CN111807169B - 一种电梯负载率实时监控方法 - Google Patents

Abstract

一种电梯负载率实时监控方法，包括以下步骤：建立电梯负载率模型；获取电梯在当前位置零速伺服启动过程中的实时启动力矩T和在井道中所处的当前位置h；将电梯的实时启动力矩T和当前位置h代入电梯负载率模型，得到电梯当前轿内的负载率。本发明通过建立电梯负载率模型，仅需获取电梯在当前位置零速伺服启动过程中的实时启动力矩T和在井道中所处的当前位置h，就能根据电梯负载率模型得到电梯当前轿内的负载率，简化了电梯负载率计算过程中需要学习的参数，使电梯无需外接压力传感称重装置。

Description

一种电梯负载率实时监控方法

技术领域

本发明属于电梯控制领域，具体涉及一种电梯负载率实时监控方法。

背景技术

电梯负载率对于电梯的控制有重大的意义，对于单独控制的电梯来说有超载报警、满载直驶、轻载防捣乱功能；对于并联、集群控制的电梯而言，能根据不同楼层的负载率变化趋势优化电梯调度的模式。

目前一般有两种方法用来计算得出电梯负载率，一种是安装专门的压力传感称重装置将负载率通过通讯传递给电梯主控系统；此方法通常把称重装置安装在轿底、或者机房绳头，压力传感器会因为老化和侵蚀而出现不同程度的失效。

另一种方法是通过电梯在零速伺服运行过程中的启动力矩以及当前层满载、空载时的启动力矩，计算出当前层启动后的轿内负载率。此方法无需依靠额外的压力传感称重装置，能在不增加成本的基础上估算出轿内负载率。但是，由于需要学习每一层的满载及空载启动力矩，需要在电梯空载及满载状态下时每一层各启动一次并把学习完的所有参数全部存起来，当目标电梯楼层数较大时学习过程会花费很大精力。同时，由于每次学习记录的值均是在轿厢平层位置学习，当电梯不出在平层位置启动时，这种方法测出来的负载率会因为钢丝绳的影响而出现一定程度的偏差。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种电梯负载率实时监控方法，避免了电梯在非平层位置启动时测量偏差。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电梯负载率实时监控方法，包括以下步骤：

建立电梯负载率模型；

获取电梯在当前位置零速伺服启动过程中的实时启动力矩T和在井道中所处的当前位置h；

将电梯的实时启动力矩T和当前位置h代入电梯负载率模型，得到电梯当前轿内的负载率。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，上述电梯负载率模型的计算公式为：

其中，H为电梯提升高度，T_b为空载电梯在底楼零速伺服启动过程中的基准启动力矩；T_t为空载电梯在顶楼零速伺服启动过程中的基准启动力矩，K为电梯的平衡系数。

进一步地，上述建立电梯负载率模型包括获取电梯的平衡系数K，所述平衡系数K的获取包括以下步骤：

采集半载电梯在中间楼层位置零速伺服启动过程中的基准启动力矩T₁和空载电梯在中间楼层位置零速伺服启动过程中的基准启动力矩T₂；

根据M＝KQ₃-P-Δm；

当电梯处于中间楼层位置时，Δm＝0；

电梯半载时M＝50％*Q3，P＝T₁*C₂；

电梯空载时M＝0；P＝T₂*C₂；

得到方程组：

由方程组可得电梯的平衡系数K的计算公式为：

其中，Δm为钢丝绳补偿重量偏差，P为电机输出力矩对应的重量；Q₃为电梯额定载重；C₂为常量，M为轿内载重。

进一步地，上述根据平衡系数K建立电梯负载率模型包括以下步骤：

设电梯处于H/2，即Δh＝0位置时，曳引轮两边的钢丝绳和补偿链等重，其中H为井道提升高度，Δh为轿厢和对重之间的相对位移；定义钢丝绳补偿重量偏差Δm为正数时方向同轿厢自重方向，钢丝绳绕绳比为S，钢丝绳每米折算成质量的系数为A，补偿链每米折算成质量的系数为B，当不配置补偿链时B取0，计算钢丝绳补偿重量偏差Δm，计算公式为：

Δm＝Δh*(AS-B)

其中，Δh＝2(H/2-h)，定义常量C₁＝2*(AS-B)；

根据电梯的对重重量Q₁、电梯空载轿厢重量Q₂、电机输出力矩对应的重量P和钢丝绳补偿重量偏差Δm，计算轿内的载重M，计算公式为：

M＝Q₁-Q₂-P-Δm；

其中，Q₁-Q₂＝KQ₃；K为电梯平衡系数，Q₃为电梯额定载重；

计算电梯负载率，计算公式为：

η＝M/Q₃＝K-(P+Δm)/Q₃

计算电机输出力矩对应的重量P，计算公式为：

P＝T’×i/(g×R)

其中，T’为不平衡力矩，在电梯零速伺服启动过程不平衡力矩T’与电梯的实时启动力矩T相等，i为减速比、R为曳引轮半径、g为重力加速度，定义常量C₂＝i/(g×R)，得到P＝T*C₂；

将电机输出力矩对应的重量P和钢丝绳补偿重量偏差Δm的计算公式代入电梯负载率的计算公式，得到

令电梯负载为空载，分别在底楼和顶楼各启动一次，分别记录其零速伺服启动过程中的基准启动力矩T_b、T_t；电梯负载为空载时η＝0，底楼h＝0，顶楼h＝H，得到方程组：

根据上述方程组得到电梯额定载重Q₃和常量C₁

将电梯额定载重Q₃和常量C₁代入电梯负载率的计算公式，得到：

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种电梯负载率实时监控方法，通过建立电梯负载率模型，仅需获取电梯在当前位置零速伺服启动过程中的实时启动力矩T和在井道中所处的当前位置h，就能根据电梯负载率模型得到电梯当前轿内的负载率，简化了电梯负载率计算过程中需要学习的参数，使电梯无需外接压力传感称重装置。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图。

图2为本发明的轿厢和对重平衡结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图1-2对本发明作进一步详细的说明。

需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，在本发明的其中一个实施例中，一种电梯负载率实时监控方法，包括以下步骤：

建立电梯负载率模型；

获取电梯在当前位置零速伺服启动过程中的实时启动力矩T和在井道中所处的当前位置h；

将电梯的实时启动力矩T和当前位置h代入电梯负载率模型，得到电梯当前轿内的负载率。

在本实施例中，通过建立电梯负载率模型，仅需获取电梯在当前位置零速伺服启动过程中的实时启动力矩T和在井道中所处的当前位置h，就能根据电梯负载率模型得到电梯当前轿内的负载率，简化了电梯负载率计算过程中需要学习的参数，使电梯无需外接压力传感称重装置。通过精确计算电梯的负载率，可以实时获取电梯当前使用状况，当多台电梯同时工作时，可以优先分配负载率较低的电梯至需要使用电梯的楼层，使电梯运行控制更加智能化，优化了用户的使用体验。

如图1所示，在本发明的其中一个实施例中，建立电梯负载率模型包括以下步骤：

采集半载电梯在中间楼层位置零速伺服启动过程中的基准启动力矩T₁和空载电梯在中间楼层位置零速伺服启动过程中的基准启动力矩T₂；

根据M＝KQ₃-P-Δm；

在中间楼层位置时，Δm＝0；

电梯半载时M＝50％*Q3，P＝T₁*C₂；

电梯空载时M＝0；P＝T₂*C₂；

得到方程组：

进一步得到电梯的平衡系数K的计算公式为：

根据平衡系数K建立电梯负载率模型，得到

其中，H为电梯提升高度，T_b为空载电梯在底楼零速伺服启动过程中的基准启动力矩；T_t为空载电梯在顶楼零速伺服启动过程中的基准启动力矩。

在本发明的其中一个实施例中，电梯的平衡系数K的获取方式还包括通过电梯主控系统对外的输入接口进行输入，电梯主控系统对外的输入接口包括操作器、小键盘等方式，由电梯安装人员在安装后输入系统中。

在本实施例中，电梯负载率模型能排除轿厢在不同位置时钢丝绳带来的偏重影响，尤其是高楼层电梯中钢丝绳占比重相对于电梯轿内的负载重量已经不可忽视，消除钢丝绳带来的偏重影响极大提高了电梯负载率的计算精度。

如图1和图2所示，在本发明的其中一个实施例中，根据平衡系数K建立电梯负载率模型包括以下步骤：

设电梯处于H/2，即Δh＝0位置时，曳引轮两边的钢丝绳和补偿链等重，其中H为井道提升高度，Δh为轿厢和对重之间的相对位移；定义钢丝绳补偿重量偏差Δm为正数时方向同轿厢自重方向，钢丝绳绕绳比为S，钢丝绳每米折算成质量的系数为A，补偿链每米折算成质量的系数为B，当不配置补偿链时B取0，计算钢丝绳补偿重量偏差Δm，计算公式为：

Δm＝Δh*(AS-B)

其中，Δh＝2(H/2-h)，定义常量C₁＝2*(AS-B)；

根据电梯的对重重量Q₁、电梯空载轿厢重量Q₂、电机输出力矩对应的重量P和钢丝绳补偿重量偏差Δm，计算轿内的载重M，计算公式为：

M＝Q₁-Q₂-P-Δm；

其中，Q₁-Q₂＝KQ₃；K为电梯平衡系数，Q₃为电梯额定载重；

计算电梯负载率，计算公式为：

η＝M/Q₃＝K-(P+Δm)/Q₃

计算电机输出力矩对应的重量P，计算公式为：

P＝T’×i/(g×R)

其中，T’为不平衡力矩，在电梯零速伺服启动过程不平衡力矩T’与电梯的实时启动力矩T相等，i为减速比、R为曳引轮半径、g为重力加速度，定义常量C₂＝i/(g×R)，得到P＝T*C₂；

将电机输出力矩对应的重量P和钢丝绳补偿重量偏差Δm的计算公式代入电梯负载率的计算公式，得到

令电梯负载为空载，分别在底楼和顶楼各启动一次，分别记录其零速伺服启动过程中的基准启动力矩T_b、T_t；电梯负载为空载时η＝0，底楼h＝0，顶楼h＝H，得到方程组：

根据上述方程组得到电梯额定载重Q₃和常量C₁

将电梯额定载重Q₃和常量C₁代入电梯负载率的计算公式，得到：

在本实施例中，根据电梯的对重重量Q₁、电梯空载轿厢重量Q₂、电机输出力矩对应的重量P，可以计算出轿内的载重M；具体计算公式为:

M＝Q₁-Q₂-P；

而实际情况中如果电梯不带补偿链，钢丝绳重量会随着电梯的位置不同对电机两边产生不平衡重；如果电梯配置补偿链，补偿链也无法精确补偿钢丝绳的所有不平衡重，还是会存在一部分补偿误差。在不考虑底坑深度的情况下，认为电梯在中间楼层即电梯处于H/2(即Δh＝0)时，曳引轮两边的钢丝绳和补偿链等重，钢丝绳补偿重量偏差Δm为正数时方向同轿厢自重方向，可以计算出钢丝绳补偿重量偏差Δm并代入电梯负载率中，能够排除轿厢在不同位置时钢丝绳带来的偏重影响，负载率η在完成学习后，只需每次在启动时根据T和h就能算出当前轿厢内的负载率。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种电梯负载率实时监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立电梯负载率模型；所述电梯负载率模型的计算公式为：

其中，H为电梯提升高度，T_b为空载电梯在底楼零速伺服启动过程中的基准启动力矩；T_t为空载电梯在顶楼零速伺服启动过程中的基准启动力矩，K为电梯的平衡系数；

所述建立电梯负载率模型包括获取电梯的平衡系数K，所述平衡系数K的获取包括以下步骤：

采集半载电梯在中间楼层位置零速伺服启动过程中的基准启动力矩T₁和空载电梯在中间楼层位置零速伺服启动过程中的基准启动力矩T₂；

根据M＝KQ₃-P-Δm；

当电梯处于中间楼层位置时，Δm＝0；

电梯半载时M＝50％*Q₃，P＝T₁*C₂；

电梯空载时M＝0；P＝T₂*C₂；

得到方程组：

由方程组可得电梯的平衡系数K的计算公式为：

其中，Δm为钢丝绳补偿重量偏差，P为电机输出力矩对应的重量；Q₃为电梯额定载重；C₂为常量，M为轿内载重；

获取电梯在当前位置零速伺服启动过程中的实时启动力矩T和在井道中所处的当前位置h；

将电梯的实时启动力矩T和当前位置h代入电梯负载率模型，得到电梯当前轿内的负载率。

2.根据权利要求1所述的电梯负载率实时监控方法，其特征在于，所述根据平衡系数K建立电梯负载率模型包括以下步骤：

设电梯处于H/2，即Δh＝0位置时，曳引轮两边的钢丝绳和补偿链等重，其中H为井道提升高度，Δh为轿厢和对重之间的相对位移；定义钢丝绳补偿重量偏差Δm为正数时方向同轿厢自重方向，钢丝绳绕绳比为S，钢丝绳每米折算成质量的系数为A，补偿链每米折算成质量的系数为B，当不配置补偿链时B取0，计算钢丝绳补偿重量偏差Δm，计算公式为：

Δm＝Δh*(AS-B)

其中，Δh＝2(H/2-h)，定义常量C₁＝2*(AS-B)；

根据电梯的对重重量Q₁、电梯空载轿厢重量Q₂、电机输出力矩对应的重量P和钢丝绳补偿重量偏差Δm，计算轿内的载重M，计算公式为：

M＝Q₁-Q₂-P-Δm；

其中，Q₁-Q₂＝KQ₃；K为电梯平衡系数，Q₃为电梯额定载重；即M＝KQ₃-P-Δm；

计算电梯负载率，计算公式为：

η＝M/Q₃＝K-(P+Δm)/Q₃

计算电机输出力矩对应的重量P，计算公式为：

P＝T’×i/(g×R)

其中，T’为不平衡力矩，在电梯零速伺服启动过程不平衡力矩T’与电梯的实时启动力矩T相等，i为减速比、R为曳引轮半径、g为重力加速度，定义常量C₂＝i/(g×R)，得到P＝T*C₂；

将电机输出力矩对应的重量P和钢丝绳补偿重量偏差Δm的计算公式代入电梯负载率的计算公式，得到

令电梯负载为空载，分别在底楼和顶楼各启动一次，分别记录其零速伺服启动过程中的基准启动力矩T_b、T_t；电梯负载为空载时η＝0，底楼h＝0，顶楼h＝H，得到方程组：

根据上述方程组得到电梯额定载重Q₃和常量C₁

将电梯额定载重Q₃和常量C₁代入电梯负载率的计算公式，得到：

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