多车厢电梯提升间的分离保证.pdf

在同一提升间中行驶的一对电梯车厢(10，11)可使它们的位置能探测出(20-23，29-32)而为它们各位置提供一位置信号(35，37)，而由后者可导出速度信号(64，65)；作为所述车厢的速度(V(U)，V(L))的所有可能组合的函数，构成有用于制动和安全装置的安全停车距离(B，S)的查询表。对所述车厢的同时发生的速度的安全停车距离与所述车厢间的实际距离进行比较，提供了使此一或多个车厢的制动器(49，50)下落的信号(85，98，99)，而当两车厢变得较近或加速度探测器(117，118)测定出一车厢将落下时，则提供用于起动所有车厢的安全装置(18，18a，19，19a)的信号(82)。

1.  电梯系统，它包括：
至少一个提升间(9)；
于所述至少一个提升间内行使的多个电梯车厢(10，11)，各车厢具有制动器(49，50)和安全装置(18，18a，19，19a)；
用来确定所述提升间内各车厢的车厢速度(64，65)的装置(29—32；35—38；60—52)；
其特征在于此系统具有：
对应于所属提升间中各车厢用来提供示明有关车厢向下垂直加速的信号的装置；
装置(41，42)，它们用来对所述提升间中各对相邻车厢的速度(V(U)，V(L))所有可能的组合，生成出制动距离(B)，后者比用来停止各所述相邻车厢队中一或两个车厢使保持适当分隔的安全制动器作用距离大出一预定数量；它们用来对各所述相邻车厢对中的速度(V(U)，V(L))所有可能的组合生成出停车距离(S)，后者比用来借助安全装置停止各所述相邻车相对的安全停车距离大出一预定距离；它们用来(a)周期性地或(b)连续性地确定(75)各所述相邻车厢对的车厢之间的实际距离(ΔP)；用于当在特殊的一对相邻车厢间的所属实际距离小于于此特殊一对相邻车厢同时发生的速度相对应的所述制动距离(B)时，提供(77)至少一个信号(85，98，99)促使使用特殊的一对相邻车厢中一或多个车厢的制动器；用来提供(78)起动安全装置的信号(81)，指明所述实际距离小于与一对相邻车厢同时发生的速度相对应的所述停车距离(S)；并且用来(C)响应指明任何所述车厢的向下垂直加速度已表示相应的车厢正处于自由下落中的信号，或是(d)响应所述起动安全装置的信号，而提供信号(82)以起动所述提升间中所有所述车厢的安全装置。
操作电梯系统的方法，此系统具有至少一个提升间(9)和在此至少一个
提升间中行驶的多个电梯车厢(10，11)，所述方法包括：
确定(29—32；35—38；60，62)各车厢在所述提升间中的速度，其特征在于所述方法包括：
对所述提升间中各车厢提供指示出有关车厢向下垂直加速的信号；
对于所述提升间中各对相邻车厢的速度(V(U)，V(L))的所有可能组合，生成(41，42)一个比用来使各所述相邻车厢对中的一或两个车厢停车以保持合适分隔的安全制动距离大一预定距离的停车距离(B)；
对各所述相邻车厢对的速度(V(U)，V(L))的所有可能组合生成一个比用来由安全装置使所述各对相邻车厢停车的安全停车距离大出一预定量的停车距离(S)；
(a)周期性地或(b)连续性地确定各所述相邻车厢对车厢之间的实际距离(ΔP)；
当在特殊的一对相邻车厢间的所述实际距离小于与此特殊一对相邻车厢同时发生的速度相对应的所述制动距离(B)时，提供(77)至少一个信号(85，98，99)促使使用特殊的一对相邻车厢中一或多个车厢的制动器；
提供(78)起动安全装置的信号(81)，指明所述实际距离小于与一对相邻车厢同时发生的速度相对应的所述停车距离；以及
(c)响应指明任何所述车厢向下垂直加速度已表示相应的车厢正处于自由下落的信号，或是(d)响应所述起动安全装置的信号，而提供信号(82)以起动所述提升间中所有所述车厢的安全装置。

3.  操作电梯系统的方法，此系统具有至少一个提升间(9)和在此至少一个提升间中行驶的多个电梯车厢(10，11)，各车厢具有制动器(49，50)和安全装置(18，18a，19，19a)，所述方法包括：
确定(29—32；35—38；60，62)各车厢在所述提升间中的速度，其特征在于：
对于所述提升间中各对相邻车厢的速度(V(U)，V(L))的所有可能组合，生成(41，42)一个比用来使各所述相邻车厢对中的一或两个车厢停车以保持合适分隔的安全制动距离大一预定距离的停车距离(B)；
对各所述相邻车厢对的速度(V(U)，V(L))的所有可能组合生成一个比用来由安全装置使所述各对相邻车厢停车的安全停车距离大出一预定量的停车距离(S)；
(a)周期性地或(b)连续性地确定各所述相邻车厢对车厢之间的实际距离(ΔP)；
当在特殊的一对相邻车厢间的所述实际距离小于与此特殊一对相邻车厢同时发生的速度相对应的所述制动距离(B)时，提供(77)至少一个信号(85，98，99)促使使用特殊的一对相邻车厢中一或多个车厢的制动器；
提供(78)起动安全装置的信号(81)，指明所述实际距离小于与一对相邻车厢同时发生的速度相对应的所述停车距离；以及
响应所述起动安全装置信号，提供信号(82)以起动所述提升间中所有车厢的安全装置。

4.  权利要求3的方法，其中所述制动距离(B)生成为
停车距离(B)＝V(U)Δt+1/2A(U)Δt²+[V(U)+A(U)Δt]²/2D(U)
+V(L)Δt+1/2(L)Δt²+[V(L)+(L)Δt]²2D(U)+K(B)
其中，K(B)＝偏常数的制动器作用距离，
它是可选择的，
V＝速度
A＝加速度，根据车厢的过平衡设定，
D＝减速度＝[F(B)-W_o]/m
在后式中，F(B)＝制动器所加的力
W_o＝车厢的过平衡(净)重
M＝车厢加配重的质量
同时所述停车距离(S)是以同于所述制动距离(B)的方式生成，例外的是，由安全装置(F(S))所施加的力则代之的制动力(F(B))，而安全装置制动距离偏常数可以是(a)同于和(b)异于所述制动距离偏常数(K(B))，或是(c)略去。

5.  电梯系统，此系统包括：
至少一个提升间(9)；
于此至少一个提升间中行驶的多个电梯车厢(10，11)，各车厢具有安全装置(18，18a，19，19a)；
其特征在于此系统具有：
对应于所述提升间中各车厢用以提供指明相关车厢向下垂直加速的信号的装置；以及
装置(41，42)，它们响应所述指明任何一或多个所述车厢向下垂直加速而表明有相应的车厢正处于自由下落的情形，提供信号(82)以起动所有所述车厢的安全装置。
b.电梯系统，它包括：
至少一个提升间(9)；
于所述至少一个提升间内行驶的多个电梯车厢(10，11)，各车厢具有制动器(49，50)和安全装置(18，18a，19，19a)
用来确定所述提升间内各车厢的车厢速度(64，65)的装置(29—32；35—38；60—62)；
其特征在于此系统具有：
装置(41，42)，它们用来对所述提升间中各对相邻车厢的速度(V(U)，V(L))所有可能的组合，生成出制动距离(B)，后者比用来停止各所述相邻车厢队中一或两个车厢使保持适当分隔的安全制动器作用距离大出一预定数量；它们用来对各所述相邻车厢对中的速度(V(U)，V(L))所有可能的组合生成出停车距离(S)，后者比用来借助安全装置停止各所述相邻车相对的安全停车距离大出一预定距离；它们用来(a)周期性地或(b)连续性地确定(75)各所述相邻车厢对的车厢之间的实际距离(ΔP)；用于当在特殊的一对相邻车厢间的所述实际距离小于于此特殊一对相邻车厢同时发生的速度相对应的所述制动距离(B)时，提供(77)至少一个信号(85，98，99)促使使用特殊的一对相邻车厢中一或多个车厢的制动器；用来提供(78)起动安全装置的信号(81)，指明所述实际距离小于与一对相邻车厢同时发生的速度相对应的所述停车距离(S)；并且用来提供信号(82)以起动所述提升间中所有所述车厢的安全装置。

7.  权利要求6的电梯系统，其中所述用来确定速度的装置和所述最后提出的装置对于冗余的安全装置是重复的。

8.  权利要求6的电梯系统，其中：
所述制动距离(B)和所述停车距离(S)对所有所述速度组合是存储于可为各对相邻车厢的同时发生的速度存取的一或多个表中。

9.  权利要求8的电梯系统，其中：
所述相应的制动距离(B)是与所述实际距离(ΔP)比较(77)，以提供所述的至少一个信号(85，98，99)。

10.  权利要求8的电梯系统，其中
所述相应的停车距离(S)是与所述实际距离(ΔP)比较(77)，以提供所述起动安全装置的信号。

多车厢电梯提升间的分离保证
技术领域
本发明涉及在单个提升间内工作的多台电梯，对两个车厢在制动时以及用保险装置停动时所有可能的速度确定了相邻车厢之间现时的安全停车距离；由此周期性地或连续地比较了相邻车厢之间的实际距离；当确定出其他的分离保险手段失效时即对相邻车厢中的一或多个进行制动，而在确定了可能是制动失效或当车厢自由下落时，这些车厢的保险装置便起动。
背景技术
周知通过在各电梯提升间内使多个于一个的电梯车厢行驶可减少电梯运行所需的空间，假若呼叫指派受到限制而且是不完全的，则可保障电梯车厢之间避免碰撞。但由于许多的呼叫并不能指派，因而这样的系统不会增加有效的服务性能。有关例子阐述于美国专利5419914、6360849与2003/0164267中。
在美国专利5877462中，电梯停动请求经处理成：根据适用于两个车厢的速度对位置的分布曲线，确保一个车厢在另一车厢仍在停止地面时不会到达该地面。
为了使得用一个提升间内几个车厢所取得的服务效果近似于若干个提升间内的车厢所取得的服务水平，就必须不仅保证这些车厢继续处于分开的状态，还要允许这些车厢响应服务呼叫能有最大的运动量。
发明内容
本发明的目的包括：使由多个与一个车厢在单一提升间中行驶时能提供安全的最大程度的电梯服务；在单一提升间中应答呼叫的许多车厢可自由地运动，同时保证分开；若是有一个车厢自由下落时则能使提升间中的许多车厢停动；使在同一提升间中利用许多车厢行驶的电梯服务获得改进。
根据本发明，对于在同一提升间中运行的一对相邻车厢的所有速度组合，确定了安全停车距离的示数；将相邻车厢间的实际距离连续地与预定的安全距离比较；当其他车厢的分开软件(或硬件)已失效时，出现第一级示数；此示数导致一或多个车厢的制动器起动；当这些制动器一般由于失效而未阻止相邻车厢更为靠近时，即出现第二级示数；此时的两个车厢的安全装置便起动。
上述的比较可以通过访问根据某个公式构制成的一或多个表，或在有需要时通过实时地处理数据来进行。
虽然这里公开的内容是说只当车厢速度超过一阈值时才起动制动器，但本发明也可由用来确定只当一或多个车厢响应上述第一级示数时才应使用制动器的那种或者说是另一种准则来实施。
根据本发明，还可用加速度传感器来测定自由下落中的车厢而于多车厢提升间中起动所有车厢的安全装置。
本发明的其他目的、特点与优点，可通过其结合附图所阐明的下述示例性实施形式获得更清晰的理解。
图1是在同一提升间中行驶的一对电梯车厢的局部透视图，以及一可以引入本发明中的设备的相关框图。
图2是阐明本发明工作原理的框图。
参看图1，具有提升间9的电梯系统8包括在此提升间9中行驶的上车厢10与下车厢11。在此提升间中有一耐用的编码钢带，例如其中有冲孔式码的不锈钢带14。带14在此提升间的两个固定点间延伸。每个车厢具有传统的双向安全装置18，18a，19，19a，它们相对于两条导轨(未图示)按传统方式运行。此外，可以用重锤式安全装置来取代下方安全装置18、19，或也可采用其他形式的安全装置。
每个电梯车厢上有两个读带机：上车厢10有上(U)读带机20和下(L)读带机21，下车厢11有上与下读带机22、23。各读带机与对应的相关的电路系统29—32将上车厢与下车厢的位置信息35—38提供给冗余处理机41、42以及上车厢控制器45与下车厢控制器46。处理器41、42，每当车厢处于以后相对于图2所述的危险间隔/速度关系时，即可操作各车厢的马达/制动系统49、50的制动器或起动上车厢与下车厢的安全装置。也可取代钢带，通过安装于车厢上的装置，用磁学或光学方法阅读安装在提升间或平台上的叶片来提供位置/速度反馈。可以采用位置/速度反馈的形式。
参看图2，线路35上的上车厢位置信号UPOS(U)从上车厢10上的上位置传感器20发出，输送给微分器60，线路37上指明下车厢位置的信号UPOS(L)则从下车厢11上的上位置传感器22发出，输送给微分器62。这样就于线路64上提供上车厢速度信号V(U)，同时于线路65上提供下车厢信号V(L)。
现作这样的约定：向上行驶对应于正速度，向下行驶对应于负速度。自然，当车厢相互反向驶离或适当一个车厢停动而另一车厢相对它驶离时是不存在危险的。
这里公开的本发明的实施形式假定了，在同一提升间中行驶的两个车厢的调度(对车厢的呼叫指派)以及它们的运动控制经设计成，在运行多个车厢时通常是使它们处在不相互干扰即不碰撞的方式下。本发明考虑到了软件或硬件失效可能导致设计的车厢安全操作成为靠不住的事实，这样的不安全性将会为本发明探测到，而可由车厢的制动器或安全装置解决。
这里所述的实施形式是以简单的形式给出，其中将产生出如以后所述的表，以确定最小制动距离、停车距离(B)，用以认知在两车厢相互靠得太近而造成电梯在正常控制中的安全事故。如果两车厢靠近的程度短于此制动距离，便将应用两相邻车厢之一或两个的制动器。上述的表是作为多个固定值的函数，并且是作为上车厢速度以及下车厢速度的函数。如以下方程所阐明的，可指明制动器应施加的停车距离(B)是对于上、下车厢所有可能的速度组合确定的，其中用到的一因子Δt表明的是在确定有安全问题后为起动制动器所需的一段时间，这段时间通常约为数百毫秒。它是产生上述表中的一个固定因子。
停车距离(B)＝V(U)Δt+1/2A(U)Δt²+[V(U)+A(U)Δt]²/2D(U)+V(L)Δt+1/2(L)Δt²+[V(L)+(L)Δt]²2D(U)+K(B)
其中，K(B)＝偏常数的制动器作用距离，它是可选择的，
V＝速度
A＝加速度，根据车厢的过平衡设定，
D＝减速度＝[F(B)-W。]/m
在后式中，F(B)＝制动器所加的力
W。＝车厢的过平衡(净)重
M＝车厢加配重的质量
停车距离(B)一式中的第一项是上车厢速度乘Δt。该式中的第二项用到一个因子A(U)，它表示的是虽然上车厢的马达未能牢靠地控制车厢但此车厢仍然通过绞缆轮系到配重上时，此上车厢所取得的加速度。此因子乃是空车厢与配重间重量过平衡差的函数，在此假定它与满车厢与配重间重量差相同。这第二项是上车厢加速度A(U)的1/2乘以经过的时间的平方。
停车距离(B)一式中的第三项是上车厢的速度V(U)再与车厢加速度A(U)乘以延迟因子Δt之积求和后除以上车厢所取加速度D(U)之二倍的结果。这一取得的加速度是从制动器可以施加的制动力F(B)导出，此制动力对于该车厢来说可以根据经验确定，或可以作为制动器制动力F(B)与车厢和配重的过平衡或净重(W。)二者间的差除以此车厢与配重的总质量m用解析方法确定。
接下去的三项与前一个三项基本相同，只是它们利用了涉及下车厢(L)的值。
在此式的第七项中，K(B)是一偏常数的制动停车距离，亦即为了进一步确保安全性对由该式前六项计算出的值再附加的距离测度值。“安全制动距离”一词并不排除这样一种距离，它是大于最小安全制动距离的一个预定量，带或不带有该偏常数，这一事实由于一旦两车厢相互靠近得低于“安全制动距离”时就需要安全地制动而具有本征意义。
对上车厢与下车厢二者速度的所有可能组合通过前述公式确定了安全制动距离，停车距离(B)，并利用其形成了一种表，后者可以及时地在任一瞬间访问，将当前的安全制动距离作为上车厢的现行速度与下车厢的现行速度二者的函数加以确定。这样的一种表66示明于图2中，表明为处理器41中的操作。
在安全装置起动时使车厢停动所需的安全停车距离(S)是以上面相对于制动器作用距离所述的相同方式计算的，例外的只是用来计算减速度得力乃是安全装置起动时将施加的力F(S)，而不同的偏常数K(S)则可以应用或略去。若是施加了制动器而车厢并无合适的响应时，于是两个车厢会相互靠近得比停车距离(S)所指出的更近；这可以认为是制动器失效而必须用安全装置来阻止两车厢相互有任何进一步地靠近，对于上、下车厢速度的所有可能组合按前述方式计算了停车距离(S)，结果列出图2的表67中。
位置传感器20、22以及位置传感器21、23在相邻车厢间分开一般距离H。若是安全制动距离与安全停车距离这两者，当两车厢靠近到允许相互为分隔保险功能件分开时都视作约为零，则上述传感器位置就必须通过从两车厢间的实际距离ΔP中减去距离H来计算。这可以通过加法器75中线路71上的一个常数H来调节。利用此常数H有利于将与上述式子所作的比较合并到软件内(见下文)，同时易于在软件内修改允许的分隔距离。
两车厢之间的上述距离是通过于加法器75中从上车厢位置减去下车厢的位置而获得的，给线路76上提供一实际距离信号ΔP。线路76上的此实际距离信号输送给一对比较器77、78，与表66、67的输出79、80比较。这可以连续地或约每0.15秒至1.0秒周期性地进行。用于比较的手段事实上可以在软件之内，如果希望可以将比较结果合并到计算结果之内。
在本实施形式中，可根据各车厢当前速度对上、下车厢之一或两者可施加一线路85上的有条件的起动制动器信号。为此，可将线路64上的速度信号V(U)和线路65上的速度信号V(L)加到相应的双向阈值探测函数88、89上，而当各有关速度高于阈值，则线路92、93上的相关信号便能使对应的“与”门94、95于线路98上产生一起动制动器信号ENGBRK(U)或于线路99上产生一起动制动信号ENGBRK(L)。线路98、99上的上述信号分别施加给上控制器45(图1)与下控制器46。响应这些信号，相应的控制器45、46将促使到相应制动器49、50上的保持电流终止，例如通过打开传统的安全链，这样便脱落相关的制动器。
给线路98与99上提供起动制动信号的条件会因以前所述的速度阈值而不同，这是由于要适合本发明任何给定的实施形式。
对于安全装置的停车距离，可将表67的输出加到比较器78中，可以将比较器的输出直接用来起动安全装置，即能够使相应的“与”门103—106产生一信号82，此信号不论一车厢位上行或下行的都与双向电平探测器109、110的示数有关。电平探测器109、110之一的正输出指明车厢是上行的，因而应起动下安全装置18与19。反之，电平探测器109、110的负输出则表明相应的车厢正下行，因而应起动上安全装置。
线路81上的起动安全装置信号如图所示可以加到“或”门112上，后者在线路113、114上的其他输入则来自相应的垂直加速度传感器117、118(图1)，它们当相应车厢的向下加速度达到一阈值大小时便提供一信号，同时在此大小上保留一段足以消除虚假脱扣的时间。本发明的这一特点可探测出自由下落的车厢，而由此可促使提升间中所有车厢的安全装置起动。由于不处于自由下落的车厢有可能驶向停止的车厢，越过为调度与运动控制软件认定为安全的点，于是必须停止所有车厢的运动。本发明上述这方面内容可以在不考虑本发明的安全制动距离方面内容下加以利用，并且反之。如有需要，可以通过对速度微分求得加速度，但传感器117、118则能更快地响应。
处理器42同于向对于图2所说明的，例外的是使用了来自下传感器LPOS(U)、LPOS(L)的信号。
来自传感器41、42中任一的在线路98上的信号可独自地对掉落上车厢的控制器中的安全链起影响；类似地，任一线路99上的信号可以独自地影响下车厢控制器46中安全链的落下。来自任一处理器41、42中在线路82上之一的起动安全装置信号，当车厢上行时将驱动相应的安全装置18、19，而当车厢下行时则驱动相应的安全装置18a、19a。
如果需要，可将后继有各自比较器77、78的二维表用三维表替换，后者包括作为输入的实际距离ΔP。或者也可以其他方式实施本发明。
这里述及的制动器可以是传统的盘式或鼓式制动器、钢索抓持器或其他制动装置。若是在一个提升间中存在两个以上车厢时，则本发明可以相对于各对相邻的车厢实施；但对于在提升间中为最高的和为最低的车厢则将涉及到一个以上的分隔保证比较。
当有需要时，可不根据两车厢的绝对位置来推导出相对速度，而能够更直接地检测出相对速度与距离，例如借助车厢中安装的声学、红外或射频装置，利用相对速度的多普勒效应，在短的区间上对涉及到实际位置读数的瞬时位置进行积分。