DE602004007671T2

DE602004007671T2 - Steuerung eines aufzugs

Info

Publication number: DE602004007671T2
Application number: DE602004007671T
Authority: DE
Inventors: Pekka Jahkonen
Original assignee: Kone Corp
Current assignee: Kone Corp
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: FI20031295A0; DE602004007671D1; CN1849256A; EP1663836A1; ES2286635T3; JP4733038B2; US20060243533A1; CN1849256B; JP2007505020A; EP1663836B1; US7314120B2; HK1092447A1; WO2005023695A1; ATE367350T1; FI113754B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung eines Aufzugs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Aufzugs, der arbeitet, ohne die Drehmomentrichtung zu wechseln, wie z.B. eines Aufzugs ohne Gegengewicht, und ein Steuerungssystem, das für die Anwendung dieses Verfahrens konzipiert ist. Das Steuerungsverfahren der Erfindung ist anwendbar z.B. für die Anwendung in einem Aufzug ohne Gegengewicht, der einen elektrischen Wechselstrommotor aufweist, der mit einer relativ hohen Rotationsgeschwindigkeit dreht und ein Getriebe, um die Geschwindigkeit für die Tätigkeit des Aufzugs anzupassen.
Aufzugsteuerungssysteme enthalten heute üblicherweise einen Aufzugsteuerungsabschnitt und einen Antriebsabschnitt, der den elektrischen Motor steuert, wie es z.B. aus dem Dokument US 4,773,508 bekannt ist, welches als Stand der Technik betrachtet wird. Die Aufzugsteuerungssektion (siehe 1) enthält eine Verkehrssteuerung TRC, an welche die von verschiedenen Stockwerken aus abgegebenen Rufe gerichtet werden. Der Antriebsabschnitt enthält üblicherweise eine Bewegungssteuerung MOC, eine Geschwindigkeitssteuerung SPC, eine Drehmomentsteuerung TOC und einen Sicherheitskreis SAC. Der Antriebssteuerungsabschnitt enthält Rückkopplungsdaten, die für die Bewegungssteuerung die Position der Aufzugskabine, für die Geschwindigkeitssteuerung die Geschwindigkeit, für die Drehmomentsteuerung den Motorstrom und sicherheitsbezogene Steuerungsdaten von den Sicherheitsschaltern abgeben, durch welche die Stromzufuhr zum Motorantrieb abgeschaltet werden kann, um an einem Stockwerk stehen zu bleiben.
In den derzeitigen Steuerungssystemen wird zwischen den Steuerungsblöcken eine relativ große Menge an Datenverkehr, in der Regel serieller Datenverkehr benötigt, um die Signale (generell in serieller Form) zu übertragen. Aufgrund dessen sind derzeitige Steuerungssysteme relativ komplex. Darüber hinaus ist die Geschwindigkeitssteuerung relativ wichtig, insbesondere in Fällen von Aufzügen, die eine hohe Kapazität (hohe Geschwindigkeit, Höhe) aufweisen. Im Gegensatz dazu ist die Geschwindigkeitssteuerung in langsameren Aufzügen, die ein Getriebesystem mit einem hohen Übersetzungsverhältnis aufweisen, kein derart kritischer Faktor.
Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein neues und sehr einfaches Aufzugsteuerungsverfahren und ein System insbesondere für Aufzüge ohne Gegengewicht oder entsprechende Aufzüge zu schaffen, bei welchen die Drehmomentrichtung sich nicht ändert.
Bei dem Steuerungsverfahren der Erfindung wird eine Geschwindigkeitsreferenz in der Aufzugsteuerungssektion statt in der Motorantriebsektion errechnet und in einem frühen Zeitpunkt in eine Positionsreferenz (Positionsprofil) konvertiert, welches somit ein Signal ist, welches den Motor steuert. In diesem Fall muss das Motorsteuerungssignal nicht in serieller Form vorliegen, was erfordern würde z.B. dass zwei Microcontroller komplizierte Nachrichten senden und empfangen. Jedoch kann das Motorsteuerungssignal ein Pulsdiagramm sein, welches kodiert ist z.B. durch PWM (Pulsweitenmodulation) oder Frequenzmodulation, welches verwendet wird, um den Strom oder die Spannung zu steuern, welche(r) dem Motor zugeführt wird. Der Motor ist üblicherweise ein Synchron- oder Asynchronmotor, der mit Permanentmagneten versehen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Steuerung zur Steuerung des Motors werden nur Positions- und Drehmomentsteuerungssignale zwischen der Aufzugsteuerungssektion und dem Motorantrieb übertragen.
Die Merkmale des Steuerungsverfahrens und das System der Erfindung werden in den Ansprüchen unten präsentiert.
Durch Anwendung der Erfindung kann die Geschwindigkeitssteuerung in der Motorantriebssektion komplett eliminiert werden und die Bewegungssteuerung teilweise. Zusätzlich können folgende Vorteile erzielt werden:

– Die Schnittstelle zwischen dem Motorantrieb und der Aufzugsteuerung ist vereinfacht,
– aufgrund einer geringeren Anzahl an Komponenten wird die Zuverlässigkeit erhöht,
– aufgrund der Verwendung von Basiskomponenten wird eine lange Produktlebensspanne erzielt,
– es werden keine Mikrocontroller benötigt,
– Aufzugsicherheitsfunktionen können in der Aufzugsteuerungssektion implementiert werden,
– Parameter werden nur in einer Steuerungssektion gehandhabt, so dass sie nicht von einer Steuerungssektion zu einer anderen übertragen werden müssen.

Nachfolgend wird die Erfindung detailliert mit Bezug auf ein Beispiel und die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Aufzugsteuerungssystems aus dem Stand der Technik,
2 ein Blockdiagramm des Aufzugsteuerungssystems der Erfindung und
3a und 3b die Implementierung einer Positions-Geschwindigkeitsreferenz gemäß der Erfindung.
2 zeigt ein Steuerungssystem gemäß der Erfindung für die Steuerung eines relativ langsamen Aufzugs ohne Gegengewicht. Der Aufzug hat einen Aufzugmotor M1, z.B. einen scheibenförmigen Permanentmagnetwechselstrommotor, der in dem Aufzugschacht montiert ist und sein Steuerungssystem, welches ebenfalls in dem Schacht angeordnet ist. Das Steuerungssystem enthält eine Antriebssektion DRIVE1, die in Verbindung mit dem Aufzugmotor M1 integriert und separat von der Antriebssektion angeordnet ist, und eine Aufzugsteuerungssektion ECO1, die die Steuerung der Sicherheitsschalter SASW1 enthält. Zwischen dem Antriebsabschnitt und dem Kontrollabschnitt werden nur zwei Signale in zwei Kanälen übertragen: Position POS1 und Drehmoment TORQUE1, wie später beschrieben wird.
In dem Steuerungssystem kann die traditionelle Steuerung des Motorantriebs weggelassen werden, und die Berechnung des Geschwindigkeitsprofils wird einem Verkehrssteuerungsblock übertragen, welcher in der Aufzugsteuerungssektion vorgesehen ist. Das System arbeitet wie folgt:
Die Positionsreferenz (3a und 3b), welche von der Bewegungssteuerung erhalten wird, wird direkt verwendet, um das Strom- oder Spannungssignal zu steuern, welches dem Motor M1 zugeführt wird. Die Positionsreferenz ist ein Pulsdiagramm SPEED1, welches entweder frequenzmoduliert (3a) oder PWM-moduliert (pulsweitenmoduliert) (3b) ist, welches einem Tabellenblock TABLE1 entweder direkt (3a) oder über einen Multiplexer X1 zugeführt wird, dem ebenfalls ein Oszillatorsignal (3b) zugeführt wird. Von dem Tabellen block wird direkt die Vektorphase des Spannungs- oder Stromreferenzvektors erhalten, welcher dem Motor M1 zugeführt wird.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist die Verwendung der Positionsreferenz als Kanal, der die Bewegung unterbricht. Ohne die Positionsreferenz kann der Spannungsvektor nicht rotieren und entsprechend kann der Aufzug sich nicht bewegen (und es wird keine gefährliche Situation hervorrufen).
Die Bewegungssteuerung wird einfacher und kein Geschwindigkeitsprofil wird länger benötigt. Statt dessen verwendet das System ein Positionsprofil, welches einen Teil einer sehr einfachen Verkehrssteuerung bilden kann. Jeder Impuls in dem Positionsprofil bewegt den Aufzug über eine gewisse Distanz.
Hinsichtlich der Drehmomentsteuerung kann festgestellt werden, dass, wenn ein Permanentmagnetsynchronmotor verwendet wird, es in einem Aufzug ohne Gegengewicht keine Notwendigkeit gibt, eine Drehmomentsteuerung zu verwenden, die auf dem Wiegen der Last basiert. Das Bewegungsprofil rotiert das magnetische Feld des Motors und das Drehmoment wird automatisch auf der Basis der lastinduzierten Variation des elektrischen Winkels des Motors generiert.
Die Aufzugsteuerungssektion muss eine Art Drehmomentreferenz abgeben, weil das Drehmoment in Aufzügen unterschiedlicher Größe variiert. Die Referenz kann z.B. auf der Größe des Aufzugs basieren oder auf den Eigenschaften der Drahtseile und des Motors. Zusätzlich kann die Referenz eingestellt werden, basierend auf den Rückführungssignalen der Aufzugkabinenposition.
Ein Verfahren zur Steuerung des Drehmoments besteht darin, eine simple V/f-Konversion zu generieren, die auf dem Positionsprofil basiert. In der vorliegenden Erfindung wird ein anderer Kanal zwischen der Verkehrssteuerung und dem Motorantrieb genutzt (z.B. ein PWM-Signal).
Wie bereits in Verbindung mit der Bewegungssteuerung festgestellt wurde, basiert die Sicherheit des Motorantriebs auf zwei Kanälen zwischen der Verkehrssteuerung und dem Motorantrieb: Dem Positionsprofil und der Drehmomentreferenz. Wenn eine von diesen fehlt, kann sich der Aufzug nicht bewegen.
Das Steuerungssystem der Erfindung benötigt keine Betriebsparameter auf der Seite des Motorantriebs. Der Motor wird lediglich durch zwei Signale gesteuert: Position und Drehmoment.
Eine Art von Diagnose wird auf der Seite des Motorantriebs benötigt. In dieser Erfindung kann die Diagnose durchgeführt werden, während der Aufzug steht. Die oben genannten zwei Kanäle können verwendet werden, wenn sie bidirektional sind.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt sind, sondern statt dessen innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche variiert werden können.

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Aufzugs, bei dem sich die Drehmomentrichtung nicht ändert, wie z.B. eines Aufzugs ohne Gegengewicht, welcher Aufzug einen Wechselstrommotor (M1) aufweist, wie z.B. einen Permanentmagnetmotor oder einen Asynchronmotor, und eine Motorantriebssektion (DRIVE1) zur Steuerung des Motors und eine Aufzugsteuerungssektion (ECO1), die verwendet wird, um die Tätigkeit des Aufzugs zu steuern, und bei welchem zwischen der Aufzugsteuerungssektion und der Motorantriebssektion Steuerkanäle für die Übertragung von Steuerungssignalen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung des Motors nur Positions- und Drehmomentsteuerungssignale zwischen der Aufzugsteuerungssektion und dem Motorantrieb übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor gesteuert wird durch ein Pulsdiagramm, bei dem die Geschwindigkeit als das Steuersignal kodiert ist, wie z.B. ein Positionssignal, welches verwendet wird, um das dem Motor zuzuführende Strom- oder Spannungssignal zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Positionsprofil verwendet, das in der Aufzugssteuerungssektion errechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheit des Motorantriebs auf zwei Kanälen zwischen der Verkehrssteuerung und dem Motorantrieb basiert: Dem Positionsprofil und einer Drehmomentsreferenz, in der Weise, dass, wenn eine dieser Daten nicht vorliegt, der Aufzug sich nicht bewegen kann.
System zur Steuerung eines Aufzugs, bei dem sich die Drehmomentrichtung nicht ändert, wie z.B. eines Aufzugs ohne Gegengewicht, welcher Aufzug einen Wechselstrommotor (M1) aufweist, wie z.B. einen Permanentmagnetmotor oder einen Asynchronmotor, und eine Motorantriebssektion (DRIVE1) zur Steuerung des Motors und eine Aufzugsteuerungssektion (ECO1), die verwendet wird, um die Tätigkeit des Aufzugs zu steuern, und bei welchem zwischen der Aufzugsteuerungssektion und der Motorantriebssektion Steuerkanäle für die Übertragung von Steuerungssignalen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das System nur zwei Kanäle zwischen der Steuerungssektion und dem Motorantrieb aufweist, wobei nur Positions- und Drehmomentsteuerungssignale zwischen der Aufzugsteuerungssektion und dem Motorantrieb übertragen werden, um den Motor zu steuern.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug einen scheibenförmigen Wechselstrommotor aufweist und dessen Steuerungssystem, welche in dem Aufzugschacht angeordnet sind.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem eine Antriebssektion (DRIVE1) aufweist, welche in Verbindung mit dem Aufzugmotor (M1) integriert ist, und eine Aufzugsteuerungssektion (ECO1), die separat davon angeordnet ist.