УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ ДВЕРЕЙ ШАХТЫ ЛИФТА

Полезная модель относится к области контроля состояния лифтового оборудования и может быть использована для анализа состояния дверей шахты лифта в системах управления работой лифтов.
Известны различные устройства, анализирующие состояние дверей шахты лифта для обеспечения безопасности работы лифта (см., например, [1-8]).
Известно также устройство для анализа состояния дверей шахты лифта обеспечения безопасности работы лифта [9]. Это устройство содержит подключенные к источнику питания n датчиков состояния дверей шахты лифта и датчик состояния дверей кабины лифта, реле контроля этих датчиков и анализирующий блок.
Недостатком устройства является отсутствие блокировки привода лифта в случае несанкционированного проникновения людей в шахту лифта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и выбранному в качестве прототипа является устройство для анализа состояния дверей шахты лифта [10], содержащее n датчиков состояния дверей шахты лифта, n искрогасящих цепей, датчик состояния дверей кабины лифта, микроконтроллер, первый компенсированный делитель напряжения, второй компенсированный делитель напряжения, формирователь синхронизирующего сигнала, масштабирующий усилитель, дифференциальный усилитель, первый нормирующий преобразователь, реле управления питанием контакторов привода лифта, первый ключевой элемент, второй ключевой элемент, реле управления реверсом привода дверей кабины лифта, второй нормирующий преобразователь и индикатор состояния с соответствующими связями.
Устройство-прототип позволяет осуществлять не только блокировку привода лифта в случае открытия дверей шахты или кабины лифта, но и в случае несанкционированного проникновения людей в шахту лифта.
Недостатком прототипа является высокая вероятность ложных срабатываний блокировки из-за низкой помехозащищенности цепи блокировки.
Задачей полезной модели является уменьшение вероятности ложных срабатываний блокировки.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для анализа состояния дверей шахты лифта, содержащее n датчиков состояния дверей шахты лифта и датчик состояния дверей кабины лифта, микроконтроллер, первый компенсированный делитель напряжения, второй компенсированный делитель напряжения, формирователь синхронизирующего сигнала, масштабирующий усилитель, дифференциальный усилитель, первым нормирующий преобразователь, реле управления питанием контакторов привода лифта, первый ключевой элемент, второй ключевой элемент, реле управления реверсом привода дверей кабины лифта, второй нормирующий преобразователь, индикатор состояния, при этом датчики состояния дверей шахты лифта с первого по n-й соединены последовательно, параллельно каждому датчику состояния дверей шахты лифта с первого по n-й включена соответствующая искрогасящая цепь, каждая из которых выполнена в виде RC-цепи, последовательно с датчиками состояния дверей шахты лифта включен датчик состояния дверей кабины лифта, датчики состояния дверей шахты лифта с первого по n-й с искрогасящими цепями с первой по n-ую и датчик состояния дверей кабины лифта составляют участок цепи безопасности, вывод первого датчика состояния дверей шахты лифта является первым выводом участка цепи безопасности, вывод датчика состояния дверей кабины лифта является вторым выводом участка цепи безопасности, вывод датчика состояния дверей кабины лифта, соединенный с выводом n-го датчика состояния дверей шахты лифта, является третьим выводом участка цепи безопасности, первый вывод участка цепи безопасности соединен со входом первого компенсированного делителя напряжения, третий вывод участка цепи безопасности соединен со входом второго компенсированного делителя напряжения, второй вывод участка цепи безопасности соединен с первым выводом контактов реле управления питанием контакторов привода лифта, с первым выводом обмотки реле управления питанием
контакторов привода лифта и со входом первого нормирующего преобразователя, выход первого компенсированного делителя напряжения соединен со входом формирователя синхронизирующего сигнала, со входом масштабирующего усилителя и первым входом дифференциального усилителя, выход второго компенсированного делителя напряжения соединен со вторым входом дифференциального усилителя, выход формирователя синхронизирующего сигнала соединен с первым входом микроконтроллера, выход масштабирующего усилителя соединен с третьим входом микроконтроллера, выход дифференциального усилителя соединен с четвертым входом микроконтроллера, выход первого нормирующего преобразователя соединен с пятым входом микроконтроллера, выход второго нормирующего преобразователя соединен со вторым входом микроконтроллера, первый и второй выходы микроконтроллера соединены, соответственно, с первым и вторым входами индикатора состояния, третий выход микроконтроллера соединен с управляющим входом первого ключевого элемента, четвертый выход микроконтроллера соединен с управляющим входом второго ключевого элемента, первый вывод первого ключевого элемента соединен с первым выводом обмотки реле управления реверсом привода дверей кабины лифта, первый вывод второго ключевого элемента соединен со вторым выводом обмотки реле управления питанием контакторов привода лифта, вторые выводы первого и второго ключевых элементов соединены с шиной нулевого потенциала, второй вывод контактов реле управления питанием контакторов привода лифта является выходом питания контакторов привода лифта, первый вывод участка цепи безопасности является входом питания участка цепи безопасности, второй вывод обмотки реле управления реверсом привода дверей кабины лифта является входом питания реле управления реверсом привода дверей, первый и второй выводы контактов реле управления реверсом привода дверей кабины лифта образуют выход управления реверсом привода дверей кабины лифта, вход второго нормирующего преобразователя является входом сигнала инспекции, отличается тем, что дополнительно содержит конденсатор, включенный между третьим выводом участка цепи безопасности и шиной нулевого потенциала.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором обозначены:
1
1 - первый датчик состояния дверей шахты лифта;
n
1 - n-й датчик состояния дверей шахты лифта;
1
2 - первая искрогасящая цепь;
n
2 - n-ая искрогасящая цепь;
3 - датчик состояния дверей кабины лифта;
4 - микроконтроллер;
5 - первый компенсированный делитель напряжения;
6 - второй компенсированный делитель напряжения;
7 - формирователь синхронизирующего сигнала;
8 - масштабирующий усилитель;
9 - дифференциальный усилитель;
10 - первый нормирующий преобразователь;
11 - реле управления питанием контакторов привода лифта;
12 - первый ключевой элемент;
13 - второй ключевой элемент;
14 - реле управления реверсом привода дверей кабины лифта;
15 - второй нормирующий преобразователь;
16 - индикатор состояния;
17 - выход питания контакторов привода лифта;
18 - вход питания участка цепи безопасности;
19 - вход питания реле управления реверсом привода дверей кабины лифта;
20 - выход управления реверсом привода дверей кабины лифта;
21 - вход сигнала инспекции;
22 - участок цепи безопасности;
23 - конденсатор.
1
n
1
n
1
n
1
n
Датчики 1, ..., 1 состояния дверей шахты лифта с первого по n-й соединены последовательно. Параллельно каждому датчику 1, ..., 1 состояния дверей шахты лифта с первого по n-й включена соответствующая искрогасящая цепь 2, ..., 2, каждая из которых представляет собой RC-цепь. Последовательно с датчиками 1, ..., 1 дверей шахты лифта включен датчик 3 состояния дверей кабины лифта.
1
n
Датчики 1, ..., 1 состояния дверей шахты лифта с первого по n-й и датчик 3 состояния дверей кабины лифта представляют
собой электромеханические выключатели, которые замкнуты при закрытых дверях и разомкнуты при открытых дверях.
1
n
1
n
1
n
Датчики 1, ..., 1 состояния дверей шахты лифта первого по n-й с искрогасящими цепями 2, ..., 2 с первой по n-ую и датчик 3 состояния дверей кабины лифта составляют участок 22 цепи безопасности, вывод первого датчика 1 состояния дверей шахты лифта является первым выводом участка 22 цепи безопасности, вывод датчика 3 состояния дверей кабины лифта является вторым выводом участка 22 цепи безопасности, вывод датчика 3 состояния дверей кабины лифта, соединенный с выводом n-го датчика 1 состояния дверей шахты лифта, является третьим выводом участка 22 цепи безопасности.
Первый вывод участка 22 цепи безопасности соединен со входом первого компенсированного делителя 5 напряжения. Третий вывод участка 22 цепи безопасности соединен со входом второго компенсированного делителя 6 напряжения, второй вывод участка 22 цепи безопасности соединен с первым выводом контактов реле 11 управления питанием контакторов привода лифта, с первым выводом обмотки реле 11 управления питанием контакторов привода лифта и со входом первого нормирующего преобразователя 10.
Конденсатор 23 включен между третьим выводом участок цепи 22 безопасности и шиной нулевого потенциала.
Реле 11 управления питанием контакторов привода лифта является реле с нормально разомкнутыми контактами.
1
n
Если все двери шахты и двери кабины лифта закрыты, что означает, что контакты датчиков 1, ..., 1 состояния дверей шахты лифта первого по n-й и датчика 3 состояния дверей кабины лифта замкнуты (участок 22 цепи безопасности замкнут), то на первый вывод контактов реле 11 управления питанием контакторов привода лифта и на первый вывод обмотки реле 11 управления питанием контакторов привода лифта подано напряжение питания со входа 18 питания участка 22 цепи безопасности.
При открытии дверей шахты или дверей кабины лифта происходит разрыв участка 22 цепи безопасности, напряжение питания перестает подаваться на первый вывод контактов реле 11 управления питанием контакторов привода лифта и на первый вывод обмотки
реле 11 управления питанием контакторов привода лифта, что гарантирует отсутствие напряжения питания на выходе 17 питания контакторов привода лифта и невозможность включения привода лифта при открытых дверях шахты или кабины.
Выход первого компенсированного делителя 5 напряжения соединен со входом формирователя 7 синхронизирующего сигнала, со входом масштабирующего усилителя 8 и первым входом дифференциального усилителя 9, выход второго компенсированного делителя 6 напряжения соединен со вторым входом дифференциального усилителя 9.
1
n
Первый и второй компенсированные делители 5 и 6 напряжения служат для преобразования сигналов, уровни которых соответствуют напряжению питания, подаваемого на вход 18 питания участка 22 цепи безопасности в сигналы, уровни которых соответствуют допустимым значениям уровней сигналов, подаваемых на входы формирователя 7 синхронизирующего сигнала, масштабирующего усилителя 8 и дифференциального усилителя 9. При настройке устройства параметры первого и второго компенсированных делителей 5 и 6 напряжения выбираются таким образом, чтобы при всех замкнутых контактах датчиков 1, ..., 1 состояния дверей шахты лифта первого по n-й и датчика 3 состояния дверей кабины лифта (при замкнутом участке 22 цепи безопасности) напряжения на выходах первого и второго компенсированных делителей 5 и 6 были равными.
Значение емкости конденсатора 23 выбирается много больше значений паразитных емкостей участка 22 цепи безопасности, а значение комплексного сопротивление конденсатора 23 на частоте питающей сети было много больше активного сопротивления участка 22 цепи безопасности. Значение емкости конденсатор 23 выбирается преимущественно в диапазоне от 0.1 до 0.3 мкФ. При этом напряжение на третьем выводе участка 22 цепи безопасности близко к напряжению питания, поданного на вход 18 питания участка 22 цепи безопасности.
Выход формирователя 7 синхронизирующего сигнала соединен с первым входом микроконтроллера 4. Выход масштабирующего усилителя 8 соединен с третьим входом микроконтроллера 4. Выход
дифференциального усилителя 9 соединен с четвертым входом микроконтроллера 4. Выход первого нормирующего преобразователя 10 соединен с пятым входом микроконтроллера 4. Выход второго нормирующего преобразователя 15 соединен со вторым входом микроконтроллера 4. Первый и второй выходы микроконтроллера 4 соединены, соответственно, с первым и вторым входами индикатора 16 состояния.
Индикатор 16 состояния представляет собой двухцветный индикатор (например, двухцветный светодиод), служащий для индикации состояния устройства анализа состояния дверей лифта (рабочий режим или состояние блокировки).
Третий выход микроконтроллера 4 соединен с управляющим (У) входом первого ключевого элемента 12. Четвертый выход микроконтроллера 4 соединен с управляющим (У) входом второго ключевого элемента 13.
Первый вывод первого ключевого элемента 12 соединен с первым выводом обмотки реле 14 управления реверсом привода дверей кабины лифта.
Первый ключевой элемент 12 под управлением микроконтроллера 4 обеспечивает подключение первого вывода обмотки реле 14 управления реверсом привода дверей кабины лифта к точке с нулевым потенциалом, что обеспечивает срабатывание этого реле (при наличии напряжения питания на входе 19 питания реле 14 управления реверсом привода дверей кабины лифта), замыкание цепи управления реверсом привода дверей кабины лифта (подключенной к выходу 20 управления реверсом привода дверей кабины лифта) и открытие дверей кабины лифта.
Первый вывод второго ключевого элемента 13 соединен со вторым выводом обмотки реле 11 управления питанием контакторов привода лифта.
Второй ключевой элемент 13 под управлением микроконтроллера 4 обеспечивает отключение второго вывода обмотки реле 11 управления питанием контакторов привода лифта от точки с нулевым потенциалом, что позволяет микроконтроллеру 4 отключать реле 11 управления питанием контакторов привода лифта и обеспечивать отключение питания контакторов привода лифта.
Второй вывод контактов реле 11 управления питанием контакторов привода лифта является выходом 17 питания контакторов привода лифта. Первый вывод участка 22 цепи безопасности является входом 18 питания участка 22 цепи безопасности. Второй вывод обмотки реле 14 управления реверсом привода дверей кабины лифта является входом 19 питания реле управления реверсом привода дверей. Первый и второй выводы контактов реле 14 управления реверсом привода дверей кабины лифта образуют выход 20 управления реверсом привода дверей кабины лифта. Вход второго нормирующего преобразователя 15 является входом 21 сигнала инспекции.
Первый нормирующий преобразователь 10 обеспечивает преобразование сигнала, уровень которого соответствуют напряжению питания, подаваемого на вход 18 питания участка 22 цепи безопасности в сигнал, уровень которого соответствует допустимому значению уровня сигналов, подаваемых на входы микроконтроллера 4. Второй нормирующий преобразователь 15 обеспечивает преобразование сигнала инспекции, в сигнал, уровень которого соответствует допустимому значению уровня сигналов, подаваемых на входы микроконтроллера 4.
Сигнал инспекции, подаваемый на вход 21 сигнала инспекции переводит предлагаемое устройство в режим контроля работоспособности лифта. При этом отменяется формирование сигнала реверса и постановка реле 11 в блокировку.
Устройство для анализа состояния дверей шахты лифта работает следующим образом.
1
n
В исходном состоянии (все двери шахты и двери кабины лифта закрыты) контакты датчиков 1, ..., 1 состояния дверей шахты лифта первого по n-й и датчика 3 состояния дверей кабины лифта замкнуты (участок 22 цепи безопасности замкнут), второй ключевой элемент 13 замкнут, напряжение питания с входа 18 питания участка 22 цепи безопасности подано на первый вывод контактов реле 11 управления питанием контакторов привода лифта и на первый вывод обмотки реле 11 управления питанием контакторов привода лифта, контакты реле 11 управления питанием контакторов привода лифта замкнуты, питание через выход 17 питания
контакторов привода лифта подано на контакторы привода лифта, работа привода лифта разрешена. При этом напряжение на третьем выводе участка 22 цепи безопасности близко к напряжению питания, поданного на вход 18 питания участка 22 цепи безопасности и равны напряжения на первом и втором входах дифференциального усилителя 9. Напряжение на выходе дифференциального усилителя 9 (на четвертом входе микроконтроллера 4) равно нулю.
При открытии дверей шахты или дверей кабины лифта происходит разрыв участка 22 цепи безопасности, напряжение питания перестает подаваться на первый вывод контактов реле 11 управления питанием контакторов привода лифта и на первый вывод обмотки реле 11 управления питанием контакторов привода лифта, что гарантирует отсутствие напряжения питания на выходе 17 питания контакторов привода лифта и гарантирует невозможность включения привода лифта при открытых дверях шахты или кабины.
Если открыты двери кабины лифта, то контакты датчика 3 состояния дверей кабины лифта разомкнуты. В этом случае отсутствует напряжение на втором выводе участка 22 цепи безопасности, а следовательно, и на выходе первого нормирующего преобразователя 10 и на пятом входе микроконтроллера 4. При этом разность напряжений между первым и третьим выводами участка 22 цепи безопасности (а, следовательно, между первым и вторым входами дифференциального усилителя 9, на выходе дифференциального усилителя и на четвертом входе микроконтроллера 4) пропорционально количеству разомкнутый контактов датчиков состояния дверей шахты лифта, так как при размыкании контактов датчика состояния дверей шахты лифта в участок 22 цепи безопасности последовательно оказывается включенная искрогасящая цепь. При одновременном размыкании контактов нескольких датчиков состояния дверей шахты лифта (кроме дверей шахты на том этаже, где находится кабина лифта), открыты двери шахты лифта на другом этаже, что дает возможность проникновения людей в шахту лифта). В участок 22 цепи безопасности оказываются последовательно включенными несколько искрогасящих цепей. При этом ток в участке 22 цепи безопасности протекает через эти искрогасящие цепи и второй компенсированный делитель 6 напряжения, а напряжение делится между эти искрогасящими цепями и вторым компенсированным
делителем 6 напряжения. Микроконтроллер 4 сравнивает сигнал, получаемый на свой четвертый вход (с выхода дифференциального усилителя 9) с опорным сигналом, получаемым на третий вход микроконтроллера 4 (с выхода масштабирующего усилителя 8), для чего производится их синхронная фильтрация (для этого используется синхронизирующий сигнал, поступающий на первый вход микроконтроллера 4 с выхода формирователя 7 синхронизирующего сигнала) и последующая корреляционная обработка. Если в результате такой обработки сигналов, поступающих с выводов участка 22 цепи безопасности микроконтроллером 4 будет установлено, что открыты двери шахты лифта более, чем на одном этаже (кроме этажа, где в данный момент находится кабина лифта, двери шахты открыты еще и на другом этаже), микроконтроллер 4 через свой четвертый выход выдает сигналы управления вторым ключевым элементом 13, которые обеспечивают перевод второго ключевого элемента 13 в разомкнутое состояние. Второй вывод обмотки реле 11 управления питанием контакторов привода лифта отключается от точки с нулевым потенциалом и происходит размыкание контактов реле 11 управления питанием контакторов привода лифта и отключение питания контакторов привода лифта, что делает невозможным работу лифта. Микроконтроллер 4 через свой третий выход выдает сигналы управления первым ключевым элементом 12, которые обеспечивают перевод первого ключевого элемента 12 в замкнутое состояние, что обеспечивает подключение первого вывода обмотки реле 14 управления реверсом привода дверей кабины лифта и включение реверса привода дверей кабины лифта (открытие дверей кабины лифта). После этого второй ключевой элемент 13, а следовательно, и контакты реле 11 управления питанием контакторов привода лифта остаются разомкнутыми и работа лифта блокирована даже после замыкания контактов всех датчиков участка 22 цепи безопасности (устройство входит в режим блокировки).
Если двери кабины лифта закрыты, но при этом открыты двери шахты лифта (на одном или нескольких этажах), контакты датчика 3 состояния дверей кабины лифта замкнуты, в участок 22 цепи безопасности включена одна или несколько искрогасящих цепей (на тех этажах, где разомкнуты контакты датчиков состояния дверей шахты лифта, то есть открыты двери шахты лифта и имеется
возможность проникновения людей в шахту лифта). В этом случае напряжение питания участка 22 цепи безопасности (поданное с входа 18 питания участка 22 цепи безопасности на первый вывод участка 22 цепи безопасности) делится между искрогасящими цепями и обмоткой реле 11 управления питанием контакторов привода лифта, причем напряжения на втором и третьих выводах участка 22 цепи безопасности равны и имеют малые значения (сопротивление обмотки реле 11 управления питанием контакторов привода лифта много меньше сопротивления искрогасящих цепей). Данная ситуация также опознается микроконтроллером 4, который при этом осуществляет действия, аналогичные действиям при одновременном открытии дверей кабины лифта и дверей шахты лифта сразу на нескольких этажах, то есть переводит устройство для анализа состояния дверей шахты лифта в режим блокировки.
Переход устройства в режим блокировки сопровождается изменением индикации на индикаторе 16 состояния.
При подаче на вход 21 сигнала инспекции сигнала высокого уровня устройство в режим блокировки не переходит. Режим инспекции необходим при наладке и проверке работоспособности других систем и устройств лифта.
Конденсатор 23 фильтрует помехи, возникающие в электрических цепях устройства, уменьшая вероятность ложных срабатываний блокировки, таким образом, технический результат заключается в уменьшении вероятности ложных срабатываний блокировки.
Представленные чертежи и описание устройства позволяет, используя существующую элементную базу, изготовить его промышленным способом и использовать для анализа состояния дверей шахты лифта, что характеризует предлагаемую полезную модель как промышленно применимую.
Источники информации
1. РФ, свидетельство №5583 на полезную модель, МПК В66В 5/02, публикация 24.02.97 г.
2. РФ, свидетельство №5988 на полезную модель, МПК В66В 1/30, публикация 29.01.96 г.
3. РФ, свидетельство №7402 на полезную модель, МПК В66В 5/02, публикация 01.12.97 г.
4. РФ, свидетельство №7968 на полезную модель, МПК В66В 1/36, публикация 16.01.98 г.
5. РФ, свидетельство №8956 на полезную модель, МПК В66В 1/30, публикация 09.09.98 г.
6. РФ, свидетельство №8957 на полезную модель, МПК В66В 1/30, публикация 09.09.98 г.
7. РФ, свидетельство №10701 на полезную модель, МПК В66В 1/30, публикация 15.04.99 г.
8. РФ, патент №214008 на изобретение, МПК В66В 5/02, публикация 10.10.97 г.
9. РФ, свидетельство №4739 на полезную модель, МПК В66В 5/02, публикация 29.06.96 г.
10. РФ, свидетельство №15716 на полезную модель, МПК В66В 5/02, публикация 10.11.2000 г. (прототип).