电梯系统.pdf

电梯系统包括安全设施和安全设施的控制。安全设施包括至少一种机械停止器具，而安全设施的控制则包括设定电梯轿厢的速度、减速度或距门区的容许垂直距离的至少一种极限值。该控制还包括对时间的测量以及定义为时间的函数的极限值。在用于在电梯系统中保证安全的方法中，将至少一种机械停止器具安装于电梯系统的安全设施，并且，为安全设施的控制设定至少一个极限值，该极限值设定电梯轿厢的速度、减速度或距门区的容许垂直距离。对时间的流逝进行测量，并将安全设施的控制的至少一个极限值设定为相对于时间的可变函数。

1.  一种电梯系统，其包括安全设施和所述安全实施的控制，所述安全设施包括至少一种机械停止器具，而所述安全设施的控制包括至少一种极限值，所述极限值设定电梯轿厢的速度、减速度或距门区的容许垂直距离，其特征在于：所述安全设施的控制包括对时间的测量，并且，所述安全设施的控制的极限值被定义为时间的函数。

2.  根据权利要求1所述的电梯系统，其特征在于：所述安全设施的控制极限值适合于当所述电梯系统的运行模式(10，20，30，40)改变时起作用。

3.  根据权利要求1或2所述的电梯系统，其特征在于：所述安全设施包括：用于接收信息的装置，所述信息是关于所述电梯轿厢运动的方向、速度和/或减速度及其距门区的垂直距离、所述电梯的安全回路的状态、所述电梯的机械制动器的状态、和/或所述电梯轿厢在门区的定位；监测装置，用于监测所述电梯轿厢的速度和/或减速度及其距门区的垂直距离保持在由所述极限值设定的容许范围内；以及控制装置，如果所述电梯轿厢的速度和/或减速度及其距门区的垂直距离在所述极限值设定的容许范围之外，所述控制装置则控制至少一种停止器具，并且其特征在于：所述安全设施包括如下的装置：用于利用关于所述电梯轿厢的速度和/或减速度、所述电梯的机械制动器的状态、和/或所述电梯轿厢在门区的定位的信息，设定所述电梯系统的运行模式(10，20，30)，并且其特征在于：用于设定所述电梯轿厢的最小容许减速度的限制的极限值，与所述电梯系统的至少一种运行模式相关联，并且其特征在于：所述安全设施包括如下的装置：用于利用关于所述电梯轿厢的运动方向、所述电梯轿厢距门区的垂直距离的信息、以及根据所述电梯的安全回路的状态推断的关于抵达门区的初步信息，设定所述电梯的运行模式(10，20，30)。

4.  根据上述权利要求中任一项所述的电梯系统，其特征在于：所述安全设施包括：用于接收关于所述电梯的伺服驱动模式的信息的装置，以及利用关于伺服驱动模式的所述信息设定所述电梯系统的运行模式的装置。

5.  根据上述权利要求中任一项所述的电梯系统，其特征在于：设定所述电梯轿厢的最大容许速度限制的极限值，与所述电梯系统的至少一种运行模式相关联。

6.  根据上述权利要求中任一项所述的电梯系统，其特征在于：设定用于所述电梯轿厢的容许速度限制的极限值、以及设定用于所述电梯轿厢在门区附近的垂直运动限制的至少一个第二极限值，与所述电梯系统的至少一种运行模式相关联。

7.  根据上述权利要求中任一项所述的电梯系统，其特征在于：所述电梯系统还包括测量装置，用于持续地测量所述电梯轿厢的运动信息。

8.  根据上述权利要求中任一项所述的电梯系统，其特征在于：所述电梯系统的用于控制所述停止器具的装置包括控制开关，并且其特征在于：所述电梯系统进一步包括用于测试所述控制开关的操作的装置。

9.  根据上述权利要求中任一项所述的电梯系统，其特征在于：所述监测装置被集成为所述电梯的控制系统的一部分。

10.  根据上述权利要求中任一项所述的电梯系统，其特征在于：除了所述机械制动、所述机械超速监测和所述限位开关之外，所述安全设施被安装进所述电梯系统中作为补充安全设备。

11.  一种用于在电梯系统中保证安全的方法，在所述方法中：
-将至少一种机械停止器具安装至所述电梯系统的所述安全设施；
-为所述安全设施的控制设定至少一个极限值，该极限值设定所述电梯轿厢的速度、减速度或距门区的容许垂直距离，
其特征在于：
-测量时间的流逝；
-将所述安全设施控制的至少一个极限值设定为相对于所述时间的可变函数。

12.  根据权利要求11所述的方法，其特征在于：
-当所述电梯系统的运行模式(10，20，30，40)改变时，所述安全设施控制的至少一个极限值起作用。

13.  根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于：
-检查所述电梯轿厢的运动方向、速度和/或减速度及其距门区的垂直距离、所述电梯的安全回路的状态、所述电梯的机械制动器的状态和/或所述电梯轿厢在门区的位置；
-监测所述电梯轿厢的速度和/或减速度及其距门区的垂直距离保持在由所述极限值限定的容许范围内，以及，如果所述电梯轿厢的运动在由所述极限值设定的容许范围外，则对至少一种停止器具进行控制；
-利用关于所述电梯轿厢的运动方向、速度和/或减速度及其距门区的垂直距离的信息、根据所述安全回路的状态推断的有关所述电梯抵达门区的初步信息、关于所述电梯的机械制动器的状态和/或所述电梯轿厢在门区的位置的信息，设定所述电梯系统的运行模式；
-在至少一种运行模式中，监测所述电梯轿厢的减速度保持在由所述运动的极限值设定的容许范围内，所述极限值设定用于所述电梯轿厢的最小容许减速度的限制。

14.  根据权利要求11-13中任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
-接收关于所述电梯的伺服驱动模式的信息，并利用所述关于伺服驱动模式的信息设定所述电梯系统的运行模式。

15.  根据权利要求11-14中任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
-监测所述电梯轿厢的速度保持在由所述运动的极限值设定的容许范围内，所述极限值设定用于所述电梯轿厢的最大容许速度的限制。

16.  根据权利要求11-15中任一项权利要求所述的方法，其特征在于：
-在所述电梯系统的至少一种运行模式中，监测所述电梯轿厢的速度保持在由所述极限值设定的容许范围内，所述极限值设定用于所述电梯轿厢的容许速度的限制，以及，除此之外，监测至少所述电梯轴中的所述电梯轿厢的位置，使得所述电梯轿厢在门区附近的垂直运动保持在由所述极限值设定的容许范围内。

17.  根据权利要求11-16中任一项权利要求所述的方法，其特征在于：所述电梯系统的用于控制所述停止器具的装置包括控制开关，以及其特征在于：所述方法进一步包括以下阶段：
定期地测试所述控制开关的操作。

电梯系统
技术领域
本发明涉及一种如在权利要求1的前序部分呈现的电梯系统，以及一种如在权利要求10的前序部分呈现的用于在电梯系统中保证安全的方法。
背景技术
电梯系统中，努力最大限度地保证乘员的安全是重要的。当打开门时，电梯轿厢不能移到停放区外，在任何阶段电梯轿厢都不可以自由落下，电梯轿厢的运动也不能达到不受控的加速运动或不受控的减速运动。由于这个缘故，电梯设施包括许多安全和停止装置，这些装置在正常情形和故障情形下负责电梯轿厢的停止。
电梯的控制系统操控电梯从楼层到楼层的驱动。在正常驱动期间，在加速和减速过程中，电梯的控制系统保证例如电梯的速度减小，并保证电梯停在楼层的合适地点。控制系统也使电梯平稳地停在终点楼层。如果借助于控制系统的电梯正常停止没有起作用，则正常终点减速(NormalTerminal Slowdown，NTS)操控电梯在终点楼层平稳停止。
如果电梯到达轴的末端时正常终点减速(NTS)未能成功地停止电梯，则ETSL(Emergency Terminal Speed Limiting，紧急终点速度限制)使用机械制动器停止电梯。机械制动器是一种机电制动器，通常布置成必要时与电梯的曳引轮相连接。如果电梯的减速度不足，ETSL还能使用电梯轿厢的制动器或者楔式制动器、也就是安全齿轮，用于停止。
图1呈现了现代电梯系统的安全装置的操作。曲线11将电梯的行进图示为距离和速度的函数。
机械的超速调节器(over governor，OSG)可以用作安全装置。超速调节器监测电梯轿厢在电梯轴中的速度，以及，如果电梯轿厢的速度超过一定的预设极限值(例如，6m/s)，超速调节器则断开电梯的安全回路，在这种情况下，机械制动器发挥作用(区域12)。电梯包括安全回路，如果任何与之相连接的开关打开，则切断安全回路。如果超速仍然从先前值增加，则超速调节器使用与电梯轿厢有关的安全齿轮(区域16)，其楔子卡紧电梯导轨并防止电梯轿厢滑动。换而言之，如果钢索或者钢索悬挂失灵且电梯轿厢开始自由下落，则安全齿轮楔入并卡紧。
超速度也可以用电气方式进行监测。例如，文献WO00/39015公开了一种解决方案，其中，电子超速监测装置接收表示轿厢速度的信号，将轿厢速度与存储在监测装置的存储器中的速度限制数据进行比较，并且，如有必要则产生启动信号，借助于该启动信号可以接合电梯的制动器。
靠近电梯轴的末端是终点限位开关。该终点限位开关的位置在图1中标注为x1。如果在终点限位开关之前电梯没有停止，则再次切断电梯的安全回路，并使电梯制动器起作用。如果电梯过了终点站例如100mm，则终点限位开关使用机械制动器来停住电梯轿厢(区域12)。
如果电梯从终点限位开关继续向前数厘米，轿厢(或相对应的对重)与缓冲器13相撞，缓冲器13受压而沉陷并最终停住电梯。缓冲器13之后还有空间14，在空间14之后则遭遇轴的混凝土末端结构15。图1呈现了尤其带有对重的电梯系统的轴结构。在没有对重的电梯中，轴顶端的缓冲器结构可以比下面的缓冲器更轻，因为不受控的运动只能出现在下行。
即使正常控制系统失灵，全长缓冲器所具有的行程长度达到这样的量，其原则上以全速驱动到缓冲器上也是安全的，在电梯轿厢停止之前，轿厢内的加速度也不会超过容许限制。典型地，1g是安全规程中所设定的一种人能承受的加速度/减速度。
有的电梯系统中使用所谓的“减行程缓冲器”。在这种情况下，使用电气安全连接(electrical safety connection)作为停止轿厢的辅助设备。在离轴末端一定距离处安装一开关，该开关的速度限制例如是正常速度的90％。在稍靠近于轴的末端处安装第二开关，该第二开关的速度限制例如是正常速度的60％。如果速度超过在开关的位置点处所容许的速度，则再次切断安全回路，而机械制动器使电梯轿厢停止。如果超速仍从先前值增加，则电梯的安全系统使用与电梯轿厢有关的安全齿轮来停住轿厢。
关于电梯安全不同国家的权威机构具有不同的规定。基本原则是电梯必须包括一种能在故障情形下使电梯停止的安全系统。例如，根据欧盟颁布的电梯规程95/16/EC，电梯必须包括超速调节器和速度监测系统。电梯不能达到不受控的加速运动或不受控的减速运动。此外，如下的情形必须避免：当门打开时，由于例如钢索滑动或机械制动器中的失灵情形而导致电梯轿厢开始滑出停靠区。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于在电梯系统中保证安全的新方法、和一种安全可靠的电梯系统。特别地，本发明的目的是，披露一种用于在没有对重的电梯系统中保证安全的方法和一种没有对重的电梯系统，借助于该方法和电梯系统，既能防止电梯轿厢在楼层区中非有意的运动，又能防止电梯轿厢的超速情形，并且确保电梯的受控停止，而且，当现有技术的安全设备发生故障时，这种没有对重的电梯系统也能保证电梯轿厢的停止。
根据本发明的电梯系统和方法以在权利要求1和10的特征部分所披露的内容为特征。本发明的其他实施方式也以在其他权利要求中所披露的内容为特征。在说明部分和本申请的附图中也讨论了一些发明实施方式。本申请的发明内容也可能不同于所附权利要求中地限定。尤其是如果按照表达或隐含子任务或根据优点的观点或所达到优点的类别考虑本发明，则本发明内容也可能由几个独立发明组成。在这种情况下，根据独立发明概念的观点，包含在所附权利要求中的某些属性可能是多余的。不同实施方式的特征，在基本发明概念的范围内可以与其他实施方式一起应用。此外，与根据本发明的方法一起提出的特征，可以在根据本发明的电梯系统中应用，反之亦然。
本发明涉及一种电梯系统和一种用于在电梯系统中保证安全的方法。
根据本发明的电梯系统包括安全设施和安全设施的控制。根据本发明的安全设施包括至少一种机械停止器具，而安全设施的控制则包括至少一种极限值，该极限值设定电梯轿厢的速度、减速度或距门区的容许垂直距离。安全设施的控制还包括时间的测量，而上述安全设施的控制的极限值则被定义为时间的函数。
在根据本发明的一种电梯系统中，安全设施的控制的极限值适合于当电梯系统的运行模式改变时起作用。
在根据本发明的一种电梯系统中，安全设施包括：用于接收信息的装置，该信息有关电梯轿厢运动的方向、速度和/或减速度、电梯的安全回路的状态、电梯的机械制动器的状态和/或电梯轿厢在门区的定位；监测装置，用于监测电梯轿厢的速度和/或减速度及其距门区的垂直距离保持在由极限值限定的范围内；以及控制装置，如果电梯轿厢的速度和/或减速度及其距门区的垂直距离在由极限值设定的容许范围之外，控制装置则控制至少一种停止器具。安全设施进一步包括如下的装置：用于利用关于电梯轿厢的运动方向、速度和/或减速度的信息、关于从电梯的安全回路的状态推断的抵达门区的初步信息、关于电梯的机械制动器的状态和/或电梯轿厢在门区的定位的信息，设定电梯系统的运行模式。用于设定电梯轿厢的最小容许减速度的限制的极限值，与电梯系统的至少一种运行模式相关联。
该安全设施还可以包括用于接收关于电梯的伺服驱动模式的信息的装置、利用关于伺服驱动模式的信息设定电梯系统的运行模式的装置、和/或用于测量时间并用于存储电梯系统的运行模式的切换时间的装置。优选的是，将与电梯系统的至少一种运行模式相关联的电梯轿厢的速度和/或最小减速度的极限值，定义为时间的函数，而设定用于电梯轿厢的最大容许速度限制的极限值，则与电梯系统的至少一种运行模式相关联。设定用于电梯轿厢的容许速度限制的极限值、和设定用于电梯轿厢距门区的垂直距离限制的至少一个第二极限值，可以与电梯系统的至少一种运行模式相关联。
电梯系统还优选地包括测量装置，用于持续地测量电梯轿厢的运动方向、速度和/或减速度。电梯系统的用于控制停止器具的装置可以包括控制开关，用于测试该控制开关的操作的装置是本电梯系统中的进一步的装置。在一种优选实施方式中，监测装置被集成为电梯的控制系统的一部分，并且，除了机械制动器、机械超速监测和限位开关之外，将所述安全设施安装进电梯系统中作为补充安全设备。
在用于在电梯系统中保证安全的方法中，将至少一个机械安全停止器具安装于电梯系统的安全设施，并为安全设施的控制设定至少一个极限值，该极限值设定电梯轿厢的速度、减速度或距门区的容许垂直距离。在本方法中，测量时间的流逝，并将安全设施控制的至少一个极限值设定为相对于时间的可变函数。
在根据本发明的一种方法中，当电梯系统的运行模式改变时，安全设施控制的至少一个极限值起作用。
在根据本发明的一种方法中，检查电梯轿厢的运动方向、速度和/减速度及其距门区的垂直距离、电梯的安全回路的状态、电梯的机械制动器的状态和/或电梯轿厢在门区的定位，并且，监测电梯轿厢的速度和/或减速度及其距门区的垂直距离保持在由极限值所限定的容许范围内。如果被监测的值之一接收到在容许范围之外的值，则对至少一种停止器具进行控制。根据本发明，利用关于电梯轿厢的运动方向、速度和/或减速度、距门区的垂直距离的信息、关于根据安全回路的状态推断的电梯抵达门区的初步信息、关于电梯的机械制动器的状态和/或电梯轿厢在门区的定位的信息，设定电梯系统的运行模式，并使设定用于电梯轿厢的最小减速度的限制的极限值与电梯系统的至少一种运行模式相关联。根据本发明，还可能接收关于电梯的伺服驱动模式的信息，并利用关于伺服驱动模式的信息设定电梯系统的运行模式。在一种优选实施方式中，将电梯系统的运行模式改变时的时刻存储在存储器中，测量时间的流逝，并监测电梯轿厢距门区的垂直距离以及电梯轿厢的速度和减速度保持在由极限值限定的容许范围内，将这些极限值之中的至少一个极限值定义为时间的函数。本方法可以进一步包括以下阶段：在至少一种运行模式中，监测电梯轿厢的速度保持低于确定的最大速度，在电梯系统的至少一种运行模式中，还监测电梯轿厢的速度保持低于容许速度限制、以及电梯轿厢保持在距门区容许距离处。根据本发明的方法，优选的是，定期测试停止器具的控制开关的操作。
下文中，将本发明的电梯系统和方法共同称为根据本发明的解决方案。
依靠根据本发明的解决方案，实现了一种安全电梯系统。采用根据本发明的解决方案，可以避免由钢索滑动或有缺陷的机械制动器所到致的不期望运动产生的危险情形，而且，还可以采用本解决方案确保电梯的速度保持受控，例如，在动态制动器不成功的情形下。采用根据本发明的解决方案，还可以保证电梯紧急停止的成功，在不带对重的快速电梯中亦然。可以容易地将根据本发明的电梯系统中所包括的安全设施，与现有技术的安全设备协同应用，在这种情况下，本发明中提出的安全设施用很少附加部件改善了电梯系统的安全等级，并且，在该解决方案中，能够利用以别的方式结合在电梯系统中的停止器具和测量信号。
附图说明
下面，参照附图通过本发明的实施方式之一对其进行具体说明，其中：
图1图示根据现有技术的安全装置的操作；
图2图示根据本发明的电梯系统的运行模式以及运行模式之间切换的方框图；
图3图示根据本发明的容许运动的一些极限值，这些极限值设定用于电梯轿厢减速的限制。
具体实施方式
根据本发明的电梯系统包括安全设施以及安全设施的控制。优选的是，将该安全设施用作对现有技术安全设备的补充，其中，当根据现有技术的安全设备由于某些原因未按期望方式运行时，本发明提出的安全设施停止电梯轿厢的运动。
根据本发明的电梯系统的安全设施包括如下的装置：用于接收并检查至少电梯轿厢运动的方向、速度和/或减速度、电梯机械制动器的状态、电梯安全回路的状态、以及电梯的门区信息。在没有对重的电梯中，机械制动器通常是一种非对称制动器，其适合于以比上行运动更大的作用力来制动下行运动。该安全设施进一步包括：监测装置，利用该监测装置可以监测电梯轿厢距门区的垂直距离以及电梯轿厢的速度和/或减速度保持在由运动的极限值所限定的容许范围内；以及设定装置，用于设定电梯系统的运行模式。根据本发明，借助于该安全设施，对在电梯系统的某种运行模式中电梯轿厢距门区的垂直距离、以及电梯轿厢的速度和/或减速度保持在极限值边界内进行监测。在不同运行模式下，可以将运动与不同极限值进行比较，而受到监测以不超出其边界的众多极限值也可以与确定的运行模式相关联。如果电梯轿厢的运动不在由极限值设定的容许范围内，则至少对一种可以停住电梯轿厢的停止器具进行控制。
本文中电梯系统的运行模式指电梯系统可以所处的某种状态，而哪种运行模式，则由电梯系统的安全装直和/或致动装直的状态、和/或基于电梯轿厢的速度信息和/或位置信息确定。在该安全设施中，要设定的操作模式，不必与为电梯系统的安全设备或控制设备设定的其他运行模式相对应，尽管它们可能相同。例如，根据该安全设施的观点，对运输控制而言必须的加速、匀速和制动状态，可能全部属于运行模式10“电梯驱动”。
下面，结合根据图2的电梯系统的运行模式以及所述安全设施的用于设定电梯系统的运行模式和用于从一种模式切换至另一模式的方法，对该安全设施的运行进行说明。在本实施方式中，将本发明应用于没有对重的电梯系统中，其中该安全设施包括用于设定四种不同运行模式的装置。然而，根据本发明，可能与一个或更多的监视极限值相关联的由本安全设施的装置限定的不同运行模式，也可以多于四种或少于四种，而且，本发明也适用于带有对重的电梯系统。
图2以框图呈现了电梯系统从一种运行模式至另一种运行模式的切换。优选的是，与电梯系统的运行模式无关，持续地监测电梯轿厢的运动，诸如作为时间函数的速度、减速度和/或位置，尽管安全设施也可能只适合于在与运动的极限值相关联的某些运行模式下启动停止器具，电梯的运动必在该运动的极限值限定的容许范围内。也可以一个极限值与电梯系统的所有运行模式相关联，监测与该极限值的相符，而超出该极限值的边界则启动停止器具。例如，在根据图2的解决方案中，在运行模式10(电梯驱动)下，也就是在电梯的正常驱动期间，可以使用图1中给出的限制曲线11，其将电梯在电梯轴中的行进描述成速度和位置的函数，或者，根据本发明的电气安全设施可以用来取代机械超速调节器，而电梯轿厢的运动在任何情况下都不能超出的速度限制，则可以设定成用于模式10的极限值。
在根据图2的解决方案中，除了优选地持续地监测电梯轿厢的速度和减速度的信息之外，还要监测至少关于机械制动的状态(on/off)、电梯的安全回路的状态(open/closed)的状态、门区和电梯轿厢距门区的垂直距离等的信息。基于这些信息，定义电梯系统的运行模式。该安全设施还优选包括用于测量时间的装置和存储器，关于电梯系统从一种运行模式切换至另一种运行模式的时刻的信息可以存储在该存储器中。该安全设施还可以包括存储与电梯系统的各运行模式相关联的极限值的存储器。
可以如下地获得门区信息：例如，借助于与各停靠层位相关联地装配在电梯轴中的磁体，以及借助于装配于电梯轿厢的感应开关，或者，借助于适合于传送门区信息的其他传感器。可以如下地获得关于电梯轿厢运动的信息：例如，利用诸如脉冲编码器的速度传感器，或者利用与电梯轿厢、超速调节器或超速调节器的钢索相关联的其他可应用的速度测量或位置测量方法。可以根据位置信息来计算电梯轿厢的速度，或者，当已知出发点时，可以利用速度来计算电梯轿厢的位置。此外，借助于速度信息，可以计算电梯轿厢的加速度/减速度，并且还可以将用于确定减速数据的加速度传感器与电梯轿厢相连接。
该安全设施还可以包括如下的装置：用于接收描述电梯系统状态的其他信息。例如，可以接收并监测如下的信息：关于电梯主接触器的状态，关于停止设备的状态、诸如OSG或其他抗爬行器具和/或对此进行控制的继电器的开关，和/或关于电梯机械制动器的手动打开，关于电梯轿厢的负荷，或者关于与电梯系统相连的其他开关或致动器的状态，而这些信息在设定电梯系统的运行模式中都可以被利用。此外，在设定运行模式中还可能监测并利用其他信息，诸如关于电梯速度基准、关于伺服驱动模式、关于缓动模式或关于与电梯运动控制相关联的其他指令的信息。
在图2中，电梯系统具有由安全设施进行检测的四种运行模式，其中三种与用于设定电梯轿厢容许运动的限制的极限值有关，运动必须保持在该极限值的边界内，如果运动超出该极限值的边界，则启动停止器具。根据本发明，停止器具可以是例如现有技术的抗爬行设备。它也可以是例如机械离合器、导轨制动器或钢索制动器，其直接锁定电梯的提升钢索。在根据本发明的解决方案中所使用的停止器具也可以是将超速调节器的钢索锁定在其位置的钢索制动器，或者防止或制动超速调节器的钢索轮转动的器具，在这种情况下当电梯轿厢向下移动一点距离时，超速调节器的钢索启动电梯的安全齿轮，并因此防止电梯轿厢向下爬行，在这种情况下，停止超速调节器的钢索的机构起到停止器具的作用，因此可以由例如钢索制动器或安全齿轮形成。
优选的是，安全设施不断地检查电梯系统的运行模式，而在电梯系统的运行模式改变时，安全设施则切换至将电梯轿厢的运动与和新运行模式相对应的极限值进行比较。在电梯的正常驱动10(电梯驱动)期间，监测安全回路和机械制动器的状态。如果制动器接合并且安全回路打开，则认为是电梯驱动的结束。如果在电梯系统中没有任何故障情形，则实际情形是电梯轿厢到达停靠层位之一。在电梯系统被认为已经切换至模式40“轿厢处于门区”之前，检查电梯轿厢的运动方向和速度。图2中给出的大小方向这样定义，使得速度v的正方向向下，以及，当电梯轿厢减速向下运动时减速度g为正。
如果电梯轿厢正在下行运动并且速度大于设定的极限速度V_lim1，则认为电梯系统已经切换至运行模式20(准备停止、高速)，其中使电梯从较快速度停止，例如因为故障情形。如果电梯轿厢正在上行运动或者其速度在下行运动时处于最高V_lim1，则检查是否已从电梯接收到电梯轿厢的位置处于门区的信息。如果门区信息表明电梯轿厢处于门区，者设定运行模式40“轿厢处于门区”。如果电梯轿厢不在门区，则判定电梯系统已经切换至运行模式30，其中使电梯从低速停止(准备停止、低速)。
当电梯系统处于运行模式20中(电梯准备停止、高速)，境况可能是例如这样的一种情形，其中借助于ETSL使电梯轿厢停止。这种情况下的目的是：使用不同停止器具停止电梯，使得电梯轿厢可靠快捷地停住。然而，当电梯处于全速时接通根据本发明所使用的停止器具并不理想，除非这是不可避免的，否则，在根据本发明的安全设施中，当且仅当与电梯系统结合的其他安全系统和停止器具没有为电梯轿厢产生足够的减速度时才启动该停止器具。尤其是在没有对重的快速电梯中，不期望电梯轿厢在其速度太高时用例如安全齿轮使其停止，因为太高的减速度对乘客的健康以及对停止器具自身的运行而言都会导致风险。
因此，根据本发明的安全设施适合于用作附加安全措施，作为对现有技术安全设备的补充。然而，也可以用根据本发明的解决方案取代其他安全设备。
与运行模式20相关联的极限值，设定电梯轿厢必须具有的用于处于最小值的减速的限制。优选的是，将该极限值定义为时间的函数，例如，以图3中所说明的方式。当电梯系统切换至模式20时，将切换发生的时刻和切换时刻电梯轿厢的速度记录在存储器中。在此之后，将电梯轿厢的减速度计算为时间的函数，并且对是否满足由极限值设定的对电梯轿厢的运动的要求进行监测。这里，容许运动的范围是极限值上方的区域，其中减速度超过极限g_lim(t)，而在曲线上和其下方的区域(其中减速度为g_lim(t)或比其更小)的g_lim(t)，则导致停止器具的启动。
图3中，t＝0时刻表示电梯系统已切换至运行模式20时的时刻。在t＝0...t₁之间，为减速度设定的极限值g_lim0是0，因为当电梯系统刚切换至运行模式20时不需要减速。在t₁...t₂之间，减速度具有极限值g_lim1，在t₂...t₃之间，减速度的极限值为g_lim2，而在t₃时刻之后，极限值为g_lim3。优选的是，对极限值限定g_lim3>g_lim2>g_lim1>g_lim0，在这种情况下，可以给予其他安全设备如机械制动以时间，从而以受控方式停止电梯轿厢的运动，而且，只在其他系统故障情形下、或者例如与紧急停止相关联的钢索滑动时，才使用根据本发明的安全设施的停止器具。在缓慢(例如0.6m/s)运动的电梯中，在启动停止器具之后，利用简单的时间延迟就能保证紧急停止的成功。然而，在没有对重的快速电梯(速度例如为6m/s)中，在启动停止器具的过程中，单纯使用时间延迟不能产生期望的结果，因为采用现有技术的停止器具，在停止电梯轿厢的运动方面花费数秒时间，而且，如果例如机械制动器有缺陷，则时间延迟不能设定得足够大，以防电梯轿厢的速度过于增大。根据本发明，采用定义为时间函数而增大的减速度极限值，能够保证电梯轿厢的安全紧急停止。
在模式20中，还持续地监测电梯轿厢的速度和方向并与速度极限V_lim1进行比较。在本实施方式中，只为下行运动设置对速度和减速度的极限值，然而，根据本发明，也可以为上行运动设置限制。如果速度以足够的减速度减至V_lim1值以下，则检查电梯轿厢是否处在门区，并且，根据门区信息，确定电梯系统或者处于运行模式30，或者处于运行模式40。
当电梯轿厢出现上行运动时，或者如果下行速度较小，低于V_lim1，则切换至模式30(电梯准备停止、低速)，其中监测电梯轿厢的速度，并将其与设定速度限制的极限值相比较。与运行模式30相关联的最大容许速度的极限值V_lim2设定了速度限制，在低速时容许低于该速度限制的电梯运动状态。当速度为V_lim2或比V_lim2大时，启动停止器具。另外，监测电梯轿厢的速度和门区信息，用以设定向下一个运行模式的切换。当电梯系统处于运行模式30时，出现这种情况可能是例如这样故障情形，即其中电梯系统的供电欠缺，并且电梯的速度受到限制，例如利用电动机的动态制动，或者，例如在ETSL停止的最终阶段。此外，有可能出现的是在下行运动过程中的紧急停止，当重力向下拉动电梯轿厢时，其在没有对重的电梯中实际上易于实现，但在紧急停止之后可能有制动滑行的风险。在模式30中，在成功紧急停止之后用安全设施监测制动没有开始向下滑动。因此，在根据本发明的电梯系统的运行模式30中，如果电梯轿厢的速度超过容许极限，例如，当动态制动不成功，或者，如果电梯的钢索滑行(也就是，曳引轮和提升钢索之间的摩擦力不足以保持电梯处于期望路径)，则启动停止器具。
当确认电梯已经运动至门区，也就是进入运行模式40(轿厢处于门区)，则开始电梯轿厢的运动与速度限制和位置限制的比较。在门区中，确保电梯轿厢的速度不能例如由于钢索滑行或制动失灵而超过容许速度。在门区中进一步监测电梯轿厢停留在门区、或距门区最大容许距离。当记录下关于电梯轿厢离开门区时刻的信息时，可以计算出该距离，并持续地监测电梯轿厢的速度。在根据图2的示例中，无论电梯轿厢的门是否打开或关闭，以及电梯是否处于缓动驱动设定，都将电梯轿厢的速度与相同的极限值进行比较。然而，根据本发明可以为其设定单独的运行模式。因此，三个运动极限值与运行模式40相关联：极限值V_lim2设定速度限制，低于该速度限制则在低速时容许电梯的运动状态，而极限值h_lim1和h_lim2设定电梯轿厢距门区的容许距离。容许位置h在这些容许距离之间，例如当h_lim1≤h≤h_lim2。
图2特别示出了不带对重的电梯系统的安全设施，其中不受控的加速运动只能在向下方向发生。当在带有对重的电梯系统中使用根据本发明的解决方案时，其中根据电梯轿厢的负荷状态故障情形可能导致或者向下或者向上的电梯轿厢的不受控运动，在安全设施中用于做出关于从一种运行模式切换至另一种运行模式和/或设定电梯系统的运行模式的决策的标准，优选地这样形成，使得速度和减速度受到监测，并设定对于向上和向下两个方向运动的极限值。可以为向上和向下方向的幅值设定相同的极限值，但是它们也可以彼此不同。
图2以简单实施方式示出根据本发明的电梯系统及其安全设施的运行。然而，根据本发明的安全设施还可以包括用于设定电梯系统的其他运行模式的装置。在一种优选实施方式中，安全设施包括用于接收关于机械制动器的手动打开的信息，并且在这种情况下，机械制动器可以这样手动打开，使得安全设施不会启动停止器具，在该情况下，当电路断开时电梯轿厢也可以驱动至楼层。安全设施可以进一步包括如下的装置：用于测试停止器具的控制开关的操作，以及用于复位安全设备的存储器，例如在制造电梯系统之后。在一种优选实施方式中，足期例如一大一次或者运转50小时之后，测试停止器具的控制开关的操作。
被集成在根据本发明的安全设施中的用于接收信息和用于监测运动的装置，可以利用软件程序与电梯的控制系统的联合来实现，使得为了实现安全设施，主要给用于电梯系统的根据现有技术的电梯控制系统添加一开关，当这样设定控制装置的输出时，利用该开关可以启动停止器具。可以使用现有技术的停止器作为一种停止器具，使得这种停止器具当受到除根据本发明之外的一种安全设备(例如起到机械超速调节器的停止器具作用的安全齿轮)的控制时，也适合于运行。
借助于图2给出的解决方案，可以至少实现以下安全过程：当电梯轿厢或在正常模式或在缓动模式下位于门区时，如果电梯轿厢从门区附近移开，或者如果电梯轿厢的速度太大，则启动停止器具。在下行紧急停止中如果减速度不足，以及在上行紧急停止中如果电梯轿厢的速度在停止之后试图增加而低于容许极限，则启动停止器具。如果在运转期间电梯的供电断开，则以安全设备尝试停止或限制电梯轿厢的运动，只有在减速度保持为太小而有必要时才启动根据本发明解决方案的停止器具。
借助于根据本发明的安全设施，还可以实现以下功能：当手动方式打开机械制动器时，可以使得用于控制停止器具的装置适合于切断，在这种情况下，当电梯轿厢在门区外进入停顿时，如果没有安全设施的停止器具停住电梯轿厢，则可能使电梯轿厢开走。为了实现这一点，可将一开关与机械制动器相连，该开关指示制动器的手动打开，而安全设施可以包括如下的装置：用于接收关于该开关状态的信息。在供电断开期间以及存在供电时，也可以使安全设施适合于能够人工救援。
对本领域技术人员而言，本发明显然并不局限于上述示例，而是可以在所附权利要求的范围内进行改进。对于本领域技术人员而言，同样显然的是，上述安全设施的功能部件不必是单独的，而是可以直接集成进电梯的控制系统中。可以将与不同运行模式相关联的容许运动的极限值，存储于安全设施所包括的装置的存储器中。在一种优选实施方式中，根据本发明的安全设施被实现为与电梯供电设备所包括的变频器的控制单元相结合，变频器的控制单元在现有技术中也适合于接收信息，在本安全设施中使用该控制单元设定电梯系统的运行模式。在这种情况下，除现有技术的安全设备之外，完全不需要任何额外部件来实现根据本发明的安全器具，并且，所需要的实际附加部件可以被限于例如继电器，用该继电器可以启动停止器具。
本发明并不局限于上述实施方式，其中利用示例对本发明进行了说明，在由所附权利要求限定的本发明概念的范围内，本发明可以有许多改进和不同实施方式。