CN1035051C - 电梯控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是不需要加特别装置也能正确地对检测电梯轿厢内负载的称重装置的随时间推移的输出变化进行修正。本发明采用防震橡皮(12)弹性支撑轿厢(10)，设置称重装置(13)，通过检测防震橡皮(12)的挠曲量检测轿厢(10)中的负载。由微型计算机(14)读取称重装置(13)的输出电压Vw，计算出在轿厢(10)行进过程中电动机(5)产生的转矩。根据这个算出的转矩计算出对称重装置(13)的输出电压的修正电压，对称重装置(13)的输出电压进行修正。
Description
本发明涉及通过采用检测轿厢内负载的称重装置，对电梯进行控制的装置。
现今的电梯通过设置检测轿厢内负载的称重装置，与轿厢内负载相适应地进行起动控制，以补偿因轿厢与平衡砣的重量差而产生的不平衡转矩来抑制起动冲击。称重装置包括装在轿厢下面的差动变压器等部分，通过检测将轿厢弹性支撑于轿厢框架的防震橡皮之类弹性体的挠曲量，测量轿厢内的负载。
可是一般用于将轿厢弹性支撑于轿厢框架的防震橡皮，其挠曲量随材料的老化而变化，这样称重装置的输出值也就会变化而造成误差。因此需要定期地对称重装置的输出值进行修正。这种修正在实际工作中是通过对轿厢积载重砣来调整的，这种作业耗费大量的劳力、时间和费用。
作为改进上问题的技术，例如有日本专利公报特开平4-338072号上报导的电梯控制装置方案。它在轿厢内装设采用电荷耦合元件的CCD(电荷耦合器件)摄像机，通过图像处理装置采集该摄像机的输出，确认轿厢是无负载状态后，对称重装置的输出进行修正。
上述这种现有的电梯控制装置采用CCD摄像机和图像处理装置检知轿厢处在无负载状态，以对称重装置进行修正。然而摄像机等装置价格昂贵，用于对称重装置进行修正是太不经济了。
本发明的目的就在于解决上述问题，提供不需要附加特别的装置，就能正确地对称重装置进行修正的电梯控制装置。
本发明的第1项发明所涉及的电梯控制装置包括：输入称重装置输出的负载信号，并计算电动机转矩的转矩控制装置；在轿厢行进过程中根据转矩控制装置的输出计算称重装置的输出修正电压的修正电压运算装置；根据修正电压运算装置的输出，对称重装置的输出电压进行修正的称重电压修正装置。
本发明的第2项发明所涉及的电梯控制装置具有第1项发明中的转矩控制装置、修正电压运算装置和称重电压修正装置，还包括根据轿厢起动时称重电压修正装置的输出，向转矩控制装置输出用以对因轿厢与平衡砣的重量差而产生的不平衡转矩进行补偿的负载信号的起动控制装置。
本发明的第3项发明所涉及的电梯控制装置具有第1项发明中的转矩控制装置、修正电压运算装置和称重电压修正装置，以及根据称重电压修正装置的输出，检测出轿厢过负载的过负载检测装置。
本发明的第4项发明所涉及的电梯控制装置具有第1项发明中的转矩控制装置，修正电压运算装置和称重电压修正装置，以及根据称重电压修正装置的输出，分别对多台轿厢检测出负载率的负载率检测装置。
在本发明的第1项发明中，是根据称重装置的输出电压，在轿厢行进过程中计算电动机转矩，据此对称重装置的输出电压进行修正，因此称重装置的输出电压是通过运算予以修正的。
在本发明的第2项发明中，是根据称重装置的输出电压，在轿厢行进过程中计算电动机转矩，据此对称重装置的输出电压进行修正，并按照这个修正值对因轿厢与平衡砣的重量差而产生的不平衡转矩进行补偿，因此不平衡转矩是根据上述修正值予以补偿的。
在本发明的第3项发明中，根据称重装置的输出电压，在轿厢行进过程中计算电动机转矩，据此对称重装置的输出电压进行修正，并按照这个修正值检测出轿厢的过负载，因此过负载是根据上述修正值予以检测的。
在本发明的第4项发明中，根据称重装置的输出电压，在轿厢行进过程中计算电动机转矩，据此对称重装置的输出电压进行修正，并根据这个修正值分别对多台轿厢检测出负载率，因此轿厢的负载率是根据上述修正值予以检测的。
如上所述，在本发明的第1项发明中，是根据称重装置的输出电压，在轿厢行进过程中计算电动机转矩，据此对称重装置的输出电压进行修正，因此称重装置的输出电压是通过运算予以修正的，其效果是不需要设置用于修正的特别装置。
在本发明的第2项发明中，是根据称重装置的输出电压，在轿厢行进过程中计算电动机转矩，据此对称重装置的输出电压进行修正，并按照这个修正值对因轿厢与平衡砣的重量差而产生的不平衡转矩进行补偿，因此不平衡转矩是根据上述修正值予以补偿的，其效果在于即使轿厢内负载的检测值随时间推移而变化也能一直正确地抑制起动冲击。
在本发明的第3项发明中，是根据称重装置的输出电压，在轿厢行进过程中计算电动机转矩，据此对称重装置的输出电压进行修正，并按照这个修正值检测出轿厢的过负载，其效果在于能一直正确地检测出过负载状态，提高了安全性。
在本发明的第4项发明中，是根据称量装置的输出电压，在轿厢行进过程中计算电动机转矩，据此对称重装置的输出电压进行修正，并按照这个修正值分别对多台轿厢检测出负载率，其效果在于一直能正确地检测出负载率，能实现适当的群管理和群控制。
图1是本发明的实施例1-实施例3的总体构成图。
图2是图1中的微型计算机的功能结构图。
图3是图1中定员状态下上升运行时的速度指令值和电动机转矩曲线图。
图4是本发明的实施例1的称重装置修正动作流程图。
图5是本发明的实施例2的称重装置修正动作流程图。
图6是本发明的实施例3的称重装置修正动作流程图。
下面参照附图说明本发明的实施例。实施例1
图1-图4是本发明的第1项和第2项发明的一个实施例。图1是总体构成图，图2是微型计算机的功能结构图，图3是定员状态下上升运行时的速度指令值和电动机转矩曲线图，图4是称重装置修正动作流程图，相同的符号表示相同的部分。
图1中，(1)是三相交流电源，(2)是将三相交流变为直流的顺变换器，(3)是使顺变换器(2)的输出直流平滑的平滑化电容器，(4)是将直流变为交流的逆变器，(5)是接于逆变器(4)交流测的轿厢卷扬用三相感应电动机，(6A)-(6C)是检测电动机(5)的电流的变流器，(7)是检测电动机(5)的转速的转盘编码器，(8)是由电动机(5)驱动的驱动绳轮，(9)是卷挂于驱动绳轮(8)的主钢索，其两头分别与轿厢(10)和平衡砣(11)连接着。
(12)是装在轿厢(10)下面，弹性支撑着轿厢的防震橡皮，(13)是由检测防震橡皮(12)的挠曲量的差动变压器构成的称重装置，(14)是对电梯进行控制的微型计算机，它包括：中央处理器CPU(14A)、只读存储器ROM(14B)、随机存取存储器RAM(14C)、对规定的周期进行计数的定时器(14D)、发出开关指令的脉冲宽度调制(PWM)电路(14E)、将模拟量变为数字量的模/数转换器(14F)、计数脉冲的计数器(14G)以及将模拟量变为数字量的模/数转换器(14H)。
而且这些元部件是用传输地址和数据的母线(141)连接着的，PWM电路(14E)连接逆变器(4)，模/数转换器(14F)连接变流器(6A)-(6C)，计数器(14G)连接转盘编码器(7)，模/数转换器(14H)连接称重装置(13)。
图2中，(17)是产生电梯速度指令值的速度指令装置，(18)是加法器，(19)是计算电动机(5)转速的速度控制装置，(20)是加法器，(21)是计算电动机(5)转矩的转矩控制装置，(22)是加法器，(23)是计算向电动机(5)供给的电流的电流控制装置，(24)是计算称重装置(13)的输出修正电压的修正电压运算装置，(25)是对称重装置(13)的输出电压进行修正的称重电压修正装置。
下面说明本实施例的工作情况。
乘客一进入停止着的轿厢(10)，防震橡皮(12)就被压缩，称重装置通过检测防震橡皮(12)的压缩量计算出轿厢(10)中乘客的重量。称重装置(13)的输出由模/数转换器(14H)转换为数字量，输入给微型计算机(14)。
对轿厢(10)一发出行走指令，称重装置(13)的输出电压VW(V)就通过模/数转换器(14H)被微型计算机(14)读入，使转矩控制装置(21)工作，转矩控制装置按照下式计算出因轿厢(10)中的负载重量与平衡砣(11)重量之间的重量差而产生的转矩TW(Kg·m)。
TW＝K(VW-Vcwt)R ……(1)
式中，K：轿厢(10)中的负载重量对称重装置(13)的输出电压的
换算系数(Kg/V)
Vcwt：由称重装置(13)测量平衡砣(11)的总重量减去轿厢
(10)自重部分的重量时的输出电压(V)
R：驱动绳轮(8)的有效半径(m)
根据转矩控制手段(21)的动作，电流控制装置(23)工作，计算向电动机(5)供给的电流，PWM电路(14E)工作，对逆变器发出开关指令。于是电流流过电动机(5)，为图3(b)所示，时间t＝0-t1期间，转矩T＝TW，电动机产生用以抵消上述重量差的转矩。
电动机(5)的电流由变流器(6A)-(6C)检测出来，由模/数转换器(14F)转换为数字量，反馈给加法器(22)。在这种状态下，如果脱开约束驱动绳轮(8)的制动器(未图示)，上述重量差就会被电动机(5)产生的转矩抵消，而不至因制动解脱对轿厢加上冲击。这个动作一般称之为起动称重。
在起动称重动作之后，为使轿厢(10)行走，速度指令装置(17)在图3(a)所示的时间t＝t1-t4期间产生速度指令值。时间t＝t1-t2之间为加速期间，时间t＝t2-t3之间为全速期间，时间t＝t3-t4之间为减速期间。速度控制装置(19)按照速度指令装置(17)产生的速度指令值动作，计算电动机(5)的转速。转矩控制装置(21)按照速度指令值动作，计算电动机(5)的转矩。
电流控制装置(23)工作，计算向电动机(5)供给的电流，接着PWM电路(14E)工作，向逆变器(4)发出开关指令，因此电流流过电动机(5)，电动机(5)转动，轿厢(10)按照速度指令装置(17)产生的速度指令值行走。电动机(5)的转速由转盘编码器(7)检测出来，计数器(14G)计数转盘编码器(7)产生的脉冲，反馈给加法器(18)。
与起动称重的情形一样，电动机(5)的电流由变流器(6A)-(6C)检测出来，通过模/数转换器(14F)反馈给加法器(22)。这样来高精度地控制轿厢(10)的行走速度。
在定员状态下上升运行中，电动机(5)所产生的转矩，即转矩控制装置(21)算出的转矩如图3(b)的时间t＝t1-t4之间所示。在t＝t1-t2的加速期间，为了使轿厢(10)加速，需要大的转矩，转矩的最大值达到Ta。在t＝t2-t3的全速期间，需要因轿厢(10)的重量与平衡砣(11)的重量之差而要求的转矩Tc。在t＝t3-t4的减速期间，为使轿厢(10)减速，转矩达到最小值Td。
起动称重动作时的转矩TW与全速行进时的转矩Tc之间的关系一般可以下式表达。
Tc＝TW+To ……(2)
Tc＝TW-To ……(3)
式中To是因升降通道效率而产生的转矩，即相当于升降通道损失的转矩，在定员状态上升之类的动力运行时采用(2)式，在定员状态下降之类的再生运行时采用(3)式。全速行进时加速度为零，因此全速行进时的转矩Tc与起动称重动作时的转矩TW之间的差仅为上述升降通道损失部分的转矩To。
下面参照图4说明称重装置修正动作。其流程图的程序存储在微型计算机(14)的ROM(14B)中，定时器(14D)每动作一次，微型计算机(14)按照规定的周期返复执行该程序。
第(31)步是判断轿厢(10)起动指令是否已发出，如果起动指令已发出，便进入第(32)步，微型计算机通过模/数转换器(14H)读入称重装置(13)的输出电压VW。第(33)步(称重电压修正装置)是根据后面要提到的修正电压Ve，按照
VW←VW+Ve对电压VW进行修正。但是因为修正电压Ve的初始值为零，所以在电源接通后的最初运算中不进行修正。
接着，第(34)步(起动控制装置)根据修正后的电压VW，按照(1)式计算转矩TW，进行起动称重。轿厢开始行走，在时间t＝t2时达到全速，从第(35)步进到第(36)步，根据轿厢(10)的行进方向和由转矩控制装置(21)算出的转矩Tc判断现在的运行是动力运行还是再生运行。在上升运行中，如果转矩Tc是正的便是动力运行，如果转矩Tc是负的则为再生运行。而在下降运行中，如果转矩Tc是正的便是再生运行，如果转矩是负的则为动力运行。
动力运行时，第(37)步按照下式计算称重计算值Vc。
Vc＝(Tc-To)/(K·R)+Vcwt ……(4)将(2)式代入(4)式，得
Vc＝TW/(K·R)+Vcwt，可见，(4)式表示的是相当于称重测量值VW的电压。
同理，再生运行时，第(38)步按照下式计算称重计算值Vc。
Vc＝(Tc+To)/(K·R)+Vcwt ……(5)将(3)式代入(5)式，得
Vc＝TW/(K·R)+Vcwt，(5)式也表示相当于称重测量值VW的电压。
接着，第(39)步将电压Vc与电压VW的大小进行比较，如果二者之差大于规定的值Vs，第(40)步计算电压Vc与电压VW的差电压，即修正电压Ve，
Ve＝Vc-VW。
在下一个运算周期，第(33)步对称重测量值VW进行修正，第(34)步利用称重测量值VW进行起动称重动作，即使轿厢(10)中负载的检测值随时间推移而变化，也能正确地对因轿厢(10)与平衡砣(11)之间的重量差而产生的不平衡负载进行补偿。第(37)-(40)步是修正电压运算装置的工作。实施例2
图5是本发明的第3项发明的一个实施例的称重装置修正动作流程图，与图4相同的部分用相同的符号表示。图1-图3也适用于实施例2。
第(41)步(过负载检测)根据修正后的称重测量值VW检测轿厢(10)中的负载，如果负载超过规定值，就使轿厢(10)中的蜂鸣器发出报警。这种情况下也能正确地检测出过负载状态。其他与图4相同。实施例3
图6是本发明的第4项发明的一个实施例的称重装置修正动作流程图，与图4相同的部分用相同的符号表示。图1-图3也适用于实施例3。
第(51)步(负载率检测)是根据修正后的称重测量值VW检测轿厢(10)的负载率，转向特定的运行。如果有多台轿厢(10)，则如众所周知那样，把多台轿厢(10)作为一个群，实行运行的群管理。而且如果轿厢(10)的负载率超过规定的值，便转向特定的运行，例如门厅呼叫或上班高峰运行等。这种情况下也能正确地检测出负载率。其他与图4相同。
在上述各实施例中，再生运行时也要对称重装置进行修正，但如果仅对动力运行或再生运行任何一方进行修正之后就正确了，则可以仅在进行上述任一方的运行时进行修正。
Claims (4)
1.一种电梯控制装置，包含转矩控制装置，上述转矩控制装置包括对轿厢和平衡砣的连合体进行驱动的电动机以及通过检测出上述轿厢内的负载，输出与之相应的负载信号的称重装置，根据输入的上述负载信号计算出上述电动机产生的转矩；其特征在于该电梯控制装置还包含：修正电压运算装置和称重电压修正装置，上述修正电压运算装置用以在上述轿厢行进过程中，根据上述转矩控制装置的输出，计算出对上述称重装置输出进行修正的修正电压；上述称重电压修正装置用以根据上述修正电压运算装置的输出对上述称重装置的输出电压进行修正。
2.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于它还包含起动控制装置，上述起动控制装置向上述转矩控制装置输出上述负载信号，用以在上述轿厢起动时根据上述称重电压修正装置的输出，对因上述轿厢与平衡砣的重量差而产生的不平衡转矩进行补偿。
3.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于它还包含过负载检测装置，上述过负载检测装置用以根据称重电压修正装置的输出，检测上述轿厢的过负载。
4.根据权利要求1所述的电梯控制装置，其特征在于它还包含负载率检测装置，上述负载率检测装置用以根据称重电压修正装置的输出，分别检测出多台上述轿厢的负载率。
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