一種電梯冗余電氣安全回路及制?？刂品椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電梯冗余電氣安全回路，包括第一組開關、第二組開關、第三組開關和第四組開關，通過在傳統(tǒng)的安全回路中增加第三組開關和第四組開關，可保證當電梯出現(xiàn)故障時，在確保電梯安全前提下，及時有效的疏散被困人員，從而提高電梯運行的可靠性，減少電梯故障引起的再次傷害，進一步保障乘客安全。同時本發(fā)明還公開了一種電梯制停方法，該方法在保證電梯安全運行的基礎上，盡快釋放轎廂內(nèi)乘客，能夠有效地降低電梯困人率，提高電梯運行可靠性。
【專利說明】-種電梯冗余電氣安全回路及制停控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電梯電路，特別涉及一種電梯冗余電氣安全回路，同時涉及一種 根據(jù)電梯冗余電氣安全回路的一種電梯制停方法。

【背景技術】
[0002] 近年來，我國電梯行業(yè)發(fā)展迅速，出現(xiàn)故障情況很多。綜合來看，電梯故障導致人 員傷亡的概率很低，但卻容易將乘客困在轎廂里，沒有滿足人們對電梯運行可靠性、發(fā)現(xiàn)故 障及時性、解救被困乘客迅速程度、解決故障便利性和有效性等更高要求。據(jù)不完全統(tǒng)計， 2013年廣州電梯困人事件平均每天發(fā)生16. 7起；廈門市2012年內(nèi)發(fā)生電梯困人事件近千 起；2013年6月5日，上海新世界商廈，30多部電梯有10多部電梯同時出現(xiàn)困人事件；目 前，長沙電梯總量4萬臺，近年發(fā)生困人事件500余次。在電梯發(fā)生故障時，尤其是同一小 區(qū)有若干電梯同時出現(xiàn)故障時，救援人員很難對每部電梯內(nèi)的乘客進行及時營救，而乘客 被困太久就很容易引發(fā)事故，例如今年初重慶市就發(fā)生一起此類事故，導致一名乘客不幸 喪生。因此，如何避免電梯困人事故的發(fā)生是一個十分重要的問題。
[0003] 電梯控制系統(tǒng)基本上可以分為電力拖動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩個主要部分。電力 拖動系統(tǒng)主要包括電梯電機和轎門開關門運行驅動電路。電氣控制系統(tǒng)外圍硬件則包括內(nèi) 選和外呼召喚按鈕、樓層傳感器、門系統(tǒng)電氣安全開關、安全裝置開關等，控制部分則包括 如32位CPU、控制用繼電器、通訊功能板等核心元件組成。
[0004] 典型的電梯電氣控制系統(tǒng)框圖如圖1所示，主要由驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電氣安全 回路、轎廂內(nèi)操縱箱、平層裝置等組成。其中驅動系統(tǒng)完成的是曳引機驅動功能；控制系統(tǒng) 完成的是電梯控制及管理功能并負責與電梯外圍電路的通訊功能，是整個電梯控制系統(tǒng)的 核心；電氣安全回路是將電梯所有安全部件的開關串聯(lián)在一個回路中，當所有安全部件開 關都處于接通的情況下安全繼電器才能吸合，即保證電梯機械和電氣裝置均處于安全有效 狀態(tài)時，電梯才能得電運行。
[0005] 當電梯正常運行時，電梯控制系統(tǒng)突然出現(xiàn)故障或者電氣安全回路突然出現(xiàn)故障 均會導致電梯立即停止運行，只有當故障被消除后電梯才能重新投入運行，這也是電梯發(fā) 生困人事件的兩個主要原因。目前，尚沒有有效手段來防止因電梯故障停止而造成的困人 事件的發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種電梯冗余安全回路，可保證當電梯出現(xiàn)故障 時，在確保電梯安全前提下，及時有效的疏散被困人員，從而提高電梯運行的可靠性，減少 電梯故障引起的再次傷害，進一步保障乘客安全，同時本發(fā)明還提供一種電梯的制停方法。
[0007] 本發(fā)明的目的之一是通過以下技術方案來實現(xiàn)的，一種電梯冗余電氣安全回路， 包括第一組開關和第二組開關，所述第一組開關包括各層門開關、第一安全繼電器和第一 CUP，所述第二組開關包括安全窗開關、漲緊輪開關、底坑緩沖器開關、第二安全繼電器和第 二CPU;還包括第一選擇開關、第二選擇開關、第三組開關和第四組開關，所述第三組開關 包括超速保護開關、急停開關、安全鉗開關、盤車手輪開關、限速器開關、轎門開關、第三安 全繼電器和第三CPU，所述第四組開關包括上極限開關、下極限開關、第四安全繼電器和第 四CPU ;所述第一選擇開關的其中一靜觸頭與第二選擇開關的動觸頭連接，所述第一選擇 開關的另一靜觸頭與第二選擇開關的兩靜觸頭連接；所述第一選擇開關的另一靜觸頭依 次串聯(lián)急停開關、超速保護開關、安全鉗開關、漲緊輪開關、轎門開關、盤車手輪開關和限速 器開關，所述限速器開關經(jīng)第三安全繼電器接地，所述第三CPU控制第三安全繼電器的通 斷；所述限速開關、下極限開關、上極限開關依次連接，所述上極限開關經(jīng)第四安全繼電器 接地，所述第四CPU控制第四安全繼電器的通斷；所述安全窗開關經(jīng)第四安全繼電器接地， 所述安全窗開關、底坑緩沖器開關、廳門開關依次連接，所述廳門開關經(jīng)第一安全繼電器接 地，所述第一 CPU控制第一安繼電器的通斷；所述廳門開關與底坑緩沖器開關的連接端經(jīng) 第二安全繼電器接地，所述第二CPU控制第二安全繼電器的通斷。
[0008] 進一步，所述急停開關包括依次連接的轎頂急停開關、底坑急停開關和控制屏急 停開關，所述控制屏停開關與超速保護開關連接。
[0009] 進一步，所述廳門開關包括依次連接的N層廳門開關，第N層廳門開關經(jīng)第一安全 繼電器接地。
[0010] 本發(fā)明的目的之二是通過以下技術方案來實現(xiàn)的，一種電梯制停方法，該方法具 體為：
[0011] 1)當?shù)谌M開關出現(xiàn)故障時，立即制停電梯；
[0012] 2)當?shù)谒慕M開關發(fā)生故障時
[0013] 當上極限開關發(fā)生故障時：①電梯運行方向向下時，電梯繼續(xù)運行至最近層站 制停并釋放廂內(nèi)乘客；②電梯運行方向向上時，若電梯此時處在K-1層與K層之間時，當 Μ < K-1時，電梯繼續(xù)運行至最近層站后制停并釋放廂內(nèi)乘客；當K-1 < Μ < K電梯立即反 向運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客；
[0014] 當下極限開關發(fā)生故障時：①電梯運行方向向上時，電梯繼續(xù)運行至最近層站制 停并釋放廂內(nèi)乘客；②電梯運行方向向下時，當Μ > 2時，電梯繼續(xù)運行至最近層站釋放廂 內(nèi)乘客；否則電梯立即反向運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客；
[0015] 3)當?shù)谝唤M開關發(fā)生故障時
[0016] 如若N = Μ，電梯立即制停并釋放廂內(nèi)乘客；
[0017] 當電梯下行時，如Ν>Μ或者Ν〈Μ_1，電梯繼續(xù)以檢修速度下行至最近樓層制停并釋 放廂內(nèi)乘客；如Μ>Ν>Μ-1時電梯繼續(xù)下行則會經(jīng)過故障樓層，電梯立即反向運行至最近層 站制停并釋放廂內(nèi)乘客；
[0018] 當電梯上行時，如Ν〈Μ或者Ν>Μ+1，電梯繼續(xù)以檢修速度上行至最近層站制停并釋 放廂內(nèi)乘客；如Μ〈Ν〈Μ+1，電梯立即反向以檢修速度運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客；
[0019] 4)當?shù)诙M開關發(fā)生故障時，電梯繼續(xù)運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客；
[0020] Κ為電梯總層數(shù)，Ν為故障廳門層站，Μ為電梯實時層站。
[0021] 有益技術效果：
[0022] 1、本發(fā)明可保證當電梯出現(xiàn)故障時，在確保電梯安全前提下，及時有效的疏散被 困人員，從而提高電梯運行的可靠性，減少電梯故障引起的再次傷害，進一步保障乘客安 全。
[0023] 2、本發(fā)明提出電梯制停方法，在保證電梯安全運行的基礎上，盡快釋放轎廂內(nèi)乘 客，能夠有效地降低電梯困人率，提高電梯運行可靠性，避免更大的安全事故和經(jīng)濟損失， 具有廣泛的實際使用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進 一步的詳細描述，其中：
[0025] 圖1為典型的電梯電氣控制系統(tǒng)框圖；
[0026] 圖2為電氣安全回路電氣圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明電梯制停方法流程圖。

【具體實施方式】
[0028] 以下將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述；應當理解，優(yōu)選實施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。
[0029] 為保證電梯能夠安全地運行，在電梯上裝有許多安全部件。所謂電氣安全回路，就 是在電梯相應的安全部件都裝有安全開關，只有當所有安全開關都在接通的情況下，安全 繼電器吸合，電梯才具備運行的條件。傳統(tǒng)電梯的安全回路里，只有第一組開關和第二組開 關。
[0030] 電梯電氣安全回路開關的可靠性受開關本身質量、運行環(huán)境、維修調整等因素的 影響實際運行過程中出現(xiàn)故障的機率是存在的，而傳統(tǒng)的電氣安全回路中任一開關接觸器 動作，電梯就將處于停止狀態(tài)，導致電梯困人率居高不下。為了降低乘客困人率，引入電氣 安全回路冗余保護設計，如圖2所示。
[0031] 一種電梯冗余電氣安全回路，包括第一組開關和第二組開關，所述第一組開關包 括各層門廳開關14、第一安全繼電器I和第一 CUP，所述第二組開關包括安全窗開關12、漲 緊輪開關6、底坑緩沖器開關13、第二安全繼電器II和第二CPU ;還包括第一選擇開關S1、 第二選擇開關S2、第三組開關和第四組開關，所述第三組開關包括超速保護開關4、急停開 關、安全鉗開關5、盤車手輪開關8、限速器開關9、轎門開關7、第三安全繼電器III和第三 CPU，所述第四組開關包括上極限開關11、下極限開關10、第四安全繼電器IV和第四CPU ; 所述第一選擇開關的其一靜觸頭與第二選擇開關的動觸頭連接，所述第一選擇開關的另一 靜觸頭與第二選擇開關的兩靜觸頭連接；所述第一選擇開關的另一靜觸頭依次串聯(lián)急停開 關、超速保護開關、安全鉗開關、漲緊輪開關、轎門開關、盤車手輪開關和限速器開關，所述 限速器開關經(jīng)第三安全繼電器接地，所述第三CPU控制第三安全繼電器的通斷；所述限速 開關、下極限開關、上極限開關依次連接，所述上極限開關經(jīng)第四安全繼電器接地，所述第 四CPU控制第四全安繼電器的通斷；所述安全窗開關經(jīng)第四安全繼電器接地，所述安全窗 開關、底坑緩沖器開關、廳門開關依次連接，所述廳門開關經(jīng)第一安全繼電器接地，所述第 一 CPU控制第一安全繼電器的通斷；所述廳門開關與底坑緩沖器開關的連接端經(jīng)第二安全 繼電器接地，所述第二CPU控制第二安全繼電器的通斷；所述急停開關包括依次連接的轎 頂急停開關1、底坑急停開關2和控制屏急停開關3,所述控制屏停開關與超速保護開關連 接；所述廳門開關包括依次連接的N層廳門開關，第N層廳門開關經(jīng)第一安全繼電器接地。
[0032] 其中第三組開關一旦動作如果繼續(xù)運行可能導致設備損壞，該組開關動作后電梯 需要立即制停，以免發(fā)生災難性后果；第四組開關包括上極限開關和下極限開關，主要防止 電梯沖頂或蹲底，因此，當該開關動作時為了及時疏散乘客可以執(zhí)行緊急電動運行；第一組 開關包括各層門開關，該類開關動作一方面可能是門被以外打開，或者門開關接觸不良所 致，為防止外部人員在開門瞬間被轎廂剪切而引起傷亡，應有選擇的控制轎廂再運行；第二 組開關旨在電梯故障時保護和便于營救電梯內(nèi)乘客，但電梯正常運行時，該組開關動作不 會引起導致電梯運行異常和人員傷亡，因此，可以控制電梯繼續(xù)運行至最近安全層站后制 停。
[0033] 通過對上述電梯安全開關分組特點的介紹，當故障發(fā)生后，控制系統(tǒng)根據(jù)實際故 障類別選擇恰當?shù)闹仆７桨?，如圖3所示。
[0034] 假設電梯總層數(shù)為K (整數(shù)），故障廳門層站為N (整數(shù)），電梯實時層站為Μ (正實 數(shù)），則
[0035] 1)1組開關出現(xiàn)故障時，立即制停電梯，等待救援人員。
[0036] 2) II組開關發(fā)生故障時
[0037] 當上極限開關發(fā)生故障時：①電梯運行方向向下時，電梯不會發(fā)生沖頂，電梯繼續(xù) 運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客；②電梯運行方向向上時，若電梯此時處在Κ-1層與Κ 層之間時，繼續(xù)向上運行就可能發(fā)生沖頂，因此當Μ < Κ-1時，電梯繼續(xù)運行至最近層站后 制停并釋放廂內(nèi)乘客；當Κ-1 < Μ < Κ電梯立即反向運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客。
[0038] 當下極限開關發(fā)生故障時：①電梯運行方向向上時，電梯不會發(fā)生蹲底，電梯可繼 續(xù)運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客；②電梯運行方向向下時，若電梯此時處在第二層 站以下時，繼續(xù)向下運行就可能發(fā)生蹲底，因此當Μ > 2時，電梯繼續(xù)運行至最近層站釋放 廂內(nèi)乘客；否則電梯立即反向運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客。
[0039] 3) III組開關發(fā)生故障時
[0040] 如若N = Μ，電梯立即制停并釋放廂內(nèi)乘客。
[0041] 當電梯下行時，如Ν>Μ或者Ν〈Μ_1，電梯繼續(xù)下行至最近層站的過程中不會經(jīng) 過故障樓層，因此，可控制電梯繼續(xù)以檢修速度下行至最近樓層制停并釋放廂內(nèi)乘客；如 Μ>Ν>Μ-1時電梯繼續(xù)下行則會經(jīng)過故障樓層，容易發(fā)生意外傷亡事故，因此電梯需要立即反 向以檢修速度運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客。
[0042] 當電梯上行時，如Ν〈Μ或者Ν>Μ+1，電梯繼續(xù)上行至最近樓層站的過程中不會經(jīng) 過故障樓層，因此，可控制電梯繼續(xù)以檢修速度上行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客；如 Μ〈Ν〈Μ+1，電梯繼續(xù)上行至最近樓層站的過程中不會經(jīng)過故障樓層，電梯立即反向以檢修速 度運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客。
[0043] 4)當IV組開關發(fā)生故障時，電梯繼續(xù)運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客。
[0044] 此外，電梯發(fā)生故障后，在維修人員排除故障手動復位之前，不響應呼梯信號；當 故障發(fā)生后，需向廂內(nèi)乘客自動播報安慰語音信息，避免乘客因慌亂而發(fā)生意外。
[0045] 冗余電氣安全回路對處理器計算能力和邏輯綜合能力要求更高。以一臺18層站 的電梯為例，電梯上行，當電梯處于10層與11層之間時，11層廳門發(fā)生故障。此時控制 器開始對電梯進行緊急控制，首先臨時制停電梯，確認為11層的門系統(tǒng)故障，同時向廂內(nèi) 乘客自動播放語音提示后續(xù)緊急運行過程；然后電梯下行至10層，開啟轎門和廳門，釋放 轎廂內(nèi)乘客，同時鎖死電梯，切斷主機電源，不響應任何呼梯信號，等待維修人員手動恢復； 若該電梯故障非門系統(tǒng)故障，而是安全鉗開關發(fā)生故障時，為了保證乘客安全，電梯立即制 停，切斷主機電源，等待維修人員救援。
[0046] 根據(jù)冗余安全電氣回路故障類型，系統(tǒng)控制器采取不同的緊急處理方案，避免以 往的電氣回路一旦有故障就制停電梯的簡單做法，能夠大大的減少電梯困人率，特別是在 大量電梯同時發(fā)生故障時，維修人員能夠判斷哪些電梯故障為I類故障需要緊急救援，從 而大大提高電梯救人及時性，避免造成更大的傷亡事故和經(jīng)濟損失。
[0047] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領域的技術人 員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的 這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些 改動和變型在內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種電梯冗余電氣安全回路，包括第一組開關和第二組開關，所述第一組開關包括 各層門開關、第一安全繼電器和第一 CUP，所述第二組開關包括安全窗開關、漲緊輪開關、 底坑緩沖器開關、第二安全繼電器和第二CPU ;其特征在于：還包括第一選擇開關、第二選 擇開關、第三組開關和第四組開關，所述第三組開關包括超速保護開關、急停開關、安全鉗 開關、盤車手輪開關、限速器開關、轎門開關、第三安全繼電器和第三CPU，所述第四組開關 包括上極限開關、下極限開關、第四安全繼電器和第四CPU ;所述第一選擇開關的其中一靜 觸頭與第二選擇開關的動觸頭連接，所述第一選擇開關的另一靜觸頭與第二選擇開關的兩 靜觸頭連接；所述第一選擇開關的另一靜觸頭依次串聯(lián)急停開關、超速保護開關、安全鉗開 關、漲緊輪開關、轎門開關、盤車手輪開關和限速器開關，所述限速器開關經(jīng)第三安全繼電 器接地，所述第三CPU控制第三安全繼電器的通斷；所述限速開關、下極限開關、上極限開 關依次連接，所述上極限開關經(jīng)第四安全繼電器接地，所述第四CPU控制第四安全繼電器 的通斷；所述安全窗開關經(jīng)第四安全繼電器接地，所述安全窗開關、底坑緩沖器開關、廳門 開關依次連接，所述廳門開關經(jīng)第一安全繼電器接地，所述第一 CPU控制第一安繼電器的 通斷；所述廳門開關與底坑緩沖器開關的連接端經(jīng)第二安全繼電器接地，所述第二CPU控 制第二安全繼電器的通斷。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種電梯冗余電氣安全回路，其特征在于：所述急停開關包 括依次連接的轎頂急停開關、底坑急停開關和控制屏急停開關，所述控制屏停開關與超速 保護開關連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種電梯冗余電氣安全回路，其特征在于：所述廳門開關包 括依次連接的N層廳門開關，第N層廳門開關經(jīng)第一安全繼電器接地。
4. 根據(jù)權利要求1-3任意一項所述電氣安全回路進行電梯制?？刂品椒?，其特征在 于： 1) 當?shù)谌M開關出現(xiàn)故障時，立即制停電梯； 2) 當?shù)谒慕M開關發(fā)生故障時 當上極限開關發(fā)生故障時：①電梯運行方向向下時，電梯繼續(xù)運行至最近層站制停并 釋放廂內(nèi)乘客；②電梯運行方向向上時，若電梯此時處在K-1層與K層之間時，當MS K-1 時，電梯繼續(xù)運行至最近層站后制停并釋放廂內(nèi)乘客；當K-1 < Μ < K電梯立即反向運行至 最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客； 當下極限開關發(fā)生故障時：①電梯運行方向向上時，電梯繼續(xù)運行至最近層站制停并 釋放廂內(nèi)乘客；②電梯運行方向向下時，當Μ > 2時，電梯繼續(xù)運行至最近層站釋放廂內(nèi)乘 客；否則電梯立即反向運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客； 3) 當?shù)谝唤M開關發(fā)生故障時 如若N = Μ，電梯立即制停并釋放廂內(nèi)乘客； 當電梯下行時，如Ν>Μ或者Ν〈Μ-1，電梯繼續(xù)以檢修速度下行至最近樓層制停并釋放廂 內(nèi)乘客；如Μ>Ν>Μ-1時電梯繼續(xù)下行則會經(jīng)過故障樓層，電梯立即反向運行至最近層站制 停并釋放廂內(nèi)乘客； 當電梯上行時，如Ν〈Μ或者Ν>Μ+1，電梯繼續(xù)以檢修速度上行至最近層站制停并釋放廂 內(nèi)乘客；如Μ〈Ν〈Μ+1，電梯立即反向以檢修速度運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客； 4) 當?shù)诙M開關發(fā)生故障時，電梯繼續(xù)運行至最近層站制停并釋放廂內(nèi)乘客；
【文檔編號】B66B5/00GK104058309SQ201410283111
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權日:2014年6月23日
【發(fā)明者】張東平, 呂瀟, 何國華 申請人:重慶市特種設備檢測研究院