CN101855156B - 配置运输系统的参数的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于运输系统中参数的适配的装置和方法。本发明的装置包括功率模型(1)，其中，运输系统中的功率通量借助于运输系统参数(2、3、4、13)来描述，该运输系统参数包括输入参数(2、3、13)和状态参数(4)。该装置还包括至少第一输入参数(2)和第二输入参数(2)的确定，并且基于至少第一输入参数(2)更新该功率模型(1)。至少使用更新的功率模型(1)和由此确定的第二输入参数(3)来适配至少一个运输系统状态参数(4)。

Description

配置运输系统的参数的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于配置运输系统参数的装置和方法。参数的配置使用运输系统的功率模型来实现。

背景技术

在诸如升降机系统的运输系统中，需要识别一些系统参数用于控制和维护等。传统地，通过计算或测试来确定系统参数。然而，这样的方法伴随有导致确定不准确的问题。例如，升降机系统测量中的误差将妨碍升降机的控制。

说明书EP1361999通过使用关于每个升降机轿厢的特定能量消耗文件描述升降机组中的呼叫分配。

说明书US5157228描述用于学习升降机控制调整参数的方法。

发明内容

本发明的目的是公开用于通过使用描述运输系统中功率通量的特定功率模型来配置运输系统的参数的装置和方法。当根据本发明配置运输系统参数时，仅使用少量的测量数据就可以对甚至大量的参数进行配置。本发明还使得在参数配置中实现比现有技术更好的精确性。

根据本发明的运输系统可以是例如升降机系统、吊车系统、自动扶梯系统或滑动人行道系统。

根据本发明的用于配置运输系统中的参数的装置包括功率模型，该功率模型包括描述运输系统中功率通量的大量参数。所述装置包括值被确定的至少第一和第二输入参数，并且使用至少第一输入参数来更新所述功率模型。该装置还包括至少一个状态参数，该状态参数的值至少使用更新的功率模型和第二输入参数来配置。

参数的配置涉及修改至少一个状态参数，以使得用某些优化标准来调整功率模型。输入参数涉及这样的参数，用于该参数的数据例如通过读取从运输系统中确定。这些参数例如可包括升降机的牵引滑轮的旋转速度或升降机轿厢的加速度，这些参数例如可从附着到升降机的马达轴或牵引滑轮的编码器中测量得到，或从安装在升降机轿厢的顶部上的加速度传感器中测量得到。输入参数例如还可包括测量的马达馈送功率数据，该数据例如从马达电流和电压中测量得到。类似地，“状态参数”涉及描述运输系统的参数，但该参数的值还没有从运输系统中确定。状态参数可以是可锁定的，在此情况下，仅对于那些没有被锁定的参数进行参数配置。在配置过程中，锁定的参数保持不变。在本发明的实施例中，根据本发明的相同功率模型还可用于多个不同参数配置处理，其中，输入参数在另一配置处理中可以起状态参数的作用，反之亦然。在本发明的实施例中，对于输入参数同时读取瞬时值，并且已经同时地读取的参数形成参数要素的连续集合，在该集合中参数彼此对应。

在根据本发明的用于配置运输系统的参数的方法中，功率模型装置；描述运输系统中的功率通量的参数适合于功率模型；确定运输系统的至少第一和第二输入参数；基于由此确定的至少第一输入参数来更新功率模型；以及使用更新的功率模型和第二输入参数来更新运输系统的至少一个状态参数。

通过本发明实现的优点包括下面优点中的至少一个优点：

-由于通过使用基于第一输入参数而更新的功率模型，以及通过使用单独确定的第二输入参数，运输系统的状态参数被配置，因此，可以通过修改状态参数来向着从第二输入参数导出的功率值调整功率模型，由此状态参数值同样得以调整。

-因为在该功率模型中，运输系统的不同部分中的功率通量以链的方式被建模，使得在运输系统内的某点处的功率通量取决于运输系统的其它部分中的功率通量，因此功率模型可用于配置运输系统的不同部分中的多个运输系统参数，而不是必须要求来自运输系统的所有这些部分反馈的测量，因而简化了装置。

-在基于马达驱动器和运输设备之间的机械连接点处的功率通量已经进行参数配置之后，可以例如基于马达功率输入的测量和马达驱动轮的运动的测量来配置参数。

-如果通过测量，例如在升降机系统中通过升降机轿厢负载的测量、升降机绳索滑动的测量或升降机轿厢和导轨之间摩擦的测量，已经预先选择运输系统状态参数，那么经由根据本发明的参数配置可以减小测量误差。

-通过计算而预先选择的运输系统状态参数，例如升降机绳索的绳索常数或绳索负载的不均衡，同样可以以本发明中描述的方式来调整。

-根据本发明配置的升降机系统状态参数例如可以用于供应到升降机马达的功率的控制中，因此基于这些升降机系统状态参数可以确定诸如频率转换器的功率控制器的控制参数，例如力矩前馈。

-本发明的功率模型还可应用在例如升降机系统的交通控制中。因此，由功率模型确定的升降机系统的功率消耗可以例如用作升降机呼叫的分配中的标准。由于功率模型中的参数现已根据本发明进行配置，因此前述交通控制也更为精确。

-因为根据本发明在运输系统的使用寿命期间能够重新配置状态参数，因此可以通过更新状态参数值将如由于运输系统的磨损导致的改变纳入考虑。另一方面，这还使得能够从状态参数中的改变来观察运输系统的状态，并且该信息能够例如用于维护。

-通过将借助于功率模型确定的参数与基于实际测量结果的参数进行比较，本发明的功率模型能够用于监控升降机系统。

附图说明

在下文中，将参考附图来详细描述本发明，其中：

图1表示根据本发明的升降机系统功率模型。

图2表示根据本发明的用于升降机系统中的参数配置的装置。

图3表示根据本发明的描述马达效率的功率模型。

图4表示根据本发明的描述马达功率提供装置的效率的功率模型。

图5表示根据本发明的实施例。

具体实施方式

图1示出表示根据本发明的升降机系统功率模型的框图。在该功率模型中，借助于升降机系统参数2、3、4、13来描述升降机系统中的功率通量。功率从电源27提供给升降机系统，在该例子中电源是网络供应，但电源例如还可以是发电机。马达功率提供装置14、升降机控制面板29和照明设备30接收从电源27提供给它们的功率。马达驱动器包括描述马达功率提供装置14和升降机马达15中的功率通量的块。升降机轿厢、配重和升降机绳索形成描述升降机井机构中的功率通量的块17。功率从升降机牵引滑轮16经由升降机绳索流到升降机井机构。

用于马达驱动器的输入功率9通过马达功率提供装置14提供给升降机马达15。马达功率提供装置传送输入功率9，以根据其效率(η_D)用作马达提供功率3，但是一些输入功率转化成热18。一定比例的马达提供功率3需要作为磁化功率(P_Mmg)。另外，一些功率在马达线圈中由于电阻损耗和例如由于涡流而被耗散。该功率耗散转化成热18。马达在其效率(η_Mi)下将功率经由升降机绳索而传送给升降机井机构17，该升降机绳索机械连接到驱动轮16。从马达驱动器和该机构之间的该连接点5，功率通过升降机绳索进一步传送，由于升降机绳索在牵引滑轮上滑动，一些功率转化成热18(P(σ))。对于传递到升降机井机构17的功率28，一部分由于升降机井中的摩擦(F_μ)而转化成热，一部分被存储作为由升降机绳索的弹性常数(K_RSμ)确定的弹簧中的势能，并且一部分作为基于升降机绳索的惯量K_RSi*j的动量的动能。能量还存储作为升降机轿厢、升降机轿厢负载和配重的动能以及势能。

图2表示根据本发明的用于升降机系统参数的配置的装置。该装置包括功率模型1，该功率模型包括描述运输系统中的功率通量的大量参数2、3、4和13。在该装置中，第一输入参数2包括表示升降机马达的旋转速度的数据，根据该数据经由求导获得升降机马达加速度数据，并且经由积分获得驱动轮位置改变数据。第二输入参数3包括相应于速度数据2的升降机马达提供功率，并且第三输入参数13包括相应于零速度的升降机马达磁化功率。输入参数的数据被同时读取并存储作为参数集合。读取操作以规则的间隔重复，因此形成其值被存储的连续的参数集合。

通过沿重负载和轻负载的方向，即沿与升降机井相反的方向，至少两次连续地运行升降机而操作升降机，并且读取输入参数。通过升降机马达速度数据以及与零马达速度相应的升降机马达磁化功率更新功率模型，估计马达驱动器和机械连接到该马达驱动器的运输设备之间的连接点5处的功率通量，其中这些数据项已经被读取。由此产生的功率估计6与前述连接点5处的从升降机马达提供功率3导出的相应功率通量值7进行比较。通过使用完全已知的成本函数25、26来配置功率模型的选取的状态参数4，选取的状态参数4被修改，使得在连接点5处的功率通量的估计6接近从升降机马达的提供功率3导出的功率通量值7。现确定估计的功率6和从马达提供功率导出的功率7之间的差别8，成本函数25、26倾向于通过配置选取的非锁定的状态参数4来最小化该差别8。同时，调整可配置参数的值。通过使用描述马达效率和牵引滑轮的模型25，连接点5处的马达功率通量7已经从马达提供功率3导出。图2示出了下列状态参数4：马达效率12、马达磁化常数K_mg、升降机轿厢质量10、升降机惯性质量19、升降机井摩擦20、升降机绳索的绳索常数21以及升降机井中作为位置的函数22的升降机系统平衡位置的变化。

图3表示描述马达效率的功率模型。效率涉及马达的提供功率3和输出功率28之间的关系。

马达提供功率3作为磁化功率13、马达摩擦损耗、磁线圈中的铜损耗而消耗，以及作为涡流，即作为马达中的内部损耗31，以及作为由于绳索在牵引滑轮上的滑动导致的损耗而消耗。这些绳索滑动损耗可以表示为与驱动轮功率PMtw34成正比的组分33：

(1-η_σ)P_Mtw。

图4表示描述马达功率提供装置的效率的功率模型。在该功率模型中，根据功率传送的方向以这样的方式单独确定效率，即以效率η_DFWD将功率从电源P_D27提供到马达P_M15，其中：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{Dfwd}}=\frac{P_M}{P_D},$

以及以效率η_DREV将功率从马达提供到电源，其中：

${\mathrm{\η}}_{\mathrm{Drev}}=\frac{P_D}{P_M}.$

从块输入效率η_i、输入功率P_in和初始功率值P₀，通过线性配置条件，可以更新功率模型块中的输出功率P_out：

P_out(Pi_n)=ηiP_in+P₀。

使用输入效率η_i、输入功率P_in和初始功率值P₀，可以再次配置功率模型块的内部效率η：

$\mathrm{\η}\left(P_{\mathrm{in}}\right)={\mathrm{\η}}_i+\frac{P_0}{P_{\mathrm{in}}}.$

图5表示本发明的实施例，其中轿厢负载称重装置的增益及其零误差的数量被确定。升降机轿厢的负载称重装置用于升降机轿厢中负载Q例如乘客的总质量的测量。负载称重装置是例如基于应变计的测量装置，其中与轿厢负载Q成正比的应变计信号u_LWD被放大且转换成例如升降机控制系统中的数字测量信号。Q可以从下面的等式中计算出：

Q=G*u_LWD+O，

其中，G是轿厢负载信号增益，并且O是零偏移。由于本发明还能够用于轿厢负载Q的估计，因此可以通过使用该功率模型，根据在升降机操作期间，优选地在正常运输操作期间，轿厢负载称重装置的相应测量信号u_LWD和估计的轿厢负载Q，生成测量对。在根据图5的例子中，功率模型使用轿厢加速度a(t)作为第一输入参数，并且使用马达的铜损耗P_Cu作为第二输入参数。参数集合P1(·)分配给功率模型，所述参数集合包括Q的计算中所需的状态参数，这些状态参数例如通过升降机的测试操作已经被确定。从优化器获得参数集合P0(·)，该参数集合P0(·)包括轿厢负载Q或与该负载成正比的数量的估计，并且基于该参数集合P0(·)可以计算Q的值。在已经收集足够数量的测量对Q和u_LWD之后，可以使用线性衰减计算增益G和零偏移O值。本申请使得可以自动地校准从轿厢负载称重装置获得的测量。来自轿厢负载称重装置的测量信号还可定期被修正，例如每隔一天，这将改善乘坐的舒适性等，因为升降机控制系统从轿厢负载称重装置中接收关于升降机轿厢中的负载的精确数据。而且，能够快速地检测出测量的和估计的轿厢负载的突然差别或者轿厢负载称重装置的增益和/或零偏移的改变，并且该信息可以例如用于指示故障情形，以及一般地用于监控升降机系统。通过基于长时的对例如维护中心的增益和零偏移值进行统计，可以对升降机系统所需的维护做出推论。

本发明并不专门限制到上述实施例例子，而是可以在本发明限定的发明构思的范围内进行许多变化。

Claims (11)

1.一种用于运输系统中参数的配置的装置，所述装置包括功率模型(1)，所述功率模型包括描述所述运输系统中的功率通量的大量参数(2、3、4、13)，其中，所述装置包括至少第一输入参数(2)和第二输入参数(3)，所述第一输入参数和第二输入参数的值被确定，至少使用所述第一输入参数(2)来更新所述功率模型(1)，并且所述装置包括至少一个状态参数(4)，所述至少一个状态参数的值通过至少使用更新的功率模型(1)和所述第二输入参数(3)来配置，

其中，所述运输系统是升降机系统，并且所述升降机系统的前述输入参数(2、3、13)包括下列参数中的至少一个：

-马达驱动器输入功率(9)；

-马达提供功率(3)；

-马达的驱动轮的运动(2)；

-升降机轿厢的运动；

-在零速度(13)时马达的磁化功率；

其中，

所述运输系统状态参数(4)基于系统构造而被预先选择，所述第一输入参数(2)包括瞬时升降机马达运动数据，所述第二输入参数(3)包括与所述瞬时升降机马达运动数据(2)相应的瞬时升降机马达提供功率，所述装置包括第三输入参数，所述第三输入参数包括与所述升降机马达的零速度相应的瞬时磁化功率(13)，通过应用使用所述升降机马达运动数据(2)、所述升降机马达磁化功率(13)和前述状态参数(4)的所述功率模型，估计由所述升降机马达驱动轮传送的功率的且与所述升降机马达动作数据(2)相应的第一功率通量值(6)，从与所述瞬时升降机马达运动数据(2)相应的提供功率(3)导出用于通过所述升降机马达驱动轮传送的功率的第二功率通量值(7)，并且通过进一步配置至少一个预先选择的参数(4)，向着前述第二功率通量值(7)修改前述第一功率通量值(6)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，对于所述运输系统中至少一个点(5)处的功率通量，使用所述功率模型估计第一功率通量值(6)，从前述第二输入参数(3)中导出与所述第一功率通量值(6)相应的第二功率通量值(7)，并且基于前述第一功率通量值(6)和第二功率通量值(7)之间的偏差(8)，配置所述运输系统的状态参数(4)中的至少一个状态参数。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运输系统包括运输设备和机械地连接到所述运输设备的马达驱动器，对于所述马达驱动器和运输设备之间的连接点(5)处的功率通量，使用所述功率模型来估计第一功率通量值(6)，并且对于所述连接点处的功率通量，从所述第二输入参数中导出第二功率通量值(7)，并且基于前述第一功率通量值和第二功率通量值之间的偏差(8)，配置所述运输设备的至少一个状态参数(4)。

4.根据前述权利要求2-3中任一项所述的装置，其特征在于，通过配置所述至少一个状态参数(4)的值，配置前述第一功率通量值(6)以向着前述第二功率通量值(7)来进行修改。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述升降机系统的前述状态参数(4)包括下列参数中的至少一个：

-升降机轿厢负载(24)；

-升降机轿厢的质量(10)；

-配重的质量(11)；

-马达效率(12)；

-马达功率提供装置(14)的效率；

-升降机惯性质量(19)；

-升降机井摩擦(20)；

-升降机绳索的弹性常数(21)；

-升降机系统平衡误差(22)；

-升降机绳索在驱动轮上的滑动(23)。

6.一种用于配置运输系统的参数的方法，在所述方法中：

-功率模型(1)应用到装置中，

-描述运输系统中的功率通量的参数(2、3、4)应用到所述功率模型中，

其中，

-确定运输系统的至少第一输入参数(2)和第二输入参数(3)；

-基于由此确定的至少第一输入参数(2)更新所述功率模型(1)；

-至少使用更新的所述功率模型和所述第二输入参数(3)配置至少一个运输系统状态参数(4)，

其中，

-升降机系统作为感兴趣的运输系统而被应用；

-预先选择升降机系统状态参数(4)；

-所述升降机沿重负载和轻负载的方向运行，并且至少读取升降机马达(15)运动数据作为前述的第一输入参数(2)、与所述升降机马达运动数据相应的瞬时提供功率作为前述的第二输入参数(3)以及与升降机马达的零速度相应的马达磁化功率(13)；

-基于预先选择的状态参数、测量的升降机马达驱动轮速度数据和马达磁化功率(13)，通过第一功率通量值(6)示出升降机马达驱动轮处的功率通量；

--基于测量的升降机马达提供功率，导出与所述第一功率通量值(6)相应的用于升降机马达驱动轮处的功率通量的第二功率通量值(7)；

-通过更新至少一个预先选择的状态参数(4)，前述第一功率通量值被配置成基本上与前述第二功率通量值相应的值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

-使用所述功率模型，估计第一功率通量值(6)用于运输系统中至少一个点(5)处的功率通量；

-与所述第一功率通量值(6)相应的第二功率通量值(7)从所述第二输入参数被导出用于所述运输系统中前述至少一个点处的功率通量；

-基于前述第一功率通量值和第二功率通量值之间的偏差(8)，配置运输系统的至少一个状态参数(4)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

-至少一个状态参数(4)的值被配置以使得由此向着前述第二功率通量值(7)修改前述第一功率通量值(6)。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述参数(2、3、4)中的至少一个参数包括大量相互连续的参数要素，并且前述第一功率通量值(6)和前述第二功率通量值(7)中的至少一个包括与参数要素值相应的大量相互连续的功率值。

10.根据前述权利要求6-7中任一项所述的方法，其特征在于，通过使用所述功率模型确定升降机系统的轿厢负载称重装置的增益G和/或零偏移O。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过短期和/或长期监控轿厢负载称重装置的增益G和/或零偏移O中出现的改变，监控轿厢负载称重装置，以检测故障情形和/或确定维护需求。