[发明专利]电梯设备中的安全电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电梯设备，在该电梯设备中，至少一个电梯轿厢和至少一个对重在电梯竖井中反向行驶，其中，该至少一个电梯轿厢和该至少一个对重沿导轨行驶、由一个或多个承载机构承载。该一个或多个承载机构通过驱动单元的主动轮引导，该主动轮具有传动制动器。此外，电梯设备具有安全电路，其主要在紧急情况下激活传动制动器且包括门接触件的分路，因此在打开门时使安全电路保持闭合。本发明还特别涉及一种安全电路。

背景技术

在传统的电梯设备中，采用电机开关来分接门接触件。但特别是对于写字楼中的电梯设备来说，电梯轿厢的行驶数量可能会大于每个工作日1000次，其中，在每一次行驶中进行两次门接触件的分接。因此，针对电机开关得出数量为每年大约520000次的开关次数。这个数量是很高的，使得电机开关成为门接触件分接可靠性的主要限制因素。

基于较高数量的开关次数和较高的要求，门接触件的分接被分级为所谓的高要求安全功能。一般来说，通过标准IEC61508将高要求安全功能定为如下功能，即该功能在电梯设备无故障的正常运行中每年平均接通多于一次，而低要求安全功能是指仅针对存在故障的电梯设备的紧急情况或仅针对存在故障的电梯设备的紧急运行而设置的功能，其每年平均接通的次数小于一次。

该国际标准IEC61508的重要元素是确定安全要求级别(Safety Integrity Level-SIL，具有SIL1至SIL4)。这是针对必要或实现的安全功能风险降低有效性的标准，其中，SIL1具有最小的要求。针对仪器或设备的安全功能的可靠性的重要参数是针对PFH(probability of dangerous failure per hour-每小时故障概率)和PFD(probability of dangerous failure on demand-要求的故障概率)的计算原理。第一个参数PFH涉及高要求系统，即涉及具有较高的要求度的系统，且第二个参数PFD涉及低要求系统，其运行持续时间基本上不被操作。SIL从这些参数中读取。

在专业媒体上基于该标准(IEC61508-4、第3.5.12节)可找到的另一个关于低要求运行方式(Low-Demand-Mode)和高要求运行方式(High-Demand-Mode或持续运行方式)的定义不仅借助于低的或高的(持续的)要求度加以区别，而且还在如下方面是不同的：在要求模式下运行的(低要求)安全功能不仅在要求方面实施，而且还将需监控的系统带入定义的安全状态中。该低要求安全功能的实施元素在没有提出安全功能的要求之前不会对需监控的系统产生影响。相反，在持续模式下工作的(高要求)安全功能总是将需监控的系统保持在其正常的安全状态下。即该高要求安全功能的元素持续地监控需监控的系统。如果没有其它安全相关的系统或外部的用于减小风险的措施起作用，该(高要求)安全功能的元素的故障直接导致危险。此外，当要求度不是每年多于一次且不大于重复检测的频率的两倍，则存在低要求安全功能。与此相反，高要求安全功能或持续的安全功能在要求度为每年大于一次或大于重复检测的频率的两倍时存在(参见IEC61508-4、第3.5.12节)。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种用于电梯设备的安全电路，其包括更可靠且更安全地满足需常常接通的高要求安全功能(如门接触件的分接)且因此提高了安全性以及减小了整个电梯设备的成本和维护次数。

该目的的解决方案首先在于有针对性地将常见的、由于较高的接通次数(高要求安全功能)负荷较重的电机开关替换为电子半导体开关。此类高要求安全功能比如是门接触件的分接，但还可以考虑其它在无故障的正常运行中接通的安全功能，特别是经常接通的安全功能。

此类比如具有金属-氧化物-半导体-场效应晶体管MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)的半导体开关一般基于每天经受百万次开关操作循环的晶体管。缺点仅在于其易于在发生故障时造成短路，该短路可能会导致持续分接所有门接触件。换句话说，如果出于冗余的原因优选设置两个用于门接触件的分接的半导体开关(用于满足安全级别SIL2)，且这两个半导体开关由于短路而失效，则会出现较高的危险状况，使得电梯轿厢和对重以敞开的竖井门或/和轿厢门运动，这是因为半导体短路造成了门关闭的假象。

一般来说，为了避免或探测在半导体开关中的短路通常采用复杂且昂贵的针对此类故障的解决方案。