EP0643006B1 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Aufzuges - Google Patents

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EP0643006B1
EP0643006B1 EP93114800A EP93114800A EP0643006B1 EP 0643006 B1 EP0643006 B1 EP 0643006B1 EP 93114800 A EP93114800 A EP 93114800A EP 93114800 A EP93114800 A EP 93114800A EP 0643006 B1 EP0643006 B1 EP 0643006B1
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EP
European Patent Office
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control signal
travel
control
value
signal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93114800A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0643006A1 (de
Inventor
Kjell Johansson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HYDROWARE ELEVATION TECHNOLOGY AB
Original Assignee
Inventio AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
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Priority to DK93114800T priority patent/DK0643006T3/da
Priority to DE59309724T priority patent/DE59309724D1/de
Priority to AT93114800T priority patent/ATE182857T1/de
Priority to ES93114800T priority patent/ES2137213T3/es
Priority to CA002128946A priority patent/CA2128946C/en
Priority to US08/290,284 priority patent/US5612517A/en
Priority to JP6205717A priority patent/JPH0797150A/ja
Priority to TR00856/94A priority patent/TR27819A/xx
Priority to CN94115298A priority patent/CN1050579C/zh
Priority to AU72944/94A priority patent/AU675157B2/en
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Priority to RU94033156/28A priority patent/RU2148548C1/ru
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for Control of a hydraulic elevator, one Control device generates control signals that one Control valve assembly are supplied, which the flow regulates a hydraulic fluid in such a way that a cabin of the Elevators accelerated, moved at constant speed and when one arrives the braking point signaling shaft information is delayed.
  • German patent 36 38 247 is one Device for a hydraulic elevator, with the disadvantages mentioned above are to be remedied.
  • a control device is provided which Determining the speed behavior of the cabin Output signals generated that fed to a control valve become.
  • the control valve leads from one Hydraulic fluid source in According to the output signals the cabin driving hydraulic cylinder to or vice versa.
  • Reference speed values are stored in the memory correspond to certain operating states, which on different load and / or temperature conditions related are.
  • a sensor located on the cabin detects the Actual speed and passes it through a converter unit the computing unit.
  • the during the Acceleration phase measured actual speed and one predetermined reference speed formed a difference due to which the computing unit a Control speed curve calculated.
  • This Control speed curve is saved and during the Deceleration phase used to the actual speed towards the value of the specified reference speed correct. This is said to be accurate and quick Control of the destinations and thus the Operating time of the elevator can be shortened.
  • the invention has for its object a method and a device for performing the method according to Propose the preamble of claim 1, the one Direct entry on one floor without travel Allows creep speed.
  • Fig. 1 denotes a cabin, which means one having a piston 3 and a cylinder 4 hydraulic lifting device 2 can be set in motion can.
  • the movement is transmitted by means of a rope 5 the two attached to the piston 3 rollers 6, two on the Cabin 1 fixed rollers 7 and a fixed attached Roll 8 runs, the cabin 1 being guided in a shaft 9 becomes.
  • shaft switch 10 one with the cabin 1 connected sensor 11 and one Command control 12 are preferably digital Control device 20 connected.
  • the sensor 11 has a Wheel on that on a rope stretched along the shaft 9 rolls, and emits path signals in the form of pulse signals.
  • Of the Sensor 11 can be as described or otherwise work mechanically, but also electrically or optically.
  • a with reference to Fig. 2 control valve arrangement described in more detail below 13 is with the output of the control device 20 electrically connected and via hydraulic fluid lines on the hydraulic lifting device 2 and one Hydraulic fluid source 14 connected.
  • the command control 12 directs the control device 20 Driving commands too.
  • Brake application signals are from her Control unit 21, which is part of the Control device 20 is.
  • the brake application signals come from the shaft switches 10, which at certain intervals in front of the Floor floors are attached.
  • Brake application signals can can also be derived from the sensor 11 by for example summed up for a certain number Path signals generated corresponding shaft information becomes.
  • the control device 20 generates a signal S, which the control valve assembly 13 is supplied.
  • the control unit 21 is equipped with a tachometer signal converter 22 connected, which is supplied by the sensor 11 Travel signals into actual speed values vi or actual travel values si implements.
  • a speed controller 23 is on the input side an output of the Tacho signal converter 22 and with one Speed setpoints vs output of a Speed setpoint sensor 24 connected is connected on the input side to the control unit 21. Via another one connected to the control unit 21 Input, the speed controller 23 can be reset or be started.
  • the Speed controller 23 can be a conventional PID controller be used.
  • 25 is a below with reference to FIG. 5 designated path controller, the on the input side with the control unit 21 and with a Output of the speedometer signal converter 22 outputting actual values si connected is.
  • a path 26 belongs to path controller 25, in which assignments of actual path values si to percentages % S values of one described later with reference to FIG. 4 Control area CS are stored.
  • a Switching device 27 is with an output of the control unit 21, the output of the speed controller 23, the output of the path controller 25 and the input of a DA converter 28 connected. The output can be switched by means of the switching device 27 of the travel controller 25 upon arrival of the brake application point signaling shaft information to the input of the DA converter 28 are switched.
  • the output of the DA converter is connected to an amplifier 29, the output of which Output of the control device 20 forms.
  • the control valve arrangement 13 shown in FIG. 2 has two similar electro-hydraulic throttle valves 30, 30 '.
  • the following description for the throttle valve 30 for Control of the lowering process applies in the same way for the Throttle valve 30 'shown in mirror image for lifting the Cabin, in the same, but with a tick Reference numbers are used.
  • a main piston 32 is guided in a valve chamber 31 protrudes from the rear a piston rod 33.
  • a pilot valve 34 with a without a functional connection
  • Electromagnet 35 arranged with the output of the Control device 20 (Fig. 1) is electrically connected.
  • the piston rod 33 protrudes out of the pilot valve 34 at the rear and carries at its end a stop 36, between which Stop 36 and the pilot valve 34, a compression spring 37 is arranged is.
  • the compression spring 37 acts on the force of the electromagnet 35 against.
  • the pilot valve is in one Connection line 38 arranged and controls its flow.
  • the connecting line 38 connects a front chamber 39 and a rear chamber 40 of the valve chamber 31 with each other.
  • the front chamber 39 has an inlet C which over a variable passage 39.1 with an outlet T is connected, which opens into a tank 42.
  • Inlet C is connected to the cylinder 4 of the lifting device 2.
  • the rear chamber 40 is also via a drain line 41 connected to the tank 42. Located in the drain line 41 an electromagnetic closing valve 44.
  • the control valve arrangement works with a lifting force feedback, i.e. the force of the compression spring 37, the Represented position of the main piston 32 is measured and serves as a feedback signal. This ensures that the force of the electromagnet 35 or the strength of the control signal S proportional to the position of the Main piston 32 is.
  • This solution has a good dynamic Behavior on and is inexpensive and easy to set up.
  • other, e.g. hydraulic, electrical or mechanical returns are used.
  • the outlet T' is the front one Chamber 39 'also connected to tank 42.
  • One with P designated inlet is with a motor-driven pump 45 of the pressure fluid source 14 in connection.
  • the pump 45 sucks from the tank 42.
  • the inlets C and P are connected via a connecting line 47 a check valve 48 connected to each other.
  • the Check valve 48 acts so that the hydraulic fluid from the lifting device 2 not in the direction of the pump 45 can flow back.
  • the signal S is zero and that Throttle valve 30 is closed (hydraulically). This will reached by a slightly open pilot valve 34 so that the valve chambers 39 and 40 are connected to one another and the one in the rear chamber 40 on the large rear Surface of the main piston 32 acting pressure in the direction the chamber 39 moves.
  • the closing valve 44 is at Standstill and upward travel of cabin 1 closed.
  • the Throttle valve 30 ' is open when the cabin 1 is at a standstill.
  • the throttle valve 32 'for lifting the cabin 1 works basically the same as the throttle valve 32, but with the difference that the signal S 'for the electromagnet 35 'is proportional to the signal S. If a call is made to Upward travel, the pump 45 is turned on Hydraulic fluid into chamber 39 'and through the valve gap 39.1 'pumps into the tank 42. Thereafter, the pilot valve 34 ' a signal S ', causing an opening of the connecting line 38 'leads. Then pressure medium flows from the front Chamber 39 'to the rear chamber 40' at a particular one The amount of the signal S is the opening cross section of the Pilot valve 34 'larger than the cross section of the Drain line 41 '.
  • the acceleration process and the drive with nominal or Operating speed can be unregulated. In the Upward travel can thus the full unthrottled performance of the Pump 45 can be used. The maximum speed of the Cabin 1 is then determined by the pump output. The The speed of the descent can be adjusted accordingly dimensioned aperture in the drain line of the Lifting device 2 are limited.
  • pilot valve arrangements In the illustrated embodiment there are two Pilot valve arrangements are provided, depending on the direction of travel only one is active at a time. In another Design variant is only a pilot valve arrangement for both directions of travel provided, alternating both Throttle valves 30, 30 'controls.
  • FIG. 3 which represents the prior art, also includes v denotes the speed and t denotes the time.
  • v denotes the speed
  • t denotes the time.
  • control signal assigned to the actual path values si are formed for the control valve assembly 13 with connected to the input of a multiplier 25.1, each a corresponding to the current travel actual value si ' percentage value% S of the control area with the calculated value of the control area CS multiplied.
  • the outcome is to improve the control result of the multiplier 25.1 with the input of an adder 25.2 connected to the product of the multiplier 25.1 Control deviation CO and the pilot signal S0 added and the output of which forms the output of the displacement controller 25.
  • the control device 20 described above operates as follows.
  • speed controller 23 is reset or activated by control unit 21, and the input of DA converter 28 is switched to the output of speed controller 23 by switching device 27.
  • the cabin 1 is now controlled during the acceleration phase and travel at constant speed by comparing the actual speed values vi with the speed setpoints vs, the control signal S at the output of the control device 20 according to the characteristic curve E (FIG. 4).
  • the cabin 1 After the arrival of a driving command, the cabin 1 starts to move at the start time t1 and at the same time a first value S1 of the control signal S is stored (FIG. 4).
  • the relevant shaft switch 10 or the sensor 11 sends a shaft information to the control unit 21, whereupon the delay phase is initiated.
  • the path controller 25 is activated and its output is switched to the input of the DA converter 28 by means of the switching device 27.
  • the displacement controller 25 now works in such a way that, as already described with reference to FIG.
  • the selected control valve assembly 13 the position of Master piston 32 exactly proportional to the control signal S.
  • the control signal S generated by the speed controller 23 until the time of braking application load and temperature dependent. But since the control area CS for the Delay phase to the current one while driving constant load and temperature conditions based on the values S1, S2, H is redefined, can be accurate Direct entry can be achieved without a level adjustment is required.
  • the hysteresis value H becomes as follows during a learning trip determined: The control signal S is increased until the Speed reaches a predetermined value. At If the specified value is reached, the strength of the Control signal S measured and stored. After that it will Control signal S further increased and after a while again downsized until the given value of speed is reached again. Then the strength of the control signal S measured again and one of the two measured values Difference formed, which represents the hysteresis value H.
  • the pilot control signal S0 causes an immediate Departure of the elevator car after the start command
  • the starting jerk can be significant with the pilot control signal S0 can be reduced.
  • the electromagnet 35 of the control valve arrangement for as long with a gradually increasing control signal S pressurized until the elevator car starts moving. That included determined control signal is around a constant value reduced and stored as pilot signal S0.
  • the control valve arrangement 13 becomes a drive command directly applied to the pilot signal S0.
  • the limit control signal SL is that control signal S, at which the main piston 32 of the control valve assembly 13 its End position reached.
  • the control device 20 works in such a way that the value of the control signal S is the value of the Limit control signal SL can never exceed.
  • a hydraulic elevator is usually explained speed controlled. With that during one Learning drive certain limit control signal SL is a uncontrolled operation during constant driving and one position-controlled operation during the subsequent Delay phase feasible.
  • the control valve arrangement 13 is also used the limit control signal SL, so that the entire Delivery rate of the hydraulic fluid source 14 in the Lifting device 2 is effective, reducing the efficiency of the Lifting device 2 is significantly improved.
  • the transition from uncontrolled constant travel to controlled travel Deceleration runs without default, because the value of the Limit control signal SL even with a previous unregulated Operation is such that the main piston 32 the Limit control signal SL can follow immediately.
  • the limit control signal SL becomes the coil of Control valve arrangement as long as with a gradual increasing control signal S is applied until the The elevator car speed no longer increases.
  • the the control signal determined in the process is generated by the control device 20 stored as a limit control signal SL.
  • the device according to the invention can preferably by means of of a microcomputer system can be realized.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung eines hydraulischen Aufzuges, wobei eine Regeleinrichtung Steuersignale erzeugt, die einer Regelventilanordnung zugeführt werden, welche den Durchfluss einer Druckflüssigkeit derart regelt, dass eine Kabine des AufZuges beschleunigt, mit konstanter Geschwindigkeit bewegt und beim Eintreffen einer den Bremseinsatzpunkt signalisierenden Schachtinformation verzögert wird.
Bei derartigen Aufzügen hängt die Fahrgeschwindigkeit mehr oder weniger stark von Veränderungen der Kabinenlast und der Temperatur der hydraulischen Druckflüssigkeit ab, wodurch sich der durch ein Regelventil gesteuerte Durchfluss entsprechend ändert und eine genaue Einfahrt auf einem Stockwerk nicht möglich ist. Um diesen Mangel zu beheben wird kurz vor Erreichen des Stockwerkes auf eine kleine, konstante Schleichgeschwindigkeit geschaltet, sodass durch Last- und/oder Temperaturänderungen entstehende Höhendifferenzen des Haltepunkts ausgeglichen werden können (Fig. 3). Dies führt zu einer Verlängerung der Fahr- und Wartezeiten für die Benutzer und erfordert einen hohen Energieverbrauch. Bei hydraulischen Aufzügen ist ausserdem die Länge der Schleichfahrt bekanntlich von den Last- und Temperaturbedingungen abhängig.
Mit der deutschen Patentschrift 36 38 247 ist eine Einrichtung für einen hydraulischen Aufzug bekannt geworden, mit der vorstehend erwähnte Nachteile behoben werden sollen. Hierbei ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die das Geschwindigkeitsverhalten der Kabine bestimmende Ausgangssignale erzeugt, die einem Regelventil zugeführt werden. Das Regelventil führt die aus einer Druckflüssigkeitsquelle stammende Druckflüssigkeit in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen einem die Kabine antreibenden Hydraulikzylinder zu oder umgekehrt. In einem über eine Recheneinheit mit der Steuervorrichtung verbundenen Speicher sind Bezugs-Geschwindigkeitswerte gespeichert, die bestimmten Betriebzuständen entsprechen, welche auf verschiedene Last- und/oder Temperaturverhältnisse bezogen sind. Ein an der Kabine angeordneter Messfühler erfasst die Ist-Geschwindigkeit und führt sie über eine Wandlereinheit der Recheneinheit zu. Hierbei wird aus der während der Beschleunigungsphase gemessenen Ist-Geschwindigkeit und einer vorbestimmten Bezugsgeschwindigkeit eine Differenz gebildet, aufgrund welcher die Recheneinheit eine Steuergeschwindigkeitskurve errechnet. Diese Steuergeschwindigkeitskurve wird gespeichert und während der Verzögerungsphase dazu verwendet, um die Ist-Geschwindigkeit auf den Wert der vorgegebenen Bezugsgeschwindigkeit zu korrigieren. Auf diese Weise soll eine genaue und schnelle Ansteuerung der Zielorte ermöglicht werden und damit die Betriebszeit des Aufzuges verkürzt werden. Dabei kommt die keinen Regelkreis und keine Regelung zur Anpassung des Bremseinsatzzeitpunktes aufweisende Steuervorrichtung jedoch nicht ohne Schleichgeschwindigkeit aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 vorzuschlagen, die eine Direkteinfahrt auf einem Stockwerk ohne Fahrt mit Schleichgeschwindigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 8 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Hierbei wird die Kabine in der Verzögerungsphase wegabhängig gesteuert, zu welchem Zweck ein fahrtspezifischer Steuerungsbereich gebildet wird, der in prozentuale Werte unterteilt ist. Die prozentualen Werte werden in tabellarischer Form in Beziehung zu gemessenen Wegistwerten gesetzt. Bei Eintreffen eines bestimmten Wegistwertes wird der entsprechende prozentuale Wert mit dem Wert des Steuerungsbereiches multipliziert und daraus das während der Verzögerungsphase jeweils verwendete aktuelle Steuersignal gebildet. Dieses wird einer Regelventilanordnung zugeführt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass Fahr- und Wartezeiten reduziert werden, dass sich die Druckflüssigkeit weniger stark erwärmt und der Energieverbrauch zurückgeht. Durch die vorgeschlagene Direkteinfahrt unter Anwendung einer Regelventilanordnung mit einer im Aufbau einfachen Positions-Rückführung wird ein genauer Halt ohne Niveau-Nachregulierung erreicht und in Bezug auf Fahrkomfort und minimale Fahrzeit ein optimales Verzögerungsergebnis erzielt. Dabei bleiben Last- und Temperaturänderungen ohne Einfluss auf die Haltegenauigkeit. Vorteilhaft ist auch, dass die Beschleunigung der Kabine und die Fahrt mit Nenngeschwindigkeit ungeregelt erfolgen kann, was sich auf den Wirkungsgrad des hydraulischen Antriebs günstig auswirkt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Anwendung der in Wechselwirkung mit einer Regeleinrichtung stehenden Regelventilanordnung die automatische Bestimmung von aufzugspezifischen Parametern mittels Lernfahrt möglich macht. Dadurch werden die manuellen Einstellarbeiten bei der Inbetriebnahme des Aufzuges entbehrlich.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es Zeigen:
Fig. 1
eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Einrichtung,
Fig. 2
eine schematische Darstellung einer Regelventilanordnung der Einrichtung gemäss Fig. 1,
Fig. 3
ein Geschwindigkeits/Zeit-Diagramm eines hydraulischen Aufzuges gemäss Stand der Technik,
Fig. 4
ein Geschwindigkeits/Zeit-Diagramm und ein Steuersignal/Zeit-Diagramm eines mit der erfindungsgemässen Einrichtung gesteuerten hydraulischen Aufzuges, und
Fig. 5
ein Blockschaltbild eines Wegreglers der Einrichtung gemäss Fig. 1.
In der Fig. 1 ist mit 1 eine Kabine bezeichnet, die mittels einer einen Kolben 3 und einen Zylinder 4 aufweisenden hydraulischen Hebevorrichtung 2 in Bewegung gesetzt werden kann. Die Bewegung wird mittels eines Seiles 5 übertragen, das über zwei am Kolben 3 befestigte Rollen 6, zwei an der Kabine 1 befestigte Rollen 7 und einer ortsfest angebrachten Rolle 8 läuft, wobei die Kabine 1 in einem Schacht 9 geführt wird. Im Schacht 9 angeordnete Schachtschalter 10, ein mit der Kabine 1 verbundener Messfühler 11 und eine Kommandosteuerung 12 sind mit einer vorzugsweise digitalen Regeleinrichtung 20 verbunden. Der Messfühler 11 weist ein Rad auf, das an einem längs des Schachtes 9 gespannten Seil abrollt, und gibt Wegsignale in Form von Pulssignalen ab. Der Messfühler 11 kann wie beschrieben oder auf andere Weise mechanisch, aber auch elektrisch oder optisch arbeiten. Eine anhand der Fig. 2 nachstehend näher beschriebene Regelventilanordnung 13 ist mit dem Ausgang der Regeleinrichtung 20 elektrisch verbunden und über Druckflüssigkeitsleitungen an der hydraulischen Hebevorrichtung 2 und einer Druckflüssigkeitsquelle 14 angeschlossen.
Die Kommandosteuerung 12 leitet der Regeleinrichtung 20 Fahrbefehle zu. Bremseinsatzsignale werden ihr von einer Steuereinheit 21 Zugeleitet, die Bestandteil der Regeleinrichtung 20 ist. Die Bremseinsatzsignale kommen von den Schachtschaltern 10, die in bestimmten Abständen vor den Stockwerksböden angebracht sind. Bremseinsatzsignale können auch von dem Messfühler 11 abgeleitet werden, indem beispielsweise bei einer bestimmten Anzahl aufsummierter Wegsignale eine entsprechende Schachtinformation erzeugt wird. Die Regeleinrichtung 20 erzeugt ein Signal S, welches der Regelventilanordnung 13 zugeführt wird.
Die Steuereinheit 21 ist mit einem Tachosignalwandler 22 verbunden, welcher die vom Messfühler 11 zugeführten Wegsignale in Geschwindigkeitsistwerte vi oder Wegistwerte si umsetzt. Ein Geschwindigkeitsregler 23 ist eingangsseitig mit einem die Geschwindigkeitsistwerte vi abgebenden Ausgang des Tachosignalwandlers 22 und mit einem Geschwindigkeitssollwerte vs abgebenden Ausgang eines Geschwindigkeitssollwertgebers 24 verbunden, der eingangsseitig mit der Steuereinheit 21 in Verbindung steht. Über einen weiteren, mit der Steuereinheit 21 verbundenen Eingang kann der Geschwindigkeitsregler 23 neu gesetzt beziehungsweise gestartet werden. Für den Geschwindigkeitsregler 23 kann ein konventioneller PID-Regler verwendet werden. Mit 25 ist ein nachstehend anhand der Fig. 5 näher beschriebener Wegregler bezeichnet, der eingangsseitig mit der Steuereinheit 21 und mit einem die Wegistwerte si abgebenden Ausgang des Tachosignalwandlers 22 verbunden ist. Zum Wegregler 25 gehört eine Tabelle 26, in welcher Zuordnungen von Wegistwerten si zu prozentualen Werten %S eines anhand der Fig. 4 später beschriebenen Steuerungsbereiches CS gespeichert sind. Eine Schalteinrichtung 27 ist mit einem Ausgang der Steuereinheit 21, dem Ausgang des Geschwindigkeitsreglers 23, dem Ausgang des Wegreglers 25 und dem Eingang eines DA-Wandlers 28 verbunden. Mittels der Schalteinrichtung 27 kann der Ausgang des Wegreglers 25 bei Eintreffen einer den Bremseinsatzpunkt signalisierenden Schachtinformation an den Eingang des DA-Wandlers 28 geschaltet werden. Der Ausgang des DA-Wandlers ist an einen Verstärker 29 angeschlossen, dessen Ausgang den Ausgang der Regeleinrichtung 20 bildet.
Die in Fig. 2 gezeigte Regelventilanordnung 13 weist zwei gleichartige elektro-hydraulische Drosselventile 30, 30' auf. Die nachfolgende Beschreibung für das Drosselventil 30 zur Steuerung des Absenkvorgangs gilt in gleicher Weise für das spiegelbildlich dargestellte Drosselventil 30' zum Heben der Kabine, bei dem gleiche, jedoch mit einem Häkchen versehene Bezugszahlen verwendet werden.
In einer Ventilkammer 31 ist ein Hauptkolben 32 geführt, aus dem hinten eine Kolbenstange 33 herausragt. Um diese herum ist ohne funktionelle Verbindung ein Pilotventil 34 mit einem Elektromagneten 35 angeordnet, der mit dem Ausgang der Regeleinrichtung 20 (Fig. 1) elektrisch in Verbindung steht. Die Kolbenstange 33 ragt hinten aus dem Pilotventil 34 heraus und trägt an ihrem Ende einen Anschlag 36, wobei zwischen dem Anschlag 36 und dem Pilotventil 34 eine Druckfeder 37 angeordnet ist. Die Druckfeder 37 wirkt der Kraft des Elektromagneten 35 entgegen. Mittels der Druckfeder 37 wird ein geschlossener Regelkreis mit interner Rückführung in dem Pilotventil 34 hergestellt. Das Pilotventil ist in einer Verbindungsleitung 38 angeordnet und regelt deren Durchfluss. Die Verbindungsleitung 38 verbindet eine vordere Kammer 39 und eine hintere Kammer 40 der Ventilkammer 31 miteinander.
Die vordere Kammer 39 weist einen Einlass C auf, der über einen veränderbaren Durchlass 39.1 mit einem Auslass T verbunden ist, der in einen Tank 42 mündet. Der Einlass C ist mit dem Zylinder 4 der Hebevorrichtung 2 verbunden. Die hintere Kammer 40 ist ebenso über eine Abflussleitung 41 mit dem Tank 42 verbunden. In der Abflussleitung 41 befindet sich ein elektomagnetisches Schliessventil 44.
Die Regelventilanordnung arbeitet mit einer Hubkraft-Rückführung, d.h. die Kraft der Druckfeder 37, die die Stellung des Hauptkolbens 32 repräsentiert, wird gemessen und dient als Rückkopplungssignal. Dadurch wird erreicht, dass die Kraft des Elektromagneten 35 beziehungsweise die Stärke des Steuersignales S proportional zur Position des Hauptkolbens 32 ist. Diese Lösung weist ein gutes dynamisches Verhalten auf und ist kostengünstig sowie einfach im Aufbau. Es können jedoch auch andere, beispielsweise hydraulische, elektrische oder mechanische Rückführungen Verwendung finden.
Bei dem Drosselventil 30' ist der Auslass T' der vorderen Kammer 39' ebenfalls mit dem Tank 42 verbunden. Ein mit P bezeichneter Einlass steht mit einer motorbetriebenen Pumpe 45 der Druckflüssigkeitsquelle 14 in Verbindung. Die Pumpe 45 saugt aus dem Tank 42 an. Das Drosselventil 30' benötigt in seiner Abflussleitung 41' kein Schliessventil.
Die Einlässe C und P sind über eine Verbindungsleitung 47 mit einem Rückschlagventil 48 miteinander verbunden. Das Rückschlagventil 48 wirkt so, dass die Druckflüssigkeit von der Hebevorrichtung 2 nicht in Richtung zur Pumpe 45 zurückfliessen kann.
Bei Stillstand der Kabine 1 ist das Signal S Null und das Drosselventil 30 ist (hydraulisch) geschlossen. Dies wird durch eine etwas geöffnetes Pilotventil 34 erreicht, sodass die Ventilkammern 39 und 40 miteinander verbunden sind und der in der hinteren Kammer 40 auf die grosse rückseitige Fläche des Hauptkolbens 32 wirkende Druck diesen in Richtung der Kammer 39 verschiebt. Das Schliessventil 44 ist bei Stillstand und Aufwärtsfahrt der Kabine 1 geschlossen. Das Drosselventil 30' ist bei Stillstand der Kabine 1 geöffnet.
Erfolgt ein Ruf zur Abwärtsfahrt, so erzeugt die Regeleinrichtung 20 ein Signal S, das einer geschlossenen Stellung des Drosselventils 30 entspricht, d.h. das Pilotventil 34 wird soweit geöffnet, dass sein Öffnungsquerschnitt grösser ist als der der Abflussleitung 41. Bei der anschliessenden Öffnung des Schliessventils 44 verbleibt der Hauptkolben 32 trotz Druckmittelabfluss durch die Leitung 41 in seiner geschlossenen Stellung. Danach erhält der Elektromagnet 35 ein dem Signal S umgekehrt proportionales Signal S', welches prinzipiell folgendes bewirkt: Die Kraft des Elektromagneten 35 arbeitet entgegen der Kraft der Druckfeder 37. Wenn der Hauptkolben 32 durch Druckunterschiede in den Kammern 39, 40 so weit verschoben wird, dass der Durchfluss durch die Verbindungsleitung 38 gleich gross ist wie der in der Abflussleitung 41, so stoppt der Hauptkolben 32 und verbleibt in dieser Stellung bis das Steuersignal S geändert wird.
Bei sich vergrösserndem Signal S, also sich verringerndem Signal S', verringert sich auch der Öffnungsquerschnitt des Pilotventils 34 und der Hauptkolben 32 wird aufgrund des geringeren Drucks in der hinteren Kammer 40 zurückgezogen. Der Durchlass 39.1 ist nun freigegeben und das Druckmittel strömt aus der Hebevorrichtung 2 in den Tank 42, wodurch sich die Kabine 1 senkt sich. Das Signal S wird solange vergrössert, bis die Kabine 1 die gewünschte Maximalgeschwindigkeit erreicht. Auf dieser Höhe verbleibt das Signal S bis das Bremseinsatzsignal erfolgt. Von da ab wird das Signal S von der Regeleinrichtung 20 wegabhängig wieder reduziert, wodurch sich der Hauptkolben 32 in Richtung auf den Durchlass 39 bewegt, bis er ihn völlig verschliesst, um die Kabine zum Stillstand zu bringen. In diesem Moment wird auch das Schliessventil 44 geschlossen. Das Drosselventil 30' verbleibt während der Abwärtsfahrt unverändert offen.
Das Drosselventil 32' zum Heben der Kabine 1 funktioniert prinzipiell gleich wie das Drosselventil 32, allerdings mit dem Unterschied, dass das Signal S' für den Elektromagneten 35' proportional zum Signal S ist. Erfolgt ein Ruf zur Aufwärtsfahrt, so wird die Pumpe 45 eingeschaltet, die Druckflüssigkeit in die Kammer 39' und durch den Ventilspalt 39.1' in den Tank 42 pumpt. Danach erhält das Pilotventil 34' ein Signal S', was zu einer Öffnung der Verbindungsleitung 38' führt. Daraufhin fliesst Druckmittel von der vorderen Kammer 39' zu der hinteren Kammer 40' Bei einem bestimmten Betrag des Signals S wird der Öffnungsquerschnitt des Pilotventils 34' grösser als der Querschnitt der Abflussleitung 41'. Damit steigt der Druck in der hinteren Kammer 40' an und der Hauptkolben 32' bewegt sich nach vorn und verengt den Ventilspalt 39.1'. Sobald der Druck in der Kammer 39' den Druck in der Hebevorrichtung 2 überschreitet, öffnet sich das Rückschlagventil 48 und die Kabine 1 setzt sich in Bewegung. Bei vollständigem geschlossenem Ventilspalt 39.1' fährt der Aufzug mit Maximalgeschwindigkeit aufwärts.
Der Beschleunigungsvorgang sowie die Fahrt mit Nominal- bzw. Betriebsgeschwindigkeit kann ungeregelt erfolgen. Bei der Aufwärtsfahrt kann damit die volle ungedrosselte Leistung der Pumpe 45 ausgenutzt werden. Die Maximalgeschwindigkeit der Kabine 1 wird dann von der Pumpenleistung bestimmt. Die Geschwindigkeit der Abwärtsfahrt kann durch eine entsprechend bemessene Blendenöffnung in der Abflussleitung der Hebevorrichtung 2 begrenzt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Pilotventilanordnungen vorgesehen, wobei je Fahrtrichtung jeweils nur eine aktiv ist. In einer weiteren Ausführungsvariante ist nur eine Pilotventilanordnung für beide Fahrtrichtungen vorgesehen, die abwechselnd beide Drosselventile 30, 30' steuert.
In der den Stand der Technik repräsentierenden Fig. 3 ist mit v die Geschwindigkeit und mit t die Zeit bezeichnet. Je nach Last und Temperatur der Druckflüssigkeit ergeben sich während der Verzögerungsphase verschiedene Geschwindigkeits/Zeit-Kennlinien A, B, so dass für eine genaue Einfahrt eine Schleichgeschwindigkeit C benötigt wird.
Gemäss Fig. 4 sind wiederum mit v und t Geschwindigkeit und Zeit bezeichnet, wobei die v-Achse ausserdem dem von der Regeleinrichtung 20 erzeugten Steuersignal S zugeordnet ist. Eine Kennlinie D stellt den Ist-Geschwindigkeitsverlauf dar, während eine Kennlinie E den Verlauf des Steuersignals S am Ausgang der Regeleinrichtung 20 während einer Fahrt der Kabine 1 darstellt. Ausserdem bedeuten:
S0, S1, S2
bestimmte Werte des Steuersignales S,
CS
einen Steuerungsbereich,
H
einen Hysteresewert und
CO
eine Steuerabweichung.
Nach Fig. 5 ist die Tabelle 26 , mittels welcher während der Verzögerungsphase den Wegistwerten si zugeordnete Steuersignale für die Regelventilanordnung 13 gebildet werden, mit dem Eingang eines Multiplizierers 25.1 verbunden, der jeweils einen, dem aktuellen Wegistwert si' entsprechenden prozentualen Wert %S des Steuerungsbereiches mit dem errechneten Wert des Steuerungsbereiches CS multipliziert. Zur Verbesserung des Regelungsergebnisses steht der Ausgang des Multiplizierers 25.1 mit dem Eingang eines Addierers 25.2 in Verbindung, der zum Produkt des Multiplizierers 25.1 die Steuerabweichung CO und das Vorsteuersignal S0 addiert und dessen Ausgang den Ausgang des Wegreglers 25 bildet.
Die vorstehend beschriebene Regeleinrichtung 20 arbeitet wie folgt. Bei Eintreffen eines Fahrbefehls von der Kommandosteuerung 12 wird der Geschwindigkeitsregler 23 von der Steuereinheit 21 neu gesetzt bzw. aktiviert, und der Eingang des DA-Wandlers 28 mittels der Schalteinrichtung 27 an den Ausgang des Geschwindigkeitsreglers 23 geschaltet. Die Kabine 1 wird nun während der Beschleunigungsphase und Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit durch Vergleich der Geschwindigkeitsistwerte vi mit den Geschwindigkeitssollwerten vs gesteuert, wobei das Steuersignal S am Ausgang der Regeleinrichtung 20 gemäss Kennlinie E (Fig. 4) verläuft. Nach dem Eintreffen eines Fahrbefehles setzt sich die Kabine 1 im Startzeitpunkt t1 in Bewegung und gleichzeitig wird ein erster Wert S1 des Steuersignals S gespeichert (Fig. 4). Erreicht die Kabine 1 einen Bremseinsatzpunkt, so sendet der betreffende Schachtschalter 10 Bzw. der Messfühler 11 eine Schachtinformation an die Steuereinheit 21, worauf die Verzögerungsphase eingeleitet wird. Hierbei wird der Wegregler 25 aktiviert und dessen Ausgang mittels der Schalteinrichtung 27 an den Eingang des DA-Wandlers 28 geschaltet. Im gleichen Zeitpunkt wird ein zweiter Wert S2 des Steuersignals S gespeichert und ein Steuerungsbereich CS nach der Beziehung CS = S2 - S1 + H(Fig. 4) errechnet, wobei S1 und S2 der erste und zweite Wert des Steuersignales S sind und H ein Hysteresewert ist, der wie nachstehend näher beschrieben ermittelt wird. Der Wegregler 25 arbeitet nun in der Weise, dass wie bereits anhand der Fig. 5 beschrieben, die den Wegistwerten si entsprechenden prozentualen Werte %S mit dem errechneten Wert des Steuerbereiches CS multipliziert werden und die Steuerabweichung CO und das Vorsteuersignal S0 dazu addiert wird, wobei CO = S2 - S0 - CSist (Fig. 4). Die so ermittelte Summe wird über die Schalteinrichtung 27 und den DA-Wandler 28 dem Verstärker 29 zugeführt (Fig. 1), an dessen Ausgang sie als das jeweils aktuelle Steuersignal S auftritt.
Wie schon in der Beschreibung zu Fig. 2 erwähnt, ist bei der gewählten Regelventilanordnung 13 die Stellung des Hauptkolbens 32 dem Steuersignal S genau proportional. Das von dem Geschwindigkeitsregler 23 erzeugte Steuersignal S ist zwar bis zum Zeitpunkt des Bremseinsatzes last- und temperaturabhängig. Da aber der Steuerungsbereich CS für die Verzögerungsphase zu den aktuellen, während einer Fahrt konstanten Last- und Temperaturbedingungen anhand der Werte S1, S2, H neu festgelegt wird, kann eine genaue Direkteinfahrt erzielt werden, ohne dass eine Niveau-Nachregulierung erforderlich ist.
Der Hysteresewert H wird während einer Lernfahrt wie folgt ermittelt: Das Steuersignal S wird vergrössert, bis die Geschwindigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht. Bei Erreichen des vorgegebenen Wertes wird die Stärke des Steuersignales S gemessen und gespeichert. Danach wird das Steuersignal S weiter erhöht und nach einer Weile wieder verkleinert, bis der vorgegebene Wert der Geschwindigkeit wieder erreicht wird. Dann wird die Stärke des Steuersignales S nochmals gemessen und aus den beiden gemessenen Werten eine Differenz gebildet, welche den Hysteresewert H darstellt.
Weitere aufzugsspezifische mit der Direkteinfahrt in Verbindung stehende Parameter wie beispielsweise ein Vorsteuersignal S0 oder ein Grenzsteuersignal SL werden ebenfalls während einer Lernfahrt ermittelt:
Vorsteuersignal S0:
Das Vorsteuersignal S0 bewirkt einerseits eine unverzügliche Abfahrt der Aufzugskabine nach dem Startbefehl, andererseits kann mit dem Vorsteuersignal S0 der Anfahrruck wesentlich vermindert werden. Zur Bestimmung des Vorsteuersignales S0 wird der Elektromagnet 35 der Regelventilanordnung solange mit einem schrittweise ansteigenden Steuersignal S beaufschlagt, bis die Aufzugskabine losfährt. Das dabei ermittelte Steuersignal wird um einen konstanten Wert vermindert und als Vorsteuersignal S0 gespeichert. Beim Eintreffen eines Fahrbefehls wird die Regelventilanordnung 13 direkt mit dem Vorsteuersignal S0 beaufschlagt.
Grenzsteuersignal SL:
Das Grenzsteuersignal SL ist dasjenige Steuersignal S, bei dem der Hauptkolben 32 der Regelventilanordnung 13 seine Endlage erreicht. Die Regeleinrichtung 20 arbeitet derart, dass der Wert des Steuersignals S den Wert des Grenzsteuersignals SL nie überschreiten kann. Wie obenstehend erläutert wird ein hydraulischer Aufzug üblicherweise geschwindigkeitsgeregelt gefahren. Mit dem während einer Lernfahrt bestimmten Grenzsteuersignal SL ist ein ungeregelter Betrieb während der konstanten Fahrt und ein weggeregelter Betrieb während der anschliessenden Verzögerungsphase machbar.
Bei geschwindigkeitsgeregeltem Betrieb wird ein Teil der von der Druckflüssigkeitsquelle 14 geförderten Druckflüssigkeit mittels einer Überströmleitung in den Tank 42 zurückgeführt. Bei ungeregeltem Betrieb wird die Regelventilanordnung 13 mit dem Grenzsteuersignal SL beaufschlagt, so dass die gesamte Förderleistung der Druckflüssigkeitsquelle 14 in der Hebevorrichtung 2 wirksam ist, wodurch der Wirkungsgrad der Hebevorrichtung 2 wesentlich verbessert wird. Der Übergang von ungeregelter konstanter Fahrt auf weggeregelte Verzögerungfahrt erfolgt ohne Regelverzug, weil der Wert des Grenzsteuersignals SL auch bei vorhergehendem ungeregeltem Betrieb derart ist, dass der Hauptkolben 32 dem Grenzsteuersignal SL unverzüglich folgen kann. Zur Bestimmung des Grenzsteuersignals SL wird die Spule der Regelventilanordnung solange mit einem schrittweise ansteigenden Steuersignal S beaufschlagt, bis die Geschwindigkeit der Aufzugskabine nicht mehr ansteigt. Das dabei ermittelte Steuersignal wird von der Regeleinrichtung 20 als Grenzsteuersignal SL gespeichert.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann vorzugsweise mittels eines Mikrocomputersystems verwirklicht werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Steuerung eines hydraulischen Aufzuges, wobei eine Regeleinrichtung (20) mit Hilfe eines mit einer Kabine (1) des Aufzuges in Verbindung stehenden Messfühlers (11) Steuersignale (S) erzeugt, die einer Regelventilanordnung (13) zugeführt werden, welche den Durchfluss einer Druckflüssigkeit derart regelt, dass die Kabine (1) in Ab- oder Aufwärtsrichtung beschleunigt, mit Betriebsgeschwindigkeit bewegt und beim Eintreffen einer den Bremseinsatzpunkt signalisierenden Schachtinformation verzögert wird,
    wobei der Messfühler (11) Wegsignale aufnimmt und die Kabine (1) in der Verzögerungsphase wegabhängig geregelt wird, wobei nach der Eingabe eines Fahrbefehls ein erster Wert des Steuersignals (S) im Startzeitpunkt der Kabine (1) ermittelt und gespeichert wird,
    bei Eintreffen des Bremseinsatzsignals ein zweiter Wert (S2) des Steuersignals (S) der Regeleinrichtung (20) gespeichert wird,
    ein Steuerungsbereich durch die Differenz des zweiten und ersten Wertes des Steuersignals gebildet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    während der Verzögerungsphase aus den Wegsignalen Wegistwerte (si) erzeugt werden
    jedem Wegistwert (si) ein prozentualer Wert (%S) des Steuerungsbereiches zugeordnet ist,
    die prozentualen Werte (%S) mit dem Wert des Steuerungsbereiches multipliziert werden und
    das so ermittelte Produkt die Grösse des während der Verzögerungsphase verwendeten Steuersignals (S) bestimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Stellung des Hauptkolbens (32 bzw. 32') wiedergebendes Signal, das vorzugsweise an einer an die Kolbenstange (33 bzw. 33') gekuppelten Feder (37 bzw. 37') abgegriffen wird, als Rückführungssignal dient.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem das Steuersignal bestimmenden Produkt eine Steuerabweichung (CO) und ein Vorsteuersignal (S0) addiert werden, wobei CO nach der Beziehung CO = S2 - S0 - CS gefunden wird, und wobei S2 der zweite Wert des Steuersignals, S0 das Vorsteuersignal und CS der Steuerungsbereich bedeuten und die so ermittelte Summe das während der Verzögerungsphase verwendete Steuersignal (S) darstellt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hysteresewert (H) während einer Lernfahrt ermittelt wird, wobei das Steuersignal (S) vergrössert wird, bis die Geschwindigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht, bei Erreichen des vorgegebenen Wertes die Stärke des Steuersignales (S) gemessen und gespeichert wird, danach das Steuersignal (S) weiter erhöht und nach einer Weile wieder verkleinert wird, bis der vorgegebene Wert der Geschwindigkeit wieder erreicht ist, die Stärke des Steuersignales (S) nochmals gemessen wird und aus den beiden gemessenen Werten eine Differenz gebildet wird, welche den Hysteresewert (H) darstellt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuersignal (S0) während einer Lernfahrt ermittelt wird, wobei die Spule der Regelventilanordnung (13) solange mit einem schrittweise ansteigenden Steuersignal (S) beaufschlagt wird, bis die Kabine (1) losfährt und wobei das dabei ermittelte Steuersignal um einen konstanten Wert vermindert und als Vorsteuersignal (S0) gespeichert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grenzsteuersignal (SL) während einer Lernfahrt ermittelt wird, wobei die Spule der Regelventilanordnung (13) solange mit einem schrittweise ansteigenden Steuersignal (S) beaufschlagt wird, bis die Geschwindigkeit der Kabine (1) nicht mehr ansteigt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabine (1) während der der Verzögerungsphase vorangehenden Fahrt ungeregelt gefahren wird, wobei die Geschwindigkeit nach oben durch die Auslegung von Hydraulikkomponenten, wie z.B. einer Pumpe (45) begrenzt wird.
  8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Regeleinrichtung (20), die eine Regelventilanordnung (13) steuert und mit einem mit der Kabine (1) in Verbindung stehenden Messfühler (11), wobei die Regeleinrichtung (20) mindestens einen Tachosignalwandler (22) aufweist, der Messfühler (11) am Eingang des Tachosignalwandlers (22) angeschlossen ist, und die Regeleinrichtung (20) weiter einen Wegregler (25) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Wegregler eingangsseitig mit einem Wegistwerte (si) abgebenden Ausgang des Tachosignalwandlers (22) verbunden ist und ausgangsseitig während der Verzögerungsphase mit der Regelventilanordnung (13) in Verbindung steht, dass der Wegregler (25) eine Tabelle (26) aufweist, in welcher Zuordnungen von Wegistwerten (si) zu prozentualen Werten (%S) eines Steuerungsbereiches gespeichert sind, dass ein Multiplizierer (25.1) vorgesehen ist, dessen einer Eingang mit der Tabelle (26) verbunden ist, während der andere Eingang mit dem Wert des Steuerungsbereiches beaufschlagt wird und dessen Ausgang den Ausgang des Wegreglers (25) bildet.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelventilanordnung (13) eine vorzugsweise mittels einer Druckfeder (37, 37') erzeugte Hubkraft-Rückführung aufweist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (20) mit einem digitalen Wegregler (25).
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