运动状态传感器信号，所述第一运动状态传感器与电梯机器相关联；监测由第二运动状态传感器生成的第二运动状态传感器信号，所述第二运动状态传感器位于电梯轿厢上；基于对所述第一运动状态传感器信号和所述第二运动状态传感器信号的分析来确定所述第二运动状态传感器的操作状态；以及当确定所述第二运动状态传感器的故障状态存在时，所述方法还包括停用所述电梯***的动态补偿控制操作模式。

Description

用于电梯***的健康监测***和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月30日提交的美国临时专利申请号 62/527,249的优先权。优先权申请的内容以引用方式整体并入本文中。
背景技术
本文公开的主题大体上涉及电梯***，并且更具体地涉及电梯系 统的特征的健康监测***和方法。
电梯***通常包括多根带或绳索(承载构件)，所述带或绳索使 电梯轿厢在井道或电梯井内在多个电梯层站之间垂直地移动。当电梯 轿厢停止在一个相应的电梯层站处时，轿厢内负载量值的变化可能引 起轿厢相对于层站的垂直运动状态(例如，位置、速度、加速度)的 变化。例如，当一名或多名乘客和/或货物从层站移到电梯轿厢中时， 电梯轿厢可能相对于电梯层站垂直地向下移动。在另一个示例中，当 一名或多名乘客和/或货物从电梯轿厢移到层站上时，电梯轿厢可能 相对于电梯层站垂直地向上移动。电梯轿厢的垂直位置的这类变化可 能是由软挂接弹簧和/或承载构件的拉伸和/或收缩所引起，特别是在电梯***具有相对较大的行进高度和/或数目相对较少的承载构件的 情况下。在某些状况下，承载构件的拉伸和/或收缩和/或挂接弹簧可 能会在电梯轿厢的垂直位置上产生破坏性振荡，例如，上下“弹跳”运 动。
发明内容
根据一些实施方案，提供了监测电梯***的动态补偿控制***的 方法。所述方法包括监测由第一运动状态传感器生成的第一运动状态 传感器信号，第一运动状态传感器与电梯机器相关联；监测由第二运 动状态传感器生成的第二运动状态传感器信号，第二运动状态传感器 位于电梯轿厢上；基于对第一运动状态传感器信号和第二运动状态传 感器信号的分析来确定第二运动状态传感器的操作状态；以及当确定 第二运动状态传感器的故障状态存在时，所述方法还包括停用电梯系 统的动态补偿控制操作模式。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，所述方 法的另外的实施方案可以包括利用计算***和电梯机器执行动态补 偿控制操作模式以控制电梯轿厢相对于层站的运动状态，其中所述动 态补偿控制包括：在计算***处接收第一运动状态传感器信号；在计 算***处接收第二运动状态传感器信号；以及控制电梯机器以使电梯 轿厢在层站处的振荡、振动、过度位置偏移(deflection)和/或弹跳 最小化。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，所述方 法的另外的实施方案可以包括：在电梯轿厢在电梯***的层站之间行 进期间执行第二运动状态传感器的操作状态的确定。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，所述方 法的另外的实施方案可以包括：在停用动态补偿控制操作模式时，在 层站处利用电梯机器和第一运动状态传感器信号来执行重新调平操 作。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，所述方 法的另外的实施方案可以包括：故障状态是基于对第二运动状态传感 器信号在预定公差之外的确定。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，所述方 法的另外的实施方案可以包括：预定公差由相对于第一运动状态传感 器信号的上边界和下边界限定。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，所述方 法的另外的实施方案可以包括：预定公差是以下之一：(i)对于电 梯轿厢在电梯井内的所有行进距离是固定的，或者(ii)基于电梯轿 厢在电梯井内的行进距离是可变的。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，所述方 法的另外的实施方案可以包括：第一运动状态传感器和第二运动状态 传感器各自测量位置、速度、加速度或它们的组合中的一个。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，所述方 法的另外的实施方案可以包括：生成关于故障状态的通知并且传送所 述通知以提供需要对第二运动状态传感器进行维护的通知。
根据一些实施方案，提供了电梯控制***。电梯控制***包括： 电梯机器，其可操作地连接到位于电梯井内的电梯轿厢；第一运动状 态传感器，其相对于电梯机器布置以监测电梯轿厢在电梯井内的运动 状态；第二运动状态传感器，其布置在电梯轿厢上并且被配置成监测 电梯轿厢在电梯井内的运动状态；以及与第一运动状态传感器和第二 运动状态传感器通信的计算***，所述计算***接收相应的第一运动 状态传感器信号和第二运动状态传感器信号，所述计算***被配置成 执行所述第二运动状态传感器的健康监测。健康监测包括监测第一运 动状态传感器信号和第二运动状态传感器信号；基于对第一运动状态 传感器信号和第二运动状态传感器信号的分析来确定第二运动状态 传感器的操作状态；以及当确定第二运动状态传感器的故障状态存在 时，计算***停用电梯***的动态补偿控制操作模式。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：计算***被配置成通过控制电梯 机器来执行动态补偿控制操作模式以控制电梯轿厢相对于层站的运 动状态。动态补偿控制包括在计算***处接收第一运动状态传感器信 号和第二运动状态传感器信号，并且控制电梯机器以使电梯轿厢在层 站处的振荡、振动、过度位置偏移和/或弹跳最小化。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：在电梯轿厢在电梯***的层站之 间行进期间执行第二运动状态传感器的操作状态的确定。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：计算***被配置成在停用动态补 偿控制操作模式时，在层站处利用电梯机器和第一运动状态传感器信 号执行重新调平操作。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：故障状态是基于对第二运动状态 传感器信号在预定公差之外的确定。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：预定公差由相对于第一运动状态 传感器信号的上边界和下边界限定。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：预定公差是以下之一：(i)对 于电梯轿厢在电梯井内的所有行进距离是固定的，或者(ii)基于电 梯轿厢在电梯井内的行进距离是可变的。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：由第一运动状态传感器和第二运 动状态传感器监测的运动状态是位置、速度、加速度或它们的组合中 的一个。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：计算***被配置成生成关于故障 状态的通知并且传送所述通知以提供需要对第二运动状态传感器进 行维护的通知。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括：第一运动状态传感器和第二运动 状态传感器中的至少一个是编码器。
除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代方案，电梯控 制***的另外的实施方案可以包括滚轮(roller)引导件，所述滚轮引 导件位于电梯轿厢的外部上并且布置成引导电梯轿厢相对于导轨移 动，其中所述第二运动状态传感器是布置成监测所述滚轮引导件的编 码器。
前述特征和元件可以以各种组合进行组合而无排他性，除非另有 明确指示。根据以下描述和附图，这些特征和元件及其操作将变得更 为明显。然而，应理解，以下描述和附图旨在本质上是说明性和解释 性的，而非限制性的。
附图说明
在本说明书结尾处具体指出并明确要求保护本主题。本公开的前 述和其他特征以及优点根据结合附图进行的以下具体描述是显而易 见的，在附图中：
图1A是可采用本公开的各种实施方案的电梯***的示意图；
图1B是附接到导轨轨道的图1A的电梯轿厢的侧视示意图；
图2A是安装有根据本公开的实施方案的滚轮引导件的电梯轿厢 框架的部分等距图；
图2B是图2A的滚轮引导件之一的平面示意图；
图3是示出计算***的示意性框图，所述计算***可以被配置用 于本公开的一个或多个实施方案；
图4是示出根据本公开的实施方案的健康监测***的示意性框 图；
图5A是在正常状况下操作的电梯***的示意图，其示出了第一 运动状态传感器信号和第二运动状态传感器信号；
图5B是电梯***的示意图，其中第二运动状态传感器在故障状 态下操作；
图6是示出根据本公开的实施方案的健康监测过程的曲线图的 示意图；
图7是示出根据本公开的实施方案的示出另一健康监测过程的 曲线图的示意图；以及
图8是根据本公开的实施方案的用于控制电梯***的流程图。
具体实施方式
图1A是电梯***101的透视图，所述电梯***包括电梯轿厢 103、配重105、挂绳107、导轨109、机器111、机器运动状态传感 器113以及控制器115。电梯轿厢103和配重105由挂绳107连接到 彼此。挂绳107可以包括或被配置为例如绳索、钢缆和/或涂层钢带。 配重105被配置成平衡电梯轿厢103的负载，并且被配置成促进电梯 轿厢103在电梯井117内并且沿着导轨109相对于配重105同时地且 在相反方向上进行的移动。
挂绳107接合机器111，所述机器是电梯***101的架空结构的 一部分。机器111被配置成控制电梯轿厢103与配重105之间的移动。 机器运动状态传感器113可以安装在调速***119的上部绳轮上并且 可以被配置成提供与电梯轿厢103在电梯井道117内的运动状态有关 的运动状态信号。如本文所使用，术语“运动状态”包括各种运动性质， 包括但不限于位置、速度、加速度和它们的组合。在一些实施方案中， 机器运动状态传感器113可以直接安装到机器111的移动部件，或者 可以位于如本领域已知的其他位置和/或配置中。在一些实施方案中， 机器运动状态传感器113可以是连接到机器111的编码器。
如图所示，控制器115位于电梯井117的控制室121中，并且被 配置成控制电梯***101的操作，并且特别是控制电梯轿厢103的操 作。例如，控制器115可以向机器111提供驱动信号以控制电梯轿厢 103的加速、减速、调平、停止等。控制器115还可以被配置成从机器运动状态传感器113接收运动状态信号。当在电梯井117内沿着导 轨109上下移动时，电梯轿厢103可按控制器115的控制停止在一个 或多个层站125处。尽管被示出为在控制室121中，但是本领域技术 人员将理解，控制器115可以位于和/或被配置在电梯***101内的其他地点或位置中。
机器111可以包括马达或类似的驱动机构。根据本公开的实施方 案，机器111被配置成包括电驱动马达。用于马达的电源供应器可以 是任何电源，包括电网，所述电源结合其他部件一起被供应给马达。
虽然针对绳索***进行了示出和描述，但是采用使电梯轿厢在电 梯井内移动的其他方法和机构的电梯***可以采用本公开的实施方 案。图1A仅是出于说明性和解释性目的而呈现的非限制性示例。
图1B是可操作地连接到导轨109时电梯轿厢103的侧视示意图。 如图所示，电梯轿厢103通过一个或多个引导装置127连接到导轨 109。引导装置127可以是导靴、滚轮等，如本领域技术人员将理解 的。导轨109限定导轨轨道，所述导轨轨道具有基座129和从其中延伸的叶片131。电梯轿厢103的引导装置127被配置成沿着导轨109 的叶片131行进和/或与其接合。导轨109通过一个或多个托架135 安装到电梯井117(图1A中所示)的壁133。托架135被配置成诸 如通过螺栓、紧固件等(如本领域已知)固定地安装到壁133。导轨 109的基座129固定地附接到托架135，并且因此导轨109可固定地 并且牢固地安装到壁133。如本领域技术人员将理解的，电梯***的 配重的导轨可被类似地配置。
本文提供的实施方案涉及与电梯控制相关的设备、***和方法， 并且特别是涉及用于快速调整和考虑电梯轿厢的弹跳、振荡和/或振 动的振动补偿***的管理***。如本文所使用，“电梯动态补偿控制 模式”是当电梯轿厢由于负载变化和/或承载构件的伸展/收缩而向上 或向下移动(例如，弹跳)时由电梯***在层站处使用以提供连续的 重新调平特征(例如，乘客的水平用户体验)的操作模式。根据本文 提供的实施方案，提供了监测这种电梯动态补偿控制***的***和方 法。
根据本公开的实施方案的电梯动态补偿控制***具有两个运动 状态传感器。例如，电梯动态补偿控制***的第一运动状态传感器可 以是用于电梯轿厢的运动控制的机器运动状态传感器(例如，图1A 所示的机器运动状态传感器113)。如本文所述，第二运动状态传感 器可以安装在电梯轿厢本身上(例如，“轿厢上运动状态传感器”)， 所述第二运动状态传感器用于控制电梯轿厢的松垂和弹跳。在一些实 施方案中，第二运动状态传感器可以是轿厢上编码器。根据本公开的 实施方案的健康管理***与第一运动状态传感器和第二运动状态传 感器通信并从运动状态传感器接收运动状态传感器信号以估计轿厢 上运动状态传感器的性能，以确保正确的安装和调整，并使操作期间 出现故障的可能性最小化。运动状态传感器信号的比较可以以诊断和 预测的方式不断地执行，以检测和预测电梯动态补偿控制***和轿厢 上运动状态传感器的故障或其他健康状态。
运动状态检测元件和/或功能被提供在轿厢上，并且可以集成到 电梯轿厢的滚轮引导件(例如，图1B中示出的引导装置127)中。 也就是说，根据本公开的实施方案，将运动状态感测元件(例如，轿 厢上运动状态传感器)并入到引导装置中，使得可以确定电梯轿厢在 电梯井内的准确运动状态。如本文所使用，术语“运动状态”包括但不 限于电梯轿厢的位置、速度和加速度。然后可以使用运动状态信息来 使电梯轿厢的振动、振荡和弹跳最小化。可以将运动状态信息提供给 健康监测***以确保轿厢上运动状态传感器的正确操作。
现在转到图2A至图2B，示出了根据本公开的非限制性实施方案 的电梯轿厢引导装置的示意图。图2A是具有安装在其上的两个电梯 轿厢引导装置202的电梯轿厢框架200的部分等距图。图2B是接合 在电梯***的导轨204内时电梯轿厢引导装置202的俯视示意图。电 梯轿厢框架200包括在垂直立柱(stile)208之间延伸的十字头框架 206。电梯轿厢引导装置202在安装基座210处安装到十字头框架206 和垂直立柱208中的至少一个，如本领域中已知。安装基座210限定 用于将滚动部件安装并支撑到电梯轿厢的滚轮引导件框架的至少一 部分。
电梯轿厢引导装置202各自配置成与导轨212(如图2B所示) 接合并且沿着导轨212移动。导轨212具有基座214和叶片216，并 且电梯轿厢引导装置202与导轨212的叶片216接合并沿着叶片216 移动。例如，图2B所示的电梯轿厢引导装置202包括第一滚轮218和两个第二滚轮220。在本配置和布置中，如本领域技术人员将理解 的，第一滚轮218是并排滚轮，而第二滚轮220是前后滚轮。虽然在 图2A至图2B中示出了具体的配置和布置，但是本领域技术人员将 理解，本文提供的实施方案可应用于各种其他电梯轿厢引导装置配置/布置。第一滚轮218和第二滚轮220中的每一个包括本领域中已知 的滚转轮。
滚轮218、220分别通过第一支撑托架222和第二支撑托架224 可移动地或可旋转地安装到安装基座210。如本领域技术人员将理解 的，滚轮引导件通常利用具有滚动元件轴承的轮，所述滚动元件轴承 安装在固定销(主轴(spindle))上，所述固定销固定到由滚轮引导 件基座支撑的枢转臂，所述枢转臂又与轿厢框架相连接，如上所述。 枢转臂由固定到基座的固定枢转销保持。弹簧被配置成提供恢复力和 移位止动件(例如，减震器)。滚转轮接触电梯***的导轨并随着轿 厢的垂直运动而旋转。
如本文所提供，并且如图2A至图2B所示，本公开的实施方案 用支撑固定到滚转轮的旋转轴的臂代替一个枢转臂。旋转轴延伸穿过 臂以允许与轿厢上运动状态传感器相连接，所述轿厢上运动状态传感 器用径向适形安装件固定到枢转臂。因此，为了实现根据本公开的实 施方案进行运动状态感测，在图2A至图2B所示的实施方案中，第 一支撑托架222还支撑运动状态感测组件226。如图所示，运动状态 感测组件226包括轿厢上运动状态传感器228和连接元件230，如本 文所述。尽管本文针对支撑在第一支撑托架222上或由第一支撑托架 222支撑的运动状态感测组件226进行了示出和描述，但是本领域技 术人员将理解，可以使用单独的和/或专用的支撑或其他结构来将运 动状态感测组件安装到安装基座210或以其他方式使运动状态感测 组件226能够与滚轮218、220中的至少一个可操作地相互作用。
运动状态感测组件226被配置成确定电梯轿厢在电梯井内的运 动状态。在诸如图2A至图2B所示的一些实施方案中，运动状态感 测组件226包括轿厢上运动状态传感器228，诸如轿厢上运动状态传 感器。在一些配置中，轿厢上运动状态传感器228可以是旋转运动状 态传感器或轴运动状态传感器，其为将轴或轴杆(例如，连接元件 230)的角位置或运动转换为模拟或数字代码或信号的机电装置。由 轿厢上运动状态传感器228产生的信号可以被传送到电梯机器和/或 控制器，以确定轿厢上运动状态传感器228在电梯井内的具***置， 并且因此可以获得轿厢上运动状态传感器228所附接到的电梯轿厢 的运动状态。因此，运动状态感测组件226可以包括诸如存储器、处 理器和通信部件(例如，有线和/或无线通信控制器)的各种电子部 件，以确定运动状态并将此信息传送到控制器或电梯机器使得控制器 或电梯机器可以确定电梯轿厢的准确运动状态。利用此信息，控制器 或电梯机器可以例如诸如在动态补偿控制操作模式期间执行改进的 控制，和/或防止电梯轿厢的振动、振荡和/或弹跳。
现在参考图3，示出了可以并入到本公开的电梯和/或健康监测系 统中的示例性计算***300。在各种实施方案中，计算***300可以 被配置为电梯控制器(例如，图1A所示的控制器115)的一部分和/ 或与其通信，配置为动态补偿控制模式***的一部分，或分离的电梯 健康监测***。计算***300包括存储器302，所述存储器可以存储 与健康监测过程相关联的可执行指令和/或数据。可执行指令可以以 任何方式并以任何抽象级别存储或组织，诸如结合一个或多个应用程 序、过程、例程、程序、方法等。作为示例，存储在存储器302上的 指令的至少一部分与健康监测程序304相关联。
此外，存储器302可以存储数据306。数据306可以包括但不限 于电梯轿厢数据、电梯操作模式、命令或如本领域技术人员将理解的 任何其他类型的数据。存储在存储器302中的指令可以由一个或多个 处理器(诸如处理器308)执行。处理器308可以对数据306进行操 作。
如图所示，处理器308耦合到一个或多个输入/输出(I/O)装置 310。在一些实施方案中，I/O装置310可以包括以下一项或多项：键 盘或小键盘、触摸屏或触摸面板、显示屏、麦克风、扬声器、鼠标、 按钮、遥控器、操纵杆、打印机、电话或移动装置(例如，智能手机)、传感器等。I/O装置310在一些实施方案中包括通信部件，诸如宽带 或无线通信元件。I/O装置310可以诸如通过远程访问终端或互联网 连接的装置而与计算***300的其他部件呈远程关系。
计算***300的部件可以通过一根或多根总线来可操作地和/或 可通信地连接。计算***300还可以包括本领域已知的其他特征或部 件。例如，计算***300可以包括一个或多个收发器和/或装置，该 一个或多个收发器和/或装置被配置成从计算***300外部的源(例 如，I/O装置310的一部分)传送和/或接收信息或数据，和/或具有与 健康监测相关联的运动状态传感器，如本文所述(例如，上述的机器 运动状态传感器113和轿厢上运动状态传感器228)。例如，在一些 实施方案中，计算***300可以被配置为经由网络(有线或无线)或 通过缆线或与计算***300远程的一个或多个装置的无线连接(例如 直接连接到电梯机器和/或无线连接到轿厢上部件等)来接收信息。 经由通信网络接收的信息可以存储在存储器302中(例如，作为数据 306)，和/或可以由一个或多个程序或应用程序(例如，程序304) 和/或处理器308处理和/或采用。
计算***300是可用于实行和/或执行本文描述的实施方案和/或 过程的计算***的一个示例。例如，计算***300在被配置为电梯控 制***的一部分时，用于接收命令和/或指令，并且被配置成通过电 梯机器的控制来控制电梯轿厢的操作。计算***300可以被集成到电 梯控制器和/或电梯机器中或与之分离(但与其通信)并且作为动态 补偿控制***和/或健康监测***的一部分来操作。如本文所使用， 术语“动态补偿控制***”指代被配置成控制电梯轿厢的移动且特别 是控制电梯轿厢的动态补偿控制模式的一个或多个部件。
计算***300被配置成关于电梯动态补偿控制***来操作和/或 执行健康监测操作。如上所述，使用动态补偿控制操作模式来减轻或 显著减少电梯轿厢弹跳。这种电梯轿厢弹跳可能是由于用于将电梯轿 厢悬挂在电梯井内并使所述电梯轿厢在电梯井内移动的较长的承载 构件(例如，带、绳索、缆线、或其他悬挂机构；和/或电梯轿厢负 载发生变化(例如，承载构件上所承受的重量的变化)的结果。例如， 在高层建筑中，由于承载构件的长度，悬挂的电梯轿厢在到达层站时 可能会弹跳或轻微移动。可能会在高层电梯***(例如，高层建筑内 的***)中在电梯轿厢处于相对较低的层站(例如，靠近建筑物底层) 时观察到这类效应。在这类情况下，承载构件可能会充分伸展并且变 得足够长，使得承载构件可能会出现伸展(例如，拉伸)或收缩。这 种伸展或收缩可能会引起电梯轿厢相对于停止位置发生移动，甚至在 为了防止机器移动，已经接合制动器的情况下。也就是说，电梯轿厢 的移动可以独立于驱动电梯轿厢在电梯井内移动的机器的操作。
例如，电梯***通常包括由电梯机器驱动的多个承载构件，以在 电梯内在多个电梯层站或楼层之间垂直地移动电梯轿厢(参见例如图 1A)。当电梯轿厢停止在电梯层站中的相应层站处时，轿厢内的负 载的量值的变化(例如，重量的变化)可能导致轿厢相对于层站的垂 直位置的变化，所述垂直位置的变化可以包括速度和/或加速度，即， 运动状态。如上所述，术语“运动状态”包括但不限于位置、速度和加 速度。也就是说，电梯轿厢的运动状态可以是轿厢在电梯井内的绝对 位置、轿厢位置的一阶导数或变化(例如，速度)、或轿厢的二阶导 数或速度变化(例如，加速度)。因此，运动状态并不仅仅限于运动， 而是还包括电梯轿厢的静态或绝对位置以及轿厢在电梯井内的移动。
在操作中，当一名或多名乘客和/或货物从层站移到电梯轿厢中 (例如，正向负载变化)时，电梯轿厢将相对于电梯层站垂直地向下 移动。当一名或多名乘客和/或货物从电梯轿厢移到层站上(例如负 向负载变化)时，电梯轿厢将相对于电梯层站垂直地向上移动。如本 文所使用的术语“负载变化”包括可以装载到(例如，进入)电梯轿厢 或从所述电梯轿厢卸载(例如，离开)的人、物品、货物、物件等。 正向负载变化是通过承载构件悬挂的重量的增加，而负向负载变化是 通过承载构件悬挂的重量的减少。
电梯轿厢的垂直位置的这类变化和/或电梯轿厢的运动状态的其 他变化可能是由软挂接弹簧或隔离垫、承载构件的拉伸和/或收缩、 和/或各种其他原因所引起，特别是在电梯***具有相对较大的行进 高度和/或数目相对较少的承载构件的情况下。在某些状况下，承载 构件和/或挂接弹簧的拉伸和/或收缩可能会在电梯轿厢的运动状态 (例如，电梯轿厢的上下运动)中产生破坏性振荡、位置偏移或振动。 根据本公开的实施方案，提供了用于监测动态补偿控制***的***和 过程(例如，“健康监测”***和过程)。
现在转到图4，示出了根据本公开的实施方案的健康监测*** 400的示意性框图。健康监测***400包括机器运动状态传感器402、 轿厢上运动状态传感器404和控制器406。机器运动状态传感器402 可以与以上关于图1A至图1B所描述的那些类似，或者可以是任何基于电梯机器的定位和/或运动状态***、装置或部件，如本领域技 术人员将理解的。轿厢上运动状态传感器404可以与以上关于图2A 至图2B所示和所述的那些类似，或者可以是本领域技术人员将理解 的任何轿厢上定位和/或轿厢上运动状态***、装置或部件。控制器406可以是计算***，诸如关于图3描述的计算***，并且可以被集 成到电梯***的电梯控制器或其他电子设备中或作为其一部分，或者 可以是分离/单独的健康监测计算装置。
如图所示，机器运动状态传感器402和轿厢上运动状态传感器 404中的每一个都与控制器406通信。机器运动状态传感器402可以 向控制器406输出第一运动状态传感器信号408，并且轿厢上运动状 态传感器404可以向控制器406输出第二运动状态传感器信号410。 控制器406将监测运动状态传感器信号408、410两者并且对运动状 态传感器信号408、410进行比较以监测轿厢上运动状态传感器404 的健康状态。控制器406被配置成监测并比较第一运动状态传感器信 号408和第二运动状态传感器信号410以确保两个信号保持在预定义 公差内，以便监测轿厢上运动状态传感器404和采用轿厢上运动状态 传感器404的相关联的动态补偿控制***的健康状态。如果控制器 406检测到轿厢上运动状态传感器404的操作在预定义公差之外(例 如，第二运动状态传感器信号410与第一运动状态传感器信号408未 匹配在所述公差内)，则控制器406可以关闭或禁用电梯***的动态 补偿控制操作模式。在这样的情况下，当动态补偿控制***被禁用时， 可以使用电梯机器和机器运动状态传感器402执行传统的层站调平 控制。
现在转到图5A至图5B，示意图500a、500b示出了相应的运动 状态传感器信号502a、502b和轿厢调平曲线504a、504b。图5A至 图5B示出具有用于轿厢调平的单个运动状态传感器的***。图5A 至图5B中的运动状态传感器信号502a、502b是如从机器运动状态传感器或其他运动状态监测装置输出的位置与时间的曲线图。轿厢调平 曲线504a、504b是实际轿厢位置或运动的位置与时间的曲线图。在 曲线图500a、500b中，时间轴和偏移轴以任意单位表示，但可以例 如以秒和米表示，然而在不脱离本公开的范围的情况下，可以采用时 间和距离(偏移)的其他量度。
在图5A至图5B中，偏移的零线表示电梯轿厢的层站位置，其 中电梯轿厢的地板与层站的地板齐平，使得地板表面的过渡是基本上 连续和/或平坦的。如果电梯轿厢的地板远离层站地板定位，则可能 存在绊倒危险，并且因此应避免这种偏移。
图5A示出了电梯轿厢的功能传感器和调平操作，其中运动状态 传感器信号502a和轿厢调平曲线504a两者都维持在大约零点(即， 轿厢和层站的基本齐平地板)处。也就是说，曲线图500a示出了正 常运行的电梯***，其中定位在层站处的电梯轿厢基于运动状态传感 器信号502a被调平。如图所示，曲线502a、504a关于偏移随时间的 变化彼此基本类似。通过保持在具有上边界508a和下边界510a的公 差506a内的两条曲线502a、504a来示出这种类似性。虽然示意性地 示出为公差506a的上边界508a和下边界510a基本上等于零偏移(例 如，公差506a的正上边界508a与公差506a的负下边界510a相等且 相反)，但是在一些实施方案中，公差的上边界和下边界可能不相等， 使得可以在***的公差内允许较大的正或负偏移。
在此***中，单个运动状态传感器生成运动状态传感器信号502a 并且因此监测电梯轿厢的运动状态，并且因此可以提供反馈信号以实 现轿厢调平并相对于层站维持水平轿厢。如图5A所示，运动状态传 感器信号502a和轿厢调平曲线504a的超出公差部段512被示出为延 伸到公差506a之外。这种超出公差部段512可以被限制在时序阈值 内，使得如果超出公差部段512存在达预定义的时间段或者小于这样 的重新定义的时间段的时间，则***可能不存在错误(例如，由于电 梯轿厢内的重量调整)。然而，如果超出公差部段512存在长于预定 义的时间段，则可以确定***中存在错误。另选地，如果超出公差部 段512内的偏移大于公差偏移的某个百分比或倍数(或公差偏移的某 个比率)，则可以确定错误。
现在转到图5B，曲线图500b示出了运动状态传感器的操作的故 障，并且指示正在执行非正常操作。在此图示中，运动状态传感器信 号502b表示机器运动状态传感器的运动状态传感器信号，如上所述。 在由曲线图500b表示的整个观察周期中，运动状态传感器信号502b 保持在公差506b内(类似于上述的情况)。然而，如图所示，轿厢 调平曲线504b指示偏移514在公差506b之外。在偏移514处，轿厢 调平曲线504b指示轿厢已经移动远离层站。然而，因为运动状态传 感器发生故障，所以运动状态传感器信号502b被示出在公差506b内并且不提供故障的指示。
期望最小化和/或防止诸如图5B所示的事件。因此，本文提供的 实施方案涉及改进的运动状态和/或位置感测和调平***，以确保电 梯轿厢即使在单个传感器发生故障时也不会偏离。
现在转到图6，示出了表示根据本公开的实施方案的健康监测过 程的示意图600。曲线图600在水平轴上为时间，并且在垂直轴上为 行进的距离。曲线图600上绘制的是如由动态补偿控制***的第一运 动状态传感器(诸如机器运动状态传感器)生成的第一运动状态传感 器信号602。第二运动状态传感器信号604也被示出并且由动态补偿 控制***的第二运动状态传感器(诸如轿厢上运动状态传感器)生成。 在此示例性的说明性实施方案中，公差606由计算***连续监测。公 差606是基于机器运动状态传感器信号计算的距离值的范围。如图所 示，公差606包括上边界608和下边界610。图6示出了作为说明性 示例的是固定或绝对极限(例如，正和负)的公差606。如本领域技 术人员将理解的，也可以采用其他公差极限，诸如相对极限。
当电梯轿厢从一个层站行进到另一个层站(例如，动态补偿/调 平未被执行)时，健康监测***将以由第一运动状态传感器(例如， 第一运动状态传感器信号602)记录的行进距离的测量值为标准检查 由第二运动状态传感器(例如，第二运动状态传感器信号604)记录 的行进距离的测量值。健康监测***将确定第二运动状态传感器信号 是否在公差606内。如果第二运动状态传感器信号604超过上边界 608或下边界610并且因此超过公差606，则健康监测***可以控制 动态补偿控制***在下一层站处不执行动态补偿控制操作(即，可以 停用动态补偿控制***)。健康监测***还可以指示电梯机器或控制 器在层站处执行传统的重新调平操作，直到测量到第二运动状态传感 器信号604在公差606内。如图所示，在图6中，第二运动状态传感 器信号604示出为在点612处偏离到公差606之外。尽管在图6中示 出为上边界608和下边界610表现为距第一运动状态传感器信号602 等距，但是在各种其他实施方案中，上边界和下边界距第一运动状态 传感器信号602的间隔可以不同。
现在转到图7，示出了表示根据本公开的实施方案的健康监测过 程的示意图700。曲线图700在水平轴上为时间，并且在垂直轴上为 行进的距离。在曲线图700上绘制的是如由动态补偿控制***的第一 运动状态传感器(诸如机器运动状态传感器)生成的第一运动状态传 感器信号702。第二运动状态传感器信号704也被示出并且由动态补 偿控制***的第二运动状态传感器(诸如轿厢上运动状态传感器)生 成。在此示例性的说明性实施方案中，由计算***通过测量第一运动 状态传感器信号702和第二运动状态传感器信号704之间的距离或间 隔来连续监测公差。
当电梯轿厢从一个层站行进到另一个层站(例如，未执行动态补 偿/调平)时，健康监测***将检查如由第一运动状态传感器和第二 运动状态传感器记录的行进距离，并比较第一运动状态传感器信号 702和第二运动状态传感器信号704。健康监测***将比较所述两个 值(例如，取两个运动状态传感器信号之间的差的绝对值)，并确定 所确定的差值是否在预定义的公差值内。在曲线图700中，在706a、706b、706c处指示运动状态传感器信号702、704之间的差值，这是 在不同时间进行的差值测量。如果差值706a、706b、706c超过预定 公差，则健康监测***可以控制动态补偿控制***在下一层站处不执 行动态补偿控制操作(即，可以停用动态补偿控制***)。健康监测 ***还可以指示电梯机器或控制器在层站处执行传统的重新调平操 作，直到运动状态传感器信号之间的差值在公差内。
现在转到图8，示出了根据本公开的实施方案的用于操作电梯系 统的流程800。流程800可以作为日常或维护计划的一部分来执行， 以监测电梯***的操作和/或机械状况。例如，流程800可以是用于 监测电梯***的动态补偿控制***的过程。
电梯***包括电梯轿厢，所述电梯轿厢可在电梯井内在层站或楼 层之间移动。电梯***还包括第一运动状态传感器(诸如电梯机器运 动状态传感器)和位于电梯轿厢上(例如，与诸如滚轮引导件的电梯 轿厢引导装置相关联)的第二运动状态传感器。第一运动状态传感器 和第二运动状态传感器被布置成向位置控制***和/或动态补偿控制 ***提供运动状态传感器信号，以在电梯轿厢位于层站处时执行动态 补偿控制操作。健康监测***也与第一运动状态传感器和第二运动状 态传感器通信以从其接收运动状态传感器信号。在一些实施方案中， 健康监测***和动态补偿控制***是单个单元，并且还可以是使用电 梯控制器执行的过程例程(例如，程序)。
在框802处，电梯轿厢以正常操作模式移动，诸如在电梯楼层之 间移动。在这种操作中，当电梯轿厢沿着导轨在电梯井内移动时(例 如，如图1A至图1B所示)，电梯轿厢的位置(例如，移动)由电 梯机器驱动。当电梯轿厢沿着导轨移动时，第一运动状态传感器通过监测电梯机器的驱动特性(例如，旋转)来监测电梯轿厢的移动，并 且可以计算行进距离。类似地，位于电梯轿厢上的第二运动状态传感 器可以通过监测电梯轿厢本身(或其部件，诸如滚轮引导件)的转动、 旋转或其他特性来监测行进距离。
在框804处，健康监测***将监测如由第一运动状态传感器生成 的第一运动状态传感器信号。
在框806处，健康监测***将监测如由第二运动状态传感器生成 的第二运动状态传感器信号。本领域技术人员将理解，框804至框 806可以同时执行，使得两个运动状态传感器信号被同时监测。
在框808处，基于监测的第一运动状态传感器信号和第二运动状 态传感器信号，由健康监测***作出关于第二运动状态传感器的操作 状态的确定。所述确定可以是由计算***执行的对第一运动状态传感 器信号和第二运动状态传感器信号的分析。例如，健康监测***可以 分析和监测第二运动状态传感器信号与(或相对于)第一运动状态传 感器信号的偏差(例如，如图7所示)，或者可以基于第一运动状态 传感器信号的值监测第二运动状态传感器信号是否保持在公差内或 超过公差(例如，如图6所示)。在框808处作出的确定是关于第二 运动状态传感器的操作状态。第一操作状态可以是工作状况(例如， 正常操作)并且第二操作状态可以是故障状况，其中故障由第二运动 状态传感器信号相对于第一运动状态传感器信号的偏差来确定。在一 些实施方案中，所述确定可以包括第二运动状态传感器信号与第一运 动状态传感器信号的比较，并且如果所述比较是在预定公差内，则确定第二运动状态传感器在正确操作，并且流程800继续到框810。
在框810处，当确定第二运动状态传感器在正确操作时，当电梯 轿厢在正常操作期间在下一层站处停止时，可以采用动态补偿控制模 式。当采用动态补偿控制模式时，使用第一运动状态传感器信号和第 二运动状态传感器信号来在层站处执行动态补偿控制(例如，重新调 平)。
然而，如果在框808处确定第二运动状态传感器信号不在公差 内，则确定第二运动状态传感器没有在正确操作(例如，故障状态)。 如此，流程将继续到框812。
在框812处，当确定故障状态时，健康监测***将停用动态补偿 控制***。停用可能仅需要禁用和/或不运行动态补偿控制操作模式。 如此，当电梯轿厢接近层站以停止并装载/卸载乘客时，电梯轿厢将 不会经受动态补偿控制。
因此，在框814处，当电梯轿厢接近层站以装载/卸载时，电梯 轿厢相对于层站的运动状态将使用传统的重新调平操作模式来维持 (例如，仅基于第一运动状态传感器信号)。
在一些实施方案中，健康监测***可以生成可以现场或非现场传 送的通知，以指示需要对动态补偿控制***进行维护。
在一些实施方案中，公差可以是基于在正常操作模式期间行进的 总距离而变化的变量。也就是说，对于电梯轿厢的短行进距离，公差 可能较小，并且可能随着行进长度的增加而增加。此外，在一些实施 方案中，公差可以对于所有行进距离是固定值，或者可以基于行进的 层站数是固定的(例如，对于行进三个或更少的层站是第一公差，对 于行进四至七个层站是第二公差，以及对于行进大于七个层站距离是 第三公差)。如本领域技术人员将理解的，公差(例如，绝对值以及 如何实施)可以基于特定的电梯***，并且因此在不脱离本公开的范 围的情况下，各种布置和配置是可能的。
应注意的是，第二运动状态传感器的不正确操作的发生可能出于 各种原因，电气的和/或机械的。但是，不需要知道或预期可能的故 障或至少不正确的操作的确切原因。本公开的实施方案被布置成能够 防止意外的动态补偿控制操作(例如，以过大或过小的距离进行重新 调平)。各种轿厢上(第二)运动状态传感器故障可能包括电气故障 (包括但不限于电源供应器故障、处理故障、连接和/或通信故障、 通信线路上的噪音等)和机械故障(包括但不限于运动状态传感器和 滚轮之间没有接触、滚轮和导轨之间没有接触、部件破损或损坏、部 分接触不良、接触不良但运动状态传感器和/或滚轮继续旋转等)。
有利地，根据本公开的健康监测***可以改进动态补偿控制*** 的质量、可靠性和服务，从而确保轿厢上运动状态传感器的正确安装 (例如，对准、接触压力等)，并且检测轿厢上运动状态传感器故障 和故障模式，所述故障和故障模式可能在装载和卸载操作场景期间产 生电梯轿厢的大的意外运动。如果在动态补偿控制模式期间轿厢上运 动状态传感器发生故障或者没有正确操作，则动态补偿控制***可能 生成导致电梯轿厢意外移动远离地板水平的命令。因此，本公开的实 施方案可以在这种情况下禁用动态补偿控制***以防止电梯轿厢的 意外移动。
虽然已经仅结合有限数量的实施方案详细地描述了本公开，但是 应容易理解的是，本公开并不限于这些公开的实施方案。相反，本公 开可被修改以并入此前未描述但与本公开的范围相称的变型、更改、 替代、组合、子组合或等同布置。另外，尽管已描述了本公开的各种 实施方案，但是应理解，本公开的各方面可以仅包括所述实施方案中 的一些。
因此，本公开不应被视为受到前述描述限制，而是仅受所附权利 要求书的范围限制。

Claims (20)

1.一种监测电梯***的动态补偿控制***的方法，所述方法包括：
监测由第一运动状态传感器生成的第一运动状态传感器信号，所述第一运动状态传感器与电梯机器相关联；
监测由第二运动状态传感器生成的第二运动状态传感器信号，所述第二运动状态传感器位于电梯轿厢上；
基于对所述第一运动状态传感器信号和所述第二运动状态传感器信号的分析来确定所述第二运动状态传感器的操作状态；以及
当确定所述第二运动状态传感器的故障状态存在时，所述方法还包括停用所述电梯***的动态补偿控制操作模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括利用计算***和所述电梯机器执行动态补偿控制操作模式以控制所述电梯轿厢相对于层站的运动状态，其中所述动态补偿控制包括：
在计算***处接收所述第一运动状态传感器信号；
在所述计算***处接收所述第二运动状态传感器信号；以及
控制所述电梯机器以使所述电梯轿厢在所述层站处的振荡、振动、过度位置偏移和/或弹跳最小化。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述电梯轿厢在所述电梯***的层站之间的行进期间执行所述第二运动状态传感器的所述操作状态的所述确定。
4.根据权利要求1所述的方法，其还包括当停用所述动态补偿控制操作模式时，在层站处利用所述电梯机器和所述第一运动状态传感器信号执行重新调平操作。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述故障状态是基于对所述第二运动状态传感器信号在预定公差之外的确定。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述预定公差由相对于所述第一运动状态传感器信号的上边界和下边界限定。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述预定公差是以下之一：(i)对于所述电梯轿厢在电梯井内的所有行进距离是固定的，或者(ii)基于所述电梯轿厢在电梯井内的行进距离是可变的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一运动状态传感器和所述第二运动状态传感器各自测量位置、速度、加速度或它们的组合中的一个。
9.根据权利要求1所述的方法，其还包括生成关于故障状态的通知并且传送所述通知以提供需要对所述第二运动状态传感器进行维护的通知。
10.一种电梯控制***，其包括：
电梯机器，其可操作地连接到位于电梯井内的电梯轿厢；
第一运动状态传感器，其相对于所述电梯机器布置以监测所述电梯轿厢在所述电梯井内的运动状态；
第二运动状态传感器，其布置在所述电梯轿厢上并且被配置成监测所述电梯轿厢在所述电梯井内的运动状态；
与所述第一运动状态传感器和所述第二运动状态传感器通信的计算***，所述计算***接收相应的第一运动状态传感器信号和第二运动状态传感器信号，所述计算***被配置成执行所述第二运动状态传感器的健康监测，其中所述健康监测包括：
监测所述第一运动状态传感器信号和所述第二运动状态传感器信号；
基于对所述第一运动状态传感器信号和所述第二运动状态传感器信号的分析来确定所述第二运动状态传感器的操作状态；以及
当确定所述第二运动状态传感器的故障状态存在时，所述计算***停用所述电梯***的动态补偿控制操作模式。
11.根据权利要求10所述的电梯控制***，其中所述计算***被配置成通过控制所述电梯机器来执行动态补偿控制操作模式以控制所述电梯轿厢相对于层站的运动状态，其中所述动态补偿控制包括：
在所述计算***处接收所述第一运动状态传感器信号和所述第二运动状态传感器信号；以及
控制所述电梯机器以使所述电梯轿厢在所述层站处的振荡、振动、过度位置偏移和/或弹跳最小化。
12.根据权利要求10所述的电梯控制***，其中在所述电梯轿厢在所述电梯***的层站之间的行进期间执行所述第二运动状态传感器的所述操作状态的所述确定。
13.根据权利要求10所述的电梯控制***，其中所述计算***被配置成当停用所述动态补偿控制操作模式时，在层站处利用所述电梯机器和所述第一运动状态传感器信号执行重新调平操作。
14.根据权利要求10所述的电梯控制***，其中所述故障状态是基于对所述第二运动状态传感器信号在预定公差之外的确定。
15.根据权利要求14所述的电梯控制***，其中所述预定公差由相对于所述第一运动状态传感器信号的上边界和下边界限定。
16.根据权利要求14所述的电梯控制***，其中所述预定公差是以下之一：(i)对于所述电梯轿厢在电梯井内的所有行进距离是固定的，或者(ii)基于所述电梯轿厢在电梯井内的行进距离是可变的。
17.根据权利要求10所述的电梯控制***，其中由所述第一运动状态传感器和所述第二运动状态传感器监测的所述运动状态是位置、速度、加速度或它们的组合中的一个。
18.根据权利要求10所述的电梯控制***，其中所述计算***被配置成生成关于故障状态的通知并且传送所述通知以提供需要对所述第二运动状态传感器进行维护的通知。
19.根据权利要求10所述的电梯控制***，其中所述第一运动状态传感器和所述第二运动状态传感器中的至少一个是编码器。
20.根据权利要求10所述的电梯控制***，其还包括滚轮引导件，所述滚轮引导件位于所述电梯轿厢的外部上并且布置成引导所述电梯轿厢相对于导轨的移动，其中所述第二运动状态传感器是布置成监测所述滚轮引导件的编码器。
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