分段式電梯井道信號采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分段式電梯井道信號采集裝置，包括三相工頻電源、曳引機(jī)、電梯主控器、變頻器、井道信號采集控制器，還包括安裝在曳引機(jī)電機(jī)軸上的正余弦編碼器、安裝在電梯井道每一樓層上的門區(qū)開關(guān)以及安裝在電梯運行上、下端站的上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)，所述的電梯控制器與所述的變頻器相互連接，所述的正余弦編碼器通過整形電路與所述的變頻器的分頻板的輸入端連接，所述的分頻板的輸出端與所述的井道信號采集控制器的輸入端通過變頻脈沖輸入電路連接；所述的井道信號采集控制器的輸出端與所述的電梯控制器的輸入端通過通訊電路連接。本發(fā)明性價比比較高且能較快找出電梯丟失的井道信號，從而提高電梯的運行效率。
【專利說明】分段式電梯井道信號采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種分段式電梯井道信號采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電梯井道信號采集方法有以下幾種方式:
[0003]一、磁開關(guān)井道信號裝置
[0004]圖1為4個磁開關(guān)時的電梯井道信號脈沖圖，其中，上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)為常閉型，上行強(qiáng)迫換速開關(guān)在頂層換速距離dl時，電梯必須強(qiáng)行減速平層停車。同理，下行強(qiáng)迫換速開關(guān)在底層換速距離dl時，電梯必須強(qiáng)行減速平層停車。上行換速加上平層開關(guān)與下行換速加下平層開關(guān)為常開開關(guān)，并且具有雙功能一換速和平層。
[0005]用磁開關(guān)作為電梯井道信號記錄設(shè)備，優(yōu)點在于實現(xiàn)方法簡單，價格便宜，但它僅適用低速電梯如電梯速度小于1.75m/s，平層精度不高，對短樓層等非標(biāo)準(zhǔn)層不易實現(xiàn)。它最大的問題是一旦電梯出現(xiàn)斷電停梯或磁開關(guān)故障等情況，電梯將丟失電梯的位置信號，它必須進(jìn)行校正運行，到電梯頂層或底層通過強(qiáng)迫換速開關(guān)進(jìn)行樓層信號校正。電梯校正運行需要較長的時間，完成目標(biāo)樓層的指令任務(wù)需要更長的時間，這極大影響了電梯的運行的效率和乘客的心理狀態(tài)，不適宜用于智能化大樓。
[0006]二、基于增量型編碼器的井道信號采集裝置
[0007]1、基于增量型編碼器的井道信號采集的基本原理:
[0008]電梯有時采用光電型旋轉(zhuǎn)編碼器作為轎廂位置檢測裝置的一個組成部分。光電脈沖編碼器安裝在電動機(jī)的軸上，當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)后編碼器產(chǎn)生的脈沖數(shù)正比于電梯運行的距離，因此，用井道信號采集裝置的高速計數(shù)器對電梯的脈沖信號進(jìn)行累加可以獲得電梯任何時候的位置。假設(shè)光電編碼器每圈產(chǎn)生M個脈沖，高速計數(shù)器產(chǎn)生的計數(shù)脈沖數(shù)為N。曳引機(jī)傳動比為i，曳引輪直徑為D (mm),分頻板分頻比為\ ,電梯運行速度為v(mm/s),電動機(jī)轉(zhuǎn)速為n(r/min)，電梯的位移為L(mm)，定義計數(shù)器每個脈沖代表的距離為脈沖當(dāng)量S，則S= D*i/ (M A ) (mm/脈沖)或S=v/n* (M A ) (mm/脈沖),于是電梯的相對位移L=NS (mm)。
[0009]2、基于增量型編碼器的井道信號采集裝置應(yīng)用
[0010](I)井道信號采集控制器:井道信號采集控制器是井道信號采集裝置的核心部件，它負(fù)責(zé)采集所有井道信號，如增量編碼器的輸出脈沖、平層信號檢測、上下極限位置信號的檢測，它還負(fù)責(zé)對采集信號的處理并輸出控制電梯轎廂運行的電梯井道數(shù)據(jù)給電梯主控制器?；谠隽啃途幋a器的井道信號采集裝置的電梯應(yīng)用系統(tǒng)如圖2所示。
[0011](2)平層檢測裝置:平層檢測裝置一般由轎頂?shù)挠来鸥袘?yīng)開關(guān)和井道中每層樓層的平層相對應(yīng)的隔磁板所組成。電梯運行過程中，永磁感應(yīng)開關(guān)經(jīng)過隔磁板時切割磁力線，使永磁感應(yīng)開關(guān)動作(一般為常閉點，使“ I”變?yōu)椤?”)，并將該信號反饋給電梯控制系統(tǒng)。
[0012](3)上下限位裝置:上下限位裝置有兩各基本功能:a.當(dāng)轎廂越出頂層或底層位置后，上下限位開關(guān)動作，迫使電梯停止當(dāng)前方向的運行。如下限位開關(guān)動作時，電梯向下禁止運行，但可以向上運行。b.當(dāng)電梯運行至上下限位開關(guān)并使之動作時，轎廂位置數(shù)據(jù)恢復(fù)基準(zhǔn)值。上限位開關(guān)動作時，控制系統(tǒng)使用自學(xué)習(xí)時存儲的上限位位置數(shù)據(jù)，替換當(dāng)前旋轉(zhuǎn)編碼器采集的轎廂位置數(shù)據(jù)。這樣可以校正電梯在運行過程中所產(chǎn)生的誤差，確保電梯運行以及平層的精準(zhǔn)。
[0013](4)控制系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)功能:自學(xué)習(xí)功能是為了學(xué)習(xí)并存儲井道中上、下限位開關(guān)、各層的平層檢測裝置的位置，并以此作為電梯運行的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。自學(xué)習(xí)過程，電梯從下限位開始慢速向上運行，經(jīng)過各層的平層檢測開關(guān)，運行到上限位開關(guān)位置(有的系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)過程為，電梯從下限位運行到上限位后，再運行至下限制開關(guān))。在此過程中，通過編碼器的數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)記錄并存儲上、下限位位置數(shù)據(jù)及各層的樓層位置數(shù)據(jù)。
[0014]上述基于增量型編碼器的井道信號采集是電梯轎廂定位的又一種方法，這種方法比用磁開關(guān)作為井道信號定位電梯轎廂要可靠的多，且制造價格也比較便宜，但它也存在與磁開關(guān)作為井道信號時一樣的問題，即系統(tǒng)斷電或斷電盤車后會丟失井道信號，電梯同樣需要到端站去進(jìn)行校正運行，這樣也會使電梯的運行效率大大降低，不利于在客流量大，及重要的電梯應(yīng)用場合使用。
[0015]三、基于絕對值編碼器的井道信號采集裝置
[0016]絕對是相對于增量而言的，顧名思義，所謂絕對就是編碼器的輸出信號在一周或多周運轉(zhuǎn)的過程中，其每一位置和角度所對應(yīng)的輸出編碼值都是唯一對應(yīng)的，如此，便具備掉電記憶之功能。圖3所示為絕對值編碼器在電梯井道中的安裝圖。圖中旋轉(zhuǎn)絕對值編碼器安裝在電梯轎廂頂部，通過安裝在井道中的齒形帶和安裝在絕對值編碼器軸上的齒形輪使編碼器軸轉(zhuǎn)動，從而使絕對值編碼器輸出電梯轎廂的位置信號。
[0017]絕對式編碼器是依據(jù)計算機(jī)原理中的位碼來設(shè)計的，比如:8位碼(00000011)，16位碼，32位碼等。把這些位碼信息反映在編碼器的碼盤上，就是多道光通道刻線，每道刻線依次以2線、4線、8線、16線編排。如此編排的結(jié)果，比如對一個單圈絕對式而言，便是把一周360°分為2的4次方，2的8次方，2的16次方，位數(shù)越高，則精度越高，量程亦越大。這樣，在編碼器的每一個位置，通過讀取每道刻線的通、暗，獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的唯一的2進(jìn)制編碼(格雷碼)，這就稱為n位絕對編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器由機(jī)械位置決定的每個位置是唯一的，它無需記憶，無需找參考點，而且不用一直計數(shù)，什么時候需要知道位置，什么時候就去讀取它的位置。這樣，編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。
[0018]對于電梯這種垂直交通設(shè)備，如果能在任何時候都不丟失電梯井道信號，那是十分有利的，因為電梯不會因為任何原因而丟失電梯位置信號，電梯不需要花大量的時間去完成轎廂位置的校正，從而使電梯的運行效率得到充分提高，使電梯的自動化程度得到極大的提高，使電梯能應(yīng)用于高端的智能樓宇當(dāng)中，滿足大樓的垂直交通需求。但絕對值編碼器的制造成本比較高，使得它的應(yīng)用受到相對限制。
[0019]從上述分析可以看出，電梯井道信號采集裝置有多種形式，有技術(shù)水平一般的，適用于低端電梯應(yīng)用場合的井道信號裝置，如磁開關(guān)、增量編碼器等，也有技術(shù)水平較高的，能應(yīng)用于電梯高端應(yīng)用場合的井道信號采集裝置，如絕對值編碼器。性價比比較高的井道信號采集系統(tǒng)是能可靠定位電梯轎廂位置，并能使電梯具有較高的運行效率。應(yīng)用磁開關(guān)、增量編碼器作為井道信號，會降低電梯運行效率，因為需要花較多的時間去完成電梯校正運行，而絕對值編碼器從技術(shù)上看雖比較理想，但成本比較高。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]為了克服現(xiàn)有電梯井道信號采集方法存在的上述缺點，本發(fā)明提供一種性價比比較高、能較快找出電梯丟失的井道信號，從而提高電梯的運行效率的分段式電梯井道信號采集裝置。
[0021]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0022]分段式電梯井道信號采集裝置，包括三相工頻電源、永磁無齒輪同步曳引機(jī)、電梯主控器、變頻器、帶有自學(xué)習(xí)功能的井道信號采集控制器，其特征在于:還包括安裝在曳引機(jī)電機(jī)軸上的正余弦編碼器、安裝在電梯井道每一樓層上的門區(qū)開關(guān)以及安裝在電梯運行上、下端站的上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)，所述的電梯控制器與所述的變頻器相互連接，所述的正余弦編碼器通過整形電路與所述的變頻器的分頻板的輸入端連接，所述的變頻器的分頻板的輸出端與所述的井道信號采集控制器的輸入端通過變頻脈沖輸入電路連接；所述的井道信號采集控制器的輸入端與所述的門區(qū)開關(guān)、上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)信號連接，所述的井道信號采集控制器的輸出端與所述的電梯控制器的輸入端通過通訊電路連接；所述的電梯控制器的輸入端與呼梯、功能、狀態(tài)信號信號連接，所述的電梯控制器的輸出端呼梯應(yīng)答樓層顯示；所述的門區(qū)開關(guān)、上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)在整個井道開關(guān)信號變化中具有唯一性；
[0023]所述的正余弦編碼器輸出的正余弦波信號作為電梯轎廂位置的信號來源，正余弦編碼器輸出正弦波差分信號，通過整形電路將正弦波差分信號轉(zhuǎn)換成方波信號輸出給變頻器的分頻板，通過變頻器的分頻板的分頻處理輸出分頻信號給井道信號采集控制器，井道信號采集控制器通過軟件處理分頻脈沖和I/O 口輸入的門區(qū)信號、強(qiáng)迫換速信號，同時輸出絕對位置信號給電梯控制器；當(dāng)電梯出現(xiàn)停電丟失電梯轎廂位置信號時，可通過門區(qū)信號、強(qiáng)迫換速信號組合的絕對位置信號點，重新獲得電梯轎廂的位置。
[0024]進(jìn)一步，所述的上行強(qiáng)迫換速開關(guān)或下行強(qiáng)迫換速開關(guān)在整個井道信號分段斷開；且上述開關(guān)在端站斷開是在非門區(qū)斷開的，在井道中間斷開是在門區(qū)斷開的。
[0025]進(jìn)一步，所述的整形電路為在施密特觸發(fā)器基礎(chǔ)上將正弦波轉(zhuǎn)化成方波的電路，當(dāng)輸入正弦信號高于施密特觸發(fā)器正翻轉(zhuǎn)值時，方波輸出端獲得高電平；當(dāng)輸入正弦信號低于觸發(fā)器負(fù)翻轉(zhuǎn)值時，方波輸出端為低電平；方波輸出端的頻率與輸入正弦波信號的頻率相同。
[0026]進(jìn)一步，所述的井道信號采集控制器采用AVR嵌入式單片機(jī)。
[0027]本發(fā)明所述的分段式電梯井道信號采集裝置的原理如下:利用安裝在永磁無齒輪電機(jī)軸上的正余弦編碼器輸出的正余弦波信號作為電梯轎廂位置信號來源，通過后續(xù)的數(shù)字化電路對正余弦信號進(jìn)行整形成方波輸出，通過對方波計數(shù)脈沖的軟件處理，分段式井道信號裝置輸出絕對位置信號給電梯主控制器，從而實現(xiàn)對電梯轎廂的位置檢測。其中正余弦編碼器輸出的正余弦信號必須先進(jìn)行整形處理。要保證電梯位置的準(zhǔn)確性和安全性，在電梯井道要安裝每層的門區(qū)開關(guān)和電梯運行端站的強(qiáng)迫換速信號開關(guān)。
[0028]分段式電梯井道信號采集裝置控制方法及創(chuàng)新:
[0029]電梯分段式井道信號采集裝置在電梯正常運行時，和一般基于增量型編碼器的井道信號處理方法相類似。[0030]1.增量正余弦脈沖處理:
[0031]由安裝在電機(jī)軸上的正余弦編碼器產(chǎn)生增量正余弦脈沖，將該脈沖接入電梯曳引機(jī)驅(qū)動變頻器，通過變頻器的分頻裝置，對正余弦脈沖進(jìn)行分頻。分頻后的脈沖接入電梯分段式井道信號采集器。
[0032]2.電梯運行方向判斷:
[0033]在電梯分段式井道信號采集器中，程序首先應(yīng)處理電梯運行方向，分頻后的正余弦脈沖信號通過采集器上的波形整形電路，整形成方波，有利于信號處理。通過對整形后的方波信號的相位處理，判斷電梯的運行方向。
[0034]3.分頻脈沖單位長度計算:
[0035]為了能真實反映電梯的運行高度或電梯的位置，在采集器程序上還需要進(jìn)行單位脈沖的長度計算。通過單位脈沖長度計算和對脈沖的計數(shù)，可以獲得電梯的運行高度或電梯位置，同時還可以檢測井道強(qiáng)迫換速開關(guān)的安裝正確與否。
[0036]4.電梯井道信息自學(xué)習(xí):
[0037]在安裝完井道上下校正開關(guān)、門區(qū)開關(guān)后，正確連接各個開關(guān)接線端、編碼器連接線、設(shè)置變頻器分頻數(shù)、設(shè)置電梯控制器相關(guān)參數(shù)后，電梯應(yīng)能自學(xué)習(xí)運行。因此，在電梯分段式井道信號采集器中，編制有自學(xué)習(xí)程序，通過自學(xué)習(xí)程序獲取井道中各開關(guān)信息，如門區(qū)開關(guān)，強(qiáng)迫換速、校正開關(guān)等。并把自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)保存至e2prom。
[0038]5.電梯的正常運行。
[0039]6.電梯校正運行:
[0040]電梯校正運行是當(dāng)電梯丟失井道數(shù)據(jù)后，必須要能實現(xiàn)的功能，它必須找回電梯的實際位置。電梯校正運行可以向上校正，也可以向下校正，井道信號采集器程序通過對丟失井道數(shù)據(jù)前的狀態(tài)，判斷校正運行方向，以便在最短時間內(nèi)獲得絕對位置校正信號。
[0041]當(dāng)電梯運行中，因受干擾或其他因素造成電梯井道信號嚴(yán)重畸變時，電梯必須立即停車并進(jìn)行校正運行。
[0042]7.電梯編程參數(shù)的設(shè)置:
[0043]人機(jī)交互電路上設(shè)置了(一)、(+)、(CR)、(END)四個熱鍵，四個熱鍵的功能在于校正開關(guān)距離等參數(shù)的設(shè)置，如自學(xué)習(xí)的啟動、自學(xué)習(xí)參數(shù)的清除等功能。
[0044]8.分段式電梯井道信號采集裝置通訊:
[0045]編制通訊程序?qū)崿F(xiàn)和電梯主控器的數(shù)據(jù)交換。
[0046]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:性價比比較高、能較快找出電梯丟失的井道信號，從而提聞電梯的運行效率
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是4個磁開關(guān)時的電梯井道信號脈沖圖。
[0048]圖2是基于增量型編碼器的井道信號采集裝置的電梯應(yīng)用系統(tǒng)。
[0049]圖3是絕對值編碼器在電梯井道中的安裝圖。
[0050]圖4是本發(fā)明正余弦編碼器輸出的信號示意圖。
[0051]圖5是本發(fā)明三個開關(guān)的閉合和斷開狀態(tài)示意圖，其中豎線黑線段表示開關(guān)閉合，其余為開關(guān)斷開狀態(tài)。[0052]圖6是本發(fā)明分段式電梯井道信號采集裝置框架圖。
[0053]圖7是本發(fā)明整形電路示意圖。
[0054]圖8是本發(fā)明井道信號采集控制器電源系統(tǒng)圖。
[0055]圖9是本發(fā)明井道信號采集控制器變頻脈沖輸入電路
[0056]圖10是本發(fā)明井道信號采集控制器與電梯控制器之間的通訊電路示意圖。
[0057]圖11是本發(fā)明井道信號采集控制器的開關(guān)信號輸入示意圖。
[0058]圖12是本發(fā)明井道信號采集控制器人機(jī)交互電路。
[0059]圖13是本發(fā)明分段式電梯井道信號采集裝置電氣圖。
【具體實施方式】
[0060]參照圖4至圖13，分段式電梯井道信號采集裝置，包括三相工頻電源1、永磁無齒輪同步曳引機(jī)2、電梯主控器3、變頻器4、帶有自學(xué)習(xí)功能的井道信號采集控制器5，還包括安裝在曳引機(jī)電機(jī)軸上的正余弦編碼器6、安裝在電梯井道每一樓層上的門區(qū)開關(guān)以及安裝在電梯運行上、下端站的上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)，所述的電梯控制器與所述的變頻器相互連接，所述的正余弦編碼器通過整形電路與所述的變頻器的分頻板7的輸入端連接，所述的變頻器的分頻板的輸出端與所述的井道信號采集控制器的輸入端通過變頻脈沖輸入電路連接；所述的井道信號采集控制器的輸入端與所述的門區(qū)開關(guān)、上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)信號連接，所述的井道信號采集控制器的輸出端與所述的電梯控制器的輸入端通過通訊電路連接；所述的電梯控制器的輸入端與呼梯、功能、狀態(tài)信號信號連接，所述的電梯控制器的輸出端呼梯應(yīng)答樓層顯示；所述的門區(qū)開關(guān)、上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)在整個井道開關(guān)信號變化中具有唯一性；
[0061]所述的正余弦編碼器輸出的正余弦波信號作為電梯轎廂位置的信號來源，正余弦編碼器輸出正弦波差分信號，通過整形電路將正弦波差分信號轉(zhuǎn)換成方波信號輸出給變頻器的分頻板，通過變頻器的分頻板的分頻處理輸出分頻信號給井道信號采集控制器，井道信號采集控制器通過軟件處理分頻脈沖和I/O 口輸入的門區(qū)信號、強(qiáng)迫換速信號，同時輸出絕對位置信號給電梯控制器；當(dāng)電梯出現(xiàn)停電丟失電梯轎廂位置信號時，可通過門區(qū)信號、強(qiáng)迫換速信號組合的絕對位置信號點，重新獲得電梯轎廂的位置。
[0062]進(jìn)一步，所述的上行強(qiáng)迫換速開關(guān)或下行強(qiáng)迫換速開關(guān)在整個井道信號分段斷開；且上述開關(guān)在端站斷開是在非門區(qū)斷開的，在井道中間斷開是在門區(qū)斷開的。
[0063]進(jìn)一步，所述的整形電路為在施密特觸發(fā)器基礎(chǔ)上將正弦波轉(zhuǎn)化成方波的電路，當(dāng)輸入正弦信號高于施密特觸發(fā)器正翻轉(zhuǎn)值時，方波輸出端獲得高電平；當(dāng)輸入正弦信號低于觸發(fā)器負(fù)翻轉(zhuǎn)值時，方波輸出端為低電平；方波輸出端的頻率與輸入正弦波信號的頻率相同。
[0064]進(jìn)一步，所述的井道信號采集控制器采用AVR嵌入式單片機(jī)。
[0065]本發(fā)明所述的分段式電梯井道信號采集裝置的原理如下:利用安裝在永磁無齒輪電機(jī)軸上的正余弦編碼器輸出的正余弦波信號作為電梯轎廂位置信號來源，通過后續(xù)的數(shù)字化電路對正余弦信號進(jìn)行整形成方波輸出，通過對方波計數(shù)脈沖的軟件處理，分段式井道信號裝置輸出絕對位置信號給電梯主控制器，從而實現(xiàn)對電梯轎廂的位置檢測。其中正余弦編碼器輸出的正余弦信號必須先進(jìn)行整形處理。要保證電梯位置的準(zhǔn)確性和安全性，在電梯井道要安裝每層的門區(qū)開關(guān)和電梯運行端站的強(qiáng)迫換速信號開關(guān)。
[0066]本發(fā)明在井道中裝設(shè)了三個開關(guān)，如圖5所示，分別是上行強(qiáng)迫換速開關(guān)、下行強(qiáng)迫換速開關(guān)和門區(qū)開關(guān)。圖中以電梯層高為8層樓為例。圖中示出了三個開關(guān)的閉合和斷開狀態(tài)，豎線黑線段表示開關(guān)閉合，其余為開關(guān)斷開狀態(tài)。結(jié)合三個井道開關(guān)的通斷狀態(tài)，可以獲得電梯在井道中不同位置時的開關(guān)狀態(tài)。從整個井道中不同電梯位置開關(guān)狀態(tài)可以看出，有7個位置的開關(guān)狀態(tài)變化，無論電梯上行還是下行，其變化在所有開關(guān)狀態(tài)變化中是唯一的，它們分別是(101)和(100)、(111)和(011)、(011)和(001)、(001)和(101)、(100)和(101)、(101)和(111)、(110)和(010)。
[0067]當(dāng)電梯停電時，電梯丟失了轎廂的位置信號，電梯主控制器發(fā)出校正運行信號，使電梯啟動校正運行，以重新獲得電梯轎廂位置。有了上述7個絕對位置狀態(tài)，電梯校正運行就不需要到電梯的兩個端站去校正，可以在7個絕對位置狀態(tài)中的任意一個位置狀態(tài)得到校正，這樣大大縮短了電梯校正運行的行程，同時也大大縮短了電梯校正運行的時間，使電梯的運行效率得到提高，可以與絕對值編碼器井道信號相媲美，其運行速度也可高達(dá)2.5m/s (到目前為止)。
[0068]電梯分段式井道信號，其中下行強(qiáng)迫換速開關(guān)信號或上行強(qiáng)迫換速開關(guān)信號在整個井道信號分段斷開，這是“分段式井道信號”名稱的來源。通過分段，獲得了井道信號群中若干組唯一的井道信號變化節(jié)點。強(qiáng)迫換速開關(guān)信號的分段是不會影響電梯在上下兩個端站的強(qiáng)迫換速，因為強(qiáng)迫換速開關(guān)信號的斷開在端站與井道中間斷開是有區(qū)別的，強(qiáng)迫換速開關(guān)信號在端站斷開是在非門區(qū)斷開的，而在井道中間斷開是在門區(qū)斷開的，所以作為強(qiáng)迫換速信號的識別是不成問題的，電梯運行至兩個端站必然會得到強(qiáng)迫換速開關(guān)的保護(hù)而減速停車。
[0069]圖6所示為電梯分段式井道信號采集裝置硬件系統(tǒng)框圖，安裝在永磁同步無齒輪曳引機(jī)上的正余弦編碼器輸出lVp-p正弦波差分信號，通過圖7所示的整形電路將正弦波信號轉(zhuǎn)換成方波信號輸出。通過變頻器的分頻處理輸出分頻信號給井道信號采集控制器，井道信號采集控制器通過軟件處理分頻脈沖和I/O 口輸入的門區(qū)信號、強(qiáng)迫換速信號，同時輸出絕對位置信號給電梯控制器。當(dāng)電梯出現(xiàn)停電丟失電梯轎廂位置信號時，可通過門區(qū)信號、強(qiáng)迫換速信號組合的絕對位置信號點，在短時間內(nèi)校正重新獲得電梯轎廂的位置。
[0070]圖7所示的整形電路是在施密特觸發(fā)器的基礎(chǔ)上設(shè)計的正弦波轉(zhuǎn)換成方波的電路，當(dāng)輸入正弦信號高于施密特觸發(fā)器正翻轉(zhuǎn)值時，方波輸出端獲得高電平，而當(dāng)輸入正弦信號低于觸發(fā)器負(fù)翻轉(zhuǎn)值時，方波輸出端為低電平。方波輸出端的頻率同輸入正弦波信號的頻率。觸發(fā)器的工作點借助電位器RP來調(diào)節(jié)，輸出采用達(dá)林頓輸出，并從達(dá)林頓的射極輸出，這樣可使該電路具有較低的輸出電阻。輸出方波的幅值可用電位器RP2來調(diào)節(jié)。
[0071]圖8為井道信號采集控制器電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)由外部輸入24V直流電源，供系統(tǒng)需用直流電源+24V和+5V。5V電源是由24V電源通過電源轉(zhuǎn)換芯片33063轉(zhuǎn)換而獲得的，其電源質(zhì)量較好。
[0072]圖9為井道信號采集控制器變頻脈沖輸入電路。由整形電路整形后的編碼器脈沖經(jīng)變頻器分頻之后輸入井道信號采集控制器。分頻脈沖輸入井道信號采集控制器通過隔離光耦隔離后輸入微處理器AT90S8515，由微處理器記錄脈沖數(shù)量。隔離光耦采用NEC2501。
[0073]圖10為井道信號采集控制器與電梯主控制器通訊電路。井道信號采集控制器對變頻器分頻脈沖處理后，將獲得電梯絕對位置值，并通過RS485通訊傳輸給電梯主控制器。
[0074]圖11為井道信號采集控制器開關(guān)信號輸入。這些開關(guān)信號包括上下強(qiáng)迫換速開關(guān)量信號、樓層門區(qū)信號的輸入。輸入信號通過TLP521-4光耦隔離輸入微控制器AT90S8515。
[0075]圖12為井道信號采集控制器人機(jī)交互電路。圖中設(shè)置了 4個微動按鈕，其作用是用來進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和電梯井道信號自學(xué)習(xí)。“CR”為確認(rèn)鍵；“ + ”為數(shù)據(jù)增加鍵為數(shù)據(jù)減少鍵；“END”為退出鍵。
[0076]本發(fā)明井道信號采集控制器采用ATMEL公司AT90S8515微處理器，是一款低功耗CM0S8位微處理器。井道信號采集控制器軟件采用AVR嵌入式單片機(jī)匯編語言編制完成。軟件主要實現(xiàn)以下基本功能:
[0077]?具備自學(xué)習(xí)功能:在I層平層位置向上開到最高樓層的平層位置，即可完成井道位置自學(xué)習(xí)；
[0078]?電梯井道絕對位置識別功能:當(dāng)電梯丟失井道信號后，通過井道開關(guān)和門區(qū)信息，重新找回電梯位置；
[0079]?自校正功能:當(dāng)電梯正在運行時停電或手動盤車后門區(qū)開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時，上電后將自動進(jìn)入自校正狀態(tài)；
[0080]?變頻器整數(shù)分頻帶來的誤差修正；
[0081]?計算脈沖的單位距離；
[0082]?編程參數(shù)設(shè)置功能；
[0083]通訊功能。
[0084]一旦電梯進(jìn)入校正運行狀態(tài)，必須在較短時間內(nèi)再次獲得電梯的絕對位置信息。如圖5所示(以8層樓電梯為例)，在整個井道信息中，有7組開關(guān)量狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)變化，不論是電梯上行校正還是下行校正運行，其翻轉(zhuǎn)狀態(tài)是唯一的，一旦獲得唯一的翻轉(zhuǎn)信息，電梯即可以在下一個站停車，并獲得樓層信息。例如(111)和(011)這組數(shù)據(jù)，如若電梯上行，下行強(qiáng)換開關(guān)、上行強(qiáng)換開關(guān)和門區(qū)開關(guān)的狀態(tài)由將由(011)轉(zhuǎn)變成(111)，這種狀態(tài)變換在整個井道信息變化中是唯一的，和裝置的預(yù)存數(shù)據(jù)資料相比，即可得到樓層信息為“6樓”，則電梯即可以校正運行速度在7樓停車，并再次投入正常電梯運行。
[0085]當(dāng)然，電梯必須以一定的校正運行速度進(jìn)行校正。整個井道信息分為兩段，每一段井道信息內(nèi)都能實現(xiàn)電梯位置的校正。這是分段式電梯井道信號采集裝置的創(chuàng)新所在。
[0086]本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.分段式電梯井道信號采集裝置，包括三相工頻電源、永磁無齒輪同步曳引機(jī)、電梯主控器、變頻器、帶有自學(xué)習(xí)功能的井道信號采集控制器，其特征在于:還包括安裝在曳引機(jī)電機(jī)軸上的正余弦編碼器、安裝在電梯井道每一樓層上的門區(qū)開關(guān)以及安裝在電梯運行上、下端站的上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)，所述的電梯控制器與所述的變頻器相互連接，所述的正余弦編碼器通過整形電路與所述的變頻器的分頻板的輸入端連接，所述的變頻器的分頻板的輸出端與所述的井道信號采集控制器的輸入端通過變頻脈沖輸入電路連接；所述的井道信號采集控制器的輸入端與所述的門區(qū)開關(guān)、上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)信號連接，所述的井道信號采集控制器的輸出端與所述的電梯控制器的輸入端通過通訊電路連接；所述的電梯控制器的輸入端與呼梯、功能、狀態(tài)信號信號連接，所述的電梯控制器的輸出端呼梯應(yīng)答樓層顯示；所述的門區(qū)開關(guān)、上行強(qiáng)迫換速開關(guān)和下行強(qiáng)迫換速開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)在整個井道開關(guān)信號變化中具有唯一性； 所述的正余弦編碼器輸出的正余弦波信號作為電梯轎廂位置的信號來源，正余弦編碼器輸出正弦波差分信號，通過整形電路將正弦波差分信號轉(zhuǎn)換成方波信號輸出給變頻器的分頻板，通過變頻器的分頻板的分頻處理輸出分頻信號給井道信號采集控制器，井道信號采集控制器通過軟件處理分頻脈沖和I/o 口輸入的門區(qū)信號、強(qiáng)迫換速信號，同時輸出絕對位置信號給電梯控制器；當(dāng)電梯出現(xiàn)停電丟失電梯轎廂位置信號時，可通過門區(qū)信號、強(qiáng)迫換速信號組合的絕對位置信號點，重新獲得電梯轎廂的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的分段式電梯井道信號采集裝置，其特征在于:所述的上行強(qiáng)迫換速開關(guān)或下行強(qiáng)迫換速開關(guān)在整個井道信號分段斷開；且上述開關(guān)在端站斷開是在非門區(qū)斷開的，在井道中間斷開是在門區(qū)斷開的。
3.如權(quán)利要求2所述的分段式電梯井道信號采集裝置，其特征在于:所述的整形電路為在施密特觸發(fā)器基礎(chǔ)上將正弦波轉(zhuǎn)化成方波的電路，當(dāng)輸入正弦信號高于施密特觸發(fā)器正翻轉(zhuǎn)值時，方波輸出端獲得高電平；當(dāng)輸入正弦信號低于觸發(fā)器負(fù)翻轉(zhuǎn)值時，方波輸出端為低電平；方波輸出端的頻率與輸入正弦波信號的頻率相同。
4.如權(quán)利要求3所述的分段式電梯井道信號采集裝置，其特征在于:所述的井道信號采集控制器采用AVR嵌入式單片機(jī)。
【文檔編號】B66B5/00GK103449265SQ201310324922
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】馬福軍 申請人:浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院