异步式层轿门锁联脱位置检测和速度自适应装置及方法

技术领域

本发明涉及电梯控制技术领域，特别涉及一种异步式层轿门锁联脱位置检测装置和方法及速度自适应方法。

背景技术

现代建筑一般为多层建筑，一台电梯服务的层门数量普遍较多。当安装人员自井道顶部到底部放芯线确定层门系统位置后，完成层门定位及安装。由于层门数量较多，且受安装人员的熟练程度，安装精度等因素影响，很难保证所有层门锁位于同一竖直基准面上，这会造成异步式轿门锁和层门锁提前或延后接触，结合点不一致。开门时，当异步式层门锁与轿门锁提前接触时，由于速度未及时达到层门锁和轿门锁联动加速需要的起始速度，造成开门效率低下；当异步式轿门锁和层门锁延后接触时，轿门锁刀臂与层门锁滚轮接触达到层门锁限位时的速度过高，造成开门异响。关门时，当异步式轿门锁与层门锁提前脱离时，接近关门位置，门机未能减速至规定的脱离速度，此时轿门已闭合，会造成撞击异响；当异步式轿门锁与层门锁延后脱离时，层门关闭尾段时速度低于默认关闭尾段的速度，影响门机的运行效果。以上所述在实际工程中一般由安装人员依据图面和工程经验来调整，调整耗时较长，影响现场工事的效率和日常的维护保养。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有层门锁调整过程中所存在的不足而提供一种异步式层轿门锁联脱位置检测和速度自适应装置。该装置基于异步式门锁的速度曲线运行特性，通过分析异步式轿门锁和层门锁联动和脱离时的运动学特性在反馈速度和转矩电流上的反映，设计一种检测方式对异步式轿门锁和层门锁联动和脱离时的位置进行辨识，能够以较高精度判断同标准安装位置的偏差距离，从而通过通讯媒介以信息提示安装和保养人员偏差距离和调整方向。在平时运行时，可以作为实时的位置监测，对于异步式轿门锁和层门锁的运行磨损等实际工况进行监控，以此提升安装和保养人员的工作效率。

本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种异步式层轿门锁联脱位置检测和速度自适应方法。

本发明所要解决的技术问题之三在于提供一种异步式层轿门锁联脱位置的速度自适应方法，根据偏差的位置自行调整速度曲线，从而使得异步式轿门锁和层门锁联动和脱离时的运行平稳，避免卡顿和门扇碰撞，极大方便了现场作业人员安装调试。

作为本发明第一方面的异步式层轿门锁联脱位置检测和速度自适应装置，包括：

一门锁联动和脱离位置检测部，用于检测开门时层门锁与轿门锁联动时的位置和关门时层门锁与轿门锁脱离时的位置，并输出检测信号；

一门锁联动和脱离位置比较部，该门锁联动和脱离位置比较部的信号输入端与所述门锁联动和脱离位置检测部的信号输出端连接，接收所述门锁联动和脱离位置检测部输出的检测信号并与设计标定值做比较，形成层门锁与轿门锁之间的偏差信息；

一偏差信息输出部，所述偏差信息输出部与所述门锁联动和脱离位置比较部连接，输出所述门锁联动和脱离位置比较部所形成的层门锁与轿门锁之间的偏差信息以及是否可以通过速度曲线自适应进行自动调整信息；

一门锁曲线自适应部，所述门锁曲线自适应部的信息输出端与所述偏差信息输出部的信息输入端连接，接收所述偏差信息输出部输出的所述门锁联动和脱离位置比较部所形成的层门锁与轿门锁之间的偏差信息以及是否可以通过速度曲线自适应进行自动调整信息，按照设定的门锁联动和脱离所在速度曲线的位置调整速度曲线，使得层门锁与轿门锁联动和脱离的位置落在设定位置内。

在本发明的一个优选实施例中，所述层门锁与轿门锁之间的偏差信息包括层门锁与轿门锁之间的偏差方向和偏差距离。

作为本发明第二方面的异步式层轿门锁联脱位置检测和速度自适应方法，包括如下步骤：

步骤一：初始层门锁与轿门锁联动和脱离位置侦测和校正；

步骤二：以一恒定速度进行门系统的开关门运行一定次数，分别记录开门和关门时门机的转矩电流和速度突变的位置的均值；

步骤三：在每一楼层均进行步骤一和步骤二的操作，记录每层的层门锁与轿门锁开始联动时刻的位置和结束联动时刻的位置，设定参数表并存储；

步骤四：将每一层层门锁与轿门锁开始联动时刻的位置和脱离时刻的位置同安装所设计标定值相比形成一层门锁与轿门锁之间的偏差信息；

步骤五：检测所述层门锁与轿门锁之间的偏差信息是否在速度自适应规定的最大偏差阈值之内，若在最大偏差阈值之内，则进行速度曲线自适应；若超过该速度自适应规定的最大偏差阈值，则发出警告信息提示工作人员调整层门锁与轿门锁之间的机械位置。

在本发明的一个优选实施例中，步骤五中，若超过速度自适应规定的最大偏差阈值，根据检测的偏差距离，发出层门锁与轿门锁之间调节的偏差量和调节方向信息。

作为本发明第三方面的异步式层轿门锁联脱位置的速度自适应方法，包括如下步骤：

步骤一：电梯正常运行时，对任一层每一次开关门时的层门锁与轿门锁联动和关门时层门锁与轿门锁脱离时的位置进行实时监测，写入到监测的所述参数表中；

步骤二：当连续侦测到设定次数均出现超过速度自适应规定的最小偏差阈值的层门锁与轿门锁之间的偏差信息，提示进行速度自适应；

步骤三：判断步骤二所述设定次数的层门锁与轿门锁之间的偏差信息是否都在速度自适应规定的最大偏差阈值之内，若在最大偏差阈值之内，则依据自适应计算值进行速度曲线调整；否则不予调整速度曲线，发出警告信息提示工作人员调整层门锁与轿门锁之间的机械位置。

在本发明的一个优选实施例中，步骤三中，若超过速度自适应规定的最大偏差阈值，根据检测的偏差距离，发出层门锁与轿门锁之间调节的偏差量和调节方向信息。

现有的异步门系统门锁调试一般依据设计图面和安装人员经验完成，本发明通过对于层门锁与轿门锁联动和脱离位置的侦测，可以确定层门锁与轿门锁联动和脱离位置的偏差和调整方向，方便安装人员进行调整，同时，本发明还提供一种速度曲线自适应方法，对于偏差未超过自适应阈值的异步门系统实现门速度曲线对于门锁的自适应。在平时正常运行时，可以实时的监测门锁的状态，方便维保人员掌握门锁状态，便于维保。同时，在层门锁与轿门锁偏差信息未超过自适应阈值的楼层实现门系统速度曲线对于门锁的自适应，提升维保人员工作效率，同时也提升异步门系统运行的平稳性、舒适性和高效性。

附图说明

图1为本发明的异步式层轿门锁联脱位置检测和速度自适应装置的原理框图。

图2a至图2c为异步式门锁关门行程时序图。

图3a至图3c为异步式门锁开门行程时序图。

图4为本发明异步门系统开门速度曲线示意图。

图5为本发明异步门系统关门速度曲线示意图。

图6为本发明异步式层轿门锁联脱位置检测方法和速度自适应方法中一种实施方式的层门锁和轿门锁联动位置检测示意图。

图7为本发明异步式层轿门锁联脱位置检测方法和速度自适应方法中一种实施方式的层门锁和轿门锁脱离位置检测示意图。

图8为本发明异步式层轿门锁联脱位置检测方法和速度自适应方法中另一种实施方式的层门锁和轿门锁联动位置检测示意图。

图9为本发明异步式层轿门锁联脱位置检测方法和速度自适应方法中另一种实施方式的层门锁和轿门锁脱离位置检测示意图。

图10为本发明异步式层轿门锁联脱位置检测流程示意图。

图11为本发明异步式层轿门锁联脱位置的速度自适应方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

本发明的异步式层轿门锁联脱位置检测装置，参见图1，包括三个部分，具体是：

一门锁联动和脱离位置检测部100，用于检测开门时层门锁与轿门锁联动时的位置和关门时层门锁与轿门锁脱离时的位置，并输出检测信号；该门锁联动和脱离位置检测部100具体可以为速度传感器信号和门锁电气开关信号，输入到处理器中由处理器的门锁联动和脱离位置检测逻辑进行判断，并且由处理器输出检测信号。

一门锁联动和脱离位置比较部200，该门锁联动和脱离位置比较部200的信号输入端与门锁联动和脱离位置检测部100的信号输出端连接，接收门锁联动和脱离位置检测部100输出的检测信号并与设计标定值做比较，形成层门锁与轿门锁之间的偏差信息；该层门锁与轿门锁之间的偏差信息包括层门锁与轿门锁之间的偏差方向和偏差距离。该门锁联动和脱离位置比较部200具体可以为处理器存储的默认值和门锁联动和脱离位置检测部100输出信号时的门锁位置，将二者在处理器中进行比较，输出偏差距离和偏差方向。

一偏差信息输出部300，该偏差信息输出部300与门锁联动和脱离位置比较部200连接，输出门锁联动和脱离位置比较部200所形成的层门锁与轿门锁之间的偏差信息以及是否可以通过速度曲线自适应进行自动调整信息。该偏差信息输出部300具体可以为处理器中门锁联动和脱离位置比较部200计算的偏差值，同设定的速度自适应规定的最大偏差阈值进行比较，判断是否可以进行速度自适应，由处理器输出偏差信息和是否可以通过速度自适应进行自动调整信息。

一门锁曲线自适应部400，该门锁曲线自适应部400的信息输出端与偏差信息输出部300的信息输入端连接，接收偏差信息输出部400输出的门锁联动和脱离位置比较部300所形成的层门锁与轿门锁之间的偏差信息以及是否可以通过速度曲线自适应进行自动调整信息，按照设定的门锁联动和脱离所在速度曲线的位置调整速度曲线，使得层门锁与轿门锁联动和脱离的位置落在设定位置内。

本发明的异步式层轿门锁联脱位置检测和速度自适应方法，参见图10，包括如下步骤：

步骤一：初始层门锁与轿门锁联动和脱离位置侦测和校正；

步骤二：以一恒定速度进行门系统的开关门运行一定次数，分别记录开门和关门时门机的转矩电流和速度突变的位置的均值；具体是：实时计算速度变化值和转矩电流的变化值，参见图2a至图2c和图3a至图3c，电梯正常运行时，轿门锁刀臂1与层门锁滚轮2保持一定安全运行间隙，避免轿门锁刀臂1与层门锁滚轮2发生碰撞。当轿厢位于平层区域时，开门时，轿门锁刀臂1与层门锁滚轮2的接触角度由于层门锁滚轮2旋转发生变化，当轿门锁刀臂1接触层门锁滚轮2完成层门锁和轿门锁联动，此时层门系统摩擦力、转动惯量和层门自闭装置会提供一个与轿厢门运动相反的力，此时门机输出的转矩电流会发生突变增大，速度会发生突变减小，设置一开门时速度和转矩电流变化率检测阈值，超过该开门时速度和转矩电流变化率检测阈值持续一设定时间即发生突跳，此位置作为层门锁和轿门锁联动的结合点；关门时，当轿门锁刀臂1脱离层门锁滚轮2完成层门脱离,此时层门系统摩擦力、转动惯量和层门自闭装置不再对门刀施以作用力，此时加速度方向将发生变化，门机输出的转矩电流会发生突变减小再到反向，速度也会因为层门系统摩擦力、转动惯量和层门自闭装置的自闭力消失，加速度方向变化，合力矩方向同运行速度反向而发生突变减小。设置一关门时速度和转矩电流变化率检测阈值，超过该关门时速度和转矩电流变化率检测阈值持续一设定时间即判断发生突变，此位置作为层门锁和轿门锁脱离时刻的位置。突变发生后，轿门锁刀臂1与层门锁滚轮2脱离，保持一定安全运行间隙，保证电梯的正常运行。

步骤三：在每一楼层均进行步骤一和步骤二的操作，记录每层的层门锁与轿门锁开始联动时刻的位置和脱离时刻的位置，设定参数表(参见表1)并存储；

表1

判断层门锁与轿门锁开始联动时刻的位置和结束联动时刻的位置可以采用以下两种具体实施方式：

第一种具体实施方式是：

参见图6，图6中线1为参考速度曲线，线2为反馈速度曲线，线3为参考转矩电流曲线，线4为反馈转矩电流曲线。

以一恒定速度开门，如图5中的圈5处所示，当反馈速度因为层门惯量的加入而发生突跳减小，转矩电流也因为要调节速度平衡而突然增加，当超过设定的开门时速度和转矩电流变化率检测阈值和持续时间时判断为层门锁与轿门锁联动位置。

参见图7，图7中线6为参考速度曲线，线7为反馈速度曲线，线8为参考转矩电流曲线，线9为反馈转矩电流曲线。

以一恒定速度关门，如图6中的圈10处所示，当反馈速度因为层门锁与轿门锁脱离发生惯性振荡，转矩电流因为层门锁与轿门锁脱离，维持该区域要求的速度所需的转矩降低而减小，在惯性振荡结束后方向发生了反转。当超过设定关门时速度和转矩电流变化率检测阈值和持续时间时判断层门锁与轿门锁脱离位置。

第二种具体实施方式是：

参见图8，图8中线11为参考速度曲线，线12为反馈速度曲线，线13为参考转矩电流曲线，线14为反馈转矩电流曲线。

以运行速度曲线开门，如图8中的圈15处所示，当反馈速度发生突跳，转矩电流也突然增加，当超过设定的开门时速度和转矩电流变化率检测阈值和持续时间时判断为层门锁与轿门锁联动位置。

参见图9，图9中线16为参考速度曲线，线17为反馈速度曲线，线18为参考转矩电流曲线，线19为反馈转矩电流曲线。

以运行速度曲线关门，如图9中的圈20处所示，当反馈速度因为层门锁与轿门锁脱离发生惯性振荡，转矩电流因为层门锁与轿门锁脱离，维持该区域要求的速度所需的转矩降低而减小，在惯性振荡结束后方向发生了反转。当超过设定关门时速度和转矩电流变化率检测阈值和持续时间时判断层门锁与轿门锁脱离位置。

步骤四：将每一层层门锁与轿门锁开始联动时刻的位置和结束联动时刻的位置同安装所设计标定值相比形成一层门锁与轿门锁之间的偏差信息；

步骤五：检测层门锁与轿门锁之间的偏差信息是否在速度自适应规定的偏差阈值之内，若没有，则进行速度曲线自适应；若超过该速度自适应规定的偏差阈值，则通过控制器的通讯接口发出警告信息提示工作人员调整层门锁与轿门锁之间的机械位置。根据检测的偏差信息，发送层门锁与轿门锁之间调节的偏差量和调节方向信息。

参见图11，异步式层轿门锁联脱位置的速度自适应方法，包括如下步骤：

步骤一：电梯正常运行时，对任一层每一次开关门时层门锁与轿门锁联动时的位置和关门时层门锁与轿门锁脱离时的位置进行实时监测，写入到监测的上述表1的参数表中；

步骤二：设定层门锁与轿门锁之间的偏差信息提示的速度自适应规定的最小偏差阈值和最大偏差阈值，设置连续侦测层门锁与轿门锁之间的偏差信息提示的次数；当连续侦测到设定次数均出现超过速度自适应规定的最小偏差阈值的层门锁与轿门锁之间的偏差信息，提示进行速度自适应；

步骤三：判断设定次数的层门锁与轿门锁之间的偏差信息是否都在速度自适应规定的最大偏差阈值之内，若在最大偏差阈值之内，则依据自适应计算值进行速度曲线调整；否则不予调整速度曲线，发出警告信息提示工作人员调整层门锁与轿门锁之间的机械位置。尤其是若超过速度自适应规定的最大偏差阈值，根据检测的偏差距离，发出层门锁与轿门锁之间调节的偏差量和调节方向信息。

一般而言，异步式的门锁速度曲线采用是S曲线。如图4，开门时的S曲线包括轿门动作段、门锁联动过渡段、开门加速段、开门匀速段、开门减速段和开门结束保持段。如图5，关门时的S曲线包括关门加速段、关门匀速段、关门减速段、门锁解锁过渡段、轿门动作段和关门结束保持段。

开门时，层门锁与轿门锁联动位置应该位于图4的门锁联动过渡段，该门锁联动过渡段的距离可以设置，一般默认为门锁联动过渡段的中点位置。通过电梯异步式层轿门锁联动和脱离位置检测方法确定层门锁与轿门锁联动所在位置后，如果该位置位于轿门动作段，将减小轿门动作段位移，同时也减小门锁联动过渡段位移，使得层门锁与轿门锁联动点位于设定的曲线位置(如上文所述，默认为中点)，此后会增加门扇运动曲线段(开门加速段，开门匀速段，开门减速段)的位移；如果该位置位于门锁联动过渡段，则按照偏差信息增加或减小该门扇运动曲线段(开门加速段，开门匀速段，开门减速段)的位移，使得层门锁与轿门锁联动点位于设定的曲线位置。

关门时，门锁脱离位置应该位于图5的门锁脱离过渡段，该门锁脱离过渡段的距离可以设置，一般默认为该门锁脱离过渡段的中点位置。通过上文所述方法确定层门锁与轿门锁脱离所在位置后，如果该位置位于轿门动作段，将减小轿门动作段位移，同时也减小门锁脱离过渡段位移，使得层门锁与轿门锁脱离点位于设定的曲线位置，此后会增加门扇运动曲线段(关门加速段、关门匀速段、关门减速段)的位移；如果该位置位于门锁解锁过渡段，则按照偏差信息增加或减小该脱离过渡段位移，使得层门锁与轿门锁脱离点位于设定的曲线位置。

本发明异步式层轿门锁联脱位置的速度自适应方法需设定速度自适应规定的最大偏差阈值，超过该速度自适应规定的最大偏差阈值后，即超过速度曲线可自适应的范围，不予以调整，会通过通讯方式提示工作人员，提示需要人工调整的层数，偏差方向和偏差值；

电梯正常运行时，对任一层每一次开关门对于层门锁和轿门锁联动和脱离的位置进行实时监测，写入到监测的参数表中(见表1)。设定层门锁与轿门锁之间的偏差信息提示的速度自适应规定的偏差阈值，设置连续侦测层门锁与轿门锁之间的偏差信息提示的次数。

当连续侦测到设定次数均出现超过速度自适应规定的最小偏差阈值的层门锁与轿门锁之间的偏差信息后，作成提示。若这几次层门锁与轿门锁之间的偏差信息在速度自适应规定的最大偏差阈值之内，则将这几次的层门锁与轿门锁之间的偏差信息值进行一阶滤波后，求均值，计算偏差调整值，记录到表1该层的相应参数表中，此后依据计算得到的偏差调整值对于速度曲线进行自适应；若这几次层门锁与轿门锁之间的偏差信息均大于速度自适应规定的最大偏差阈值，则超过速度曲线可自适应的范围，不予以调整，会通过通讯方式提示工作人员，提示需要人工调整的层数，偏差方向和偏差值。

现有的异步门系统门锁调试一般依据设计图面和安装人员经验完成，本发明通过对于层门锁与轿门锁联动和脱离位置的侦测，可以确定层门锁与轿门锁联动和脱离位置的偏差和调整方向，方便安装人员进行调整，同时，本发明还提供一种速度曲线自适应方法，对于偏差未超过自适应阈值的楼层实现门速度曲线对于门锁的自适应。在平时正常运行时，可以实时的监测门锁的状态，方便维保人员掌握门锁状态，便于维保。由此提升维保人员工作效率，同时也提升异步门系统运行的平稳性、舒适性和高效性。