JP2004527432A - エレベータ制御システム - Google Patents

Abstract

エレベータかご１０、及びかご１０を複数の階間で動かすエレベータモータ１１を具えたエレベータシステム用制御システムであって、制御システムが複数の制御ノード１６、１７、１８、１９を有し、制御ノード１６、１７、１８、１９の１つがエレベータコントローラ１６からなり、制御ノード１６、１７、１８、１９が通信手段によって通信接続され、エレベータコントローラ１６が通信手段によって他の制御ノード１７、１８、１９から受けるメッセージに応じてエレベータモータ１１を作動させることができ、通信手段がシリアル接続２０を有する、エレベータシステム用制御システム。

Description

【発明の開示】
【０００１】
本発明は、エレベータ制御システムに関する。
【０００２】
従来、エレベータシステムは、かご、かごを昇降させることが可能なエレベータモータ、及び、かごを昇降させるエレベータモータを作動するエレベータ制御システムからなる。従来は、手動操作可能な制御装置が、かごと、エレベータが稼動する複数の階のそれぞれに設けられており、各制御装置はそれぞれ一対の導線で、エレベータ制御システムに接続される。このような配線構成は特に複雑であり、エレベータかごに設けられる制御装置の場合、制御装置からエレベータ制御システムに接続ワイヤを通すために、巻取りケーブルをかごに取付けられなければならない。エレベータが非常に多くの制御装置を有する場合、特に重い配線ケーブルがかごに取付けられることになる。そのような巻取りケーブルは連続的に曲がるので、ケーブルの破断を防ぐために、高価なケーブルが必要となる。
【０００３】
本発明の第１の側面によれば、エレベータかご、及び前記かごを複数の階間で動かすエレベータモータを具えたエレベータシステム用制御システムであって、前記制御システムが複数の制御ノードを有し、前記制御ノードの１つがエレベータコントローラからなり、前記制御ノードが通信手段によって通信接続され、前記エレベータコントローラが前記通信手段によって他の前記制御ノードから受けるメッセージに応じて前記エレベータモータを作動させることができ、前記通信手段がシリアル接続を有する、エレベータシステム用制御システムが提供される。
【０００４】
前記シリアル接続は２線式シリアルリンクからなるものでもよい。
前記制御ノードの１つは前記エレベータかごに設けられるように構成されたかごノードからなるものでもよい。
前記制御ノードの少なくとも１つは前記複数の階の１つに配置されるように構成されたランディングノードからなるものでもよい。
前記制御ノードの少なくとも１つは入力手段を有し、前記入力手段から受ける入力情報に応じて前記通信手段を経由してメッセージを送信することが可能なものでもよい。
前記制御ノードの少なくとも１つは出力手段を有し、前記通信手段を経由して受けたメッセージに応じて前記出力手段の出力情報を送信することが可能なものでもよい。
【０００５】
前記少なくとも１つのランディングノードはエレベータ呼出し手段を具えた入力手段を有し、作動中の前記エレベータ呼出し手段に応じてメッセージを前記エレベータコントローラに送信することが可能なものでもよい。
前記少なくとも１つのランディングノードは表示手段を具えた出力手段を有し、前記ランディングノードが受けるメッセージに応じて前記ランディングノードは前記表示手段を光らせる(illuminate)ことが可能なものでもよい。
前記かごノードは階選択手段を具えた入力手段を有し、前記階選択手段の操作に応じて前記通信手段を経由してメッセージを前記エレベータコントローラに送信することが可能なものでもよい。
【０００６】
前記かごノードは表示手段を具えた出力手段を有し、前記かごノードは前記通信手段を経由して前記エレベータコントローラから受けるメッセージに応じて前記表示手段を光らせることが可能なものでもよい。
前記制御ノードの１つは補助ノードからなり、前記補助ノードは監視手段に接続される少なくとも１つの入力手段を有し、前記補助ノードは、前記監視手段から受ける入力情報に応じて前記シリアル接続を経由してメッセージを前記エレベータコントローラへ送信することが可能なものでもよい。
前記シリアル接続によって送信される各メッセージは第１ヘッダ部及び第２データ部を有し、前記第１部はメッセージが向けられる制御ノードを識別し、前記第２部は前記制御ノードに送られる情報からなるものでもよい。
【０００７】
各制御ノードは前記第１部が前記制御ノードを識別するメッセージにのみ応答するものでもよい。
エレベータ制御システムは前記エレベータモータを制御するモータコントローラを有し、前記エレベータコントローラは前記モータコントローラに一体的に設けるものでもよい。
前記制御ノードは複数の入力手段を有し各前記入力手段は前記制御ノードに並列に接続されるものでもよい。
各前記制御ノードは、マイクロプロセッサを有してもよい。
前記エレベータコントローラはコンピュータメモリ及びエレベータ制御プログラムを具えたマイクロプロセッサを有してもよい。
【０００８】
本発明の第２の側面によれば、エレベータかご、前記エレベータかごを複数の階間で動かすことが可能なエレベータモータ、及び、本発明の第１の側面の制御システムを具えたエレベータ制御システムからなるエレベータシステムが提供される。
【０００９】
添付の図面を参照して、本発明が例示として説明される。
まず、図１において、本発明のエレベータ制御システムはモータで作動するドア１０ａを有し、複数の階で用をなすエレベータかご１０、及びエレベータかごを複数の階間で動かすことが可能なエレベータモータ１１を有するエレベータシステムに設けられる。モータコントローラ１２は、電源１３に接続され、電気接続１４により前記モータ１１に接続される。
【００１０】
エレベータコントローラ１６からなる制御ノードを有するエレベータ制御装置１５は、モータコントローラ１２に設けられる。エレベータかご１０が用をなす複数の階の各々には、さらに、ランディングノード１７からなる制御ノードが設けられる。一方、エレベータかご１０には、さらに、かごノード１８からなる制御ノードが設けられる。エレベータ制御装置１５には、さらに、補助ノード１９が設けられる。エレベータコントローラ１６、ランディングノード１７、かごノード１８、及び、補助ノード１９は、シリアル接続２０を有する通信手段によって相互接続される。本実施例のシリアル接続２０は、２線式シリアルリンクからなる。
【００１１】
各前記ランディングノード１７には入力手段２１が接続される。本実施例では、入力手段２１は、前記ランディングノードが設けられる階に前記エレベータかご１０を呼出す手動操作が可能であるエレベータ呼出しボタンを有する。入力手段２１は、パラレル接続２２によって、ランディングノード１７に接続される。ランディングノード１７は、さらに、本実施例では、パラレル接続２４によって前記ランディングノード１７に接続され、光らせられるディスプレイを具えた出力手段２３を有する。いずれかの、又は全ての前記ランディングノード１７は、必要に応じて、入力手段及び／又は出力手段を同様に有することができる。
【００１２】
かごノード１８は、同様に、エレベータかご１０が移動する必要がある階を指示する操作が手動で可能であり、前記かごノード１８にパラレル接続２６によって接続される、階選択手段を具えた入力手段２５を有する。かごノード１８は、さらに、前記かごノード１８にパラレル接続２８によって並列に接続され、光らせられるディスプレイを具えた出力手段２７を有する。前記かごノード１８も、例えば、前記ドア１０ａを開閉するための適切なモータを制御することにより、前記エレベータかご１０のドア１０ａを制御することが可能な出力手段、及びエレベータドア１０ａの位置に反応するセンサを具えた入力手段を有する。
【００１３】
補助ノード１９は、必要に応じエレベータモータや他の入力手段の作動を止めるための、安全モニタ回路、ロック、動作停止入力手段等、適切な安全センサ又は他の入力手段に接続される複数の並列入力手段２９を有する。
本実施例の電源１３は、３相４１５ボルトの交流電源からなり、モータ１１への電気接続１４にも、同様に、モータコントローラ１２によって制御される３相４１５ボルトの交流電源が設けられる。
【００１４】
制御ノード１６、１７、１８、１９は、適切なシリアル通信プロトコルを使用し、シリアル接続２０を経由して、相互に通信する。本実施例では、自動車産業で使う目的で開発されたものの、他の用途においても一般的に使われるＣＡＮプロトコルが用いられる。もちろん、必要に応じ、あらゆる適切な通信プロトコルを使うことができる。
【００１５】
制御ノード１６、１７、１８、１９が、シリアル接続２０を経由して、メッセージを送信する場合、送信されるメッセージは、図２に示される構造を有する。各メッセージは、第１ヘッダ部３０及び第２データ部３１を有する。ヘッダ部３０は、メッセージが向けられる制御ノード１６、１７、１８、１９を識別する。第２データ部３１は、送信される情報や操作を行うための指示であり、第１ヘッダ部３０において識別される制御ノード１６、１７、１８、１９に送られるメッセージからなる。各制御ノードは、その制御ノードが第１ヘッダ部３０において識別されるメッセージにのみ応答する。メッセージは、メッセージが正しく送信されることを確実にするために、以前のメッセージに基づくチェックサムを有する第３部３２を、メッセージの正当性を確認するために有してもよい。ＣＡＮプロトコルでは、第１ヘッダ部は１１データビットからなり、第２データ部３１は、８バイト（６４ビット）までの情報を有することができる。
【００１６】
各ランディング制御ノード１７、かごノード１８、及び、補助ノード１９は、オンボード知能を有するシリアル−パラレル及びパラレル−シリアル情報変換器として機能し、適切に変換を実行するマイクロプロセッサを有する。エレベータコントローラ１６は、エレベータ制御プログラムが組込まれたマイクロプロセッサとコンピュータメモリを有する。エレベータ制御プログラムは、ランディングノード１７及びかごノード１８への制御指示をシリアル接続２０上で送信し、ランディングノード１７、かごノード１８、及び、補助ノード１９によってシリアル接続２０上で送信される情報に応じて、モータ１１に対する接続１４への電力供給を制御することが可能である。
【００１７】
エレベータ制御プログラムの操作方法を、図３に示す。本実施例では、エレベータ制御プログラムは、独占権のある（proprietary）プログラミング言語であ るＳＹＰＴで書かれるが、プログラムを所望の言語で書くことが可能なことは明らかであろう。制御プログラムは、シリアル接続２０上で受けるメッセージに応じて、エレベータシステムを操作するメインプログラムと、一方がモータエンコーダからのフィードバックによりエレベータかごの位置をモニタし、他方が、シリアル接続２０から連続的にメッセージを送受信する、一対のバックグラウンドプログラムとからなる。
【００１８】
本実施例では、モータ作動時のモータエンコーダによって発生するパルス数（エンコーダ計測数）を計数することにより、エレベータ位置が決められる。最下階では、エンコーダ計測数はゼロとされる。エレベータかごが上がると、エンコーダ計測数は増加し、エレベータかごが下がると、エンコーダ計測数は減少する。このように、エンコーダ計測数は、最下階に対するエレベータかごの位置を示す。必要に応じて、エレベータかご位置をモニタするあらゆる適切な方法を用いることができることは勿論である。
【００１９】
エレベータかごが階床レベルにあるときを識別するために、適切な階スイッチを設けてもよい（図示せず）。本実施例においては、磁気に応答する階スイッチが１又は２個エレベータかごに設けられ、磁石が階床に取付けられる。階スイッチが磁石の近くにあると、スイッチは作動し、エレベータかごが階床レベルにあるという信号がエレベータコントローラに送られる。
【００２０】
図３において、最初、エレベータ制御システムは初期化される。エレベータコントローラ１６に設けられるコンピュータメモリは消去され、全ての出力２３、２５はスイッチを切られ、モータ１１の運転は抑止される。制御ノード１７、１８、１９のシリアル接続２０を経由した通信が確立し、エレベータかごは、通常、最下階であるデフォルト階に移動される。
【００２１】
エレベータ制御システムの初期化時に、エンコーダ計測数及び階スイッチは較正(calibrate)可能である。これは、一度エレベータかごを、その稼動範囲全体 に亘って動かすことによって実行される。エレベータかごは最下階であるデフォルト階に配置され、エンコーダ計測数はゼロに設定される。それから、エレベータかごは上げられ、マグネット式階スイッチ作動時に、その階に対応するエンコーダ計測数がストア(store)される。エレベータ制御システムは、このようにし て、階スイッチの機能と、エンコーダ計測数がその階のストア値と一致するまでエレベータモータを作動させることの両方で、エレベータが階床レベルにあるときを識別することができる。
【００２２】
制御システム始動後、エレベータ制御システムは静止状態に設定される。ＣＡＮプロトコルは、所謂、イベント駆動プロトコルであり、エレベータコントローラ１６は制御ノード１７，１８，１９からメッセージを受けるまで作動しない。これは、情報が有効であるか調べるために、コントローラが各制御ノードをポーリングする必要がある周知のシリアル通信システムとは対照的である。本実施例のようなイベント駆動システムは、例えば、エレベータが使用されていない時や、エレベータが特定の階に呼ばれていない時等、特定の制御ノードが作動していない期間が長いエレベータ制御システムに対して有利である。
【００２３】
ランディングノード入力手段２１のエレベータ呼出しボタンが押されると、該当するランディングノード１７が、該当する接続２２により、ボタンが押されたことを検知し、シリアル接続２０上にメッセージを送信する。メッセージのヘッダにより、そのメッセージがエレベータコントローラ１６に向けられていることが識別され、メッセージの第２データ部３１により、かごが呼ばれている階と、オプションとして、かごが進むべき方向が識別される。それから、ランディングノード１７は、パラレル接続２４を介して、例えば、エレベータ呼出しボタンの周りを輪状に明かるくしたりして、関連する出力手段２３を光らせる。エレベータコントローラ１６のエレベータ制御プログラムは、呼出し位置を識別し、エレベータモータ１１を起動する。それから、エレベータモータ１１は、かごが所望の階に到達するまで、かごを昇降させる。かご１０が呼ばれた階に近づくと、例えば、エンコーダ計測数が所望の階に対応するストア値に近づくのに応じて、エレベータコントローラ１６はエレベータモータ１１を作動させ、かご１０を減速させる。それから、プログラムは、バックグランドタスクから受けたエレベータ位置データをモニタし、エレベータが階床レベルにあると階スイッチ又はエンコーダ計測数によって検知されると、エレベータコントローラ１６はエレベータモータ１１の作動を停止させ、かごドア１０ａを開けるようにかごノード１８にメッセージをシリアル接続２０を経由して送信する。かごノード１８は、適切なパラレル出力接続を作動させ、ドア１０ａを作動させる。エレベータコントローラ１６は、出力手段２３を非点灯にするために、さらにメッセージをランディングノード１７に送信する。
【００２４】
ドアが開かれると、かごノード１８は適切なセンサを有する入力手段を介してドア位置を検知し、適切なメッセージをエレベータコントローラ１６に送信する。所定時間が経過すると、エレベータコントローラ１６がかごノード１８にドア１０ａを閉めるようにメッセージを送信する。そして、かごノード１８は適切な出力手段を作動させてドアを作動させ、一旦ドアが閉じた位置にあると検知されると、適切なメッセージをエレベータコントローラ１６に送信する。そして、ソフトウェアプログラムは、メッセージを待つ静止状態にもどる。人がエレベータかご１０に乗った場合、例えば、所望の階に対応するボタンを押すことによって、入力手段２５を作動させる。かごノード１８は入力手段２５からの入力を検知し、エレベータコントローラ１６に適切なメッセージを送信し、エレベータコントローラ１６は、図３に示すように機能する。
【００２５】
かごノード１８からエレベータコントローラ１６に送信される典型的なメッセージは、特定の階にエレベータかごを向けるエレベータ制御信号、ドア１０ａが完全に開いているか、閉まっているかについて、階スイッチ情報、及び、他の制御が設けられる場合、例えば、係員呼出し制御又は優先キースイッチが起動される場合の適切なメッセージを含む。コントローラ１６からかごノード１８に送信される典型的メッセージは、表示手段２７を光らせたり、消したり、ドア１０ａを開けたり、閉めたり、又は、入力手段２５からの全てのかごの呼出しを取消したり、抑止したりする指示を含む。
【００２６】
ランディングノード１７からエレベータコントローラ１６への典型的なメッセージは、例えば、入力手段２１の複数のボタンが押される時や、例えば、安全キースイッチ又は消防用スイッチ等のさらなる制御が設けられる場合において、このような制御が作動する時の、現存する新規の呼出しについてのレポートを含む。ランディングノードは、例えば、エレベータ呼出しボタンが詰まってしまった場合、入力手段２１の状態についての情報を送信することも可能である。制御手段１６は、表示手段２３を消灯したり、入力手段２５から受ける全てのエレベータ呼出しを取消したり、抑止したりする指示等の適切なメッセージをランディングノード１７に送信することができる。
【００２７】
システムはイベント駆動ではあるが、エレベータ制御手段１６は、個々の制御ノード１７、１８、１９が正しく作動していることを確実にするために、さらに、時々それらをポーリング(poll)してもよい。
【００２８】
本実施例において、モータコントローラは、グローバルコントロールズ社のＵＧ７７コントローラからなり、エレベータ制御装置１５は、前記モータコントローラ１２に一体に設けられるマイクロプロセッサボード上に設けられる。制御ノード１７、１８、１９は、それぞれ、Ｃ言語で書かれ、フラッシュメモリに保存される制御プログラムが組込まれたマイクロプロセッサを有する。
【００２９】
本実施例においては、エレベータコントローラ１６への入力が十分でないため、補助制御ノード１９が取付けられている。入力が十分ある場合、入力手段２９を直接エレベータコントローラ１６に接続し、補助制御ノード１９を省略することができる。
【００３０】
特定の形式で、開示された機能を果たす手段や開示された結果を得る方法に関して表現された、前述の説明又は請求項又は添付図面に開示された特徴は、多様な形式で本発明を実現するために、適切に、別々に又はいくつかの特徴を組合せて、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のエレベータ制御システムの概略図。
【図２】図１のエレベータ制御システムのメッセージ構造図。
【図３】図１のエレベータ制御システムの操作方法のフローチャート。

Claims (18)

1. エレベータかご、及び前記かごを複数の階間で動かすエレベータモータを具えたエレベータシステム用制御システムであって、前記制御システムが複数の制御ノードを有し、前記制御ノードの１つがエレベータコントローラからなり、前記制御ノードが通信手段によって通信接続され、前記エレベータコントローラが前記通信手段によって他の前記制御ノードから受けるメッセージに応じて前記エレベータモータを作動させることができ、前記通信手段がシリアル接続からなる、エレベータシステム用制御システム。
2. 前記シリアル接続が２線式シリアルリンクからなる、請求項１の制御システム。
3. 前記制御ノードの１つが前記エレベータかごに設けられるように構成されたかごノードからなる、請求項１又は２の制御システム。
4. 前記制御ノードの少なくとも１つが前記複数の階の１つに配置されるように構成されたランディングノードからなる、請求項１から３のいずれかの制御システム。
5. 前記制御ノードの少なくとも１つが入力手段を有し、前記入力手段によって受ける入力情報に応じて前記通信手段を経由してメッセージを送信することが可能な、請求項１から４のいずれかの制御システム。
6. 前記制御ノードの少なくとも１つが出力手段を有し、前記通信手段を経由して受けるメッセージに応じて前記出力手段に出力情報を送信することが可能な、請求項１から５のいずれかの制御システム。
7. 前記少なくとも１つのランディングノードが、エレベータ呼出し手段を具えた入力手段を有し、作動中の前記エレベータ呼出し手段に応じてメッセージを前記エレベータコントローラに送信することが可能な、請求項５又は６の制御システム。
8. 前記少なくとも１つのランディングノードが表示手段を具えた出力手段を有し、前記ランディングノードが受けるメッセージに応じて前記ランディングノードが前記表示手段を光らせることが可能な、請求項５から７のいずれかの制御システム。
9. 前記かごノードが階選択手段を具えた入力手段を有し、前記階選択手段の操作に応じて前記かごノードが前記通信手段を経由してメッセージを前記エレベータコントローラに送信することが可能である、請求項４から８のいずれかの制御システム。
10. 前記かごノードが表示手段を具えた出力手段を有し、前記かごノードが前記通信手段を経由して前記エレベータコントローラから受けるメッセージに応じて、前記表示手段を光らせることが可能である、請求項３から９のいずれかの制御システム。
11. 前記制御ノードの１つが補助ノードからなり、前記補助ノードが監視手段に接続される少なくとも１つの入力手段を有し、前記補助ノードが、前記監視手段から受ける入力情報に応じて前記通信手段を経由してメッセージを前記エレベータコントローラへ送信することが可能である、請求項１から１０のいずれかの制御システム。
12. 前記シリアル接続によって送信される各メッセージが、第１ヘッダ部及び第２データ部を有し、前記第１部が前記メッセージが向けられる前記制御ノードを識別し、前記第２部が前記制御ノードに送られる情報からなる、請求項１から１１のいずれかの制御システム。
13. 各制御ノードが前記第１部が前記制御ノードを識別するメッセージにのみ応答する、請求項１２の制御システム。
14. 前記エレベータモータを制御するモータコントローラを有し、前記エレベータコントローラが前記モータコントローラに一体的に設けられる、請求項１から１３のいずれかの制御システム。
15. 前記制御ノードの少なくとも１つが複数の入力手段を有し、各前記入力手段が前記制御ノードに並列に接続される、請求項１から１４のいずれかの制御システム。
16. 各前記制御ノードがマイクロプロセッサを有する、請求項１から１５のいずれかの制御システム。
17. 前記エレベータコントローラがコンピュータメモリとエレベータ制御プログラムを具えたマイクロプロセッサを有する、請求項１６の制御システム。
18. エレベータかご、前記エレベータかごを複数の階間で動かすことが可能なエレベータモータ、及び請求項１から１７のいずれかの制御システムを具えたエレベータ制御システムからなるエレベータシステム。

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