电梯系统的监控的制作方法

1.本发明总体上涉及电梯的技术领域。更具体地，本发明涉及一种用于电梯的监控解决方案。


背景技术：

2.绳索电梯系统基于一种解决方案，其中电梯轿厢通过电梯绳索提升和下降，电梯绳索通常由金属制成。诸如提升绳索或超速调节器绳索之类的电梯绳索在一端附接到电梯轿厢，在另一端附接到配重，并且电梯绳索在所述两端之间至少部分地绕过牵引绳轮或任何类似实体。例如，牵引绳轮是带槽的滑轮，牵引绳索安装在该滑轮的槽中。此外，牵引绳轮联接到电马达，并且当马达被控制转动时，牵引绳轮旋转，并且结果电梯轿厢沿着其路径例如在电梯竖井中移动。电梯绳索可沿其行进的牵引绳轮的对应实体可以例如是转向滑轮。
3.使用电梯的基本要求是安全。因此，需要监控电梯系统的磨损部件。例如，电梯绳索和牵引绳轮是具有估计寿命的磨损部件，为此，需要监控电梯绳索和牵引绳轮的状况，以确保电梯系统的安全使用和所述寿命的可预测性。
4.典型地，目前电梯解决方案中使用的电梯绳索是绞合钢丝绳。绳索可能受到腐蚀、化学侵蚀以及机械侵蚀的影响，所有这些都可能对绳索造成损害。类似地，由金属制成并可能涂有诸如橡胶、聚氨酯或某种其他弹性材料之类的某种适用材料的牵引绳轮可能受到与电梯绳索类似的攻击，此外，牵引绳轮的槽可能磨损，例如使得它们的形状改变，结果，所述电梯绳索可能在所述牵引绳轮的槽中穿得更深。除了牵引绳轮之外，类似的影响也可能发生在转向滑轮中，电梯绳索至少部分地沿着转向滑轮行进。
5.已经引入了一些基于光学传感的用于监控电梯绳索状况和牵引绳轮状况的解决方案。换句话说，使用某种光源，例如激光光源，以及传感器来监控所提到的目标。然而，由于来自环境的光的反射，而且由于应用环境肮脏且多尘的事实，在实施光源和传感器时需要特别注意，因此已经面临一些挑战。
6.因此，需要开发更复杂的方法来监控电梯的至少一些实体的状况，以提高安全性。


技术实现要素：

7.为了提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解，下面给出了简化的概述。该概述不是本发明的广泛综述。它既不旨在标识本发明的关键或重要元素，也不旨在描绘本发明的范围。以下概述仅仅以简化的形式呈现了本发明的一些概念，作为对本发明的示例性实施例的更详细描述的序言。
8.本发明的目的是提出一种用于监控电梯的布置、方法、计算机程序产品和电梯系统。
9.本发明的目的通过如相应独立权利要求所限定的用于监控电梯的布置、方法、计算机程序产品和电梯系统来实现。
10.根据第一方面，提供了一种用于监控电梯的布置，该电梯包括至少一个电梯绳索
和实体，该至少一个电梯绳索被布置成至少部分地沿着该实体行进，该布置包括：至少一个感应传感器，其被定位成使得由该至少一个感应传感器产生的磁场至少部分地在该至少一个电梯绳索上延伸；和用于从感应传感器获得测量数据的控制设备。
11.该布置还可以包括用于相对于至少一个电梯绳索安装至少一个感应传感器的支撑结构，使得由至少一个感应传感器产生的磁场至少部分地在至少一条电梯绳索上延伸。例如，支撑结构可以安装到实体的框架上，至少一个电梯绳索被布置成至少部分地沿着该框架行进。
12.此外，所述至少一个感应传感器可以被安装成使得由所述至少一个感应传感器产生的磁场至少部分地在所述至少一个电梯绳索上在所述至少一个电梯绳索与实体相互作用的长度内延伸，所述至少一个电梯绳索被布置成至少部分地沿着实体行进。
13.控制设备可以被布置成通过将测量数据的至少一个值与参考数据的相应的至少一个值进行比较来确定测量数据的变化。例如，控制设备可以布置成在比较中确定至少一个感应传感器(150)和至少一个电梯绳索(110)之间的距离的变化。替代地或附加地，控制设备可以被布置成确定测量数据相对于参考数据的变化部分。例如，控制设备可以被布置成通过将变化部分与存储在控制设备可访问的数据存储器中的至少一个预定模式进行比较来确定变化的类型，该至少一个预定模式指示变化的类型。
14.此外，至少一个电梯绳索可以布置成至少部分地沿其行进的实体是牵引绳轮、转向滑轮中的一个。转向滑轮可以例如被布置到至少以下之一：在电梯轿厢中；在电梯竖井中。
15.根据第二方面，提供了一种用于监控电梯的方法，该电梯包括至少一个电梯绳索和至少一个电梯绳索被布置成至少部分地沿着其行进的实体，该方法包括：由控制设备接收来自至少一个感应传感器的测量数据，该至少一个感应传感器被定位成使得由至少一个感应传感器产生的磁场至少部分地在至少一个电梯绳索上延伸；将测量数据的至少一个值与参考数据的相应的至少一个值进行比较；根据测量数据的至少一个值与参考数据的相应的至少一个值之间的比较，设置检测结果以表达以下之一：(i)电梯的运行是正确的，(ii)电梯的运行是不正确的。
16.该方法还可以包括：根据测量数据确定感应传感器和至少一个电梯绳索之间的距离，作为用于比较的至少一个值。
17.根据第三方面，提供了一种用于监控电梯的计算机程序产品，该电梯包括至少一个电梯绳索和实体，该至少一个电梯绳索被布置成至少部分地沿着该实体行进，当由至少一个处理器执行时，该计算机程序产品使得控制设备执行根据第二方面的方法。
18.根据第四方面，提供了一种电梯系统，该电梯系统包括：至少一个电梯绳索；至少一个电梯绳索被布置成至少部分地沿着其行进的实体；根据第一方面的布置。
19.表述“数量”在本文中指从1开始的任何正整数，例如1、2或3。
20.表述“多个”在本文中指从2开始的任何正整数，例如到2、3或4。
21.当结合附图阅读时，从下面对具体的示例性和非限制性实施例的描述中，将最好地理解本发明的关于结构和操作方法的各种示例性和非限制性实施例，以及其附加目的和优点。
22.动词“包括”和“包含”在本文中用作公开的限制，既不排除也不要求存在未引用的
特征。除非另有明确说明，从属权利要求中所述的特征可以相互自由组合。此外，应该理解的是，贯穿本文件的“一”或“一个”的使用，即单数形式，并不排除复数。
附图说明
23.在附图中，本发明的实施例以示例的方式而非限制的方式示出。
24.图1示意性地示出了根据示例性实施例的布置的示例。
25.图2a和2b示意性地示出了根据一些示例实施例的布置中的传感器的定位的一些方面。
26.图3示意性地示出了根据示例实施例的方法的示例。
27.图4示意性地示出了根据示例实施例的布置的另一个示例。
28.图5示意性地示出了根据示例实施例的控制单元。
具体实施方式
29.在下面给出的描述中提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求的范围和/或适用性。除非另有明确说明，否则在下面给出的描述中提供的例子列表和例子组不是穷举的。
30.本发明的一些方面可以通过介绍用于监控电梯的至少一些方面的布置来描述。该监控可以针对一个或多个实体，电梯绳索沿着该实体被布置成至少部分地沿着其路径行进。此外，对所提及的实体的监控可以涉及以即将进行的描述中所描述的方式通过对电梯绳索的监控来间接对实体的状况进行监控。除了监控电梯绳索被布置成至少部分地沿着其路径行进的实体的状况之外，还可以监控电梯绳索的状况。这里，电梯绳索可以指例如用于一个或多个悬吊或牵引或安全装置操作的提升绳索或超速调节器绳索。电梯绳索可以至少部分沿其行进的实体可以例如是牵引绳轮或转向滑轮，也覆盖例如超速调节器滑轮。此外，在一些示例性实施例中，转向滑轮可以被布置成与电梯轿厢一起行进，或者被固定地安装在电梯竖井中，以在其中引导电梯绳索，例如提升绳索或超速调节器绳索。为了产生用于执行监控的数据，至少一个感应传感器可以相对于所讨论的电梯绳索至少部分地沿其行进的实体布置，使得感应传感器可产生的磁场可以至少部分地在被监控的目标上延伸，例如实体和/或电梯绳索。控制设备可以被布置成从至少一个感应传感器获得测量数据，并且基于可从至少一个感应传感器获得的测量数据执行分析。
31.接下来，参照图1描述本发明的布置。在图1中，在牵引系统的背景下公开了根据示例实施例的布置。在牵引系统中，至少一个电梯绳索110被布置成至少部分地沿着称为牵引绳轮的实体120行进。牵引绳轮可以连接到驱动轴130，驱动轴130向牵引绳轮提供旋转力，以便移动联接到电梯绳索110的电梯轿厢。提供给驱动轴130的旋转力由电驱动装置产生，该电驱动装置包括电马达以及其他实体。如上所述，根据本发明的示例性实施例的布置包括至少一个感应传感器150，该感应传感器150被布置成使得其可以产生磁场，使得磁场至少部分地在至少一个电梯绳索110上延伸。换句话说，至少一个感应传感器150可以相应地定位，例如通过将其安装到支撑结构160，例如夹具臂。支撑结构160可以进一步安装到牵引系统的框架170，该框架170相对于被监控的物体，即至少一个电梯绳索110，基本上静止地布置。此外，该布置可以包括控制设备180，其可以从至少一个传感器设备150获得测量数
据。如上所述，在一些其他非限制性示例中，如果在转向滑轮的位置监控电梯绳索110，则至少一个感应传感器150可以以相应的方式定位，电梯绳索110可以被布置成至少部分地沿着转向滑轮行进。此外，至少一个感应传感器150和控制设备180之间的通信连接可以以有线方式或无线方式实现，例如实现已知的短距离通信技术。通信连接可以实现预定的协议，例如tcp/ip协议、can(控制器局域网)协议或任何其他适用的协议。该布置可以包括图1中未示出的其他元件和实体，但是图1中包括的实体允许描述本发明的方面。
32.根据示例实施例，可以有利地优化导致监控不准确的原因。导致监控不准确的一个原因可能是被监控的电梯绳索110在其运行期间的振动和/或摆动。为了优化或最小化在监控下的电梯绳索110的振动的后果，可以有利地安装至少一个感应传感器150，使得由至少一个感应传感器150产生的磁场至少部分地在至少一个电梯绳索110上在至少一个电梯绳索110与实体120相互作用的长度内延伸，至少一个电梯绳索110至少部分地沿着该实体120行进。相互作用可以指电梯绳索110和实体120(例如牵引绳轮或转向滑轮)一起的接触，例如直接接触。然后，实体120支撑电梯绳索110，并且至少部分地阻尼受监控的电梯绳索110的振动和/或摆动。图2a和2b示意性地示出了至少一个感应传感器150相对于一些实体120的有利位置的一些非限制性示例，电梯绳索110可以至少部分地沿着这些实体行进。在图2a中，实体120可以是牵引绳轮，感应传感器150的最佳位置被示为角度α，该角度对应于电梯绳索110接触牵引绳轮外表面上的相应槽的扇区。一个感应传感器150被示出在图2a中扇形内的示例位置。在图2b的另一非限制性实例中，电梯绳索110被布置成沿着两个单独的实体120行进，这两个实体可以被认为是牵引绳轮和转向滑轮。相应地，感应传感器监控电梯绳索110的有利位置显示为牵引绳轮的角度α和转向滑轮的角度β。在图2b中，一个感应传感器150被示出在相对于牵引绳轮和转向滑轮的扇区内的示例位置。如上所述，通过将至少一个感应传感器150定位在由角度α和/或β限定的扇区内的电梯绳索110的至少一部分的测量距离中，可以最小化电梯绳索110的振动影响，尤其是在电梯驱动期间，并且因此可以提高测量的精度。
33.现在，提供与监控至少一个所述物体的原理相关的其他方面。感应传感器150的工作原理是，通过在感应传感器150的线圈中输入交流电(ac电流),产生交变磁场。因此，感应传感器150的输出信号根据输入电流而变化。现在，如果将导电的目标(例如金属目标)置于磁场中，由于目标中感应的涡流，磁场会改变感应传感器150的线圈的电感。如果目标在磁场中运动，电感随着目标的运动而变化。现在，根据示例性实施例的布置可以被布置成执行监控，使得电梯绳索110可以至少部分地位于磁场中，并且例如响应于磁场内的运动而产生感应传感器150的线圈的电感的变化。通过监控电感，尤其是电感的变化，可以确定被监控目标的至少一个特性。
34.为了建立根据示例实施例的监控解决方案，可以在某个时刻生成参考数据，例如当电梯系统或至少所涉及的部件是新的的时侯。这可以例如对应于电梯绳索110和/或实体120(例如牵引绳轮)无论如何没有损坏的情况，例如磨损或受到任何震动，导致例如所讨论的实体的表面图案或形状的变化。如果受监控，这同样适用于转向滑轮。现在，可以例如执行测试驱动，允许控制设备180通过沿着测试驱动的长度接收来自感应传感器150的输出信号来产生参考数据。换句话说，运动部件，例如至少电梯绳索110，引起感应传感器150的线圈电感的变化，这在输出信号中表示。例如，输出信号可以产生为位置相关的，即信号，即电
感可以表示为相对于电梯绳索110的位置的函数。这种布置可以允许定义电梯绳索110的精确位置，并因此定义所讨论位置处的电感值。在一些实施例中，电梯绳索110可以配备有一个或多个参考标签，其可以从感应传感器150的输出信号中检测到，并且因此允许进一步的数据来确定电梯绳索110的位置。结果，可以生成参考数据，根据至少一些示例实施例，该参考数据可以是位置相关的。
35.更进一步，对电梯的监控可以被布置成连续地或以预定的间隔执行。监控原理可以被实现为使得每次控制设备180从感应传感器150接收测量数据时，测量数据都与相应的参考数据值进行比较。相应的参考数据值可以指表示所讨论的至少一个电梯绳索110的某个位置处的电感的值。如果比较值彼此偏离超过预定限度，例如超过10％，则该比较可以产生指示。根据一些示例实施例，响应于检测到偏差大于预定极限，可以生成指示。该指示可以例如是指向相应的实体(例如监控一个或多个电梯系统的数据中心)生成报警信号。
36.换句话说，例如响应于电梯的使用，属于电梯系统的部件可能出现退化。退化可以例如指受监控的电梯绳索110沿着其运行的牵引绳轮或转向滑轮的槽的磨损，或者电梯绳索110本身的磨损(例如电梯绳索110的涂层)。这种退化导致电梯绳索110与感应传感器150的距离偏差(即，增加)。实际上，距离的偏差可能是电梯绳索110在牵引绳轮或转向滑轮的槽中穿得更深或者电梯绳索110由于磨损而变细的结果。该距离可以例如从面向感应传感器150的电梯绳索150的表面测量。换句话说，距离偏差可以从用感应传感器150获得的测量数据中检测到，例如通过将其与先前状态的测量数据或者与例如通过计算确定的任何其他参考数据进行比较。为了清楚起见，值得一提的是，利用所描述的布置，还可以检测至少一个感应传感器150和受监控的电梯绳索110之间的距离是否令人惊讶地减小，这可能例如是所讨论的实体120的错误定位或者电梯绳索110的形状已经改变的结果。
37.在一些其他示例实施例中，基于测量数据，可以建立受监控目标的其他表示，并在比较中用于确定目标的状况。例如，可以监控电梯绳索110的直径或形状(例如横截面)，或者电梯绳索110的表面图案。电梯绳索110中的偏差可能例如是由于电梯绳索110中的一根或多根绳股变松或者甚至发生断线。此外，电梯绳索110可能已经受到外部冲击，导致电梯绳索110的形状偏差。现在，当退化实体在由感应传感器150的线圈产生的磁场中移动时，退化点产生线圈的电感值，该值偏离从测试运行或以任何其他相应方式接收的值。如果偏差超过预定极限，则可以如前面描述中所讨论的那样产生指示。
38.如上所述，参考数据可以从测试运行中获得。术语“测试运行”和“参考数据”应以广义的方式理解。它可以通过使用从一个或多个早期测量实例获得的测量数据来生成。例如，它可以以统计方式从一个或多个早期测试运行的测量数据中生成。替代地或附加地，参考数据可以通过数学计算参考值来生成，例如基于表示电梯系统设置的数据。更进一步，参考数据的生成可以基于执行一个或多个测试运行和数学计算至少部分参考数据的组合。
39.图3示意性地示出了为监控电梯系统而执行的方法的示例实施例。在图3中，示出了由参考数据定义的信号形式，该参考数据例如是当监控布置相对于至少一个被监控物体定位时从感应传感器150获得的。由图3中示意性示出的参考信号定义的信号形式是非限制性示例。信号形式可以变化，例如，如果被监控的物体在磁场内移动，但是如所述的，参考信号可以由控制设备180从感应传感器150获得的参考数据来定义。在一些示例实施例中，参考数据可以指对于所讨论的实施方式数学上可定义的一个或多个值，例如基于布置的设
置。此外，测量数据可以在一个或多个预定时刻获得。可以将可从测量数据导出的至少一个值与可从参考数据导出的相应的至少一个值进行比较310，并且控制设备180可以被布置成检测320被比较的数据段之间的偏差。例如，检测320可以基于识别输出信号的频率是否改变或者输出信号的幅度是否改变或者两种改变是否都发生。为了清楚起见，值得一提的是，感应传感器150的输出信号可以表示电压或电流及其例如在频率方面的变化。
40.如前所述，代表一个或多个预定参数的一个或多个值，例如感应传感器150和受监控的电梯绳索110之间的距离，可以从测量数据和参考数据二者定义，并且可以检测320这些值之间的偏差，例如，如果比较值偏离预定极限。因此，检测到的电梯绳索110与感应传感器150之间的距离偏差可以对应于以下至少一个的磨损：实体120，所述电梯绳索沿着该实体120至少部分地行进，例如牵引绳轮的槽；电梯绳索110。可选地，由测量数据定义的至少一个值可以与例如数学定义的相应比较值进行比较。这种至少一个比较值应该被理解为对应于参考数据。在一些示例实施例中，为了评估偏差，可以定义可从测量数据导出的至少一个值和相应的至少一个比较值(例如可从参考数据导出的至少一个值或预定义的比较值)之间的可接受偏差，其中可接受偏差可以被设置为例如10％。
41.接下来，提供了关于偏差检测的一些进一步的方面。例如，在一些示例实施例中，偏差的检测可以包括分析，其中分析输出信号的至少一个偏差值或偏差部分。根据示例实施例，分析的至少一个目标可以是识别所讨论的物体发生的退化类型的能力。退化类型的识别可以基于控制装置180可访问的数据存储器中存储的预定模式或数据值。换句话说，数据存储器可以为至少一个受监控物体可能经历的不同种类的退化存储多个值或定义。现在，通过将可从输出信号定义的一个或多个值与存储在数据存储器中的参考数据中的一个或多个对应值进行比较，可以识别导致偏差的退化类型。识别背后的基本考虑是，不同种类的退化对输出信号产生与参考数据相比不同种类的偏差。作为非限制性示例，可以认为，如果电梯绳索110布置成在其中行进的牵引绳轮的槽至少部分磨损，导致电梯绳索110与感应传感器150的距离偏差(即，增加)，则可以检测为感应传感器150的输出信号的永久变化，例如感应传感器150的输出信号的幅度减小，基于此可以确定距离或距离偏差。另一方面，如果电梯绳索110沿着其长度的至少一部分伸长，则可以基于感应传感器150的输出信号的变化，例如基于在预定时间段内输出信号的偏离频率的变化，再次检测伸长。此外，如果电梯绳索110经历了外部冲击，并且其形状仅在一个物理位置偏离，则可能导致感应传感器150的输出信号出现短暂但快速的偏差，例如感应传感器150的输出信号的频率。前述描述中给出的非限制性示例用于提供如何基于表示至少一个受监控目标的偏差的输出信号的形式来识别不同种类的退化的见解。如上所述，可以基于一个或多个参数进行比较，所述参数例如是表示所述距离的值，可以从参考数据和测量数据中导出。替代地或附加地，该比较以及因此的偏差检测可以基于定义输出信号的至少一部分的值的比较，该输出信号表示例如参考数据和测量数据之间的偏差部分。在各种示例实施例中，可以定义可从测量数据导出的至少一个值和可从参考数据导出的相应至少一个值之间的可接受偏差，例如10％。因此，可以布置成如果偏差小于允许的偏差，则不采取行动。
42.响应于比较，特别是响应于偏差的检测，可以设置330检测结果或指示。换句话说，如果在步骤320中检测到偏差，则可以生成330表示偏差的指示作为检测结果。指示偏差的检测结果可以理解为对应于电梯运行不正常的结果。指示330的生成可以指在某种程度上
表达检测结果的信号的生成。例如，在简单的情况下，检测的结果可以是检测已经发生的指示。在一些其他示例实施例中，该指示可以提供关于偏差本身的信息，例如提供关于检测到的变化类型的信息。此外，在根据示例实施例的复杂解决方案中，控制设备180可以被布置成包括进一步的信息，诸如指示被监控实体中的偏差位置的信息，诸如在电梯绳索110和/或被监控的实体120中的偏差位置。根据本发明的实施方式，检测结果也可以被设置用于指示与电梯运行正常的结果相对应的没有检测到偏差。
43.在一些应用环境中，需要同时监控电梯系统的多个目标，例如电梯绳索110。这种实施方式如图4所示。在那里，两个电梯绳索110a、110b被布置成在牵引绳轮的相应槽上行进。为了监控两个电梯绳索110a、110b的状况，还可能监控相应实体120的一个或多个特性，例如牵引绳轮的槽，相应的感应传感器150a、150b被布置成产生表示受监控的牵引系统的子系统的输出信号。控制设备180可以从相应的感应传感器150a、150b获得测量数据，并且例如以所描述的方式对两个测量数据执行该方法。此外，分析中使用的参考数据可以为牵引系统的两个子系统单独生成。
44.为了完整起见，值得提及的是，在一些示例实施例中，尤其是在运动期间从电梯系统获得测量数据的那些示例实施例中，来自感应传感器150的输出数据表示被监控物体的切片视图。控制设备180可以被布置成在运动的长度上建立至少一个受监控物体的表示。例如，如果被监控物体仅仅是电梯绳索110，则可以生成电梯绳索110沿着运动长度的表示。所生成的表示可以与参考数据进行比较，该参考数据可以例如是电梯绳索110的对应表示，并且如果可以检测到两个表示之间的偏差，则控制设备180可以被布置成通过生成指示以所描述的方式操作。
45.图5示意性地示出了根据本发明示例性实施例的控制设备180。控制单元180可以包括处理单元510、存储器520和通信接口530以及其他实体。处理单元510又可以包括一个或多个处理器，其被设置为实现一个或多个任务，用于实现所述方法步骤的至少一部分。例如，处理单元510可以被布置成控制至少一个感应传感器150的操作，甚至牵引系统和/或电梯系统以及与本发明相关的任何其他实体的操作。存储器520可以被布置为将计算机程序代码存储为非暂时性计算机可读介质，当由处理单元510执行时，该计算机程序代码使得控制单元180如所描述的那样操作。此外，如所描述的，存储器520可以被设置为存储参考数据和任何其他数据，例如以前述描述中描述的方式应用的不同种类的退化的多个定义。通信接口530可以被布置成例如在处理单元510的控制下实现一个或多个通信协议，使得能够与所述实体进行通信。通信接口可以包括必要的硬件和软件组件，用于实现例如无线通信和/或有线方式的通信。
46.本文讨论的各种示例实施例至少基于金属目标(例如由钢制成的至少一个电梯绳索110)对至少一个感应传感器150的输出信号的影响，该感应传感器150被定位成使得可由至少一个感应传感器150产生的磁场至少部分地在被监控目标(例如电梯绳索110)的体积上延伸。可以从感应传感器150的输出信号中检测到由于金属目标，尤其是由于其在磁场中的运动而引起的电感变化，因此，通过评估输出信号，尤其是其与参考数据相比的变化，可以检测到被监控目标中的和/或从感应传感器150的输出数据导出的任何其他实体中的退化或任何其他偏差。评估的结果可以用于决定例如电梯系统的至少某些部分是否需要修理。以这种方式，可以提高电梯系统的安全性。此外，所描述的本发明可以应用于电梯系统
的正常使用期间，因此，除非需要，否则不需要任何类型的测试驱动。
47.在上面给出的描述中提供的具体例子不应该被解释为限制所附权利要求的适用性和/或解释。除非另有明确说明，否则上面给出的描述中提供的示例列表和示例组不是穷举的。