DE112012002180B4 - Aufzuganlage - Google Patents

Abstract

Aufzuganlage, die folgendes aufweist:- einen Fahrkorb (1), der mit einem Seil (3) mit einem Gewicht (2) verbunden ist;- eine Fördermaschine (5) zum Bewegen des Seils (3);- eine Steuerung (12) zum Steuern des Antriebs der Fördermaschine (5); und- eine Schätzvorrichtung (13) zum Identifizieren eines ersten Antriebskraftverlusts in Abhängigkeit von einem Lastgewicht in dem Fahrkorb (1) auf der Basis eines numerischen Modells sowie zum Schätzen eines Antriebskraftverlusts anhand des numerischen Modells.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufzuganlage und befasst sich insbesondere mit einer Technologie zum exakten Schätzen eines Antriebskraftverlusts, der erzeugt wird, wenn ein Fahrkorb in Fahrt ist.
• Aufzuganlagen und entsprechende Aufzugsteuervorrichtungen sind aus dem folgenden Stand der Technik bekannt: EP 1 731 466 B1 , EP 2 474 495 A1 , EP 1 731 467 B1 , KR 10 2006 0 129 506 A , JP 2009-113 979 A und JP 2006-193 297 A .
• In einer Aufzuganlage ist eine Lastwiegevorrichtung zum Detektieren eines Lastgewichts in einem Fahrkorb vorgesehen. Als Dokument, das sich mit einer Technologie zum Korrigieren der Lastwiegevorrichtung befasst, ist die JP H06 - 321 440 A bekannt. Gemäß diesem Stand der Technik wird ein während der Fahrt des Fahrkorbs erzeugter Antriebskraftverlust spezifiziert, und das Lastgewicht in dem Fahrkorb wird auf der Basis einer Antriebskraft geschätzt, die unter Ausschluss des Antriebskraftverlusts berechnet wird.
• Der in der Aufzuganlage erzeugte Antriebskraftverlust (Fahrverlust) ist von einem Kontaktzustand zwischen einer Schiene und einer Führung sowie dem Lastgewicht abhängig und zeigt daher für jeden Aufzug eine andere Größe. Wenn der Antriebskraftverlust geschätzt wird, ohne dass die Wirkungen einer Fahrkorbposition sowie des Lastgewichts berücksichtigt werden, oder wenn diese vorab als konstanter Wert vorgegeben wird, entsteht somit ein Fehler zwischen dem geschätzten Antriebskraftverlust und einem tatsächlichen Antriebskraftverlust.
• Wenn das geschätzte Lastgewicht für die Bestimmung einer Anomalie bei dem Fahrvorgang verwendet wird, kommt es manchmal vor, dass die Aufzuganlage aufgrund des Vorhandenseins eines solchen Fehlers fälschlicherweise eine Anomalie in dem Fahrvorgang feststellt, obwohl ein normaler Zustand vorliegt. Für die Verwendung zur Steuerung des Aufzugs wird die Fahrleistung durch Vorwegnahme oder Antizipation eines durch eine Schwankung in der Schätzung erzeugten Fehlers vermindert.
• Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme erfolgt, und ihre Aufgabe besteht daher in der Schaffung einer Aufzuganlage, die eine Funktion zum Identifizieren eines Antriebskraftverlusts aufweist, der in Abhängigkeit von einer Fahrkorbposition sowie einem Antriebskraftverlust proportional zu einem Lastgewicht bestimmt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aufzuganlage gemäß den Gegenständen der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 8 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufzuganlage in den abhängigen Patentansprüchen angegeben sind.
• Eine Aufzuganlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: einen Fahrkorb, der mit einem Seil mit einem Gewicht verbunden ist; eine Fördermaschine bzw. Aufzugmaschine zum Bewegen des Seils; eine Steuerung zum Steuern des Antriebsvorgangs der Fördermaschine; und eine Schätzvorrichtung zum Identifizieren eines ersten Antriebskraftverlusts in Abhängigkeit von einem Lastgewicht in Form eines numerischen Modells sowie zum Schätzen eines Antriebskraftverlusts anhand des numerischen Modells.
• Die Aufzuganlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann den Antriebskraftverlust mit hoher Genauigkeit identifizieren, so dass sich das Lastgewicht exakt schätzen lässt. Ferner wird das Lastgewicht während eines Fahrvorgangs mit hoher Genauigkeit geschätzt, und somit kann durch Bestimmen einer Trägheitsmasse und einer Antriebskraft, die für den Fahrbetrieb des Fahrkorbs für die Bestimmung von Steuerparametern erforderlich sind, die Steuerleistung verbessert werden.
• In den Zeichnungen zeigen:
• 1 eine Darstellung zur Erläuterung einer Konfiguration einer Aufzuganlage gemäß der vorliegenden Erfindung;
• 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer Tendenz von Antriebskraftverlusten;
• 3 eine Darstellung zur Erläuterung eines numerischen Modells gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
• 4 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Vorgangs zum Ermitteln des Antriebskraftverlusts;
• 5 eine Darstellung zur Erläuterung eines numerischen Modells gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
• 6 eine Darstellung zur Erläuterung eines numerischen Modells gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
• 1 veranschaulicht eine Konfiguration einer Aufzuganlage gemäß der vorliegenden Erfindung. Ähnlich wie bei einem mechanischen System einer allgemeinen bekannten Aufzuganlage weist die Aufzuganlage ebenfalls folgendes auf: einen Fahrkorb 1, ein Gewicht 2, ein Seil 3, eine Seilscheibe 4, eine Fördermaschine bzw. Aufzugmaschine 5, eine Umlenkscheibe 6, Führungen 7, Schienen 8, Führungen 9, Schienen 10 sowie eine Lastwiegevorrichtung 14.
• Der Fahrkorb 1 und das Gewicht 2 sind mit dem Seil 3 miteinander verbunden. Das Seil 3 ist um die Seilscheibe 4 herumgeführt. Die Seilscheibe 4 wird von der Fördermaschine 5 rotationsmäßig angetrieben. Infolgedessen bewegt sich der Fahrkorb in vertikaler Richtung. Ein Lastgewicht (L) des Fahrkorbs 1 wird von der Lastwiegevorrichtung 14 detektiert.
• Wenn der Fahrkorb 1 mit der Hälfte des zulässigen Gewichts beladen ist, befinden sich das Gewicht 2 und der Fahrkorb 1 im Gleichgewicht. Ein Drehmomentsensor zum Detektieren eines Drehmoments einer Antriebswelle ist an der Fördermaschine 5 vorgesehen.
• Der Betrieb der Aufzuganlage erfolgt durch eine Steuerung mittels einer Steuerung 12 über einen Inverter 11 zum Antreiben der Fördermaschine 5. Die Steuerung 12 ist mit einer Schätzvorrichtung 13 verbunden. Die Schätzvorrichtung 13 spezifiziert einen Antriebskraftverlust, während der Fahrkorb 1 in Fahrt ist (Fahrverlust), speichert die charakteristischen Eigenschaften desselben und schätzt den Antriebskraftverlust aus den gespeicherten charakteristischen Eigenschaften.
• Im Folgenden wird ein Vorgang zum Spezifizieren des Antriebskraftverlusts sowie zum Speichern der Charakteristika desselben als „Identifizierung“ bezeichnet, und ein Vorgang zum Schätzen des Antriebskraftverlusts aus den gespeicherten Charakteristika wird als „Schätzvorgang“ bezeichnet.
• Die Schätzvorrichtung 13 besitzt eine Eingangseinheit 21 zum Empfangen eines Signals, eine Verarbeitungseinheit 22 zum Verarbeiten des empfangenen Signals, eine Ausgabeeinheit 23 zum Abgeben eines Datensignals an die Steuerung 12 sowie eine Speichereinheit 24 zum Speichern von Daten.
• In die Eingangseinheit 21 wird ein Signal zum Berechnen einer Antriebskraft (F_iq) von dem Inverter 11 eingegeben, und ein Positionssignal des Fahrkorbs 1, ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Mustersignal, ein Signal, das einem aktuellen Belastungszustand bzw. Lastzustand entspricht, sowie ein Befehlssignal für die Schätzvorrichtung 13 werden von der Steuerung 12 in die Eingangseinheit 21 eingegeben.
• Die Verarbeitungseinheit 22, die die vorstehend genannten Signale empfängt, arbeitet nach Maßgabe des Befehlssignals von der Steuerung 12. Bei dem Verarbeitungsvorgang zum Identifizieren des Antriebskraftverlusts, der während des Betriebs der Verarbeitungseinheit 22 ausgeführt wird, ist es erforderlich, vorübergehend Information zu speichern, die mit den Eingangssignalen in Beziehung steht, sowie die gespeicherte Information auszulesen. Daher sind die Verarbeitungseinheit 22 und die Speichereinheit 24 derart ausgebildet, dass sie zwischen einander Information senden und empfangen können.
• Der in der Verarbeitungseinheit 22 identifizierte Antriebskraftverlust sowie der in der Verarbeitungseinheit 22 geschätzte Antriebskraftverlust werden zu der Ausgangseinheit 23 übermittelt und dann in die Steuerung 12 eingegeben. Bei der Konfiguration gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können durch Zugreifen auf die Steuerung 12 der identifizierte Antriebskraftverlust und ein aktueller geschätzter Antriebskraftverlust verifiziert werden.
• Es ist darauf hinzuweisen, dass, solange die vorstehend genannten Signale in die Schätzvorrichtung 13 eingegeben werden, auch eine andere Eingangseinrichtung als der Inverter 11 und die Steuerung 12 zum Identifizieren des Antriebskraftverlusts verwendet werden können.
• Als Signale, die zum Berechnen einer Antriebskraft der Fördermaschine 5 verwendet wird, können ein Drehmoment-Stromwertsignal der Fördermaschine, ein Ausgangssignal des Drehmomentsensors, ein Drehmoment-Befehlssignal des Inverters 11, ein Drehmoment-Strombefehlssignal oder dergleichen verwendet werden.
• Als nächstes wird ein numerisches Modell zum Ermitteln (Schätzen) des Antriebskraftverlusts aus den in die Schätzvorrichtung 13 eingegebenen Signalen beschrieben. Der Antriebskraftverlust enthält insgesamt einen Reibungsverlust, der durch den Kontakt zwischen der Führung 7 und der Schiene 8 erzeugt wird, einen Reibungsverlust, der durch den Kontakt zwischen der Führung 9 und der Schiene 10 erzeugt wird, einen rotationsmäßigen Verlust der Fördermaschine 5 sowie einen rotationsmäßigen Verlust von Lagern von Seilscheiben, wie z.B. der Umlenkscheibe 6.
• Von den vorstehend genannten Verlusten ist aufgrund der Tatsache, dass ein Kontaktzustand zwischen den Führungen (7 und 9) und den Schienen (8 und 10) in Abhängigkeit von der Position des Fahrkorbs 1 unterschiedlich ist, der aufgrund des Kontakts erzeugte Reibungsverlust tendenziell von einer Fahrkorbposition x abhängig. Andererseits ist der rotationsmäßige Verlust proportional zu einer auf eine Drehwelle aufgebrachten axialen Kraft und somit tendenziell proportional zu dem Lastgewicht L des Fahrkorbs 1.
• Somit sind als numerisches Modell ein zu dem Lastgewicht L proportionales numerisches Modell, ein von der Fahrkorbposition x abhängiges numerisches Modell sowie ein durch Kombinieren der beiden vorstehend genannten numerischen Modelle gebildetes Modell vorstellbar.
• Der Antriebskraftverlust ist tendenziell von der Fahrkorbposition x abhängig sowie tendenziell proportional zu dem Lastgewicht L. Daher zeigen die Antriebskraftverluste für unterschiedliche Lastgewichte eine Tendenz, bei der der Betrag des Verlusts in Abhängigkeit von dem Lastgewicht L zu dem gesamten Antriebskraftverlust addiert oder von diesem subtrahiert wird, während die gleiche Profilformgebung in Abhängigkeit von der Fahrkorbposition beibehalten wird.
• Die Antriebskraftverluste bei der jeweiligen Fahrkorbposition sind in 2 in exemplarischer Weise dargestellt. Ein Antriebskraftverlust Fa stellt den Fall dar, in dem keine Last in dem Fahrkorb vorhanden ist, während ein Antriebskraftverlust Fb den Fall veranschaulicht, in dem eine solche Last in dem Fahrkorb vorhanden ist.
• Zum exakten Ermitteln sowohl der Tendenz der Abhängigkeit von der Fahrkorbposition x als auch der Tendenz der proportionalen Beziehung zu dem Lastgewicht L identifiziert und schätzt die Schätzvorrichtung 13 den Antriebskraftverlust auf der Basis der in 3 dargestellten Gleichung (1). In diesem Fall ist eine Antriebskraft F_loss(x, L) eine Funktion der Fahrkorbposition x und des Lastgewichts L in dem Fahrkorb. Das Lastgewicht L basiert auf einen Zustand, in dem das Gewicht 2 und der Fahrkorb 1 als Referenzgröße miteinander im Gleichgewicht sind.
• In der Gleichung (1) drückt der erste Term auf der rechten Seite den Antriebskraftverlust in Abhängigkeit von dem Lastgewicht (erster Antriebskraftverlust) aus, und der zweite Term auf der rechten Seite drückt den Antriebskraftverlust in Abhängigkeit von der Fahrkorbposition aus (zweiter Antriebskraftverlust).
• Wenn eine Proportionalitätskonstante k1_loss zu dem Lastgewicht L sowie eine von der Fahrkorbposition x abhängige Antriebskraftverlustkomponente k2_loss in der Gleichung (1) identifiziert werden, kann der Antriebskraftverlust F_loss(x, L) in einem vorbestimmten Zustand unter Verwendung der Fahrkorbposition x und des Lastgewichts L als Parameter geschätzt werden.
• Eine Antriebskraft F_iq(x,L) der Fördermaschine 5 ist eine Funktion der Fahrkorbposition x und des Lastgewichts L und erfüllt eine Gleichgewichtsbeziehung, wie sie mit der Gleichung (2) zum Ausdruck gebracht ist. Gemäß der Gleichung (2) kann die Antriebskraft F_iq(x, L) aus einer Kraft F_cab(x), die durch die Gewichte des Seils sowie von Kabeln, die mit dem Fahrkorb in Beziehung stehen, oder dergleichen erzeugt wird, aus einer Trägheitsmasse M(x) eines gesamten Antriebssystems, das das Seil und die Kabel zusätzlich zu dem Fahrkorb und dem Gewicht in einem Zustand beinhaltet, in dem das Gewicht und der Fahrkorb miteinander im Gleichgewicht stehen, aus einer Gravitationsbeschleunigung g sowie aus einer Beschleunigung a(x) des Fahrkorbs entsprechend der Fahrkorbposition x geschätzt werden.
• Das Pluszeichen oder Minuszeichen in dem jeweiligen Term soll eine Fahrtrichtung anzeigen, wobei das Pluszeichen eine Aufwärtsrichtung des Fahrkorbs bezeichnet. Der Antriebskraftverlust F_loss wirkt in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Fahrtrichtung und wird daher mit einem Plus-Minus-Zeichen (±) bezeichnet. Für die Antriebskraft F_iq ist die Gleichgewichtsbeziehung bei Aufwärtsfahrt des Fahrkorbs mit der Gleichung (3) zum Ausdruck gebracht, während die Gleichgewichtsbeziehung bei Abwärtsfahrt des Fahrkorbs mit der Gleichung (4) zum Ausdruck gebracht ist.
• Unter der Annahme, dass das Lastgewicht L gleich ist, wird die Gleichung (5) durch eine Differenz zwischen den Gleichungen (3) und (4) ermittelt. Die Gleichung (5) wird zum Schätzen des Antriebskraftverlusts auf der Basis der Antriebskraft F_iq zum Ziehen des Fahrkorbs 1 oder dergleichen verwendet. Für den Schätzvorgang betreibt die Steuerung 12 den Fahrkorb 1 in der vertikalen Richtung mit einer Geschwindigkeitsänderung, die die gleiche Beschleunigung an derselben Fahrkorbposition x aufweist, für zwei Lastgewichte (L1 und L2). Die Antriebskräfte an der jeweiligen Fahrkorbposition werden gespeichert, und eine Differenz zwischen den Antriebskräften wird durch 2 dividiert. Danach erhält man den Antriebskraftverlust F_loss(x,L).
• Aus dem auf diese Weise ermittelten Antriebskraftverlust für die beiden Lastgewichte (L1 und L2) kann die Proportionalitätskonstante k1_loss in Gleichung (1) anhand einer Gleichung (6) berechnet werden. In ähnlicher Weise kann die Antriebskraftverlustkomponente k2_loss in Gleichung (1) mittels einer Gleichung (7a) berechnet werden.
• In der Gleichung (5) kann selbst dann, wenn die Geschwindigkeitsänderung nicht die gleiche Beschleunigung an derselben Fahrkorbposition hat, der Antriebskraftverlust durch Berechnen des letzten Terms ermittelt werden, der die Beschleunigung enthält. Wenn die gleiche Beschleunigung vorgegeben ist, kann jedoch aufgrund der Tatsache, dass der letzte Term auf der rechten Seite Null wird, ein Fehler in der Identifizierung vermindert werden.
• Selbst wenn die Antriebskraft während eines Betriebs mit konstanter Geschwindigkeit, der keinen Beschleunigungs-/Verzögerungsbereich besitzt, extrahiert wird, kann ferner der Fehler reduziert werden, da der letzte Term Null wird. Bei der Geschwindigkeitsänderung mit der gleichen Beschleunigung an derselben Fahrkorbposition kann der Antriebskraftverlust selbst in der Nähe der oberen und der unteren abschließenden Landezone, wo eine Beschleunigung oder Verzögerung unweigerlich erforderlich ist, ohne jeglichen Fehler identifiziert werden.
• Als nächstes wird eine spezielle Verfahrensweise zum Schätzen des Antriebskraftverlusts bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Beim Ermitteln des Antriebskraftverlusts wird als erstes ein Lastzustand auf 0 % (Schritt 1) gesetzt.
• Anschließend erfolgt ein Zugriff auf die Steuerung 12, so dass ein Fahrvorgang in der vertikalen Richtung in hin- und hergehender Weise ausgeführt wird (Schritt 2). Die durch den hin- und hergehenden Fahrvorgang ermittelte Antriebskraft wird in der Speichereinheit 24 gespeichert (Schritt 3).
• Anschließend wird der Lastzustand auf 100 % gesetzt (Schritt 4), der hin- und hergehende Fahrvorgang in der vertikalen Richtung wird in ähnlicher Weise ausgeführt (Schritt 5). Die ermittelte Antriebskraft wird in der Speichereinheit 24 gespeichert (Schritt 6). Schließlich wird auf der Basis der Gleichungen (6) und (7a) zum Schätzen des Antriebskraftverlusts die erforderliche Information aus den gespeicherten Antriebskräften identifiziert (Schritt 7).
• Wenn keine hohe Genauigkeit für die Identifizierung erwünscht ist, kann auch ein Verfahren verwendet werden, in dem ein Betrieb des Fahrkorbs in nur einem Lastzustand erfolgt. In diesem Fall sei angenommen, dass die Ermittlung nur in einem unbelasteten Zustand ausgeführt wird, in dem ein Betrieb mit einer Belastung des Gewichts nicht erforderlich ist, wobei dann L = 0 in die Gleichung (1) eingesetzt wird.
• Durch Vorgeben der Antriebskraftverlustkomponente k2_loss gleich dem Antriebskraftverlust F_loss(x, 0), unabhängig von dem Lastzustand, werden die Zeit sowie die erforderlichen Vorgänge zum Ändern des Lastgewichts L in dem Fahrkorb eliminiert. Ferner können die Schritte 4 bis 6 des Ermittlungsvorgangs weggelassen werden. In diesem Fall kann die Antriebskraftverlustkomponente k2_loss in Gleichung (7b) unabhängig von der Proportionalitätskonstante k1_loss ermittelt werden.
• Wie vorstehend beschrieben, kann der Antriebskraftverlust mit hoher Genauigkeit identifiziert werden. Bei Erfassung eines anormal hohen Antriebskraftverlusts, der aus dem Resultat der Identifizierung nicht zu erwarten ist, wird die Feststellung getroffen, dass der Fahrkorb im Aufzugschacht stecken geblieben ist oder dass eine Anomalie aufgrund des Kontakts mit der Schiene aufgetreten ist.
• Die Aufzuganlage gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann den Antriebskraftverlust in Abhängigkeit von der Fahrkorbposition sowie den Antriebskraftverlust proportional zu dem Lastgewicht, die für jeden Aufzug variieren, in exakter Weise spezifizieren, so dass sich verifizieren lässt, ob die Antriebskraftverluste übermäßig hoch sind oder nicht. Auf diese Weise kann bestimmt werden, ob ein normaler Betrieb der Aufzuganlage durchgeführt werden kann oder nicht.
• Ferner werden die für jeden Aufzug variierenden Antriebskraftverluste auch in einem Bereich des Aufzugschachts in der Nähe der abschließenden Landezonen exakt spezifiziert. Infolgedessen kann verifiziert werden, ob die Antriebskräfte übermäßig hoch sind oder nicht. Somit kann unabhängig von der Position in dem Aufzugschacht bestimmt werden, ob der normale Betrieb der Aufzuganlage ausgeführt werden kann oder nicht.
• Eine Aufzuganlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfasst eine Anomalie durch Vergleichen einer Antriebskraft, die unter Verwendung eines identifizierten Antriebskraftverlusts geschätzt wird, sowie einer direkt erfassten Antriebskraft miteinander. Die direkte Erfassung umfasst die Erfassung der Antriebskraft von einem Ausgang des an der Antriebswelle der Fördermaschine vorgesehenen Drehmomentsensors sowie die Schätzung der Antriebskraft anhand eines Drehmoment-Stroms der Fördermaschine 5 (Inverter 11).
• Die für die Fahrt erforderliche Antriebskraft F_iq kann auf der Basis der rechten Seite der Gleichung (2) geschätzt werden. Auf der rechten Seite ist Information über das Lastgewicht L und die Beschleunigung a(x) in der Steuerung 12 enthalten, und daher wird diese von der Steuerung 12 zu der Schätzvorrichtung 13 übermittelt.
• Der Antriebskraftverlust kann identifiziert werden, wie dies bei dem ersten Ausführungsbeispiel offenbart ist. Bei weiterer erforderlicher Information handelt es sich um die Trägheitsmasse M(x) und die durch das Gewicht der Kabel erzeugte Kraft F_cab(x). Diese Information kann anhand der in der Speichereinheit 24 gespeicherten Antriebskräfte nach Ausführung des Betriebs in der vertikalen Richtung identifiziert werden.
• Zum Identifizieren der Trägheitsmasse M(x) und der Kraft F_cab(x) wird der Fahrvorgang unter Verwendung einer beliebigen gleichen Bedingung für das Lastgewicht ausgeführt, so dass ein Beschleunigungs-/Verzögerungsmuster den gleichen Wert a(x) während des vertikalen Betriebs aufweist, so dass man direkt erfasste Antriebskräfte erhält. Auf der Basis der Antriebskräfte erhält man die in 5 dargestellte Gleichung (8) aus den Gleichungen (3) und (4).
• Eine Antriebskraft F_drive in Gleichung (8) erhält man unter Ausschluss des Antriebskraftverlusts F_loss aus der für den Betrieb erforderlichen Antriebskraft F_iq. Der durch das Seil und die Kabel auf die Kraft F_cab ausgeübte Effekt wird proportional zu der Fahrkorbposition x tendenziell vergrößert oder vermindert. Es sei angenommen, dass es sich bei unterschiedlichen Positionen des Fahrkorbs innerhalb des Bereichs, in dem der Fahrkorb zum Fahren mit einer konstanten Geschwindigkeit gesteuert wird, um eine Fahrkorbposition x1 und eine Fahrkorbposition x2 handelt.
• Eine positionsabhängige Proportionalitätskonstante k1_cab kann dann mit der Gleichung (9) ermittelt werden. Eine Wirkungskomponente k2_cab, die durch das Seil und die Kabel in einer Fahrkorbposition x0 auf die Kraft F_cab ausgeübt wird, wird mit der Gleichung (10) zum Ausdruck gebracht.
• Im Allgemeinen ist die durch das Kabel und die Seile auf die Kraft F_cab ausgeübte Wirkung derart ausgelegt, dass sie Null wird, wenn sich der Fahrkorb in einer mittleren Position befindet. Die Fahrkorbposition x0 zeigt eine Distanz zu der mittleren Position für den Fahrkorb an. Die durch das Gewicht der Kabel erzeugte Kraft F_cab(x), die von der Fahrkorbposition abhängig ist, wird anhand von Gleichung (11) bestimmt. Es versteht sich, dass die Trägheitsmasse M(x) mit den Gleichungen (8) bis (12) ermittelt werden kann.
• Wie vorstehend beschrieben, können die Terme auf der rechten Seite der Gleichung (2) aus vorab in der Steuerung 12 enthaltener Information sowie den Antriebskräften geschätzt werden, die durch den Fahrvorgang zum Lernen bei dem vertikalen Betrieb ermittelt werden. Die auf diese Weise geschätzte Antriebskraft F_iq und die direkt erfasste Antriebskraft F_iq werden verglichen. Wenn die direkt erfasste Antriebskraft F_iq größer ist, wird die Feststellung getroffen, dass das Seil feststeckt oder dass eine Anomalie aufgrund eines Kontakts mit der Schiene aufgetreten ist.
• Auf diese Weise kann eine Anomalie konstant überwacht werden. Infolgedessen kann eine Anomalie bei dem Formvorgang rasch festgestellt werden. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Bestimmung, dass die direkt erfasste Antriebskraft größer ist als die geschätzte Antriebskraft, die Bestimmung des Auftretens einer Anomalie in dem Fall beinhaltet, in dem ein Fehler oder eine Schwankung in der Erfassung oder der Identifizierung vorab als konstanter Wert definiert wird (die definierte Größe wird im Folgenden als vorgegebener Wert verwendet) und die direkt erfasste Antriebskraft um den vorgegebenen Wert oder mehr größer ist als die geschätzte Antriebskraft, sowie den Fall beinhaltet, in dem eine Differenz zwischen der geschätzten Antriebskraft und der direkt erfassten Antriebskraft kleiner ist als der vorgegebene Wert, wenn die direkt erfasste Antriebskraft kleiner ist als die geschätzte Antriebskraft.
• Eine Aufzuganlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung führt eine exakte Schätzung des Lastgewichts aus durch eine äußerst exakte Identifizierung des Antriebskraftverlusts auf der Basis einer Antriebskraft während des Fahrvorgangs sowie unter Ausschluss der Wirkung derselben. Eine Schätzformel für das Lastgewicht L erhält man als Gleichung (13), die in 6 dargestellt ist, durch Substituieren der Gleichung (1) in die Gleichung (2), um die Gleichung zu modifizieren. Die rechte Seite der Gleichung (13) enthält keinerlei Term, der zu dem Lastgewicht in Beziehung steht.
• Die Antriebskraft F_iq(x,L) stellt eine direkt erfasste Kraft während des Fahrvorgangs dar. Durch Berechnung unter Verwendung von Koeffizienten auf der rechten Seite kann das Lastgewicht L exakt geschätzt werden. Durch Verwendung des Resultats der Schätzung kann das Lastgewicht während der Fahrt mit hoher Genauigkeit geschätzt werden.
• Durch das Bestimmen der erforderlichen Trägheitsmasse und Antriebskraft für die Bestimmung von Steuerparametern kann die Fahrleistung verbessert werden. Darüber hinaus wird das exakt geschätzte Lastgewicht mit dem durch die Lastwiegevorrichtung 14 ermittelten Lastgewicht verglichen, das im gestoppten Zustand des Fahrkorbs gemessen wird. Infolgedessen kann die Lastwiegevorrichtung 14 mit hoher Genauigkeit korrigiert werden.
• Die Aufzuganlage verwendet ein Steuerverfahren zum Schätzen einer Betriebslast auf der Basis des Lastgewichts sowie zum Erhöhen einer Betriebsgeschwindigkeit innerhalb einer Grenze, die aufgrund der Kapazität der Fördermaschine 5 oder des Inverters 11 zulässig ist, um dadurch die Fahreffizienz zu verbessern. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann die Aufzuganlage den Lastgewichtwert mit hoher Genauigkeit schätzen, so dass sich der Schätzfehler reduzieren lässt. Hierdurch kann die Betriebs- bzw. Fahreffizienz weiter verbessert werden.
• Zum Bestimmen der Geschwindigkeit, damit die Kapazität der Fördermaschine 5 ohne Überschreiten eines zulässigen Stroms derselben genutzt wird, werden beispielsweise die Gleichungen (14) und (15) verwendet.
• Eine Geschwindigkeit Vp bei einer maximalen Geschwindigkeit während eines Leistungsbetriebs ist von dem Antriebskraftverlust F_loss(x, L), einer Nennleistung Ht der Fördermaschine, einer Nennbelastbarkeit Lrated, dem Lastgewicht L in dem Fahrkorb, einer Gegenrate y, einem Erfassungsfehler Er des Lastgewichts in dem Fahrkorb sowie einer Leistungsbetriebseffizienz ηp eines Elektromotors und des Inverters abhängig.
• In ähnlicher Weise ist eine Geschwindigkeit Vr bei einer maximalen Geschwindigkeit während eines regenerativen Fahrvorgangs von dem Antriebskraftverlust F_loss(x,L), der Nennleistung Ht der Fördermaschine, der Nennbelastbarkeit Lrated, dem Lastgewicht L in dem Fahrkorb, der Zählerrate y, dem Erfassungsfehler Er des Lastgewichts in dem Fahrkorb sowie einer regenerativen Betriebseffizienz ηr des Elektromotors und des Inverters abhängig. Es wird davon ausgegangen, dass die Gegenrate γ einen Wert von 0,5 besitzt, wenn das Gewicht bei 50 % der Nennlast im Gleichgewicht steht.
• Die vorstehend genannten Parameter mit Ausnahme des Antriebskraftverlusts werden in der Speichereinheit 24 der Schätzvorrichtung 13 gespeichert. Die entsprechenden Parameter werden aus der Speichereinheit 14 ausgelesen, wenn eine Geschwindigkeit V berechnet werden soll. Obwohl eine Schwankung in dem Erfassungsfehler Er der Fahrkorblast und dem Antriebskraftverlust F_loss (x,L) vorhanden ist, kann der Betrieb ohne Überschreiten des Nennstroms ausgeführt werden, wenn ein möglicher maximaler Wert zum Ermitteln der Geschwindigkeit zugeordnet wird.
• Insbesondere kann dann, wenn das mit hoher Genauigkeit durch die Schätzvorrichtung 13 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel geschätzte Lastgewicht L verwendet wird, der Erfassungsfehler Er reduziert werden. Ferner kann dann, wenn der Antriebskraftverlust F_loss durch Identifizieren des Antriebskraftverlusts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel exakt geschätzt wird, die Schwankung in der Schätzung niedrig gehalten werden. Somit kann die Geschwindigkeit erhöht werden und dadurch die Fahreffizienz verbessert werden.
• Bei der Schätzung des Lastgewichts gemäß der vorliegenden Erfindung werden der Antriebskraftverlust in der Fahrkorbposition, in der die Beschleunigung/ Verzögerung ausgeführt wird, sowie die Wirkungen der Beschleunigung und der Verzögerung berücksichtigt. Somit kann die Schätzung selbst während der Beschleunigung oder Verzögerung, bevor die Geschwindigkeit die maximale Geschwindigkeit erreicht, exakt ausgeführt werden.
• Darüber hinaus kann das Lastgewicht exakt spezifiziert werden, so dass es anstelle der Lastwiegevorrichtung verwendet werden kann. Da ferner das Lastgewicht exakt spezifiziert werden kann, kann der Betrieb bei maximaler Geschwindigkeit ausgeführt werden, ohne dass der Fehler größer als erforderlich vorweggenommen wird.
• Bezugszeichenliste

1

Fahrkorb

2

Gewicht

3

Seil

4

Seilscheibe

5

Fördermaschine

6

Umlenkscheibe

7

Führung

8

Schiene

9

Führung

10

Schiene

11

Inverter

12

Steuerung

13

Schätzvorrichtung

14

Lastwiegevorrichtung

Claims (10)

1. Aufzuganlage, die folgendes aufweist: - einen Fahrkorb (1), der mit einem Seil (3) mit einem Gewicht (2) verbunden ist; - eine Fördermaschine (5) zum Bewegen des Seils (3); - eine Steuerung (12) zum Steuern des Antriebs der Fördermaschine (5); und - eine Schätzvorrichtung (13) zum Identifizieren eines ersten Antriebskraftverlusts in Abhängigkeit von einem Lastgewicht in dem Fahrkorb (1) auf der Basis eines numerischen Modells sowie zum Schätzen eines Antriebskraftverlusts anhand des numerischen Modells.
2. Aufzuganlage nach Anspruch 1, wobei der erste Antriebskraftverlust proportional zu dem Lastgewicht in dem numerischen Modell ist.
3. Aufzuganlage nach Anspruch 1, wobei die Schätzvorrichtung (13) einen zweiten Antriebskraftverlust in Abhängigkeit von einer Fahrkorbposition auf der Basis des numerischen Modells identifiziert.
4. Aufzuganlage nach Anspruch 2, wobei die Schätzvorrichtung (13) einen zweiten Antriebskraftverlust in Abhängigkeit von einer Fahrkorbposition auf der Basis des numerischen Modells identifiziert.
5. Aufzuganlage nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (12) den Fahrkorb (1) zum Ausführen einer Fahrbewegung in vertikaler Richtung mit der gleichen Beschleunigung auf eine vorbestimmte Fahrkorbposition steuert; und wobei die Schätzvorrichtung (13) den ersten Antriebskraftverlust und den zweiten Antriebskraftverlust auf der Basis einer ersten Antriebskraft identifiziert, die während einer Fahrbewegung in Richtung nach oben direkt erfasst wird, sowie auf der Basis einer zweiten Antriebskraft identifiziert, die während einer Fahrbewegung in Richtung nach unten erfasst wird.
6. Aufzuganlage nach Anspruch 4, wobei die Steuerung (12) den Fahrkorb (1) zum Ausführen einer Fahrbewegung in vertikaler Richtung mit der gleichen Beschleunigung auf eine vorbestimmte Fahrkorbposition steuert; und wobei die Schätzvorrichtung (13) den ersten Antriebskraftverlust und den zweiten Antriebskraftverlust auf der Basis einer ersten Antriebskraft identifiziert, die während einer Fahrbewegung in Richtung nach oben direkt erfasst wird, sowie auf der Basis einer zweiten Antriebskraft identifiziert, die während einer Fahrbewegung in Richtung nach unten erfasst wird.
7. Aufzuganlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuerung (12) eine anhand des numerischen Modells geschätzte Antriebskraft und eine direkt erfasste Antriebskraft miteinander vergleicht und das Auftreten einer Anomalie bei dem Fahrvorgang feststellt, wenn die direkt erfasste Antriebskraft größer ist als die anhand des numerischen Modells geschätzte Antriebskraft.
8. Aufzuganlage, die folgendes aufweist: - einen Fahrkorb (1), der mit einem Seil (3) mit einem Gewicht (2) verbunden ist; - eine Fördermaschine (5) zum Bewegen des Seils (3); - eine Steuerung (12) zum Steuern des Antriebs der Fördermaschine (5); und - eine Schätzvorrichtung (13) zum Identifizieren eines ersten Antriebskraftverlusts in Abhängigkeit von einem Lastgewicht in dem Fahrkorb (1) sowie eines zweiten Antriebskraftverlusts in Abhängigkeit von einer Fahrkorbposition in Form eines numerischen Modells, sowie zum Schätzen des Lastgewichts in dem Fahrkorb (1) auf der Basis des identifizierten numerischen Modells, einer direkt erfassten Antriebskraft, einer Trägheitsmasse eines Antriebssystems, einer Beschleunigung des Fahrkorbs (1) sowie einer durch ein Gewicht eines Kabels aufgebrachten Kraft.
9. Aufzuganlage nach Anspruch 8, wobei eine maximale Betriebsgeschwindigkeit des Fahrkorbs (1) auf der Basis des geschätzten Lastgewichts und einer Nennleistung der Fördermaschine (5) bestimmt wird.
10. Aufzuganlage nach Anspruch 8, wobei eine Lastwiegevorrichtung zum Erfassen des Lastgewichts in dem Fahrkorb (1) auf der Basis des geschätzten Lastgewichts korrigiert wird.

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