CN101357728B - 设置有停靠控制装置的电梯 - Google Patents

Abstract

本发明的设置有停靠控制装置的电梯，具有在升降通道内的多个楼层之间移动的电梯轿厢(1)、平衡重(3)、用于使电梯轿厢和平衡重移动的主吊索(2)、向主吊索(2)传递驱动力的绳轮(4)、用于驱动绳轮(4)的驱动装置(6)以及控制驱动装置(6)的控制装置(10)，其中，包括检测主吊索(2)的伸缩量在内，对电梯轿厢(1)的位置进行检测，根据预定停靠层的位置与电梯轿厢位置之间的差求出至预定停靠层的剩余行驶距离，并根据所求出的值控制驱动装置(6)。由此通过本发明能提高高行程和高速电梯的楼层停靠精度。

Description

设置有停靠控制装置的电梯

技术领域

本发明涉及一种电梯的控制装置，尤其是适合于在行程很高的情况下仍然能够保持良好的停靠精度的电梯。

背景技术

作为现有技术，例如在专利文献1中公开了一种技术方案，其检测电梯轿厢在大楼内的位置，为了防止成本提高和可靠性降低，以及提高停靠楼层时的精度，通过计数器或者微型计算机对连接在驱动电梯轿厢用的电动机上的脉冲产生器的输出脉冲和交流速度发电机的输出电压经波形成形而形成的脉冲进行计数，以推算移动中的电梯轿厢在垂直方向上的位置。

此外，例如在专利文献2中公开了一种技术方案，其为了提高运行效率，根据轿厢的当前位置和停靠目的地楼层的层高表的值之间的差值计算出剩余行驶距离，并根据该剩余行驶距离来改变加速度。

并且，例如在专利文献3中公开了一种技术方案，其为了在因发生了停电等紧急事态而导致电梯轿厢的位置信息丢失了的情况下，仍然能够恢复运行，而在升降通道的各个楼层设置了长度各不相同的遮蔽板(被检测体)，并通过在各个楼层检测其被检测体固有的输出，来检测电梯轿厢位于哪一个楼层上。

另外，例如在专利文献4中公开了一种技术方案，其为了能够在不使用长条形部件的情况下检测电梯轿厢的位置，而在电梯轿厢中设置了多个光电式传感器，并在每个电梯门厅的与电梯轿厢相对的位置上设置了具有多个切口的遮蔽板。

专利文献1：日本国专利特开昭56-117963号公报

专利文献2：日本国专利特开2003-267638号公报

专利文献3：日本国专利特表2004-521840号公报

专利文献4：日本国专利特开2006-188319号公报

在上述现有技术中，由于没有考虑到对各个楼层地面与电梯轿厢侧地板表面之间的误差和停靠误差进行检测和修正，所以在电梯行程高和行驶速度快的情况下，有可能因例如主吊索的伸缩量而导致电梯的楼层停靠误差增加。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中所存在的问题，以便在高行程和高速的电梯中也能够提高楼层停靠精度。

为了实现上述目的，本发明提供一种设置有停靠控制装置的电梯，其具有在升降通道内的多个楼层之间移动的电梯轿厢、平衡重、用于使电梯轿厢和平衡重移动的主吊索、向该主吊索传递驱动力的绳轮、用于驱动该绳轮的驱动装置以及控制该驱动装置的控制装置，其中，包括检测所述主吊索的伸缩量在内，对所述电梯轿厢的位置进行检测，根据预定停靠层的位置与所述电梯轿厢位置之间的差求出至所述预定停靠层的剩余行驶距离，并根据所求出的值控制所述驱动装置。

根据本发明，通过包括检测主吊索伸缩量在内，对电梯轿厢的位置进行检测，并根据该电梯轿厢的位置控制电梯轿厢的驱动装置，所以能够消除高行程电梯的楼层停靠误差，实现精确的楼层停靠精度。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的全体结构图的方块图。

图2是表示本发明一实施方式的处理顺序的流程图。

图3是表示本发明一实施方式的处理顺序的流程图。

图4是表示本发明一实施方式的处理顺序的流程图。

图5是表示本发明一实施方式的处理顺序的流程图。

图6是表示一实施方式的被检测体形状的俯视图。

图中：

1  电梯轿厢

2  主吊索

3  平衡重

4  绳轮

5  转向滑轮

6  驱动装置

7  电源

8  电力变换器

9、17  脉冲产生器

10  控制装置

11-^*  被检测体

12-^*  各个楼层的电梯门厅

13、14  滑轮

15  辅助吊索

16  张力发生用平衡重

18  处理装置

19  检测器

X^*  从被检测体到楼层的距离

M100  一定减速度下的速度指令生成处理

M200  减速度减少时的速度指令生成处理

M300  低速运行处理

M400  向零速度的速度指令生成处理

Vd^*  速度指令

α^*  减速度指令

Δα  减速度指令的增量

S  剩余行驶距离

Vo^*  低速速度指令

ΔV  速度指令的减量

具体实施方式

以下对图1所示的本发明一实施例的电梯系统的结构及其动作进行说明。

乘客所乘坐的电梯轿厢1通过主吊索2与平衡重3连接，主吊索2被卷绕并悬吊在绳轮4和转向滑轮5上。绳轮4由驱动装置(电动机)6驱动，驱动装置6通过电源7以及电力变换装置8接受驱动用电力的供电。此外，驱动装置6的速度、与该速度相应的电梯轿厢在垂直方向上的位置以及移动距离采用在驱动装置6上设置脉冲产生器9，并通过控制装置(系统控制器)10对随着电动机的旋转而在该脉冲产生器9中产生的脉冲进行计数，以此来计算各种控制量的方法进行检测。在此，由于脉冲产生器9随着驱动装置6的旋转而产生脉冲，所以能够准确地对电动机的速度进行检测，但是，在由绳轮4以及主吊索2悬吊的电梯轿厢1的速度和位置等方面，由于受到绳轮4与主吊索2之间的粘附驱动的影响，尤其是在电梯轿厢的位置方面，会因微少的打滑而产生误差。

此外，在层高为数百米的超高层大楼的电梯中，主吊索的长度会因行驶中的电梯轿厢的加速度和减速度的变化而产生伸缩变化，而根据脉冲产生器9所产生的脉冲算出的电梯轿厢位置则无法反映出上述主吊索的伸缩量，所以在电梯轿厢1的地板表面与各个楼层地表之间会产生所谓的楼层停靠误差。该楼层停靠误差的程度在吊索的伸缩量随着电梯轿厢越往下部楼层行驶而变得越大时，会变得越为严重。在此，为了排除该因素的影响，在1层、2层、…，(n-1)层、n层的电梯门厅12-1、12-2、12-(n-1)、12-n层的与楼板面相接近的位置上设置了被检测体11-1、11-2、11-(n-1)、11-n，同时在电梯轿厢1的侧面以与被检测体11-*相对的方式设置了检测器19，当电梯轿厢1接近预定停靠楼层，检测器19与被检测体相对并检测到被检测体时，包括确认吊索的伸缩量在内，根据被检测体与楼层标高之间的距离差X1、X2、Xn-1、Xn来确认剩余的行驶距离，并使用该值生成用于调节楼层停靠位置的以距离为基准的速度指令。针对从各个楼层的与楼层表面相当的位置到被检测体11-*为止的距离X^*，采用越到下层(主吊索的伸缩现象变得越为明显)则越靠近与楼层表面相当的位置的方式进行设定，以便能够在减速过程中的主吊索的伸缩恢复到原来状态的时间点上检测剩余的行驶距离。由此，能够以楼层停靠位置控制时的吊索伸缩不会对电梯轿厢的定位控制产生影响的方式组建系统。

图1是电梯轿厢进行下降运行时的例示图。即，假设被检测体11-^*的上端与检测器19的下端相向时，电梯轿厢正好通过至预定停止位置的剩余行驶距离为X^*的这一点，并根据这一假设进行检测。因此，图示的被检测体11-1～11-(n-1)是下降运行时所使用的被检测体。在最高层n层，由于不会出现从上部楼层下行到n层的情况，所以在n层上没有必要设置下行运行时使用的被检测体。被检测体11-n是上升运行时所使用的被检测体，是在被检测体的下端与检测器的上端相向时检测电梯轿厢至预定的停靠位置还剩下多少行驶距离时所使用的被检测体。

当电梯轿厢位于上部楼层时，由于主吊索的伸缩给脉冲产生器9带来的影响小，所以从被检测体至停靠位置的剩余行驶距离Xn与下部楼层的场合相比设定得较大。为了便于对附图理解，n层以外的各个楼层的该上升运行时使用的被检测体在图中没有表示出来，但其动作与n层的情况相同。此外，下部楼层中的剩余行驶距离X^*与上部楼层中的剩余行驶距离Xn等相比设定得比较小，从而排除了主吊索伸缩所带来的影响。

并且，预定停靠楼层附近的被检测体11-1、11-2、…、11-(n-1)、11-n，除了用于对到预定停靠楼层的剩余行驶距离进行修正外，还可以用于对电梯轿厢通过各个楼层时从脉冲产生器9获得的电梯轿厢的通过位置进行修正，除了用于对主吊索的伸缩引起的偏差进行修正外，还可以用于对因绳轮4与主吊索之间的微小的打滑而引起的偏差进行修正。

并且，在图1中，除了通过被检测体11-^*与检测器19进行电梯轿厢位置的检测外，还通过在上下端设置2个滑轮13、14，在这些滑轮上悬吊两端与电梯轿厢1连接的辅助吊索15，并且，将其中的一个滑轮14通过平衡重16垂直悬吊在下方，使辅助吊索15随着电梯轿厢1的运行而移动，使安装在被吊挂着的滑轮13的轴端上的脉冲产生器17随着电梯轿厢的移动而产生脉冲，并且利用该脉冲来检测电梯轿厢的位置。也就是说，通过计数器18对脉冲产生器17所产生的脉冲进行计数，能够以包括减速过程中的主吊索的伸缩量在内的方式对电梯轿厢1的移动量进行计数。在本实施例中，通过由设置在驱动装置6附近的脉冲产生器9进行速度检测，来构筑速度反馈系统，由此，通过使用与吊索系统等机械系统的高频振动分量分隔开的脉冲检测分量，能够设定稳定的高开环增益。另一方面，作为速度指令生成材料使用的电梯轿厢位置信息被构成为包括由脉冲产生器17以包括主吊索2的伸缩量在内的方式经由辅助吊索15直接从电梯轿厢1检测到的信息，使用该电梯轿厢位置信息生成以距离为基准的速度指令，并将其发送到速度控制系统。通过上述将检测源分开设置的方法，能够使用电梯轿厢的位置信息生成准确地获取了主吊索伸缩量的以距离为基准的速度指令，同时，由于是速度反馈控制系统外侧的速度指令生成部分，所以，即使为了去除噪声而插入具有较大时间常数的滤波器来进行增加信号稳定度的处理，也能够避免对速度控制系统的安定性带来不利的影响。

以下针对具体的软件处理，参照顺序图对具体的动作进行说明。由于重点是停靠楼层这一瞬间的动作，所以着重对减速过程的该动作进行说明。

图2表示电梯轿厢以一定的减速度进行减速的状态下的速度指令生成处理M100。首先，该任务由未图示的操作系统(OS)每隔一定时间起动一次。当该任务被起动时，首先，在处理步骤101中，根据预定停靠楼层的位置、电梯轿厢的位置以及以惯性行驶的惯性移动距离So求出剩余行驶距离S。然后，在判断步骤102中判断电梯轿厢是否与预定停靠楼层之间还有相当大的距离，如果判断的结果是肯定的，则说明剩余行驶距离S还很大，所以不进行任何加工处理而直接进入到下一步处理，而如果判断电梯轿厢与预定停靠楼层之间已经十分接近，即剩余行驶距离S已经很小时，则在处理步骤103中将剩余行驶距离设定为零，并在处理步骤104中根据减速度指令值α^*以及剩余行驶距离S得到的平方根运算项、与处理M100中的不属于剩余行驶距离S的函数的恒定的低速指令项Vo^*的和来算出速度指令Vd^*，并将电梯轿厢诱导至停靠目的地楼层。

图3表示因接近预定停靠楼层而使减速度的绝对值减小的速度指令发生处理M200以及恒定的低速运行处理M300的顺序。该任务也通过未图示的操作系统(OS)每隔一定时间起动一次。该任务被起动后，首先在处理步骤201中进行使减速度指令α^*以一定的增加量Δα朝着零增加的处理。接下来，在判断步骤202中，判断减速度指令α^*是否为负数或者为零，如果判断的结果是否定的，则将零代入减速度指令α^*。然后，在处理步骤204中求出剩余行驶距离S，在判断步骤205中判断剩余距离S的大小，如果在零以下，则在处理步骤206中将零代入剩余行驶距离S，在处理步骤207中生成速度指令Vd^*。这一期间的处理与图2的处理101～104相同。

在此，在速度指令Vd^*中，第一项是减速度指令α^*，其是作为剩余行驶距离S的函数求出的项，当各自接近零时，该第一项归零。第二项的Vo^*为固定值的项。因此，当速度指令变得足够小时，只有该恒定的低速度项Vo^*继续输出。在使该速度指令Vo^*项在楼层停靠高度附近停止这一方面，对是否已经接近楼层停靠高度所进行的检测起到了重要的作用。该信号的生成具有二种方法。一种方法是在图1的被检测体11-^*与检测器19相向时进行检测来生成该信号，另一种方法是使用能够以包括主吊索的伸缩项在内的方式对电梯轿厢位置进行检测的脉冲产生器17的输出信号来生成该信号。通过上述方法，能够获得对至预定停靠楼层为止的精确的剩余行驶距离开始倒计时的触发信号。

该触发信号在控制装置10将被检测体与检测器相对向时产生的中断信号作为中断信号受理时，或者在从脉冲产生器17的输出中获得的剩余行驶距离达到了指定值时进行触发，使图4的形成零速度的速度指令生成处理M400的任务启动。该M400是一种定时任务(timer task)处理，其通过因到达而触发的触发信号启动后，每隔一定时间会起动一次，以便每隔一定时间使恒定的低速度指令项Vo^*朝着零值递减。在判断步骤401中，判断速度指令Vd^*是否已经变得足够小，如果回答是肯定的，则在处理步骤403中以零值为速度指令，如果回答是否定的，则从速度指令Vd^*中减去一定的减少量ΔV，以减小速度指令。

图5表示这一期间的速度指令、加速度指令和各个处理模式之间的关系。图中表示了速度指令生成方面的变化情况，其从以恒定的减速度进行减速的M100模式经由使减速度增加到零的M200模式，再经由生成减速度大致为零的恒定的低速度指令Vo^*的M300模式，最终进入使速度指令朝着零速度递减的M400模式。此外，图5还表示了在模式变化途中产生的中断信号IRQ-P1和IRQ-P2的产生定时。IRQ-P1是电梯轿厢在不会受到主吊索伸缩影响的上部楼层通过规定点时产生的中断定时的例子，IRQ-P2是电梯轿厢在会受到主吊索伸缩影响的下部楼层通过规定点时产生的中断定时的例子。PRQ-P2点是设定在与楼层停靠位置非常接近的位置上的点，而IRQ-P1点是可以设定在与楼层停靠位置离开较远距离的位置上的点。

图6表示与检测器19相对向的被检测体11-^*的形状。(a)表示与具有多个传感部分的检测器19相对向的在一块板内具有多个中断点的被检测体。由于具有多个传感部分，所以检测器的成本较高，但其能够以简单的中断处理方法在多个点对电梯轿厢的通过进行检测。(b)表示与只具有一个传感部分的检测器19相对向的具有多个中断点的被检测体。由于只具有一个传感部分，所以能够抑制检测器的成本。虽然需要实施中断处理以及对向持续时间等的传感器融合(sensor fusion)性处理，但也能够在多个点对电梯轿厢的通过进行检测。如此，由于在一个被检测体上隔开一定距离设置了多个检测位置是否到达用的检测部分，所以只需设定一个被检测体就能在多个点对电梯轿厢的通过进行检测，从而能够简化被检测体的设定工作。

根据上述本发明，由于能够以不会受到主吊索伸缩影响的方式对高行程电梯的电梯轿厢位置进行检测，并能够根据该信息生成速度指令，所以能够实现准确的楼层停靠控制。此外，能够简化在升降通道内设置被检测体的方法，提高设置精度，或者能够省略设置在升降通道内的各个楼层附近的被检测体。

Claims (4)

1.一种设置有停靠控制装置的电梯，具有在升降通道内的多个楼层之间移动的电梯轿厢、平衡重、用于使电梯轿厢和平衡重移动的主吊索、向该主吊索传递驱动力的绳轮、用于驱动该绳轮的驱动装置以及控制该驱动装置的控制装置，

包括检测所述主吊索的伸缩量在内，对所述电梯轿厢的位置进行检测，根据预定停靠层的位置与所述电梯轿厢位置之间的差求出至所述预定停靠层的剩余行驶距离，并根据所求出的值控制所述驱动装置，

具有设置在所述电梯轿厢侧的检测器以及被检测体，所述被检测体设置在所述升降通道侧，与楼层表面之间的距离被设定成在下部楼层比在上部楼层短，通过所述检测器以及所述被检测体来检测所述电梯轿厢的位置。

2.如权利要求1所述的设置有停靠控制装置的电梯，其特征在于，具有随着所述电梯轿厢的移动而移动的辅助吊索以及与所述辅助吊索的移动相对应地产生脉冲的脉冲产生器。

3.如权利要求1所述的设置有停靠控制装置的电梯，其特征在于，所述检测器和所述被检测体互相对向。

4.如权利要求1所述的设置有停靠控制装置的电梯，其特征在于，所述被检测体由多个组成为一体。

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