CN1735550A - 电梯控制装置 - Google Patents

Abstract

经由输入单元分别向多个微电脑输入来自检测器的信号。多个微电脑通过共同设置的外部时钟发生单元获取同步，执行输入处理和运算处理。并且，多个微电脑连接有作为外部存储单元而共同设置的共用存储器，分别通过总线对共用存储器进行数据读写。这样，多个微电脑分别采用多个微电脑共有外部时钟和共用存储器的简单硬件结构。

Description

电梯控制装置

技术领域

本发明涉及具有多个控制系统的多重冗余结构的电梯控制装置。

背景技术

例如，在特开2000-255431号公报中公开的铁道用保安控制装置的多重冗余结构中，可以利用多个控制系统确保安全功能，提高可靠性。各控制系统使用共用存储器，针对与现场设备之间的信号的输入输出结果，进行自身系统和其他系统的对照，当数据不一致时视为故障并停止铁道的运行。

具体讲，针对某输入触点信号，按照以下所述那样对照自身系统(以下称为A系统)的输入结果和其他系统(以下称为B系统)的输入结果。A系统控制器从A系统输入单元读取输入触点信号，并把读取结果写入共用存储器。另一方面，B系统控制器同样从B系统输入单元读取输入触点信号，并把读取结果写入共用存储器。

A系统控制器从共用存储器读取B系统控制器写入的结果，并通过与从A系统输入单元读取的自身的输入结果进行对照，来进行自身系统和其他系统的输入结果的对照。

但是，现有技术存在以下问题。在以往的多重冗余结构中，在自身系统的控制器获得其他系统的输入结果时，读取由其他系统的控制器写入共用存储器的其他系统的读取结果。在这种结构中，用于实现多重系统的电路结构变得复杂。另外，相应地数据处理也变得复杂，产生动作速度变慢或读取结果延迟的问题。此外，需要专用的硬件，存在装置昂贵的问题。

并且，在以往的多重冗余结构中，各控制系统读取继电器电路的触点信号，进行其接通/断开状态的对照确认。但是，例如在使用编码器作为信号检测单元的情况下，连续接通/断开的信号被输入各控制系统，在以往的各控制系统中，存在不能进行这种输入信号的计数结果的对照确认的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，提供一种电梯控制装置，即使对连续接通/断开的输入信号也能够容易进行多重系统的对照确认。

本发明的电梯控制装置包括：分别具有运算处理装置的两个或两个以上系统的控制系统；用于获取各控制系统的运算处理装置的同步的外部时钟发生单元；在各控制系统的运算处理装置之间可以相互读写的共用存储器，各控制系统的运算处理装置在取入电梯控制所使用的脉冲串信号作为输入信号时，同时取入使用自身系统的检测单元检测的脉冲串信号、和使用其他系统的检测单元检测的脉冲串信号作为输入信号，在两个输入信号的脉冲数的计数结果的差分在预先规定的输入信号允许误差范围内时，使用预先规定的来自控制系统的检测单元的输入信号，执行电梯控制所必需的运算处理，把运算结果写入所述共用存储器，再从共用存储器读入其他系统的运算结果，求出与自身系统的运算结果的差分，在两运算结果的差分在预先规定的运算结果允许误差范围内时，判断为所有控制系统处于正常状态，输出许可电梯的控制动作的控制动作许可指令，在两输入信号的差分在输入信号允许误差范围外时、或者两运算结果的差分在运算结果允许误差范围外时，判断为任一控制系统处于异常状态，输出使电梯的控制动作停止的控制动作停止指令。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的电梯控制装置的控制系统的冗余构造的图。

图2是表示进行本发明的实施方式1涉及的电梯控制装置的控制系统的正常状态判断处理的流程图。

图3是表示本发明的实施方式2涉及的电梯控制装置的控制系统的冗余构造的图。

图4是表示进行本发明的实施方式2涉及的电梯控制装置的控制系统的正常状态判断处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

在本发明的实施方式1中，对可以进行电梯控制的控制系统由a控制系统和b控制系统这两个系统构成的情况进行说明。

图1是表示本发明的实施方式1涉及的电梯控制装置的控制系统的冗余构造的图。图1所示各控制系统是只表述作为运算处理装置的微型计算机(以下称为微电脑)的概略的构成，虽然未图示，但具有作为存储部的ROM、RAM。在电梯调速器的轴上安装有用于获得电梯的轿厢位置、速度信息的编码器等检测器(未图示)，此处，假定将来自检测器的脉冲串信号输入与各个控制系统对应的输入单元1a、1b的情况。另外，为了提高可靠性，对各控制系统分别安装编码器等检测器，以便利用多个检测单元检测同一信号。

将来自经由输入单元1a、1b的检测器的信号输入到两系统的微电脑2a、2b两者中。微电脑2a、2b通过共同设置的外部时钟发生单元3获取同步，执行输入处理和运算处理。微电脑2a、2b分别具有事件计数寄存器(未图示)，以用来对作为脉冲串的输入信号的脉冲数进行计数。

在这种两系统的微电脑2a、2b上连接有共同设置的共用存储器4，作为外部存储单元。微电脑2a、2b可以分别通过总线对共用存储器4进行数据读写。根据这种结构，微电脑2a、2b可以读取其他系统的运算结果。

各个微电脑2a、2b通过比较判断两系统的输入信号和两系统的运算结果，可以判断a控制系统和b控制系统是否均处于正常状态，即控制系统是否处于正常状态。另外，微电脑2a、2b把该判断结果的信号输出给光耦合器5a、5b，由此可以切换继电器线圈6a、6b的接通/断开状态。

将继电器线圈6a的继电器触点7a和继电器线圈6b的继电器触点7b串联插入继电器线圈8和继电器线圈8的控制电路线9之间。此处，继电器线圈6a、6b和继电器触点7a、7b相当于继电器电路部。

继电器线圈8在继电器触点7a、7b中的任一方处于断开状态时切断励磁。因此，虽然未图示，但是例如通过在切断电梯的电机制动器电源的电路中插入继电器线圈8的继电器触点，可以根据来自微电脑2a、2b的输出，对电机施加制动。

下面，使用图2对动作进行详细说明。图2是表示进行本发明的实施方式1涉及的电梯控制装置的控制系统的正常状态判断处理的流程图。步骤序号中的注脚a、b分别表示a控制系统、b控制系统，两系统的基本处理相同。因此，以在a控制系统中判断控制系统的正常状态的情况为中心进行说明。

a控制系统的微电脑2a通过输入单元1a获取来自安装在电梯调速器的轴上的编码器的输入信号INa。与此同时，a控制系统的微电脑2a还通过输入单元1b获取来自安装在电梯调速器的轴上的其他编码器的输入信号INb(S201a)。

微电脑2a利用事件计数寄存器进行各个输入信号INa、INb的脉冲数的计数处理(S202a)。另外，微电脑2a与来自外部时钟发生单元3的时钟信号同步地按固定运算周期读出该事件计数寄存器的计数值。

微电脑2a对照从事件计数寄存器读出的与各个输入信号INa、INb相关的各自计数值。具体讲，微电脑2a求出两计数值的差分，判断差分值是否在预先规定的输入信号允许误差范围内(S203a)。

如果差分值在输入信号允许误差范围内，微电脑2a采用基于输入信号INa的计数值作为母本，进行位置数据、速度数据的运算处理(S204a)。此处，将把与输入信号INa、INb相关的那一个计数值用作母本，作为处理判断的规则，对所有微电脑预先进行共同的规定。

在本实施方式1中，相当于预先规定把与输入信号INa相关的计数值作为母本的规则。另外，在b控制系统中，也执行和a控制系统相同的处理。即，如果差分值在输入信号允许误差范围内(S203b)，则微电脑2b也把基于输入信号INa的计数值用作母本，进行位置数据、速度数据的运算处理(S204b)。

另外，微电脑2a把所算出的运算结果写入共用存储器4(S205a)。同样，微电脑2b也把所算出的运算结果写入共用存储器4(S205b)。然后，微电脑2a从共用存储器4读入由微电脑2b写入的b控制系统的运算结果(S206a)。

微电脑2a对照自己算出的a控制系统的运算结果和由b控制系统算出的运算结果。具体讲，微电脑2a求出两运算结果的差分，判断差分值是否在预先规定的运算结果允许误差范围内(S207a)。

如果差分值在运算结果允许误差范围内，则微电脑2a判断为a控制系统和b控制系统均处于正常状态，即控制系统处于正常状态。然后，微电脑2a向光耦合器5a输出控制动作许可指令以使电梯可以正常运行(S208a)，然后，转入下一运算周期。由此，继电器线圈6a被励磁，继电器触点7a处于接通状态。只要控制系统被判断为正常状态的状态持续，则继电器触点7a保持接通状态。

另一方面，当微电脑2a判断为输入信号的差分值在输入信号允许误差范围外时(S203a)，或者判断为运算结果的差分值在运算结果允许误差范围外时(S207a)，判断为控制系统未处于正常状态。另外，微电脑2a向光耦合器5a输出用于使电梯停止的控制动作停止指令(S209a)。由此，继电器触点6a不被励磁，继电器触点7a处于断开状态。

同样，当微电脑2b向光耦合器5b输出控制动作停止指令时(S209b)，继电器触点6b不被励磁，继电器触点7b处于断开状态。由于继电器触点7a或继电器触点7b中任一个处于断开状态，所以继电器线圈8不被励磁。由此，与来自微电脑2a或微电脑2b的控制动作停止指令的输出联动地，切断电梯的电机制动器电源。

根据实施方式1，多个微电脑分别能够独立判断控制系统的正常状态，能够容易地构成多重冗余结构。多个微电脑分别判断输入信号的对照结果是否在输入信号允许误差范围外、或运算处理的对照结果是否在运算结果允许误差范围外。并且，多个微电脑分别根据这些判断结果输出控制动作停止指令，由此可以切断电梯的电机制动器，使电梯停止。

另外，本实施方式1涉及的电梯控制装置采用在多个微电脑中具有共同的外部时钟和共用存储器的简单的硬件结构，不需要使用ASIC(Application Specific Integrated Circuits：专用集成电路)或FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)那样的昂贵的专用硬件。并且，根据该结构，对于连续接通/断开的脉冲串的输入信号，也能够容易地进行多重系统的对照确认，而且还能够容易地对运算结果进行多重系统的对照确认。结果，可以获得便宜且具有高可靠性的电梯控制装置。

实施方式2

在本发明的实施方式2中，对更加严格地进行控制系统的正常状态判断的结构进行说明。图3是表示本发明的实施方式2涉及的电梯控制装置的控制系统的冗余结构的图。和图1相比，不同之处在于，还包括：总括来自多个微电脑的指令输出的输出单元10，把继电器线圈的动作状态反馈给微电脑的反馈继电器触点11a、11b。

输出单元10取入来自微电脑2a、2b的各个指令输出，根据两指令输出的状态，向光耦合器5a、5b输出相同的总括指令。并且，反馈继电器触点11a、1ib与通过继电器线圈6a、6b的励磁而处于接通状态的继电器触点7a、7b是相反的逻辑，其通过继电器线圈6a、6b的励磁而处于断开状态，反馈继电器触点11a、1ib的状态被读入各个微电脑2a、2b。此处，继电器线圈6a、6b、继电器触点7a、7b和反馈继电器触点11a、11b相当于继电器电路部。

以图4的流程图为基础详细说明输出单元10和反馈继电器触点11a、11b。图4是表示进行本发明的实施方式2涉及的电梯控制装置的控制系统的正常状态判断处理的流程图。步骤序号中的注脚a、b分别表示a控制系统、b控制系统，两系统的基本处理相同。因此，以在a控制系统中判断控制系统的正常状态的情况为中心进行说明。

并且，向微电脑2a、2b输出控制动作许可指令或控制动作停止指令位置的处理，与图2的流程图完全相同。因此，把在图2中用于图4的部分记述为“A部”、“B部”，并且把在图4中进行和图2相同处理的部分记述为“A部”、“B部”，并省略详细说明。以下，使用图4对基于来自微电脑2a、2b的指令输出以后的处理进行说明。

输出单元10取入来自微电脑2a、2b的指令输出(S401)，比较两指令输出的逻辑是否相同(S402)。即，在把控制动作许可指令的逻辑设为1、把控制动作停止指令的逻辑设为0时，判断两指令输出的逻辑是否一致。在两指令输出的逻辑一致时，输出单元10把一致的指令输出为总括指令输出，输出给光耦合器5a、5b(S403)。

另一方面，在两指令输出的逻辑不一致时(S402)，输出单元10把停止指令输出作为总括指令输出，输出给光耦合器5a、5b(S404)。即，在来自微电脑2a、2b的指令输出中至少一个是控制动作停止指令时，输出单元10向光耦合器5a、5b输出控制动作停止总括指令。另外，输出单元10仅在来自微电脑2a、2b的指令输出双方都是控制动作许可指令时，才向光耦合器5a、5b输出控制动作许可总括指令。

根据从输出单元10输出的控制动作许可总括指令或控制动作停止总括指令，继电器线圈6a、6b进行动作(S405)。即，当从控制单元10输出控制动作许可总括指令时，继电器线圈6a、6b处于被励磁的状态，当输出控制动作停止总括指令时，继电器线圈6a、6b处于不被励磁的状态。

继电器触点7a、7b如在实施方式1说明的那样，是通过各个继电器线圈6a、6b被励磁而处于接通状态的触点。本实施方式2的反馈继电器触点11a、11b与继电器触点7a、7b相反，是通过各个继电器线圈6a、6b被励磁而处于断开状态的触点。

微电脑2a通过读入反馈继电器触点11a的状态可以检测出继电器线圈6a的接通/断开状态(S406a)。另外，微电脑2a比较所读入的反馈继电器触点的状态和输出给输出单元10的指令的状态是否一致(S407a)。

微电脑2a在判断为两状态一致时(S407a)，判断为能够确保控制系统的正常状态，然后，转入下一运算周期。另一方面，微电脑2a在判断为两状态不一致时(S407a)，判断为不能确保控制系统的正常状态。并且，微电脑2a为了使轿厢停止，使用与电梯控制基板的CPU的通信单元来发送异常信号，以对电梯控制CPU施加制动(S408a)。

另外，在使用图4的流程图的上述实施方式2的说明中，对在步骤S407a判断为不一致时微电脑2a马上向电梯控制CPU发送异常信号的情况进行了说明。但是，可以考虑在马上发送异常信号之前，使微电脑2a向输出单元10输出控制动作停止指令。即，可以尝试根据来自微电脑2a的控制动作停止指令，通过切断可以断开电梯的电机制动器电源的继电器线圈8的励磁，来使电梯停止。

此时，微电脑2a读取控制动作停止指令的输出和反馈继电器触点11a的信号。然后，微电脑2a判断对应于控制动作停止指令的输出，是否已检测到反馈继电器触点11a的信号处于正确接通状态。然后，微电脑2a在判断为反馈继电器触点11a的信号处于断开状态、即进行误动作的情况下，和前面的步骤S408a相同，为了使轿厢停止，使用与电梯控制基板的CPU的通信单元发送信号，以对电梯控制CPU施加制动。

根据实施方式2，通过活用输出单元和反馈继电器触点，可以更加严格地检查来自多个微电脑的控制指令的整合性。另外，硬件结构利用通用设备等即可实现，成本低廉。结果，可以获得便宜且具有高可靠性的电梯控制装置。

如上所述，根据本发明，通过采用使多个微电脑具有共同的外部时钟和共用存储器的简单的硬件结构，即使对于连续接通/断开的脉冲串的输入信号，也能够容易地进行多重系统的对照确认，可以获得便宜且具有高可靠性的电梯控制装置。

另外，微电脑2a可以只在轿厢停止时进行反馈继电器触点11a的动作确认。在轿厢停止的状态下，即使进行可以断开电梯的电机制动器电源的继电器线圈8的接通/断开动作，也不会妨碍运转。因此，微电脑2a输出控制动作许可指令或控制动作停止指令作为动作确认用虚拟信号，从反馈继电器触点11a读取与该输出对应的状态，由此可以进行反馈继电器触点11a的动作确认。

并且，在本实施方式2中，说明了对实施方式1追加了输出单元和反馈继电器触点的结构，但也可以采用对实施方式1只追加输出单元或只追加反馈继电器触点的结构。

并且，在实施方式1、2中，说明了根据允许误差对照来自编码器的脉冲串输入信号的情况，但也可以单纯地对照检测接通/断开状态的输入信号的一致/不一致。

并且，在图1和图2中，作为继电器线圈6a、6b、继电器触点7a、7b、和继电器触点反馈11a、11b，可以使用安全继电器单元。安全继电器单元具有在发生异常时进行动作以可靠地切断电源，并且只要未解除异常原因就不能恢复原来状态的功能。由此，可以实现更高可靠性的电梯控制装置。

Claims (4)

1、一种电梯控制装置，包括：

分别具有运算处理装置的两个或两个以上系统的控制系统；

在所述各控制系统的运算处理装置之间可以相互读写的共用存储器，

所述各控制系统的运算处理装置在取入电梯控制所使用的脉冲串信号作为输入信号时，同时取入使用自身系统的检测单元检测的脉冲串信号、和使用其他系统的检测单元检测的脉冲串信号作为输入信号，在两个输入信号的脉冲数的计数结果的差分在预先规定的输入信号允许误差范围内时，使用预先规定的来自控制系统的检测单元的输入信号，执行电梯控制所必需的运算处理，把运算结果写入所述共用存储器，再从所述共用存储器读入其他系统的运算结果，求出与自身系统的运算结果的差分，当两运算结果的差分在预先规定的运算结果允许误差范围内时，判断为所有控制系统处于正常状态，输出许可电梯的控制动作的控制动作许可指令，当所述两个输入信号的差分在所述输入信号允许误差范围外时、或者所述两运算结果的差分在所述运算结果允许误差范围外时，判断为任一控制系统处于异常状态，输出使电梯的控制动作停止的控制动作停止指令。

2、根据权利要求1所述的电梯控制装置，还具有输出单元，所述各控制系统的运算处理装置分别读入输出的所述控制动作许可指令或所述控制动作停止指令，在从所有控制系统的运算处理装置读入所述控制动作许可指令时，所述输出单元输出控制动作许可总括指令，在从至少任一个控制系统的运算处理装置读入所述控制动作停止指令时，所述输出单元输出控制动作停止总括指令。

3、根据权利要求1所述的电梯控制装置，所述各控制系统的运算控制装置读入根据所述控制动作许可指令或所述控制动作停止指令进行接通/断开动作的继电器电路部的触点信号，通过比较输出给所述继电器电路部的所述控制动作许可指令或所述控制动作停止指令与所述触点信号的接通/断开状态，来确认所述继电器电路部的动作是否正常。

4、根据权利要求2所述的电梯控制装置，所述各控制系统的运算控制装置读入根据所述输出单元输出的所述控制动作许可总括指令或所述控制动作停止总括指令进行接通/断开动作的继电器电路部的触点信号，通过比较输出给所述输出单元的所述控制动作许可指令或所述控制动作停止指令与所述触点信号的接通/断开状态，来确认所述继电器电路部的动作是否正常。

Images