УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЛИФТА
ELEVATOR SAFETY DEVICE

Изобретение относится к подъемно-транспортной технике и может быть использовано в системе управления лифтом, а именно в средствах безопасности пассажирских лифтов с автоматическим приводом дверей.
Известно устройство обеспечения безопасной работы лифта, в котором, помимо основных механических этажных переключателей, введены дополнительные механические межэтажные переключатели и, по числу этажей шахты лифта, реле селекции импульсов, соединенные последовательно с путевыми датчиками. При этом на каждом этаже шахты лифта образован автономный участок цепи контроля наличия открытых дверей шахты лифта, в котором замыкающий контакт соответствующего реле селекции импульсов последовательно соединен с двумя параллельно включенными свободными замыкающими контактами левой и правой створок дверей шахты лифта и источником питания реле контроля от проникновения в шахту лифта. При возникновении несанкционированной ситуации реле контроля от проникновения в шахту лифта самоблокируется, а другими размыкающими контактами отключает источник питания от общей схемы лифта (РФ, патент №2148007, В66В 5/02, В66В 1/30, 27.04.2000 г.)
Недостаток известного устройства заключается в следующем. Прежде всего следует отметить несоответствие реализации известной схемы безопасности лифта «Правилам устройства и безопасной эксплуатации лифтов ПБ 10-558-03» (Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 16.05.03 г. №31 Зарегистрировано в Минюсте России 27.05.03, per..№4597), в соответствии с которыми (п.6.4.4.): «Для передачи выходного сигнала в электрических устройствах безопасности должны быть применены аппараты с контактным разрывом электрической цепи. Применение магнитоуправляемых контактов (герконов) не допускается», поскольку в этом случае снижается надежность, а следовательно, и безопасность эксплуатации лифта.
Кроме того, реле контроля от проникновения в шахту лифта отключает источник питания двумя последовательно соединенными контактами, расстояние между подвижной и неподвижной частями которых подбирается опытным путем, для того чтобы реле заблокировалось до отключения источника питания. Это снижает надежность срабатывания системы отключения источника питания при нештатных ситуациях и, как следствие, снижает безопасность эксплуатации лифта. При этом реализация схемы контроля несанкционированного проникновения в шахту через двери шахты требует введения дополнительных механических межэтажных переключателей, что также снижает надежность устройства, а следовательно, снижает безопасность эксплуатации лифта. Кроме того, в устройстве в автономных участках цепи контроля наличия открытых дверей шахты лифта отсутствуют средства контроля работоспособности как самих реле, так и их переключающих контактов, что также снижает безопасность эксплуатации лифта, а также не соответствует п.7.3. «Правил устройства и безопасной эксплуатации лифтов ПБ 10-558-03» (далее - «Правила ПБ 10-558-03»), в соответствии с которым: «Неисправности электронных компонентов не должны влиять на безопасность эксплуатации лифта».
Наиболее близким к предлагаемому является устройство обеспечения безопасности лифта, включающее реле безопасности шахты лифта, к которому подключены последовательно выключатели дверей шахты лифта, к каждому из которых подключен резистор. Номиналы резисторов идентичны. Кроме того, в устройство входят исполнительное реле, которое выполняет функцию контроля состояния дверей шахты лифта и срабатывает по сигналу с устройства контроля напряжения в последовательной цепи выключателей дверей шахты лифта. Реле контроля состояния дверей шахты лифта включается при закрытых дверях лифта и обеспечивает движение кабины. При открывании одной из дверей лифта сопротивление цепи выключателей принимает значение, равное R. При открывании одновременно двух дверей лифта сопротивление цепи выключателей принимает значение, равное 2R. Условием отключения реле контроля состояния дверей шахты лифта является значение сопротивления 2R и более. В этом случае реле контроля состояния дверей шахты лифта отключается и разрывает цепь питания катушки реле безопасности шахты лифта, которое, в свою очередь, разрывает цепь питания привода движения кабины.
Недостаток известного устройства заключается в следующем. В известном устройстве параллельно электрическим контактам выключателей дверей подключены резисторы, что не соответствует «Правилам ПБ 10-558-03», в соответствии с которыми (п.6.4.6.): «Не допускается включение параллельно электрическим контактам устройств безопасности каких-либо других электротехнических устройств или их шунтирование,…». Кроме того, в известном устройстве отключение питания реле контроля состояния дверей шахты лифта происходит с задержкой по времени, необходимой для компенсация несинхронности срабатывания контактов элементов устройства безопасности, которая устанавливается опытным путем подбором емкости конденсатора в узле контроля напряжения. Наличие в цепи отключения реле контроля состояния дверей шахты лифта помимо размыкающих контактов дополнительных электронных элементов, а также зависимость момента срабатывания реле от емкости конденсатора снижают надежность его срабатывания и, как следствие, снижают безопасность эксплуатации лифта. При этом в устройстве отсутствуют средства контроля работоспособности как самих реле, так и их переключающих контактов, что также снижает безопасность эксплуатации лифта, а также не соответствует п.7.3. «Правил ПБ 10-558-03», в соответствии с которым: «Неисправности электронных компонентов не должны влиять на безопасность эксплуатации лифта».
Предлагаемое устройство обеспечения безопасности лифта решает задачу создания соответствующего устройства, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении безопасности эксплуатации лифта.
Сущность заявленного изобретения заключается в том, что в устройстве обеспечения безопасности лифта, включающем реле контроля состояния дверей шахты лифта, выключатели створок дверей шахты лифта, идентичные резисторы по числу выключателей дверей шахты лифта, узел контроля напряжения, источник переменного напряжения, новым является то, что дополнительно введены блок контроля состояния дверей шахты лифта и блоки контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, при этом количество последних соответствует числу этажей шахты лифта, кроме того, дополнительно введены источник постоянного напряжения, резистор и, по числу этажей шахты лифта, реле контроля состояния выключателей дверей шахты лифта и узлы контроля напряжения, при этом каждый из блоков контроля содержит соответственно реле контроля состояния дверей шахты лифта и реле контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, резистор, узел контроля напряжения и введенный дополнительно электронный ключ, при этом первый вывод катушки реле является входом блока контроля, а второй вывод подключен к нулевому проводу источника переменного напряжения, кроме того, катушка реле подключена параллельно к узлу контроля напряжения, к выходу которого подключен электронный ключ, подключенный к источнику постоянного напряжения, при этом в блоках контроля состояния выключателей дверей шахты лифта в первой группе контактов реле замкнутый и разомкнутый неподвижные контакты соединены соответственно с первым и вторым выходами электронного ключа, а подвижный контакт через резистор подключен к первому выходу блока контроля, а во второй группе контактов подвижный и неподвижный разомкнутый контакты подключены ко второму и третьему выходам блока контроля соответственно, а неподвижный замкнутый контакт свободен, а в блоке контроля состояния дверей шахты лифта в первой группе контактов реле разомкнутый неподвижный контакт соединен со вторым выходом электронного ключа, подвижный контакт через резистор подключен к первому выходу блока контроля, а второй неподвижный контакт свободен, при этом во второй группе контактов подвижный и неподвижный разомкнутый контакты подключены ко второму и третьему выходам блока контроля соответственно, а неподвижный замкнутый контакт свободен, при этом первые выходы всех блоков контроля соединены между собой и подключены к первому контрольному выходу устройства, а второй и третий выходы блоков контроля состояния выключателей дверей шахты лифта соединены последовательно и, кроме того, второй выход блока контроля состояния выключателей дверей верхнего этажа шахты лифта подключен к входу блока контроля состояния дверей лифта, а третий выход блока контроля состояния выключателей дверей нижнего этажа шахты лифта соединен с источником переменного напряжения, кроме того, на каждом этаже шахты лифта контакты выключателей створок дверей шахты лифта соединены последовательно и с одной стороны подключены к источнику переменного напряжения, а с другой стороны подключены к входу соответствующего блока контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, при этом третий выход блока контроля состояния дверей шахты лифта подключен к источнику переменного напряжения, а второй последовательно включен в цепь выключателей безопасности шахты лифта, подключенных последовательно к первому выводу катушки реле безопасности шахты лифта, который является вторым контрольным выходом  устройства, при этом второй вывод реле безопасности подключен к нулевому проводу источника переменного напряжения. Кроме того, узел контроля напряжения выполнен в виде диодного моста, одна диагональ которого подключена параллельно через первый резистор к входу узла, при этом к одному из концов второй диагонали моста подключен последовательно второй резистор, к свободному выводу которого отрицательным выводом параллельно подключен диод, соединенный параллельно с конденсатором, при этом выводы диода являются выходом узла. При этом электронный ключ содержит первый и второй оптроны и транзистор, при этом выводы диода первого оптрона являются входом ключа и подключены к входу ключа таким образом, что при подключении ключа к выходу узла контроля напряжения положительный вывод диода первого оптрона соединяется с отрицательным выводом диода узла контроля напряжения, при этом эмиттер транзистора первого оптрона и отрицательный вывод диода второго оптрона подключены к нулевому проводу источника постоянного напряжения, кроме того, транзистор первого оптрона подключен параллельно диоду второго оптрона, у которого транзистор коллектором и эмиттером соединен соответственно с базой и коллектором транзистора, при этом положительный вывод диода второго оптрона и коллектор его транзистора через соответствующие резисторы, а эмиттер транзистора - непосредственно, подключены к источнику постоянного напряжения, при этом выводы эмиттера и коллектора транзистора являются соответственно первым и вторым выходами ключа.
Технический результат достигается следующим образом. Существенные признаки формулы изобретения: «Устройство обеспечения безопасности лифта, включающее реле безопасности шахты лифта, реле контроля состояния дверей шахты лифта, выключатели створок дверей шахты лифта, идентичные резисторы по числу выключателей дверей шахты лифта, узел контроля напряжения, источник переменного напряжения,…» являются неотъемлемой частью заявленного устройства и, в совокупности с оставшимися существенными признаками, обеспечивают осуществление заявленного изобретения, а следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.
В заявленном устройстве обеспечения безопасности лифта дополнительно введены источник постоянного напряжения, блок контроля состояния дверей шахты лифта и блоки контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, при этом количество последних соответствует числу этажей шахты лифта. Кроме того, для реализации введенных блоков введены дополнительно источник постоянного напряжения, резистор и, по числу этажей шахты лифта, реле контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, узлы контроля напряжения и электронные ключи.
Введение на каждом этаже шахты лифта блоков контроля состояния выключателей дверей шахты лифта и источника постоянного напряжения позволяет выделить в отдельную автономную ветку часть цепи безопасности лифта, отвечающую за контроль состояния дверей шахты лифта. При этом введение блока контроля состояния дверей шахты лифта позволяет централизованно фиксировать состояние каждой из дверей шахты лифта и посредством второй группы контактов реле контроля состояния дверей шахты лифта, включенной последовательно в цепь выключателей безопасности охраны лифта, централизованно формировать сигнал управления для реле безопасности шахты лифта в цепи охраны шахты лифта. В результате исключается необходимость подключения всех выключателей дверей шахты лифта в последовательную цепь выключателей цепи безопасности охраны лифта, что упрощает и повышает надежность устройства безопасности, а следовательно, повышает безопасность эксплуатации лифта.
Выполнение в заявленном устройстве идентичными блоков контроля состояния выключателей дверей шахты лифта обеспечивает возможность унификации заявленного устройства, что, несмотря на увеличение количества контролирующих узлов, по сравнению с прототипом, упрощает реализацию заявленного устройства обеспечения безопасности лифта, а следовательно, повышает безопасность его эксплуатации.
Каждый из блоков контроля содержит соответствующее реле, резистор, узел контроля напряжения и введенный дополнительно электронный ключ.
Поскольку первый вывод катушки реле является входом соответствующего блока контроля, а второй вывод подключен к нулевому проводу источника переменного напряжения, то во всех блоках контроля присутствие напряжения питания на катушке реле зависит от наличия напряжения на входе блока контроля.
При этом в боках контроля состояния выключателей дверей к первому входу источник переменного напряжения подключен через последовательно соединенные контакты выключателей створок дверей шахты лифта. В результате реле контроля состояния выключателей дверей шахты лифта выполняют функцию элемента контроля срабатывания выключателей дверей шахты лифта.
Во всех блоках контроля узел контроля напряжения, к которому катушка реле подключена параллельно, обеспечивает контроль напряжения на катушке и управляет работой электронного ключа, подключенного к его выходу, в зависимости от присутствия/отсутствия напряжения на катушке. В результате электронный ключ соответственно коммутирует подключенный к нему источник постоянного напряжения, подключая к источнику свои первый или второй выходы.
Во всех блоках контроля первая группа контактов реле коммутирует источник постоянного напряжения. При этом в первой группе контактов реле контроля состояния выключателей дверей шахты лифта замкнутый и разомкнутый неподвижные контакты соединены соответственно с первым и вторым выходами электронного ключа, а у реле контроля состояния дверей шахты лифта в первой группе контактов реле замкнутый неподвижный контакт свободен, а разомкнутый неподвижный контакт соединен со вторым выходом электронного ключа.
Поскольку подвижный контакт первой группы всех реле подключен к первому выходу блока контроля через последовательно включенный резистор, то во всех блоках контроля наличие постоянного напряжения на первом выходе блоков контроля находится в прямой зависимости от присутствия напряжения на катушке реле.
При этом в блоках контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, поскольку источник переменного напряжения подключен к входу блоков через последовательно соединенные контакты выключателей створок дверей шахты лифта, наличие / отсутствие напряжения на резисторе отражает состояние выключателей дверей.
Кроме того, первые выходы всех блоков контроля соединены между собой и подключены к первому контрольному выходу устройства. В результате в каждом блоке контроля резистор имеет возможность подключения с одной стороны к источнику постоянного напряжения, а с другой стороны, через первый выход блока контроля, оказывается включенным в цепь охраны шахты, а именно подключенным к линии первого контрольного выхода устройства.
Поскольку резисторы идентичны, то напряжение на первом контрольном выходе устройства всегда кратно падению напряжения на одном резисторе, что позволяет определить количество резисторов, нагружающих линию первого контрольного выхода, а следовательно, определить количество открытых дверей шахты лифта.
Во второй группе контактов реле всех блоков контроля подвижный и неподвижный разомкнутый контакты соответственно подключены ко второму и третьему выходам блоков контроля, что обеспечивает возможность коммутации этих выходов.
При этом второй и третий выходы блоков контроля состояния выключателей дверей шахты лифта соединены последовательно и, кроме того, второй выход блока контроля состояния выключателей дверей верхнего этажа шахты лифта подключен к входу блока контроля состояния дверей лифта, т.е. к катушке реле контроля состояния дверей, а третий выход блока контроля состояния выключателей дверей нижнего этажа шахты лифта соединен с источником переменного напряжения.
В свою очередь, на каждом этаже шахты лифта контакты выключателей створок дверей шахты лифта соединены последовательно и с одной стороны подключены к источнику переменного напряжения, а с другой стороны подключены к входу соответствующего блока контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, что обеспечивает жесткую привязку состояния выключателей к присутствию переменного напряжения на катушке соответствующего реле.
В результате в совокупности обеспечивается жесткая привязка присутствия напряжения питания на катушке реле контроля состояния дверей шахты лифта к наличию напряжения питания на катушке каждого из реле контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, а следовательно, и к состоянию выключателей дверей шахты лифта.
В итоге состояние второй группы контактов реле контроля состояния дверей шахты лифта отражает состояние выключателей всех дверей шахты лифта. Поскольку вторая группа контактов реле контроля состояния дверей шахты лифта включена последовательно в цепь выключателей безопасности охраны лифта, то это позволяет в цепи выключателей охраны шахты лифта заменить цепочку из выключателей дверей второй группой контактов реле контроля состояния дверей шахты лифта и фиксировать состояние каждой из дверей шахты лифта централизованно и централизованно формировать соответствующий сигнал управления для реле охраны лифта. Это обеспечивает безопасность эксплуатации лифта, так как позволяет реализовать одно из основных требований «Правил ПБ 10-558-03», а именно требования п.6.4.12., в соответствии с которым электрическое устройство безопасности, контролирующее закрытие дверей шахты, должно размыкать цепь безопасности, а движение кабины должно быть исключено, если хотя бы одна из створок дверей шахты не закрыта, за исключением особо указанных случаев. При этом состояние реле безопасности шахты лифта отражается на втором контрольном выходе устройства, подключенном к первому выводу катушки реле безопасности.
Управляет работой лифта устройство контроля охраны шахты лифта, которое реализовано аппаратно-программно на уровне контроллера станции управления и которое не входит в заявленное устройство обеспечения безопасности лифта. В процессе работы лифта контроллер станции управления фиксирует наличие и анализирует величину сигнала на первом контрольном выходе устройства и контролирует состояния реле безопасности шахты лифта по сигналу на втором выходе устройства, сравнивает их и на основании результатов сравнения выявляет сбои в работе блоков контроля шахты.
Использование дополнительно введенного источника питания постоянного напряжения для формирования падения напряжения на резисторах, т.е. для формирования сигнала наличия открытой двери шахты лифта, повышает надежность работы устройства, так как делает эту цепь, т.е. полученную информацию о количестве открытых дверей, независимой от основного источника питания - источника переменного напряжения.
При этом существует штатная зависимость между присутствием / отсутствием переменного напряжения на катушке исправного реле и состоянием обеих групп контактов реле. Несоответствие состояния контактов групп реле штатному проявляется в несоответствии друг другу контрольных сигналов на первом и втором контрольном выходах заявленного устройства. Выявление этого несоответствия в заявленном устройстве возможно благодаря наличию, формирующего падение напряжения на резисторе, независимого источника постоянного напряжения, подключенного к контактам соответствующего реле через электронный ключ, управляемый по входу выходным сигналом блока контроля наличия напряжения на катушке соответствующего реле. Это позволяет контролировать не только наличие открытых дверей шахты лифта, но и исправность коммутирующих элементов электрической схемы устройства, а именно «заваривание» контактов, что повышает безопасность эксплуатации лифта. Эта функция осуществляется благодаря следующему.
Узел контроля напряжения выполнен на диодном мосту. Это позволяет одной диагональю моста фиксировать напряжение на обмотке реле, а с помощью второй диагонали моста, к которой последовательно подключен второй резистор, к свободному выводу которого отрицательным выводом параллельно подключен диод, соединенный параллельно с конденсатором, формировать на выходе узла управляющее напряжение для срабатывания электронного ключа, которое соответствует присутствию/отсутствию напряжения на обмотке реле.
Электронный ключ содержит первый и второй оптроны и транзистор. Выводы диода первого оптрона являются входом ключа и подключены таким образом, что при подключении ключа к выходу узла контроля напряжения положительный вывод диода первого оптрона соединяется с отрицательным выводом диода узла контроля напряжения, что обеспечивает работоспособность ключа. Оптроны и транзистор соединены таким образом, что при наличии напряжения на катушке реле постоянное напряжение формируется на первом выходе ключа, а при отсутствии напряжения на катушке реле - на первом и втором выходах ключа, соответственно соединенных с неподвижными замкнутым и разомкнутым контактами первой группы реле контроля состояния выключателей и с разомкнутым контактом первой группы реле контроля состояния дверей. В результате резистор, подключенный к первому выходу блока контроля состояния выключателей дверей шахты, нагружает первый контрольный выход устройства в зависимости от состояния контактов реле блока контроля, что позволяет проконтролировать не только наличие открытых дверей шахты лифта, но и исправность коммутирующих элементов электрической схемы устройства, а именно «заваривание» контактов.
При этом в блоках контроля состояния выключателей дверей шахты в случае пробоя транзистора в электронном ключе линия первого контрольного выхода будет постоянно нагружена через резистор, что при закрытых дверях выявляется устройством контроля охраны шахты, поскольку в штатном режиме при закрытых дверях на первом контрольном выходе устройства напряжение должно отсутствовать.
Неисправности в электронных ключах схемы подключения к резисторам постоянного напряжения выявляются в момент штатного открытия дверей шахты, поскольку в этом случае отсутствует напряжение в линии первого контрольного выхода устройства.
Подключение к нулевому проводу источника постоянного напряжения эмиттера транзистора первого оптрона и отрицательного вывод диода второго оптрона, а также подключение к нулевому проводу источника переменного напряжения второго вывод реле безопасности шахты лифта обеспечивают работоспособность заявленного устройства.
Из вышеизложенного следует, что в заявленном устройстве технический результат, заключающийся в повышении безопасности эксплуатации лифта, обеспечивается за счет возможности обеспечения контроля состояния выключателей дверей на каждом этаже шахты лифта с одновременным контролем состояния переключающих контактов реле контроля состояния выключателей дверей и реле контроля состояния дверей шахты, с одновременным контролем электронных компонентов схемы, имеющих повышенную вероятность выхода из строя и оказывающих влияние на достоверность результатов контроля. При этом данный контроль реализован с использованием цепи охраны шахты лифта, поскольку результаты любого из перечисленных видов контроля формируются на первом и втором контрольном выходах устройства и их сочетание анализирует устройство контроля охраны шахты. В результате заявленное устройство обеспечивает безопасность эксплуатации лифта не только при наличии открытых дверей шахты лифта, но и при «заваривании» контактов контролирующих реле, и при отказе электронных компонентов схемы.
Возможность обеспечения безопасной эксплуатации шахты не только в зависимости от состояния дверей шахты, но и в зависимости от исправности контролирующих реле и электронных компонентов схемы практически исключает влияние их неисправности на безопасность эксплуатации лифта и удовлетворяет требованиям «Правил ПБ 10-558-03».
Таким образом, из вышеизложенного следует, что заявленное устройство обеспечения безопасности лифта при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении безопасности эксплуатации лифта.
На фигуре изображена функциональная схема заявленного устройства обеспечения безопасности лифта.
Заявленное устройство обеспечения безопасности лифта содержит выполненные идентично блок 1 контроля состояния дверей шахты лифта и блоки 2n контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, где n -количество этажей шахты лифта; реле 3 безопасности шахты лифта, источники переменного 4 и постоянного 5 напряжения. При этом количество блоков 2n контроля состояния выключателей дверей шахты лифта соответствует числу этажей шахты лифта. Каждый из блоков контроля содержит соответствующее реле: реле 6 контроля состояния дверей шахты лифта и реле 7n контроля состояния выключателей дверей шахты лифта, а также соответственно резистор 8, 9n, узел контроля напряжения 10, 11n и электронный ключ 12, 13n, где n - количество этажей шахты лифта.
В каждом блоке контроля 1, 2n первый вывод катушки реле 6, 7n является входом 14, 15n блока контроля, а второй вывод подключен к нулевому проводу 16 источника переменного напряжения 4. Кроме того, катушка реле 6, 7n соответственно подключена параллельно к узлу контроля напряжения 10, 11n, к выходу которого подключен электронный ключ 12, 13n, подключенный к источнику постоянного напряжения 5.
В блоках контроля 2n состояния выключателей дверей шахты лифта в первой группе контактов реле 7n замкнутый 18n и разомкнутый 20n неподвижные контакты соединены соответственно с первым 22n и вторым 24n выходами электронного ключа 13n, а подвижный контакт через резистор 9n подключен к первому выходу 26n блока контроля 2n, а во второй группе контактов подвижный 28n и неподвижный разомкнутый 30n контакты подключены ко второму 32n и третьему 34n выходам блока контроля 7n соответственно, а неподвижный замкнутый контакт 36n свободен.
В блоке контроля 1 состояния дверей шахты лифта первый выход 21 электронного ключа 12 свободен, а в первой группе контактов реле 6 разомкнутый неподвижный контакт 19 соединен со вторым выходом 23 электронного ключа 12, подвижный контакт через резистор 8 подключен к первому выходу 25 блока контроля 1, а второй неподвижный контакт 17 свободен. Во второй группе контактов подвижный 27 и неподвижный разомкнутый 29 контакты подключены ко второму 31 и третьему 33 выходам блока контроля 1 соответственно, а неподвижный замкнутый контакт 35 свободен.
1
1
Второй 32n и третий 34n выходы блоков контроля 2n состояния выключателей дверей шахты лифта соединены последовательно. При этом второй выход 32n блока контроля 2n состояния выключателей дверей верхнего этажа шахты лифта подключен к входу 14 блока контроля 1 состояния дверей лифта, а третий выход 34 блока контроля 2 состояния выключателей дверей нижнего этажа шахты лифта соединен с источником переменного напряжения 4.
Кроме того, на каждом этаже шахты лифта контакты выключателей 37n, 38n створок дверей шахты лифта соединены последовательно и с одной стороны подключены к источнику переменного напряжения 4, а с другой стороны подключены к входу 15n соответствующего блока контроля 2n состояния выключателей дверей шахты лифта.
При этом третий выход 33 блока контроля 1 состояния дверей шахты лифта подключен к источнику переменного напряжения 4, а второй выход 31 последовательно включен в цепь выключателей 39 безопасности шахты лифта, подключенных последовательно к первому выводу катушки реле 3 безопасности шахты лифта, который является вторым 40 контрольным выходом устройства. Второй вывод реле 3 безопасности шахты лифта подключен к нулевому проводу 16 источника переменного напряжения 4.
Узел контроля напряжения 10, 11n выполнен в виде диодного моста 41, одна диагональ которого подключена параллельно через первый резистор 42 к входу узла. При этом к одному из концов второй диагонали моста 41 подключен последовательно второй резистор 43, к свободному выводу которого отрицательным выводом параллельно подключен диод 44, соединенный параллельно с конденсатором 45, при этом выводы диода 44 являются выходом узла.
Электронный ключ 12, 13n содержит первый 46 и второй 47 оптроны и транзистор 48. Выводы диода первого оптрона 46 являются входом ключа 12, 13n и подключены к входу ключа таким образом, что при подключении ключа 12, 13n к выходу узла контроля напряжения 10, 11n положительный вывод диода первого оптрона 46 соединяется с отрицательным выводом диода 44 узла контроля напряжения. Эмиттер транзистора первого оптрона 46 и отрицательный вывод диода второго оптрона 47 подключены к нулевому проводу 49 источника постоянного напряжения 5. Транзистор первого оптрона 46 подключен параллельно диоду второго оптрона 47, у которого транзистор коллектором и эмиттером соединен соответственно с базой и коллектором транзистора 48. Положительный вывод диода второго оптрона 47 и коллектор его транзистора через соответствующие резисторы 50, 51, а эмиттер транзистора 48 - непосредственно, подключены к источнику постоянного напряжения 5. Выводы эмиттера и коллектора транзистора 48 являются соответственно первым 21, 22n и вторым 23, 24n выходами ключа 12, 13n.
Первые выходы 25, 26n всех блоков контроля 1, 2n соединены между собой и подключены к первому контрольному выходу 52 устройства. Сигнал на первом контрольном выходе 52 снимают с нагрузочного резистора 53.
В заявленном устройстве используют источник переменного напряжения ~110 В и источник постоянного напряжения +24 В.
Цепь безопасности лифта построена классически из последовательно соединенных выключателей безопасности лифта в соответствии с Правилами ПБ 10-558-03» (например, выключатель переспуска/переподъема, выключатель ловителей, выключатель слабины канатов, выключатель ограничителя скорости и т.д.) Данная цепь питается от источника ~110 В. Реле 3 безопасности шахты контролирует целостность цепи безопасности и подключено катушкой с одной стороны к данной цепи, а с другой - к нулевому проводу 16.
Заявленное устройство обеспечения безопасности лифта работает следующим образом.
Рассмотрим несколько вариантов состояния заявленного устройства обеспечения безопасности лифта.
1. Bce двери шахты лифта закрыты, выключатели 37n, 38n дверей шахты лифта замкнуты, выключатели цепи 39 безопасности лифта замкнуты.
В блоках контроля состояния выключателей дверей шахты лифта 2n на катушку реле 7n поступает напряжение питания ~110 В.
В первой группе контактов реле 7n замыкается неподвижный контакт 20n, во второй группе контактов замыкается неподвижный контакт 30n. Поскольку на всех этажах данные блоки контроля состояния выключателей дверей шахты лифта 2n идентичны, то в результате получаем собранную цепь из контактов второй группы реле 7n, которая с одной стороны (приямок) подключена к цепи ~110 В, а с другой стороны подключена к входу блока контроля 1 состояния дверей шахты лифта.
В результате на реле 6 блока контроля 1 также поступает напряжение ~110 В. Это приводит к замыканию контактов реле 6: в первой группе контактов реле 6 замкнут неподвижный контакт 19, во второй группе контактов замкнут неподвижный контакт 29.
Во всех блоках контроля на вход электронного ключа 12, а именно, на диод первого оптрона 46 с выхода узла 10 контроля напряжения поступает рабочее напряжение, что приводит транзистор первого оптрона 46 в открытое состояние. В результате второй оптрон 47 остается в закрытом состоянии и размыкает цепь постоянного напряжения через транзистор 48. При этом на резистор 8, 9n постоянное напряжение +24 В через соответствующие контакты реле 6, 7n не подается и резистор 8, 9n, подключенный к первому контрольному выходу устройства, не нагружает данную линию.
Поскольку во второй группе контактов реле 6 замкнут неподвижный контакт 29, подключенный к напряжению ~110 В, то, при замкнутых изначально выключателях цепи 39 безопасности шахты, реле 3 безопасности шахты остается в рабочем состоянии.
В результате на первом и втором контрольных выходах устройства аварийный сигнал отсутствует.
Управляет работой лифта устройство контроля охраны шахты лифта, которое реализовано аппаратно-программно на уровне контроллера станции управления и в состав заявленного устройства не входит. На фигуре не показано. В процессе работы лифта при каждом открытии и закрытии дверей шахты контроллер станции управления фиксирует наличие и анализирует величину сигнала на первом контрольном выходе 34 устройства и контролирует состояния реле 3 безопасности шахты лифта, сравнивает с уровнем напряжения на контрольном выходе 52 (резистор 53) и на основании этого выявляет сбои в работе схемы блоков 1, 2n контроля шахты.
В рассматриваемой ситуации устройство контроля охраны шахты не фиксирует наличие нештатно открытых дверей шахты лифта.
Поскольку реле 3 безопасности шахты запитано от источника переменного напряжения ~110 В, то лифт готов к работе.
2.Выключатели цепи 39 безопасности шахты лифта замкнуты; открыты двери шахты лифта на верхнем этаже: на верхнем этаже шахты лифта разомкнуты выключатели 37n, 38n створок дверей шахты, или один из них; выключатели створок дверей оставшихся этажей шахты лифта замкнуты.
1
1
В блоках контроля состояния выключателей дверей шахты лифта 2n, кроме блока контроля верхнего этажа, на катушку реле 7n поступает напряжение питания ~110 В. В этих блоках контроля в первой группе контактов реле 7n замыкается неподвижный контакт 20п и подключается ко второму выходу 24n электронного ключа 13n. Во второй группе контактов замыкается неподвижный контакт 30n и второй 32n и третий 34n выходы блока 7n, кроме блока контроля верхнего этажа, соединяются между собой последовательно. При этом третий выход 34 блока контроля 7 первого этажа шахты лифта подключен к источнику переменного напряжения ~110 В.
В блоке контроля верхнего этажа катушка реле 7n обесточена. Поэтому во второй группе контактов замыкается неподвижный контакт 30n, который свободен. В результате цепь последовательного соединения второго и третьего выходов блоков контроля состояния выключателей дверей шахты лифта оказывается разомкнутой, что приводит к отключению источника переменного напряжения ~110 В от первого входа 14 блока контроля состояния дверей шахты лифта, т.е. от реле 6.
В первой группе контактов реле 7n блока 2n контроля верхнего этажа замыкается неподвижный контакт 18n, который подключен к первому выходу 22 электронного ключа 13n. Поскольку на верхнем этаже в блоке контроля 2n отсутствует напряжение на первом выводе катушки реле 7n, то напряжение на выходе узла контроля напряжения 11n также отсутствует и первый оптрон 46 электронного ключа 13n закрыт. В результате открываются диод и транзистор второго оптрона 47, подключенные через резистор 50, 51 к источнику постоянного напряжения +24 В, что, в свою очередь, приводит к открытию транзистора 48. При этом напряжение +24 В появляется на обоих выходах электронного ключа. Однако, так как контакт 20n разомкнут, то резистор 9п через замкнутый контакт 18n подключается к источнику постоянного напряжения +24 В и нагружает линию первого контрольного выхода.
Поскольку в блоке 1 контроля состояния дверей шахты лифта не поступает напряжение ~110 В на реле 6, то в первой группе контактов реле 6 замыкается контакт 17, который свободен. В результате резистор 8 не подключен к источнику постоянного напряжения +24 В и не нагружает линию первого контрольного выхода 52. Устройство контроля безопасности шахты фиксирует открывание одной двери.
Во второй группе контактов реле 6, которая последовательно включена в цепь выключателей охраны шахты, замыкается контакт 29, который также свободен. В результате размыкается цепь источника питания ~110 В и обесточивается катушка реле 3 безопасности шахты, обеспечивая дополнительную аппаратную защиту от несанкционированного включения движения лифта.
Устройство контроля охраны шахты фиксирует разрыв цепи безопасности.
При наличии одновременно разрыва цепи 39 безопасности шахты и открытия одной двери устройство контроля охраны шахты лифта останавливает работу лифта. Пуск кабины лифта после каждой остановки осуществляется только по вновь поданной команде управления с устройство контроля охраны шахты лифта («Правила ПБ 10-558-03», п.6.3.12.).
1
1
3.Выключатели цепи 39 безопасности шахты лифта замкнуты; открыты двери шахты лифта на верхнем и нижнем этажах: разомкнуты выключатели створок дверей шахты 37n, 38n и 37, 38, или один из них; выключатели створок дверей оставшихся этажей шахты лифта замкнуты.
В находящихся в штатном режиме блоках контроля состояния выключателей дверей шахты лифта 2n на катушку реле 7n поступает напряжение питания ~110 В.
В этих блоках контроля во второй группе контактов замыкается неподвижный контакт 30n. Поскольку на всех этажах данные блоки контроля состояния выключателей дверей шахты лифта 2n идентичны, то в результате получаем последовательную цепь из контактов второй группы реле 7n.
В первой группе контактов реле 7n замыкается, подключенный к второму выходу электронного ключа, неподвижный контакт 20n, который соединяется с резистором 9n. Поскольку на обмотку реле 7n питание подано, то на вход электронного ключа 12, а именно, на диод первого оптрона 46, с выхода узла 10 контроля напряжения 11n поступает рабочее напряжение, что приводит транзистор первого оптрона 46 в открытое состояние. В результате второй оптрон 47 остается в закрытом состоянии и отключает от второго выхода 23n электронного ключа 13n постоянное напряжение. Резистор 9n не подключены к источнику постоянного напряжения +24 В и не нагружают линию первого контрольного выхода устройства.
1
В блоках контроля верхнего и первого этажа катушки реле 7n, 7 обесточена. Поэтому во второй группе контактов замыкается неподвижный контакт 30n, который свободен. В результате цепь последовательного соединения второго и третьего выходов этих блоков контроля состояния выключателей дверей шахты лифта оказывается разомкнутой, что приводит к отключению источника переменного напряжения ~110 В от первого входа 14 блока контроля 1 состояния дверей шахты лифта, т.е. от реле 6.
1
1
1
1
1
1
1
В первой группе контактов реле 7n блоков 2n, 2 контроля верхнего и первого этажей замыкается неподвижный контакт 18n, который подключен к первому выходу 22 электронного ключа 13n. Поскольку напряжение на первом выводе катушки реле 7n, 7 отсутствует, то напряжение на выходе узла контроля напряжения 11n. 11 также отсутствует и первый оптрон 46 электронного ключа 13n, 13 закрыт. В результате открываются диод и транзистор второго оптрона 47, подключенные через резистор 50, 51 к источнику постоянного напряжения +24 В, что, в свою очередь, приводит к открытию транзистора 48. При этом напряжение +24 В появляется на обоих выходах электронного ключа. Однако, так как контакт 20n, 20 разомкнут, то резисторы 9n, 9 через замкнутый контакт 18n, 18 подключаются к источнику постоянного напряжения +24 В и нагружают линию первого контрольного выхода 52.
Поскольку в блоке 1 контроля состояния дверей шахты лифта не поступает напряжение ~110 В на катушку реле 6, то в первой группе контактов реле 6 замыкается неподвижный контакт 17, который свободен. В результате резистор 8 не подключен к источнику постоянного напряжения +24 В и не нагружает линию первого контрольного выхода 34.
Устройство контроля безопасности шахты фиксирует на первом контрольном выходе открывание двух дверей, что не соответствует штатному состоянию лифта.
Во второй группе контактов обесточенного реле 6, которая последовательно включена в цепь выключателей охраны шахты, замыкается контакт 29, который также свободен. В результате размыкается цепь источника питания ~110 В и в цепи безопасности 39 шахты обесточивается катушка реле 3 безопасности шахты, обеспечивая дополнительную аппаратную защиту от несанкционированного включения движения лифта. Устройство контроля охраны шахты фиксирует разрыв цепи безопасности 39.
Наличие одновременно разрыва цепи 39 безопасности шахты и открытия двух дверей и больше фиксируется устройством контроля охраны шахты как неустранимая авария. Устройство контроля охраны шахты блокирует работу лифта.
Пуск кабины лифта после осуществляется только по вновь поданной команде управления с устройство контроля охраны шахты лифта.
4.Устранение возможных неисправностей в заявленном устройстве обеспечения безопасности лифта.
Заявленное устройство обеспечивает возможность контроля работоспособности реле блоков контроля.
Лифт работает в штатном режиме. Открыта одна дверь шахты лифта. Рассмотрим случай «заваривание» контактов реле 6, а именно: после снятия напряжения питания с катушки реле 6 подвижный контакт первой группы контактов остается замкнут с контактом 19, а подвижный контакт 27 второй группы - с контактом 29. В этом случае напряжение +24 В через замкнутый контакт 19 поступает на резистор 8 и линия первого выхода контроля 52 оказывается нагружена сразу двумя резисторами, что противоречит логике работы лифта в штатном режиме. В этом случае устройство контроля охраны шахты лифта фиксирует аварию - «Несанкционированное проникновение в шахту», срабатывает защита, которая отключает схему управления приводами лифта и блокирует дальнейшую работу станции управления.
Рассмотрим случай «заваривание» контактов реле 7n. Двери шахты лифта открыты. Напряжение питания ~110 В на катушку реле 7n не поступает, но подвижный контакт первой группы контактов остается замкнутым с неподвижным контактом 20n, a подвижный контакт 28n остается замкнутым с неподвижным контактом 30n. В этом случае в электронном ключе открыт транзистор 48 и резистор 9n подключается к источнику постоянного напряжения +24 В. Если дверь открыта штатно (обслуживание данного этажа), то на первом контрольном выходе 52 устройство контроля охраны шахты лифта фиксирует открытие одной двери шахты. Однако, поскольку контакты реле 7n «заварились», то последовательное соединение вторых 32n и третьих 34n выходов блоков контроля 7n осталось в неразомкнутом состоянии и на реле 6 блока контроля 1 поступает напряжение ~110 В. В этом случае у реле 6 контакты 19 и 29 остаются в замкнутом состоянии, в результате чего напряжение ~110 В поступает в цепь безопасности 39. Поскольку все выключатели безопасности в замкнутом состоянии, то реле 3 безопасности шахты не обесточивается и на втором контрольном выходе фиксируется сигнал, соответствующий штатному состоянию лифта, что, как следует из приведенного выше описания работы заявленного устройства, не соответствует штатному состоянию лифта «Двери открыты». Схема аппаратного и программного устройства контроля охраны шахты блокирует дальнейшую работу лифта.
При этом следует отметить, что поскольку наличие одновременного открытия двух дверей и больше фиксируется устройством контроля охраны шахты как неустранимая авария, то любая иная неисправность в цепи безопасности или блоках контроля уже не имеют значения.
В случае пробоя транзистора 48 в блоках 7n линия первого контрольного выхода 34 будет постоянно нагружена через резистор 9n, что при закрытых дверях выявляется устройством контроля охраны шахты, поскольку при закрытых дверях на первом контрольном выходе 52 устройства напряжение должно отсутствовать.
При неисправности в электронном ключе 12, 13n схемы подключения к резисторам 8, 9n напряжения +24 В данная неисправность выявляется в момент штатного открытия дверей шахты, поскольку в этом случае отсутствует напряжение в линии первого контрольного выхода 52 устройства.