BR102017003761B1 - Método e aparelho para operar um sistema de elevador - Google Patents

Abstract

MÉTODO E APARELHO PARA OPERAR UM SISTEMA DE ELEVADOR Um método de operação de um sistema de elevador é fornecido. O método inclui alimentar, usando uma bateria, o sistema de elevador quando uma fonte de energia externa está indisponível. O método também inclui controlar, usando um controlador, uma pluralidade de componentes do sistema de elevador. O controlador compreende operar pelo menos um dentre a bateria, uma cabine de elevador, uma unidade de acionamento e um freio. O método inclui ainda determinar, usando o controlador, um perfil de funcionamento da cabine de elevador, em resposta a uma desaceleração selecionada. O método inclui ainda operar, usando controlador, cabine de elevador, em resposta ao perfil de funcionamento determinado, e determinar, usando o controlador, uma velocidade real da cabine de elevador.

Description

FUNDAMENTOS

[001] A matéria divulgada no presente documento se refere, em geral, ao campo de sistemas de elevador e, especificamente, a um método e aparelho para colocar um elevador em uma parada controlada quando a energia de uma fonte de energia externa estiver indisponível.

[002] Um sistema de elevador típico inclui um carro e um contrapeso dispostos dentro de um poço de elevador, uma pluralidade de cabos de tensão que interconectam o carro e o contrapeso, e uma unidade de acionamento que tem uma roldana de acionamento engatada aos cabos de tensão para acionar o carro e o contrapeso. Os cabos e, desse modo, o carro e o contrapeso, são acionados pela rotação da roldana de acionamento. Tradicionalmente, a unidade de acionamento e seus equipamentos associados ficam alojados em uma sala de máquinas separada.

[003] Os sistemas de elevador mais recentes eliminaram a necessidade de uma sala de máquinas separada por meio da montagem da unidade de acionamento no poço de elevador. Estes sistemas de elevador são referidos como sistemas sem sala de máquinas. Tradicionalmente, os sistemas de elevador têm sido dependentes de uma fonte de alimentação externa para a operação, o que complica a operação no caso de a fonte de alimentação externa não estar disponível.

BREVE SUMÁRIO

[004] De acordo com uma modalidade, um método de operação de um sistema de elevador é fornecido. O método inclui alimentar, usando uma bateria, o sistema de elevador quando uma fonte de energia externa está indisponível. O método também inclui controlar, usando um controlador, uma pluralidade de componentes do sistema de elevador. O controlador compreende operar pelo menos um dentre a bateria, um carro de elevador, uma unidade de acionamento e um freio. O método inclui ainda determinar, usando o controlador, um perfil de funcionamento do carro de elevador, em resposta a uma desaceleração selecionada. O método inclui ainda operar, usando o controlador, o carro de elevador, em resposta ao perfil de funcionamento determinado, e determinar, usando o controlador, uma velocidade real do carro de elevador.

[005] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir ajustar, usando o controlador, o perfil de funcionamento para coincidir com a velocidade real quando a velocidade real for menor que uma velocidade selecionada.

[006] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir determinar, usando o controlador, uma corrente elétrica real da unidade de acionamento quando a velocidade real não for menor que uma velocidade selecionada; e ajustar, usando o controlador, o perfil de funcionamento quando a corrente elétrica real estiver acima de uma corrente elétrica selecionada.

[007] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir determinar, usando o controlador, uma corrente elétrica real da unidade de acionamento, quando a velocidade real não for menor que uma velocidade selecionada; e manter, usando o controlador, o perfil de funcionamento quando a corrente elétrica real não estiver acima de uma corrente elétrica selecionada.

[008] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir determinar, usando o controlador, uma posição de parada projetada e uma velocidade do carro de elevador; e comandar, usando o controlador, o freio para parar o carro de elevador quando a posição de parada projetada estiver dentro de uma faixa de posições de parada selecionada e a velocidade estiver dentro de uma faixa de velocidade selecionada.

[009] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir determinar, usando o controlador, uma posição de parada projetada e uma velocidade do carro de elevador; e determinar, usando o controlador, uma velocidade real do carro de elevador, quando a posição de parada projetada não estiver dentro de uma faixa de posições de parada selecionada ou a velocidade não estiver dentro de uma faixa de velocidade selecionada.

[0010] De acordo com outra modalidade, um aparelho para operar um sistema de elevador é fornecido. O aparelho inclui uma bateria para alimentar o sistema de elevador quando uma fonte de energia externa está indisponível, um carro de elevador, uma unidade de acionamento, um freio e um controlador para controlar uma pluralidade de componentes do sistema de elevador. O controle compreende operar pelo menos um dentre a bateria, o carro de elevador, a unidade de acionamento e o freio. O controlador executa operações compreendendo: determinar um perfil de funcionamento do carro de elevador em resposta a uma desaceleração selecionada, operar o carro de elevador em resposta ao perfil de funcionamento determinado, e determinar uma velocidade real do carro de elevador.

[0011] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do aparelho podem incluir ajustar o perfil de funcionamento para coincidir com a velocidade real quando a velocidade real for menor que uma velocidade selecionada.

[0012] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do aparelho podem incluir determinar uma corrente elétrica real da unidade de acionamento quando a velocidade real não for menor que uma velocidade selecionada; e ajustar o perfil de funcionamento quando a corrente elétrica real estiver acima de uma corrente elétrica selecionada.

[0013] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do aparelho podem incluir determinar uma corrente elétrica real da unidade de acionamento, quando a velocidade real não for menor que uma velocidade selecionada; e manter o perfil de funcionamento quando a corrente elétrica real não estiver acima de uma corrente elétrica selecionada.

[0014] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do aparelho podem incluir determinar uma posição de parada projetada e uma velocidade do carro de elevador; e comandar o freio para parar o carro de elevador quando a posição de parada projetada estiver dentro de uma faixa de posições de parada selecionada e a velocidade estiver dentro de uma faixa de velocidade selecionada.

[0015] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do aparelho podem incluir determinar uma posição de parada projetada e uma velocidade do carro de elevador; e determinar uma velocidade real do carro de elevador, quando a posição de parada projetada não estiver dentro de uma faixa de posições de parada selecionada ou a velocidade não estiver dentro de uma faixa de velocidade selecionada.

[0016] Efeitos técnicos de modalidades da presente divulgação incluem um sistema de elevador que tem um controlador para colocar um carro de elevador em uma parada controlada quando a energia de uma fonte de energia externa não está disponível. Outros efeitos técnicos incluem que o controlador evita falhas de limite de corrente elétrica e falhas de rastreamento de velocidade, enquanto determina um perfil de funcionamento de elevador consistente com uma taxa de desaceleração selecionada.

[0017] As características e os elementos anteriores podem ser combinados em várias combinações sem exclusividade, a menos que expressamente indicado de outra forma. Estas características e elementos, bem como a operação dos mesmos, ficarão mais evidentes à luz da descrição que se segue e das figuras anexas. Deve ser entendido, no entanto, que a seguinte descrição e as figuras se destinam a ser ilustrativas e explicativas por natureza e não limitantes.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0018] As características anteriores e outras características e vantagens da divulgação são evidentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com as figuras anexas em que elementos similares são numerados da mesma forma em várias Figuras. A Figura 1 ilustra uma vista esquemática de um sistema de elevador, de acordo com uma modalidade da divulgação; A Figura 2 é um diagrama de blocos do sistema de elevador da Figura 1, de acordo com uma modalidade da divulgação; e A Figura 3 é um diagrama de blocos de uma arquitetura de software de resgate suave do sistema de elevador da Figura 1, de acordo com uma modalidade da divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0019] Com referência agora às Figuras 1 e 2, a Figura 1 mostra uma vista esquemática de um sistema de elevador 10, de acordo com uma modalidade da divulgação. A Figura 2 mostra um diagrama de blocos do sistema de elevador 10 da Figura 1, de acordo com uma modalidade da divulgação. O sistema de elevador 10 inclui um carro de elevador 23 configurada para se mover verticalmente para cima e para baixo dentro de um poço de elevador 50 ao longo de uma pluralidade de trilhos de guia de carro 60. O sistema de elevador 10 inclui ainda um contrapeso 28 operacionalmente ligado ao carro de elevador 23 através de um sistema de polias 26. O contrapeso 28 é configurado para se mover verticalmente para cima e para baixo dentro do poço de elevador 50. O contrapeso 28 se move numa direção geralmente oposta ao movimento do carro de elevador 23, como é conhecido em sistemas de elevador convencionais. O movimento do contrapeso 28 é guiado por trilhos de guia de contrapeso 70 montados dentro do poço de elevador 50.

[0020] O sistema de elevador 10 inclui também uma fonte de energia de corrente alternada (CA) 12, como uma linha principal elétrica (por exemplo, 230 volts, fase única). A energia de CA é fornecida da fonte de energia de CA 12 para um painel de interruptores 14, que pode incluir disjuntores, medidores, etc. Do painel de interruptor 14, a energia de CA é fornecida para um carregador de bateria 16, que converte a energia de CA em corrente contínua (CC) para carregar uma bateria 18. A bateria 18 pode ser uma bateria de chumbo-ácido, íons de lítio ou outro tipo de bateria. A bateria 18 pode alimentar o sistema de elevador 10 quando uma fonte de energia externa (por exemplo, a fonte de energia de CA 12) está indisponível. A energia de CC flui através do controlador 30 para uma unidade de acionamento 20, que contém um inversor para inverter a energia de CC da bateria 18 em sinais de acionamento de CA. A unidade de acionamento 20 aciona uma máquina 22 para conferir movimento para o carro de elevador 23 através de uma roldana de tração da máquina 22. Os sinais de acionamento de CA podem ser sinais de acionamento multifásicos (por exemplo, trifásico) para um motor trifásico na máquina 22. A máquina 22 também inclui um freio 24 que pode ser ativado para parar a máquina 22 e carro de elevador 23.

[0021] A unidade de acionamento 20 converte a energia de CC da bateria de 18 em energia de CA para acionar a máquina 22 no modo motriz. O modo motriz se refere a situações em que a máquina 22 está retirando corrente da unidade de acionamento 20. Por exemplo, o modo motriz pode ocorrer quando um carro de elevador vazia se desloca para baixo ou um carro de elevador carregada se desloca para cima. A unidade de acionamento 20 também converte a energia de CA da máquina 22 em energia de CC para carregar a bateria 18 quando operando em modo regenerativo. O modo regenerativo se refere a situações em que a unidade de acionamento 20 recebe corrente da máquina 22 (que atua como um gerador) e fornece corrente de volta para a fonte de energia de CA 12. Por exemplo, o modo regenerativo pode ocorrer quando um carro de elevador vazia se desloca para cima ou quando um carro de elevador carregada se desloca para baixo. Como será apreciado por aqueles versados na técnica, o modo motriz e o modo regenerativo podem ocorrer em mais do que apenas alguns dos exemplos descritos acima e estão dentro do escopo desta divulgação.

[0022] O controlador 30 é responsável por controlar a operação do sistema de elevador 10. O controlador 30 pode incluir um processador e uma memória associada. O processador pode ser, sem limitação, um sistema de processador único ou de múltiplos processadores de qualquer um de uma ampla variedade de possíveis arquiteturas, incluindo hardware de arranjo de porta programável em campo (FPGA), unidade central de processamento (CPU), circuitos integrados de aplicação específica (ASIC), processador de sinal digital (DSP) ou unidade de processamento gráfico (GPU) disposto de forma homogênea ou heterogênea. A memória pode ser, sem limitação, uma memória de acesso aleatório (RAM), memória apenas para leitura (ROM), ou outros dispositivos eletrônicos, ópticos, magnéticos ou qualquer outro meio legível por computador.

[0023] No caso de a fonte de energia de CA externa 12 estar indisponível, o controlador 30 é responsável por evitar falhas de limite de corrente elétrica e falhas de rastreamento de velocidade, enquanto determina um perfil de funcionamento consistente com uma taxa de desaceleração selecionada. O perfil de funcionamento pode se referir à posição, velocidade e/ou aceleração do carro de elevador 23, conforme a mesma atinge um destino selecionado, que pode ser um local seguro para o resgate e/ou a saída do carro de elevador 23. O perfil de funcionamento pode ser ajustado por ações incluindo, sem limitação, a alteração da velocidade da unidade de acionamento 20, da velocidade de rotação da roldana de tração, ou uma combinação compreendendo pelo menos uma das anteriores. Ao calcular o perfil de funcionamento correto, o controlador 30 deve levar em consideração diversas variáveis, incluindo, sem limitação, carga, atrito, desequilíbrio e outras possíveis fontes de variação. No caso de funcionamentos de motorização, em que o carro de elevador 23 para mais rápido do que o perfil de funcionamento ditado devido à gravidade, o controlador 30 ajusta o perfil de funcionamento para coincidir com a desaceleração devido à gravidade. No caso de funcionamentos regenerativos, o controlador 30 dita um perfil de funcionamento que lhe permitiria manter um equilíbrio entre a energia gerada e a energia sendo fornecida de volta para a bateria 18 e/ou dissipada como calor (ou seja, dispersão). Se a energia gerada for maior do que a quantidade de energia (por exemplo, corrente elétrica) que a unidade de acionamento 20 é capaz de dispersar, então, o perfil de funcionamento seria ajustado em tempo real para reduzir a energia gerada.

[0024] Vantajosamente, utilizar corrente elétrica da unidade de acionamento 20 e/ou a velocidade do carro de elevador 23 permite que o controlador 30 se adapte a variações de perda de poço de elevador, a inexatidões de pesagem de carga e ao desequilíbrio de carga sem a necessidade de um modelo de sistema complexo ou parametrização complexa para escolher ou prever a taxa de desaceleração necessária para evitar falhas de limite de corrente elétrica ou falhas de rastreamento de velocidade.

[0025] Com referência agora também à Figura 3 que mostra um diagrama de blocos de uma arquitetura de software de resgate suave 300 do sistema de elevador 10 da Figura 1, de acordo com uma modalidade da divulgação. O software de resgate suave 300 pode ser controlado pelo controlador 30 e pode ser responsável por colocar o carro de elevador 23 em uma parada controlada no caso de a fonte de energia de CA externa 12 estar indisponível. O controlador 30 utiliza o software de resgate suave 300 para evitar falhas de limite de corrente elétrica e falhas de rastreamento de velocidade, enquanto determina um perfil de funcionamento de acordo com uma taxa de desaceleração selecionada, tal como descrito acima. O controlador 30 pode iniciar o software de resgate suave 300 quando um evento de perda de energia ocorrer no bloco 304. Uma vez que o evento de perda de energia tenha ocorrido, o software de resgate suave 300 pode ditar um perfil de funcionamento com base numa desaceleração selecionada no bloco 306. O processo de ditar um perfil de funcionamento pode incluir determinar um perfil de funcionamento e operar o carro de elevador em resposta ao perfil de funcionamento determinado. No caso de perda de energia, o perfil de funcionamento dita uma certa velocidade e/ou desaceleração do carro de elevador 23 para a transição do carro de elevador 23 para uma aterrissagem.

[0026] Em seguida, o software de resgate suave 300 pode determinar a velocidade real do carro de elevador 23 e comparar a velocidade real a uma velocidade selecionada do perfil de funcionamento ditado no bloco 308. Se a velocidade real for determinada como sendo menor do que a velocidade ditada (ou seja, modo motriz), então o software de resgate suave 300 pode ajustar o perfil de funcionamento para coincidir com a velocidade real no bloco 310. Então, o software de resgate suave 300 pode verificar se os critérios de parada de posição e velocidade são atendidos no bloco 316, que será discutido mais tarde.

[0027] Se a velocidade real for determinada como não sendo menor do que a velocidade ditada no bloco 308 (ou seja, modo regenerativo), então o software de resgate suave 300 pode verificar se a corrente elétrica real que flui para a unidade de acionamento 20 está acima de uma corrente elétrica selecionada no bloco 312. A corrente elétrica selecionada pode ser um limite de falha predefinido (por exemplo, da unidade de acionamento 20). Se a corrente elétrica real que flui para a unidade de acionamento 20 estiver acima da corrente elétrica selecionada no bloco 312, então o software de resgate suave 300 pode ajustar o perfil de funcionamento para limitar a corrente elétrica no bloco 314 e, posteriormente, verificar se os critérios de parada de posição e velocidade são atendidos no bloco 316. O bloco 314 é usado para reduzir a quantidade de corrente sendo dispersada para dentro da máquina 22, de tal modo que os limites de dispersão de corrente da máquina não sejam excedidos. Isto pode ser conseguido através do ajuste do perfil de funcionamento para reduzir a desaceleração do carro de elevador 23. Se a corrente elétrica real que flui para a unidade de acionamento 20 não estiver acima da corrente elétrica selecionada no bloco 312, então o software de resgate suave 300 pode manter o perfil de funcionamento e verificar se os critérios de parada de posição e velocidade são atendidos no bloco 316. Os critérios de parada de posição e velocidade podem incluir uma faixa de posição de parada selecionada e uma faixa de velocidade selecionada do carro de elevador 23. Os critérios de parada de posição e velocidade podem ser satisfeitos se uma posição de parada projetada estiver dentro da faixa de posições de parada selecionada e uma velocidade do carro de elevador 23 estiver dentro da faixa de velocidade selecionada. A velocidade referida é a velocidade do carro de elevador 23 que se aproxima da posição de parada projetada. Se a velocidade for demasiada alta, o carro de elevador pode necessitar desacelerar muito rápido para chegar à posição de parada projetada. No bloco 316, se os critérios de parada de posição e velocidade forem satisfeitos, então o software de resgate suave 300 pode soltar o freio 24 no bloco 318. Se os critérios de parada de posição e velocidade não forem satisfeitos, então o software de resgate suave 300 pode retornar para o bloco 306 para ditar o perfil de funcionamento com base numa desaceleração selecionada.

[0028] A terminologia usada neste documento tem a finalidade de descrever modalidades particulares apenas e não se destina a ser limitante da invenção. Embora a descrição tenha sido apresentada para fins de ilustração e descrição, a mesma não se destina a ser exaustiva ou limitada às modalidades na forma divulgada. Muitas modificações, variações, alterações, substituições ou disposições equivalentes que não estão aqui descritas serão evidentes para os versados na técnica sem que se afastem do escopo da divulgação. Adicionalmente, embora várias modalidades tenham sido descritas, deve ser entendido que aspectos podem incluir somente algumas das modalidades descritas. Consequentemente, a divulgação não será vista como limitada pela descrição anterior, mas só é limitada pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims (6)

1. Método para operar um sistema de elevador (10), o método compreendendo: alimentar, usando uma bateria (18), o sistema de elevador (10) quando uma fonte de energia externa está indisponível; controlar, usando um controlador (30), uma pluralidade de componentes do sistema de elevador (10), em que o controle compreende a operação de pelo menos um dentre a bateria (18), um carro de elevador (23), uma unidade de acionamento (20) e um freio (24); determinar, usando o controlador (30), um perfil de funcionamento do carro de elevador (23), em resposta a uma desaceleração selecionada; operar, usando o controlador (30), o carro de elevador (23) em resposta ao perfil de funcionamento determinado; determinar, usando o controlador (30), uma velocidade real do carro de elevador (23); e caracterizado pelo fato que compreende adicionalmente: ajustar, usando o controlador (30), o perfil de funcionamento para coincidir com a velocidade real quando a velocidade real for menor que uma velocidade selecionada; determinar, usando o controlador (30), uma corrente elétrica real da unidade de acionamento (20) quando a velocidade real não for inferior a uma velocidade selecionada; ajustar, usando o controlador (30), o perfil de funcionamento quando a corrente elétrica real estiver acima de uma corrente elétrica selecionada; determinar, usando o controlador (30), uma posição de parada projetada e uma velocidade do carro de elevador (23); e comandar, usando o controlador (30), o freio (24) para parar o carro de elevador (23) quando a posição de parada projetada estiver dentro de uma faixa de posições de parada selecionada e a velocidade estiver dentro de uma faixa de velocidade selecionada.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: manter, usando o controlador (30), o perfil de funcionamento quando a corrente elétrica real não estiver acima da corrente elétrica selecionada.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: determinar, usando o controlador (30), uma velocidade real do carro de elevador (23) quando a posição de parada projetada não estiver dentro de uma faixa de posições de parada selecionada ou a velocidade não estiver dentro de uma faixa de velocidade selecionada.

4. Aparelho para operar um sistema de elevador (10), o aparelho compreendendo: uma bateria (18) para alimentar o sistema de elevador (10) quando uma fonte de energia externa está indisponível; um carro de elevador (23); uma unidade de acionamento (20); um freio (24); um controlador (30) para controlar uma pluralidade de componentes do sistema de elevador (10), em que o controle compreende a operação de pelo menos um dentre a bateria (18), o carro de elevador (23), a unidade de acionamento (20) e o freio (24); caracterizado pelo fato de que o controlador (30) executa operações compreendendo: determinar um perfil de funcionamento do carro de elevador (23), em resposta a uma desaceleração selecionada; operar o carro de elevador (23) em resposta ao perfil de funcionamento determinado; determinar uma velocidade real do carro de elevador (23); ajustar o perfil de funcionamento para coincidir com a velocidade real quando a velocidade real for menor que uma velocidade selecionada; determinar uma corrente elétrica real da unidade de acionamento (20) quando a velocidade real não for inferior a uma velocidade selecionada; ajustar o perfil de funcionamento quando a corrente elétrica real estiver acima da corrente elétrica selecionada; determinar uma posição de parada projetada e uma velocidade do carro de elevador (23); e comandar o freio (24) para parar o carro de elevador (23) quando a posição de parada projetada estiver dentro de uma faixa de posições de parada selecionada e a velocidade estiver dentro de uma faixa de velocidade selecionada.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem ainda: manter o perfil de funcionamento quando a corrente elétrica real não estiver acima da corrente elétrica selecionada.

6. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as operações compreendem ainda: determinar uma velocidade real do carro de elevador (23) quando a posição de parada projetada não estiver dentro de uma faixa de posições de parada selecionada ou a velocidade não estiver dentro de uma faixa de velocidade selecionada.