CZ337397A3

CZ337397A3 - Ovládací soustava výtahu

Info

Publication number: CZ337397A3
Application number: CZ973373A
Authority: CZ
Inventors: Gianluca Foschini; Renzo Toschi
Original assignee: Otis Elevator Company
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 1998-04-15
Also published as: PL323184A1; RU2179143C2; EG20781A; DE69606860T2; ES2144237T3; EP0822917A1; DE69606860D1; WO1996033940A1; EP0822917B1; US5603390A; ATE190039T1; MA23925A1

Description

Ovládací soustava výtahu

Oblast techniky

Vynález se týká . ovládacích soustav výtahů.

Dosavadní stav techniky

Hydraulické výtahy jsou obvykle používány místo trakčních typů výtahů při použití u nízkých šachet. Výhoda hydraulických výtahů však může být znehodnocena nedostatkem přesného řízení jízdy ve srovnání s trakčními výtahy.

U typických hydraulických výtahů, proud tekutiny do a z hydraulického válce způsobuje, že výtahová kabina klesá nebo stoupá uvnitř šachty výtahu. Během stoupání je tekutina čerpána z nádrže čerpadlem a před vstupem do válce proudí ovládacím ventilem. Během klesání se ovládací ventil otevře, aby mohla tekutina pod tlakem kabiny proudit z válce a do nádrže. Profil pohybu výtahu sestává ze zrychlené fáze, fáze s největší rychlostí, zpomalené fáze a fáze výškového vyrovnávání. Ve fázi výškového vyrovnávání je poloha výtahu vyrovnávána s úrovní podesty schodiště. Fáze výškového vyrovnávání zvyšuje dobu jízdy a množství práce vyžadované hydraulickým systémem a proto je žádoucí minimalizovat fázi výškového vyrovnávání.

Jeden typ hydraulického ventilu obvykle používaného k přechodu mezi největší rychlostí a zastavením, tj. pro zpomalovací fázi profilu pohybu výtahu, obsahuje dřík ventilu ovládaný solenoidem ke směrování proudu tekutiny ventilem. U tohoto typu ventilu je solenoid aktivovaný, aby mohla tekutina proudit do válce uzavřeného pístem. Následkem dostatečného natlakování válce se píst otevře, aby mohla tekutina proudit válcem a kabina mohla klesat. Vyrovnání tlaku tekutiny na obou stranách ventilu dříve než se otevře ventil způsobí hladký a jemný počátek klesání. Nedostatek tohoto typu ventilu je v tom, že se fáze klesání '· ···· · ·· ······ ·· » ···· · · · • · ····*· • ·· * · · · · · · · ······ ·· 4· ······ · · · · · ·· · mění v závislosti na viskositě hydraulické kapaliny a statickém tlaku v hydraulické soustavě (nebo zatížení hydraulického válce). Tyto změny zvyšují dobu nezbytného výškového vyrovnávání a následkem toho se zvyšuje doba jízdy, energetické ztráty a vzniká nebezpečí přehřátí hydraulického systému.

Druhý typ přechodového ventilu obsahuje dřík ventilu ovládaný elektrickým motorem. U tohoto typu ventilu je proudění řízeno krokovým motorem, který pohybuje ovládacím ventilem proudu. Množství proudu je naprogramováno a ovládáno zpětnou vazbou k vytvoření požadovaného profilu rychlosti kabiny výtahu. Účelem motorem ovládaného ventilu je vytvořit přesné řízení pohybu kabiny výtahu a tím hladší jízdu pro cestující, která se mnohem více přibližuje jízdě trakčního typu výtahu. Hlavní nedostatek motorem ovládaného ovládacího ventilu je přídavná komplexnost a náklady s ní spojené.

Zpětná vazba k ovládání rychlostního profilu může být otevřená smyčka nebo uzavřená smyčka. Pro otevřenou ovládací smyčku jsou monitorovány teplota hydraulické tekutiny a statický tlak a použity k odhadnutí zpomalení při provádění zpomalovací fáze rychlostního profilu. Tímto způsobem se ovládací systém pokusí vyrovnávat změny viskosity hydraulické kapaliny. Protože jsou zpoždění založena na předem stanovených odhadech v závislosti na parametrech jako je viskosita, výsledné provedení ovládací soustavy pro řízení zpomalovací fáze je méně než optimální. Pro uzavřenou ovládací smyčku motorizovaného ventilu využívajícího rychlost kabiny, lze dosáhnout vysokou účinnost konstantním seřizováním polohy ventilu k přiblížení se požadovanému profilu rychlosti. Komplexnost ovládací soustavy a další náklady na tento typ ovládání mohou však být omezující.

Bez ohledu na tento známý stav techniky, vědci a inženýři pod vedením zmocněnce přihlašovatele pracují na vývoji ovládací soustavy k řízení pohybu výtahu způsobem, který optimalizuje dobu jízdy a účinnost aniž by se zvýšily výrobní náklady.

Podstata vynálezu

Podstata předloženého vynálezu spočívá v tom, že ovládací soustava obsahuje prostředky pro výpočet zpomalovací vzdálenosti na základě rychlosti výtahu a předem stanovené doby pro zpomalovací fázi.

Podle jiného provedení, způsob ovládání pohybu výtahu obsahuje operace stanovení zpomalovací vzdálenosti na základě rychlosti výtahu a uvedení hydraulického ventilu v činnost, jakmile výtah dosáhne zpomalovací vzdálenost od podesty.

Výhody vynálezu spočívají v jednoduchosti ovládací soustavy a minimalizaci doby výškového vyrovnávání, což je výsledkem výpočtu zpomalovací vzdálenosti na základě rychlosti výtahu. Použitím rychlosti jako určujícího činitele se bere v úvahu tlak, viskosita a změny rychlosti čerpaného proudu aniž by bylo nutno, aby výtah měl předem stanovený profil rychlosti s nutností použít ovládací soustavu se zpětnou vazbou. Minimalizací doby výškového vyrovnání se dosáhne minimalizování doby jízdy, minimalizování ztrát energie, které nastávají během výškového vyrovnávání a snižuje se nebezpečí přehřátí hydraulické tekutiny.

Podle určitého provedení, ovládací soustava obsahuje ovladač, který vytváří povel pro zpomalení a propojovací jednotku, která vypočítává prodlevu. Zpomalovací povel vzniká v předem stanovené vzdálenosti od podesty. Prodleva je založena na rozdílu mezi vypočítanou zpomalovací vzdáleností a předem stanovenou vzdáleností. Jakmile uplyne prodleva, následující po zpomalovacím povelu, propojovací jednotka způsobí, že se hydraulický ventil uzavře a započne zpomalovací fáze.

Podle dalšího provedení, způsob úpravy ovládací soustavy obsahuje krok připojení propojovací jednotky mezi ovladač a hydraulický ventil. Propojovací jednotka vypočítá zpomalovací vzdálenost a prodlevu a způsobí, že se hydraulický ventil uvede v činnost po uplynutí prodlevy jakmile ovladač vydá povel ke zpomalení.

Použití samostatné propojovací jednotky usnadňuje úpravu stávajícího ovladače pro použití ovládací soustavy podle vynálezu. Propojovací jednotka přijímá standardní zpomalovací povel od stávajícího ovladače, vypočítává prodlevu a potom uvede hydraulický ventil v činnost a začne zpomalovací fáze. Provedení stávajících výtahů může být snadno a s malými náklady zhodnoceno použitím propojovací jednotky.

Tyto a další účely, znaky a výhody předloženého vynálezu budou více zřejmé z následujícího popisu příkladného provedení a připojených výkresů.

Popis obrázků na výkrese

Příkladné provedení ovládací soustavy výtahu je znázorněno na připojených výkresech, kde je na obr.1 schematicky znázorněna ovládací soustava výtahu, na obr.2 je jiné provedení předloženého vynálezu s ovládací soustavou obsahující propojovací jednotku, na obr.3 prostorový kodér obsahující řadu segmentových, perforovaných pásků a snímač pásky, na obr.4 rotační prostorový kodér a spouštěcí zařízení.

Příklady provedení vynálezu

Obr.1 znázorňuje soustavu hydraulického výtahu 12 sestávající z kabiny 14, soustavu prostorového kodéru 16 obsahujícího pásku 18 a snímač 22 pásky 18 a ovládací soustavu 24. Kabina 14 je obvyklá kabina 14 výtahu 12, která se pohybuje v šachtě (neznázorněno). Páska 18 je perforovaný pásek 26, který prochází šachtou. Snímač 22 pásky 18 je upevněn na kabině 14 a zabírá s páskou 18. Záběr mezi páskou 18 a snímačem 22 pásky 18 tvoří prostředky pro měření rychlosti kabiny 14 a prostředky pro stanovení polohy kabiny 14 vzhledem k podestám rozmístěným podél šachty.

Ovládací soustava 24 obsahuje hydraulickou soustavu 28 obsahující válec 32, čerpadlo 34, nádrž 36, hydraulický ventil 38 a ovladač 42. Válec 32, čerpadlo 34 a nádrž 36 jsou běžné prostředky určené k pohánění kabiny 14 výtahu 12 uvnitř šachty. Čerpadlo 34 pohání hydraulickou tekutinu mezi nádrží 38 a válcem 32, aby způsobovala pohyb kabiny 14 nahoru a dolů uvnitř šachty.

Hydraulický ventil 38 řídí proud hydraulické tekutiny do a z válce 32, tím se stanoví rychlostní profil kabiny 14 výtahu. Běžný hydraulický ventil 38 provádí několik funkcí, jednou z nich je přechod kabiny 14 mezi zastavením a nejvyšší rychlostí, tj. zrychlovací fáze a přechod kabiny 14 mezi nejvyšší rychlostí a rychlostí při výškovém vyrovnání, tj. zpomalovací fáze. Tato funkce je prováděna přechodovým ventilem 44 uváděným v činnost motorem a začleněným do hydraulického ventilu 38. Uvedením přechodového ventilu 44 v činnost prvním směrem začíná zrychlovací fáze. Po uvedení přechodového ventilu 44 v činnost v opačném směru, začíná zpomalovací fáze.

Ovladač 42 obsahuje prostředky pro výpočet zpomalovací vzdálenosti na základě rychlosti kabiny 14. Ovladač 42 komunikuje se snímačem 22 pásky 18 pomocí sdělovacího kabelu 46, procházejícího mezi nimi. Vstupní data o rychlosti ze snímače 22 pásky 18 se použijí pro stanovení vzdálenosti vyžadované pro zpomalení kabiny 14 na rychlost výškového vyrovnávání v předem stanovené době. Doba je zvolena tak, aby pohodlí cestujících ve výtahu bylo při zpomalování co nejlepší. Zpomalovací vzdálenost je plynule během cesty kabiny 14 novelizována. Vstupní hodnoty rychlosti ze snímače 22 pásky 18 jsou použity ve spojení se vzdálenostmi mezi podestami uloženými v ovladači 42. ke stanovení kdy kabina 14 dosáhla během své cesty takový bod, aby vzdálenost příslušných podest se rovnala zpomalovací vzdálenosti. V tomto bodu, ovladač 42 pošle signál ke změně ventilu 44 druhým sdělovacím kabelem 48 procházejícím mezi ovladačem 42 a koncovým blokem 52, aby byl ventil 44 uveden v činnost a tak započala zpomalovací fáze. V tomto bodu, v přechodovém ventilu 44 zůstane malý otvor, aby mohla hydraulická tekutina proudit pro fázi výškového vyrovnání.

z ·»···· ·

D ······ · · · · · ··

Aby se ještě více zlepšilo pohodlí cestujících když je kabina 14 ve fázi výškového vyrovnávání a má rychlost výškového vyrovnávání, stanoví se druhá vzdálenost k podestě. Jako u zpomalovací vzdálenosti, je tato druhá vzdálenost založena na předem stanovené zastavovací vzdálenosti při nízké rychlosti výškového vyrovnávání. V této vzdálenosti od podesty, ovladač 42 vyšle další signál do přechodového ventilu 44. Motor uvede v činnost přechodový ventil 44 k dalšímu snížení průtoku ventilem a to má za následek, že kabina 14 dosáhne druhou, pomalejší rychlost výškového vyrovnávání. Má-li kabina 14 druhou, nižší rychlost výškového vyrovnávání, sníží se na minimum trhnutí, vnímané cestujícími v kabině 14 při zastavení kabiny 14, aniž by se podstatně zvýšila doba trvání fáze výškového vyrovnávání.

Monitorováním vzdálenosti a rychlosti během zpomalovací fáze a fáze výškového vyrovnávání, mohou být vzaty v úvahu tlak hydraulické tekutiny, viskosita a změny rychlosti čerpaného proudu aniž by bylo potřeba komplexní řídící soustava typu zpětné vazby.

Jak je znázorněno na obr. 1, prostředky pro výpočet zpomalovací vzdálenosti jsou vestavěny do ovladače 42. Jiné provedení předloženého vynálezu obsahuje ovládací soustavu 54 znázorněnou na obr. 2. Tato ovládací soustava 54 obsahuje stejnou ovládací soustavu 28 sestávající z válce 32, čerpadla 34, nádrže 38 a hydraulického ventilu 38. V tomto provedení je však použit běžný ovladač 43 a ovládací soustava 54 dále obsahuje propojovací jednotku 56. Běžný ovladač 43 obsahuje prostředky pro generování zpomalovacího povelu na základě předem stanovené vzdálenosti kabiny 14 výtahu od podesty. V provedení znázorněném na obr. 2 není však zpomalovací povel z ovladače 43 vyslán přímo do přechodového ventilu 44, ale je vyslán do propojovací jednotky 56. Propojovací jednotka 56 také přijímá vstupní údaje o rychlosti a poloze ze snímače 22 pásky 18. Propojovací jednotka 56 využívá vstupní údaj o rychlosti k výpočtu zpomalovací vzdálenosti na základě rychlosti kabiny 14. Po přijetí povelu z ovladače 43 propojovací jednotka 56 vypočítá rozdíl mezi skutečnou polohou kabiny 14 a vypočítanou zpomalovací vzdáleností. Tento rozdíl je prodleva. Propojovací jednotka 56 uvede v činnost přechodový ventil 44 a fáze výškového vyrovnávání začne po uplynutí této prodlevy.

Během fáze výškového vyrovnávání se stanoví druhá vzdálenost k podestě a v této vzdálenosti propojovací jednotka 56 uvede do pohybu přechodový ventil 44 a kabina 14 cestuje druhou, nižší rychlostí výškového vyrovnávání.

Použití propojovací jednotky představuje způsob jak změnit běžnou ovládací soustavu na soustavu s výhodami podle předloženého vynálezu. Způsob obsahuje kroky: připojení propojovací jednotky 56 mezi běžný ovladač 43 a hydraulický ventil 38 a připojení výstupů rychlosti a polohy snímače 22 pásky 18 k propojovací jednotce 56. Propojení mezi ovladačem 43 a propojovací jednotkou 56 je takové, aby zpomalovací povel generovaný ovladačem 43 byl nasměrován do propojovací jednotky 56 spíše než do přechodového ventilu 44. Propojovací jednotka 56, po výpočtu prodlevy na základě na měřené rychlosti kabiny 14, potom uvede v činnost přechodový ventil 44 po uplynutí prodlevy. Jestliže běžná ovládací soustava obsahuje solenoidem ovládaný přechodový ventil 44, další výhody se mohou získat také výměnou solenoidem ovládaného ventilu za motorem ovládaný přechodový ventil.

I když je na obrázku znázorněn jednoduchý, průběžný perforovaný pásek 26, může být použita ke stanovení polohy a rychlosti také řada segmentových perforovaných pásků 58 umístěných poblíž podest jak je znázorněno na obr. 4. V tomto provedení, jakmile se generuje povel ke zpomalení, výstupy rychlosti a polohy ze snímače 62 pásky 18 jsou použity ke stanovení prodlevy. U jiného provedení znázorněného na obr. 3 je použit rotační prostorový kodér 64 s řadou spouštěcích zařízení 66 umístěných v šachtě v předem stanovené vzdálenosti od podesty. V tomto provedení zařízení 66 spouštějí ovládací soustavu, aby generovala povel ke zpomalení.

I když je vynález znázorněn a popsán pomocí jeho příkladných provedení, je nutno pro odborníky poznamenat, že lze provádět další změny, vypuštění prvků nebo jejich přidání aniž by se odchýlilo z rámce předloženého vynálezu.

Claims

PATENTOVÉNÁROKY
2. 7S36Ú

71/ δ3?3 - 9ý

1. Ovládací soustava výtahu (12)^ pohybujícího se k podestě, kde pohyb výtahu (12) obsahuje zpomalovací fázi, která nastává před zastavením na podestě, přičemž ovládací soustava (24) sestává z hydraulického ventilu (38), kdy uvedením hydraulického ventilu (38) v činnost začíná zpomalovací fáze pohybu výtahu, vyznačující se tím, že sestává z:

prostředků pro měření rychlosti výtahu (12) a prostředků pro určení polohy výtahu (12) vzhledem k podestě, prostředků pro výpočet zpomalovací vzdálenosti na základě měření rychlosti a předem stanovené doby pro zpomalovací fázi a prostředků k uvedení hydraulického ventilu (38) v činnost jakmile výtah (12) dosáhne vypočítanou vzdálenost od podesty.

2. Ovládací soustava podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky k uvádění hydraulického ventilu (38) v činnost sestávají z ovladače (43), který generuje povel ke zpomalení na základě předem stanovené vzdálenosti výtahu (12) od podesty, přičemž prostředky pro výpočet zpomalovací vzdálenosti obsahují propojovací jednotku (56) spojenou s hydraulickým ventilem (38) a ovladačem (43), propojovací jednotka (56) vypočítává prodlevu na základě rozdílu mezi vypočítanou zpomalovací vzdáleností a předem stanovenou vzdáleností a kde hydraulický ventil (38) je uveden v činnost po uplynutí prodlevy po vygenerování povelu ke zpomalení.
3. Ovládací soustava podle nároku 2, vyznačující se tím, že obsahuje prostorový kodér (16), který tvoří prostředky pro měření rychlosti výtahu a prostředky pro stanovení polohy výtahu.
4. Ovládací soustava podle nároku 3, vyznačující se tím, že prostorový kodér (16) je lineární prostorový kodér obsahující řadu perforovaných pásků (58) umístěných poblíž podesty.

• *
5. Ovládací soustava podle nároku 2, vyznačující se tím, že prostředky ke stanovení polohy obsahují zařízení (66) umístěné uvnitř šachty v předem stanovené vzdálenosti od podesty a zařízení spouštějící ovladač (43) k vygenerování povelu ke zpomalení.
6. Ovládací soustava podle nároku 5, vyznačující se tím, že prostředky pro měření rychlosti obsahují rotační prostorový kodér (64).
7. Ovládací soustava podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje prostorový kodér (16) a ovladač (42), prostorový kodér (16) tvoří prostředky k měření rychlosti výtahu (12) a prostředky pro stanovení polohy výtahu (12), ovladač (42) je spojen s hydraulickým ventilem (38) a obsahuje uloženou informaci o vzdálenosti mezi podestami a kde ovladač (42) tvoří prostředky pro výpočet zpomalovací vzdálenosti na základě změřené rychlosti a stanovené polohy.
8. Způsob ovládání polohy výtahu (12), pohybujícího se k podestě, kde pohyb výtahu (12) obsahuje zpomalovací fázi, která nastává před zastavením na podestě, výtah (12) obsahuje ovládací soustavu (24) opatřenou hydraulickým ventilem (38), kdy uvedením hydraulického ventilu (38) v činnost začíná zpomalovací fáze pohybu výtahu (12), vyznačující se tím, že obsahuje kroky:

měření rychlosti výtahu (12), stanovení polohy výtahu (12) vzhledem k podestě, stanovení zpomalovací vzdálenosti na základě změřené rychlosti a předem stanovené doby zpomalovací fáze a uvedení hydraulického ventilu (38) v činnost jakmile výtah (12) dosáhne předem stanovenou vzdálenost od podesty.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že prostředky pro uvádění hydraulického ventilu (38) v činnost obsahují ovladač (43), který generuje povel ke zpomalení na základě předem stanovené vzdálenosti výtahu (12) od podesty, kde prostředky pro výpočet zpomalovací vzdálenosti obsahují propojovací jednotku (56) spojenou s hydraulickým ventilem (38) a vypočítávající prodlevu na • · · · • *·· • · ·· • · ·· • · · · · ·· • · ·· • ··· · základě rozdílu mezi vypočítanou zpomalovací vzdáleností a předem stanovenou vzdáleností a dále obsahuje kroky:

vygenerování zpomalovacího povelu;

stanovení prodlevy; a uvedení v činnost hydraulického ventilu (38) po uplynutí prodlevy po vygenerování zpomalovacího povelu.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že prostředky pro stanovení polohy obsahují zařízení (66) umístěné v šachtě v předem stanovené vzdálenosti od podesty a dále obsahuje krok spuštění ovladače (42) k vygenerování zpomalovacího povelu jakmile výtah (12) dojede k zařízení.
11. Ovládací soustava podle nároku 8, vyznačující se tím, že prostředky pro výpočet zpomalovací vzdálenosti obsahují ovladač (42) spojený s hydraulickým ventilem (38) a obsahující uložené informace o vzdálenosti mezi podestami a způsob dále obsahuje krok porovnávání vzdálenosti od podesty s předem stanovenou zpomalovací vzdáleností a uvedení hydraulického ventilu (38) v činnost jakmile se zbývající vzdálenost rovná zpomalovací vzdálenosti.
12. Způsob úpravy ovládací soustavy (54) výtahu (12) obsahující ovladač 42) a hydraulický ventil (38), ovládací soustavu řídící pohyb výtahu (12), který obsahuje zpomalovací fázi nastávající před zastavením výtahu (12) na podestě, kdy uvedení hydraulického ventilu (38) v činnost určuje začátek zpomalovací fáze a je způsobeno povelem ovladače (42) ke zpomalení, ovladač (42) vygeneruje povel ke zpomalení na základě předem stanovené vzdálenosti výtahu (12) od podesty,, vyznačující se tím, že obsahuje kroky:

připojení propojovací jednotky (56) mezi ovladač (42) a hydraulický ventil (38), propojovací jednotka (56) vypočítává zpomalovací vzdálenost na základě rychlosti a parametrů polohy a určuje prodlevu na základě rozdílu mezi vypočtenou zpomalovací vzdáleností a předem stanovenou vzdáleností tak, aby propojovací jednotka uvedla v činnost hydraulický ventil (38) po uplynutí prodlevy jakmile ovladač (42) vygeneruje zpomalovací povel.

• · ♦ ·
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že hydraulickým ventilem (38) je hydraulicky ovládaný solenoidem řízený ventil a způsob dále obsahuje krok:

nahrazení hydraulicky ovládaného solenoidem řízeného ventilu ventilem (44) ovládaným motorem.
14. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky:

připojení prostředků pro měření rychlosti výtahu (12) k propojovací jednotce (56); a připojení prostředků k určení polohy výtahu k propojovací jednotce (56).
15. Propojovací jednotka (56) pro použití se soustavou výtahu (12), kde soustava výtahu (12) obsahuje ovládací soustavu (54) pro řízení pohybu výtahu (12), ovládací soustava (54) obsahuje ovladač (43), hydraulický ventil (38), prostředky pro měření rychlosti výtahu (12) a prostředky k určení polohy výtahu (12), vyznačující se tím, že sestává z:

prostředků pro výpočet zpomalovací vzdálenosti na základě měření rychlosti a předem stanovené doby zpomalovací fáze a prostředků pro uvedení hydraulického ventilu v činnost jakmile výtah dojede do vypočítané vzdálenosti od podesty.
16. Propojovací jednotka podle nároku 15, vyznačující se tím, že ovladač (42) generuje povel ke zpomalení na základě předem stanovené vzdálenosti výtahu (12) od podesty a propojovací jednotka (56) vypočítává prodlevu na základě rozdílu mezi vypočítanou zpomalovací vzdáleností a předem stanovenou vzdáleností tak, aby uvedla hydraulický ventil (38) v činnost po uplynutí prodlevy po vygenerování povelu ke zpomalení.