CN1075036C

CN1075036C - 电梯的位置控制方法

Info

Publication number: CN1075036C
Application number: CN96123337A
Authority: CN
Inventors: 高银万
Original assignee: LG Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: Otis Elevator Korea Co Ltd
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1996-12-01
Publication date: 2001-11-21
Anticipated expiration: 2016-12-01
Also published as: JPH09188479A; SG67963A1; US5896950A; KR0186122B1; KR970042201A; CN1158818A; BR9605766A

Abstract

一种电梯位置控制方法，该方法，即使在电梯车厢运行过程中根据产生的位置误差改变电梯车厢的速度模式时，系统也不接收任何过载。其包括以下步骤：第一步骤，当乘客登记一个呼叫时计算至初始服务楼层的移动距离，根据计算出的距离产生速度模式，按照速度模式控制电梯车厢；第二步骤，当在电梯车厢运行过程中产生位置误差时，根据位置误差重新计算电梯车厢的移动距离；和第三步骤，根据在第二步骤中计算出的移动距离重新计算速度模式。

Description

电梯的位置控制方法

本发明涉及电梯的位置控制方法，尤其是涉及这样的电梯控制方法，采用该方法，通过在电梯运行之前计算电梯车厢的速度模式，并根据计算出的速度模式控制运行的电梯车厢的位置使电梯车厢达到所需楼层，该方法能够根据来自于位置检测器的脉冲判断电梯车厢的位置，并且在判断出的电梯车厢位置与在先设定的电梯车厢位置之间产生误差时根据误差改变速度模式，以便电梯车厢根据改变的速度模式更精确地运行。

图1是现有的电梯位置控制设备的结构示意图。

如图中所示，现有的电梯位置控制设备包括：电梯车厢2；位置检测器3，它具有永磁体31和阅读开关32，并且被设置于电梯车厢2的上部，用于与设置在电梯车厢移动路径1的侧壁中的屏蔽板4配合输出位置检测信号；电动机9；编码器10，用于输出与电动机9的转数相应的脉冲；操作控制器6，用于根据来自于位置检测器3的位置检测信号和当从电梯车厢2中发出楼层呼叫请求时编码器10输出的信号判断电梯车厢2的位置，并且输出速度指令信号V^*，以将电梯车厢2移动至服务楼层；电动机控制器7，用于输出控制信号cs，此信号用于根据输入的速度指令信号V^*控制电动机9的速度；以及转换器8，用于接收控制信号cs并向电动机9输出相位电压。

当电梯车厢2底部的高度与楼层5的底部相同时，设置在电梯车厢2的上部的位置检测器3位于屏蔽板4的中心位置。因此，随着电梯车厢2移动，当位置检测器3通过屏蔽板4时，来自于永磁体31的磁力受到屏蔽板4的阻断，于是阅读开关32断开。

下面将参照附图描述现有的电梯位置检测设备的位置控制过程。

在电梯正常工作之前，操作控制器6操纵电梯车厢2从最低楼层至最高楼层，以设定每一楼层的楼层高度值。这里假设最低楼层为第一层。

当电梯车厢2从第一层移动时，编码器10输出与电动机9的转数相应的脉冲，输出的脉冲被输入操作控制器6，直流电压Vdc通过位置检测器3的阅读开关32提供给操作控制器6。

当电梯车厢通过第二层时，来自于永磁体31的磁力被屏蔽板4阻断，于是阅读开关32断开，因此直流电压Vdc停止供给操作控制器6。操作控制器6累计来自于编码器10的脉冲数并且求得来自于编码器10的脉冲数总和，这个数值对应于125mm的长度，即屏蔽板4的长度的一半，总和被作为楼层高度值存储，此楼层高度值对应于第一层和第二层之间的高度。在电梯车厢2从最高楼层至最低楼层的移动过程中，上述过程重复，以便由此存储每一层的楼层高度值。

在楼层高度值存储后，当用户(乘客)在楼层1或者在电梯车厢2内登记服务楼层时，操作控制器6计算当前楼层至服务楼层的距离，即，电梯车厢2要移动的距离“dist”。

dist=Pd-Po ----------(1)

其中Po代表当前楼层的楼层高度值，Pd代表服务楼层的楼层高度值。

下一步，操作控制器6根据电梯车厢2要移动的距离“dist”确定速度模式。下面参照图2-3D描述速度模式。

图2是现有技术中的电梯加速度和运行时间的关系曲线图。如图中所示，这个加速度模式具有七个时间段PS1-PS7。这里，PS1和PS5表示加速度增加的时间段。PS2和PS6表示加速度不变的时间段。PS3和PS7表示加速度减小的时间段。PS4表示加速度为零的时间段。此外，J1、J2、J3和J4表示冲击(Jerk)(加速度的变化率)。

每一时间段的速度如下：

V_{1} (kT) = \frac{1}{2} {(kT)}^{2}

V₂(kT)=J(k₁T)(kT)+V₁(k₁T)

V_{3} (kT) = - \frac{J}{2} {(kT)}^{2} + J (k_{1} T) (kT) + V_{2} (k_{2} T)

V₄(kT)=V₃(k₁T)

V_{5} (kT) = - \frac{1}{2} {(kT)}^{2} + V_{4} (k_{4} T)

V₆(kT)=J(k₁T)(kT)+V₅(k₁T)

V_{2} (kT) = \frac{1}{2} {(kT)}^{2} - J (k_{1} T) (kT) + V_{5} (k_{2} T)

每一时间段的距离Pi(kT)可以通过对每一时间段的速度相对于时间进行如下积分获得：

P_i(kT)=∫V_idt,i=1,2,…,7 ------(3)

P₇(T₁)=dist+Po

因此，电梯车厢2要移动的总距离“dist”可以按下式从距离Pi(kT)获得。

dist=2J(k₁T)³+3J(k₁T)²(k₂T)+J(k₁T)²(k₄T)+

J(k₁T)(k₂T)²+J(k₁T)(k₂T)(k₄T) ------(4)

每一时间段的速度模式根据等式(4)确定。此外，由于加速度“J”和其中加速度变化的时间段(SP1、SP3、SP5和SP7)已预先设定，未知的值为k₂T和k₄T。

因此，为求出这些未知值，采用了四个不同的加速度模式，如图3所示。

图3A示出时间段SP2、SP4和SP6的距离分别为零(0)时的加速度模式，Dref1表示电梯车厢可以移动的最小距离。图3B示出时间段SP4的距离为零(0)时的加速度模式，图3C示出时间段SP4的距离为零(0)并且电梯车厢2到达额定速度时的加速度模式，图3D示出电梯车厢2工作在额定速度下并且时间段SP4可变时的加速度模式。此外，如图3C和3D所示，区域“b”为额定速度，“a”表示电梯车厢到达额定速度时的距离。

这里，由于时间段SP2、SP4和SP6为零(0)，距离Dref1如下式所示：

D_ref1=2J(k₁T)³ --------------(5)

因为区域“b”为额定速度，而时间段SP4为零(0)，距离Deef2可由下式获得。这里，A_MAX表示加速度的最大值。

V_REF=(k₁T+k₂T)A_MAX

k_{2} T = \frac{V_{REF}}{A_{MAX}} - k_{1} T

A_MAX=J(k₁T)

D_ref2=J(k₁T)[2(k₁T)²+3(k₁T)(k₂T)+(k₂T)²] ---(6)

操作控制器6从四个加速度模式确定电梯车厢2运行的合适加速度模式。现在参照图4描述这个过程。

在步骤S41中，如果电梯车厢2要运行的距离“dist”小于最小距离Dref1，则判断系统具有预定的错误。

此外，在步骤S42中，如果电梯车厢2要运行的距离“dist”大于距离Dref1并且小于距离Dref2，电梯车厢2的运行模式如图3B所示。在这种情况下，由于按照等式(4)k₄T为零(0)，在步骤S43中计算k₂T的值。

另外，在步骤S44中，如果电梯车厢2要运行的距离“dist”大于距离Dref2，当电梯车厢2的速度达到额定速度V_REF时，k₂T的值与根据等式(6)计算出的值相同，并且在步骤S45中，通过将计算出的k₂T值代入等式(4)中计算k₄T的值。

当确定了电梯车厢2运行的速度模式时，在步骤S46中，根据等式(4)计算每一时间段PSi内电梯车厢2的位置Pi(kT)。

电梯车厢2的位置Pi(kT)被作为参考位置Pr存储，尔后电梯车厢2处于准备运行模式。

操作控制器6根据确定的速度模式输出速度指令信号V^*，随后电动机9被激励而驱动电梯车厢2。来自于编码器10的与电动机9的转数相应的脉冲输入至操作控制器6。

操作控制器6根据输入的脉冲检测电梯车厢2的当前位置，即同步位置Pc，将同步位置Pc与参考位置Pr相比较，计算位置差OFFSET，并且输出作为新的速度指令信号V^*的值，此值是通过位置差OFFSET和预定增益GAIN相乘得到的。

V^*=GAIN^*OFFSET ----------(7)

如上所述，在电梯车厢2运行过程中，由于系统中发生的未知原因，来自于编码器10的脉冲数可能与操作控制器6统计的脉冲数不同。此外，当连接电梯车厢2和配重11之间的绳索可能被拉长从而引起滑轮和绳索之间的滑动时，可能在根据编码器10的输出脉冲判定的电梯车厢2的位置与电梯车厢2的实际位置之间产生误差。在这种情况下，电梯车厢不能精确地到达服务楼层。

因此，为克服上述问题，采用一个装置例如位置检测器对同步位置进行校正。

但是，在现有的输出校正同步位置的位置误差的位置控制方法中，当位置误差OFFSET大时，由于速度指令信号可能明显地变化，根据此速度指令信号驱动的电动机可能过载，从而引起系统的功能失常。

也就是说，如图3C和3D所示，额定速度的最大值设定为“a”。但是，当速度象图3C和3D所示的那样在时间段SP1、SP2和SP3内增大时，电梯车厢2以超过额定速度“a”的速度运行，因此导致电动机失常。

此外，当速度指令信号在其中加速度改变的时间段SP1、SP2、SP5和SP7内变化时，速度模式变得不连续，由此导致系统不稳定，电梯车厢2的运行性能变坏。

况且，由于系统的过载会使电梯车厢不能精确地到达服务的楼层。

因此，本发明的目的是要提供一种电梯的位置控制方法，该方法克服了现有技术中存在的问题。

本发明的另一目的是要提供一种改进的电梯位置控制方法，该方法能够根据所产生的位置误差重新设定服务楼层的位置并根据被重新设定的服务楼层控制电梯车厢。

本发明的再一个目的是要提供一种改进的电梯位置控制方法，按照这种方法，即使是当电梯车厢的速度模式在电梯车厢根据所产生的位置误差运行的同时而改变时，系统也不接收任何过载。

为实现上述目的，所提供的电梯位置控制方法包括步骤：第一步，当乘客登记一个呼叫时计算至服务楼层的移动距离，根据计算出的距离产生速度模式，按照速度模式控制电梯车厢；第二步；当在电梯车厢运行过程中产生位置误差时，根据位置误差重新计算电梯车厢的移动距离；第三步，根据在第二步中计算出的移动距离重新计算速度模式。

从下面的详细说明和附图将能更加全面地理解本发明，附图仅仅是举例性的，对本发明不具限制意义，附图中：

图1为现有的电梯位置控制设备的结构示意图；

图2是现有技术中电梯车厢的加速度示意图；

图3A-3D是现有技术的电梯车厢的四个加速度模式的示意图；

图4是根据现有的电梯位置控制方法采用操作控制器计算电梯车厢的速度模式的计算过程流程图；

图5是本发明的电梯位置控制程序的流程图；

图6是根据本发明的电梯车厢的加速度模式示意图，在此图所示情况下，改变的服务楼层的距离Pn小于原始服务楼层的距离Pd。

与现有的电梯位置控制方法相同，如图1所示，操作控制器6计算和存储每一楼层的楼层高度值。此外，当前楼层和服务楼层之间的距离，即电梯车厢要移动的距离“dist”，根据等式(1)计算。另外，速度模式是根据距离“dist”计算的，电梯车厢按照计算出的速度模式运行，当前位置，即同步位置Pc是基于位置检测器的工作检测的。也就是说，上述过程与现有技术是相同的。

图5是根据本发明的电梯位置控制过程的流程图，图6是根据本发明的电梯车厢的加速度模式示意图，在此图所示情况下，服务楼层的改变的距离Pn小于原始服务楼层的距离Pd。

如图中所示，操作控制器6比较电梯车厢2的当前位置，即同步位置Pc和参考位置Pr，并且在步骤S51中计算位置误差OFFSET。在步骤S52中，如果位置误差OFFSET大于临界的上限值(CUB)，则在步骤S53中判断该系统存在问题，随后程序停止。这里，临界的上限值CUB是在假定系统正常工作的情况下，可能产生的位置误差的最大值。此外，如果位置误差OFFSET超过临界的上限值(CUB)，则意味着位置控制设备中存在预定的误差。

另外，在步骤S54中，如果位置误差OFFSET的绝对值小于临界的下限值(CLB)，则判断电梯车厢工作正常，此程序停止。这里，临界的下限值(CLB)是在计算过程中获得的预定值。

因此，如果位置误差OFFSET小于CUB并大于CLB，在步骤S55中，位置误差OFFSET被加至初始服务楼层的距离Pd，由此计算出新服务楼层的距离Pn，运行距离“dist”将在步骤S56中按下式重新计算。

dist=｜Po-Pn｜ -------- (8)

下一步，计算速度模式。这里，分别考虑两种情况：改变的服务楼层的距离Pn大于初始服务楼层的距离Pd；和改变的服务楼层的距离Pn小于初始服务楼层的距离Pd。

首先，如果改变的服务楼层的距离Pn大于初始服务楼层的距离Pd，则按照与步骤S41-S45中示出的现有技术相同的方法计算时间段k₂T和k₄T，在步骤S58中，根据改变的时间段k₂T和k₄T计算冲击J。在现有技术中，在电梯车厢运行的整个时间段内，冲击J是固定值；但是，在本发明中，在时间段SP3和SP4内，冲击J3和J4由新的冲击J替代，以由此防止额定速度V_REF在前面的时间段内变化。

例如，当冲击J在时间段SP2内重新获得时，在时间段SP5内冲击J不是由冲击J2替代而是由冲击J3和J4替代。

相反，如果改变的服务楼层的距离Pn小于初始服务楼层的距离Pd，电梯车厢必须在时间段SP2和SP4内减速，以便加速度为恒定的。

也就是说，判断出电梯车厢的当前位置P_CAGE处于位置P_SD，则位置P_SD意味着电梯车厢必须开始减速的位置，以便电梯车厢精确地到达改变的服务楼层。因此，如果电梯车厢的当前位置P_CAGE为位置P_SD，则在步骤S61和S64中判断当前位置P_CAGE对应那个时间段。

如图6所示，如果改变的楼层的位置为位置“C”，如图中虚线所示，电梯车厢的运行模式则变为减速模式，于是改变电梯车厢可以精确到达的位置为“a”的位置。也就是说，电梯车厢运行的模式必须改变为减速模式，以便电梯车厢可以到达改变的服务楼层的位置“C”，时间段PS5的距离必须设定为新的时间段PS2的距离T2′。

因此，在步骤S61中，如果电梯车厢的当前位置P_CAGE处于时间段PS2内，当前时间段改变为时间段PS3，那么在步骤S62和S63中，时间段PS6的距离T6则设定为时间段PS2的距离T2′，如图6所示。

此外，在步骤S64中，如果当前位置处于时间段PS4内，在步骤S65和S66中，时间段PS6的距离T6被设定为与时间段PS2的距离T2相同，当前时间段改变为时间段PS5。也就是说，如果服务楼层改变的位置为“d”，则位置P_SD变为位置“b”。

如上所述，当产生位置误差时，电梯车厢停止在产生位置误差的时间上，并且判断电梯车厢是否可以通过改变该车厢的速度来运行，随后电梯车厢运行。

因此，在本发明的电梯位置控制方法中，速度指令信号不是突然改变的，由此可以获得安全的系统运行，系统不接收过载，电梯车厢可以精确地到达服务楼层。

另外，电梯车厢的乘运可以得到改善，而不用突然改变电梯车厢的速度。

尽管为描绘的用途公开了本发明的优选实施例，但是在不脱离权利要求描述的本发明的范围和精神的情况下，本领域的技术人员将能认识到，各种改进、增加和替代是可能的。

Claims

1．一种电梯位置控制方法，包括以下步骤：

第一步骤，当乘客登记一个呼叫时计算至初始服务楼层的移动距离，根据计算出的距离产生速度模式，按照速度模式控制电梯车厢；

第二步骤，当在电梯车厢运行过程中产生位置误差时，根据位置误差重新计算电梯车厢的移动距离；和

第三步骤，根据在第二步骤中计算出的移动距离重新计算速度模式。

2．根据权利要求1的方法，其中所述第二步骤包括以下子步骤：

第一子步骤，比较电梯车厢的当前位置和参考位置，并计算位置误差；和

第二子步骤，通过将所述初始服务楼层的距离和位置误差相加/相减，计算改变的服务楼层的距离。

3．根据权利要求2的方法，其中当位置误差大于临界的上限值时，则判断该电梯车厢存在问题，并且此位置误差不是电梯车厢的位置误差而是电梯车厢的其他部分产生的位置误差。

4．根据权利要求2的方法，其中当所述位置误差小于临界的下限值时，则判断电梯车厢工作正常，并且临界的下限值是在计算临界的下限值过程中产生的误差。

5．根据权利要求1的方法，其中所述第三步骤用于在第二步骤中计算出的移动距离大于初始移动距离时，根据计算的速度模式改变减速时间段的冲击。

6．根据权利要求1的方法，其中所述第三步骤用于在第二步骤中计算出的移动距离小于初始移动距离时，改变加速度恒定的速度模式为减速。

7．根据权利要求6的方法，其中速度模式改变为减速模式的位置是指当电梯车厢从当前位置减速时电梯车厢可以到达改变的服务楼层的位置。