[发明专利]检测设备

说明书

技术领域

本发明一般地致力于运动控制系统(电梯、自动扶梯、电动机等)中的速度和运动方向检测，更具体地，本发明致力于一种速度和运动方向检测设备，该速度和运动方向检测设备通过利用电子部件而具有自测试功能、错误监视和诊断功能，其改进了容错性能，可靠性高。

背景技术

本发明在现有技术上进行改进，并且与高可靠性的速度和运动方向检测相比较，本发明的解决方案成本效率高。

如图1所示，运动控制系统(电梯、自动扶梯、电动机等)中的速度和运动方向检测通常利用生成(移位90电度角)两个移位脉冲的增量编码器(光学型、磁型、感生型等)来进行。测量脉冲的频率可以找出电梯或自动扶梯的转速和运动速度。可以利用不同的方法检测运动方向。一种方法是：(例如)在信号A的下降沿生成事件时检测信号B的状态。如果信号B是逻辑1，则运动方向是顺时针的(CW，即向前的)。如图1所示，另一种方法是为每个编码器状态赋值十进制状态(3、1、0和2)。如果状态转变为：如图1中所示的3到1到0到2，则运动方向是顺时针的(即向前或向上的)。如果状态转变是反向的(见图1)，则运动方向是逆时针的(CCW，即向后或向下的)，这例如在美国专利第6,127,948号(Bidirectional synthesis of pseudorandom sequences for arbitrary encoding resolutions)中所公开。

图1中还示出了不同编码器状态之间的无效转变，该无效转变也能用于错误检测。然而，双脉冲编码器的缺点在于如果其中一个检测器失效的话，则不再可能对运动方向进行检测(对于运动方向检测来说需要两个移位信号，对于速度检测来说需要一个信号)。另一缺点是：由于当前状态下没有无效状态，基于当前状态的错误检测是不可能的。只有无效状态转变能够用于错误检测。

通常，速度和运动方向检测的可靠性在运动控制系统中是关键问题，在电梯和自动扶梯工业中尤其如此。而且，在一些国家中，与电梯相关的电流调节允许使用电子限速器，然而，强制的安全性和完善性要求被诸如以下专利所公开的具有自测试功能和监视功能的系统：国际专利第WO2007123522号(Rotary encoder with built-in-self-test)和欧洲专利第EP1186432号(Printer having fault tolerant encoder wheel)。另一方法是使用具有比较关系的双通道或更多通道的系统。

考虑到具有检测系统故障的(附加的)比较功能的双通道系统，利用具有双移位脉冲的编码器(如图1所示)能够增强速度和运动方向检测的可靠性。美国专利第6,170,614(Electtronic overspeed governor for elevators)公开了具有用于电梯的应用的双通道系统。然而，这种系统要求安装在两个完全相同的编码器的同一轴上，这将显著增加系统的成本。而且，必须确保编码器精确对准。

因此，本发明提出的检测设备将克服这些缺点。

发明内容

根据本发明的优选的第一实施方式，一种速度和运动方向检测设备包括编码器，该编码器为速度信号生成部、方向检测部和编码器自测试部生成信号，所述速度信号生成部、方向检测部和编码器自测试部都与电梯或自动扶梯控制单元相接口。

编码器具有：以120电度角等距安置的三个检测器；具有光学、磁或感应不对称性的盘，该盘机械地连接到电梯电机轴、调速器轴或调速器滑轮或自动扶梯轴。

然而，脉冲之间的可以不错开120(电)度角，只要与该编码器相关的状态和状态转变与以约120(电)度角错开的三个脉冲的编码器相关的状态和状态转变相同就可以。在图6和图7中示出了具有以120电度角等距安置的三个检测器的编码器的状态和状态转变。速度信号生成部接收编码器信号并生成脉冲信号，该脉冲信号的频率与输入信号的频率相等。方向检测部基于编码器脉冲生成方向信号，且编码器自测试部基于编码器信号监视编码器状态并检测编码器错误。

电梯或自动扶梯控制单元接收速度、方向和编码器自测试信号，该控制单元经由输入/输出端口与外部世界相接口，并能够在编码器/检测器故障的情况下激活安全系统。