JP2005343602A

JP2005343602A - エレベータ制御装置

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Publication number: JP2005343602A
Application number: JP2004163163A
Authority: JP
Inventors: Toshio Masuda; 壽雄増田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】連続してＯＮ／ＯＦＦする入力信号に対しても、多重系による照合確認を容易に行えるとともに、ある系統に異常が発生した場合にも容易に保守運転を行うことのできるエレベータ制御装置を得る。
【解決手段】検出器からの信号は、複数のマイコンのそれぞれに入力される。複数のマイコンは、共通に設けられた外部クロック発生手段により同期が取られ、入力処理及び演算処理を実行する。また、複数のマイコンには、外部の記憶手段として共通に設けられた共有メモリがつながれており、それぞれバスを介して共有メモリに対してデータの読み書きを行う。また、ある系統に異常が発生した場合には、正常な系統による保守運転を可能とするための許可指令強制設定部を有する。複数のマイコンのそれぞれは、複数のマイコンに共通の外部クロック、共有メモリを有する単純なハードウェア構成を取っている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の制御系を備えた多重冗長構造のエレベータ制御装置に関するものである。

従来の鉄道用保安制御装置における多重冗長構造では、複数の制御系によりフェイルセーフ機能を確保して信頼性を向上させることが可能となっている。各制御系は、共有メモリを用いて、現場機器との間の信号の入出力結果について、自系統と他系統との照合を行い、データが一致しない場合は故障であるとして鉄道の走行を停止するものである。

具体的には、ある入力接点信号に対して、自系統（以下、Ａ系と呼ぶ）の入力結果と他系統（以下、Ｂ系と呼ぶ）の入力結果とは、次のようにして照合される。Ａ系コントローラは、Ａ系入力ユニットから入力接点信号を読み取るとともに、読み取り結果を共有メモリに書き込む。一方、Ｂ系コントローラも同様にして、Ｂ系入力ユニットから入力接点信号を読み取るとともに、読み取り結果を共有メモリに書き込む。

Ａ系コントローラは、Ｂ系コントローラが書き込んだ結果を共有メモリから読み取り、Ａ系入力ユニットから読み取った自らの入力結果と照合することにより、自系統と他系統との入力結果の照合を行っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２５５４３１号公報（第１頁、図１）

しかしながら、従来技術には次のような問題点がある。従来の多重冗長構造において、自系統のコントローラが他系統の入力結果を得るに当たっては、他系統のコントローラによって共有メモリに書き込まれた他系統による読み取り結果を読み取っている。このような構成においては、多重系を実現するための回路構成が複雑になる。さらに、これに伴ってデータ処理も複雑となり、動作速度が遅くなる、あるいは読み取り結果が遅延するといった問題が起こる。さらに、専用のハードウェアが必要になり装置が高価になるといった問題があった。

また、従来の多重冗長構造において、各制御系は、リレー回路による接点信号を読み取り、そのＯＮ／ＯＦＦ状態の照合確認を行うものである。しかし、例えば信号検出手段としてエンコーダを用いた場合には、連続してＯＮ／ＯＦＦする信号が各制御系に入力されることとなり、従来の各制御系ではこのような入力信号のカウント結果の照合確認を行うことはできないという問題があった。

さらに、従来の多重冗長構造において、ある系統に異常が発生した場合には、その制御系で使用している部品あるいは基板を正常品に交換した後でなければエレベータを動作させることができず、状況によってはかご内に閉じこめられた乗客を救出するために長時間を要するといった問題があった。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、連続してＯＮ／ＯＦＦする入力信号に対しても、多重系による照合確認を容易に行えるとともに、ある系統に異常が発生した場合にも、その制御系で使用している部品あるいは基板を正常品に交換することなく容易に保守運転を行うことのできるエレベータ制御装置を得ることを目的とする。

本発明に係るエレベータ制御装置は、演算処理装置を個別に有する２系統以上の制御系と、各制御系の演算処理装置間で相互に読み書きが可能な共有メモリとを備え、各制御系の演算処理装置は、エレベータ制御に使用するパルス列信号を入力信号として取り込む際に、自系統の検出手段を用いて検出したパルス列信号と、他系統の検出手段を用いて検出したパルス列信号とをともに入力信号として取り込み、両入力信号のパルス数をカウントした結果の差分があらかじめ決められた入力信号許容誤差範囲内のときは、あらかじめ決められた制御系の検出手段からの入力信号を用いてエレベータ制御に必要な演算処理を実行して演算結果を共有メモリに書き込み、さらに共有メモリから他系統の演算結果を読み込み自系統の演算結果との差分を求め、両演算結果の差分があらかじめ決められた演算結果許容誤差範囲内のときは、全制御系が正常状態であると判断してエレベータの制御動作を許可する制御動作許可指令を出力し、両入力信号の差分が入力信号許容誤差範囲外のとき、または両演算結果の差分が演算結果許容誤差範囲外のときには、いずれかの制御系が異常状態であると判断してエレベータの制御動作を停止させる制御動作停止指令を出力するエレベータ制御装置であって、各制御系の演算処理装置の指令出力端を制御動作許可指令が常時出力されている状態に強制的に設定可能な許可指令強制設定部をそれぞれさらに備え、各制御系の演算処理装置は、他系統の許可指令強制設定部から設定状態を読み取り、他系統の許可指令強制設定部が制御動作許可指令を常時出力している状態のときは、自系統の検出手段からの入力信号を用いてエレベータ制御に必要な演算処理を実行し、自系統は正常状態であると判断してエレベータの制御動作を許可する制御動作許可指令を出力するものである。

本発明によれば、複数のマイコンに対して共通の外部クロックと共有メモリとを有する単純なハードウェア構成を取ることにより、連続してＯＮ／ＯＦＦするパルス列の入力信号に対しても、多重系による照合確認を容易に行うことができ、安価でかつ高い信頼性を有するエレベータ制御装置を得ることができるとともに、許可指令強制設定部を有することにより、多重系のいずれかで故障が発生した場合にも、容易に保守運転を可能とするエレベータ制御装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１では、エレベータの制御が可能な制御系が、ａ制御系、ｂ制御系の２系統により構成される場合について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１に係るエレベータ制御装置の制御系の冗長構造を示す図である。図１に示す各制御系は、演算処理装置であるマイクロコンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）のみを記載した概略の構成となっており、図示しないが記憶部としてＲＯＭ、ＲＡＭを有している。

また、エレベータの調速器の軸には、エレベータのかご位置・速度情報を得るためにエンコーダ等の検出器（図示せず）が取り付けられていて、ここでは、検出器からのパルス列の信号が、それぞれの制御系に対応した入力ユニット１ａ、１ｂに入力される場合を想定している。さらに、信頼性を向上する目的で、同一の信号を複数の検出手段で検出するために、各制御系に対して個別にエンコーダ等の検出器が取り付けられている。

入力ユニット１ａ、１ｂを介した検出器からの信号は、２系統のマイコン２ａ、２ｂの両方に入力される。マイコン２ａ、２ｂは、共通に設けられた外部クロック発生手段３により同期が取られ、入力処理及び演算処理を実行する。マイコン２ａ、２ｂは、パルス列である入力信号のパルス数をカウントするために、イベントカウンタレジスタ（図示せず）をそれぞれ有している。

この２系統のマイコン２ａ、２ｂには、外部の記憶手段として共通に設けられた共有メモリ４がつながれている。マイコン２ａ、２ｂは、それぞれバスを介して共有メモリ４に対してデータの読み書きを行うことができる。このような構成により、マイコン２ａ、２ｂは、他系統の演算結果を読み取ることができる。

それぞれのマイコン２ａ、２ｂは、両系統の入力信号及び両系統の演算結果を比較判断することにより、ａ制御系とｂ制御系とがともに正常な状態であるか否か、すなわち制御系が正常な状態であるか否かを判断できる。さらに、マイコン２ａ、２ｂは、その判断結果の信号をフォトカプラ５ａ、５ｂに出力することにより、リレーコイル６ａ、６ｂのＯＮ／ＯＦＦ状態を切り換えることができる。

リレーコイル６ａのリレー接点７ａ及びリレーコイル６ｂのリレー接点７ｂは、リレーコイル８とリレーコイル８の制御回路ライン９との間に直列に挿入されている。ここで、リレーコイル６ａ、６ｂ及びリレー接点７ａ、７ｂはリレー回路部に相当する。

リレーコイル８は、リレー接点７ａ、７ｂのいずれか１つでもＯＦＦ状態になると、励磁が切れる。したがって、図示していないが、例えば、エレベータのモータブレーキ電源を遮断する回路にリレーコイル８のリレー接点を挿入することにより、マイコン２ａ、２ｂからの出力に基づいてモータにブレーキをかけることが可能となる。

さらに、マイコン２ａの指令出力端は、フォトカプラ５ａの入力側に接続されるとともに、許可指令強制設定部に相当するジャンパ１０ａの一端にも接続されている。このジャンパ１０ａの他端は、グランドレベルに接続されており、ジャンパ１０ａを短絡状態とすることにより、マイコン２ａの指令出力端及びフォトカプラ５ａの入力側は、強制的にグランドレベルと接続された状態となり、その結果としてリレーコイル６ａを常時ＯＮ状態とすることができる。すなわち、ジャンパ１０ａを短絡状態とすることにより、マイコン２ａからの判断結果に基づく指令出力に依存せずに、指令出力端からハードウェア的に制御動作許可指令が常時出力されている状態を強制的に設定でき、その結果、リレーコイル６ａは常時ＯＮ状態を保つこととなる。

同様に、マイコン２ｂの指令出力端は、フォトカプラ５ｂの入力側に接続されるとともに、許可指令強制設定部に相当するジャンパ１０ｂの一端にも接続されている。このジャンパ１０ｂの他端は、グランドレベルに接続されており、ジャンパ１０ｂを短絡状態とすることにより、マイコン２ｂの指令出力端及びフォトカプラ５ｂの入力側は、強制的にグランドレベルと接続された状態となり、その結果としてリレーコイル６ｂを常時ＯＮ状態とすることができる。すなわち、ジャンパ１０ｂを短絡状態とすることにより、マイコン２ｂからの判断結果に基づく指令出力に依存せずに、指令出力端からハードウェア的に制御動作許可指令が常時出力されている状態を強制的に設定でき、その結果、リレーコイル６ｂは常時ＯＮ状態を保つこととなる。

さらに、許可指令強制設定部の設定状態を読み取るために、ジャンパ１０ａ及びジャンパ１０ｂの短絡状態を示す接点信号が、ともにそれぞれのマイコン２ａ、２ｂに接続されている。マイコン２ａ、２ｂは、この接点信号の状態を読み取ることにより、ジャンパ１０ａ及びジャンパ１０ｂが短絡状態であるか否かを判断することができる。

ここで、ｂ制御系に何らかの異常が発生したことを仮定する。ｂ制御系の異常としては、例えば、マイコン２ｂの故障、入力ユニット１ｂの故障、あるいはエンコーダ等の検出器の故障などが考えられる。このようにｂ制御系に何らかの異常が発生したときは、両系統の入力信号及び両系統の演算結果の比較判断がそれぞれのマイコン２ａ、２ｂで行われることにより、少なくともマイコン２ａ、２ｂのいずれかによって異常状態が検出される。

２重系による検出により、何らかの異常が検出されると、リレーコイル６ａ、６ｂがともにＯＮ状態となることはなく、その結果、リレーコイル８もＯＦＦ状態となり、エレベータは、通常の走行動作ができない状態となる。ｂ制御系の異常を復旧させるためには、異常原因を解析することにより故障した部品あるいは基板を特定し、交換することが必要となる。

しかし、かご内に乗客が閉じこめられている場合等は、まず第１に乗客を早急に救出することが要求される。このような状況において、故障した部品あるいは基板等の交換をせずに、エレベータの保守運転を迅速に行うために、ジャンパ１０ａ、１０ｂを活用できる。保守員は、ｂ制御系が異常であることはわかったものの、その原因を特定できない状況においては、ジャンパ１０ｂを短絡状態とすることのみによって、ａ制御系だけを使用した単独制御系による運転に切り換えることができる。

ａ制御系のマイコン２ａは、ジャンパ１０ｂが短絡状態となったことを読み取ると、ｂ制御系に何らかの異常が発生し、保守員によりジャンパ１０ｂが短絡状態に設定されたと判断し、通常の多重系による制御からａ制御系のみの単独制御に切り換える。すなわち、ａ制御系におけるマイコン２ａは、ａ制御系用のエンコーダ等の検出器からの信号を、入力ユニット１ａを介して読み取り、ａ制御系のみの単独制御を行うこととなる。

さらに、ａ制御系は、エレベータ駆動制御部であるエレベータ制御ＣＰＵ１１に対して、通常走行時よりも遅い速度での昇降動作を行うための昇降速度低速設定指令を出力することができる。これにより、ａ制御系による単独制御に切り換えた場合には、通常走行時よりも遅い速度でかごを走行させることが可能となり、かご内に閉じこめられた乗客を救出することが可能となる。

次に、図２を用いて、実施の形態１におけるエレベータ制御装置の動作を詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係るエレベータ制御装置における制御系の正常状態判断及び短絡状態判断を行う処理を示したフローチャートである。ステップ番号の添字ａ、ｂは、それぞれａ制御系、ｂ制御系を表すものであり、基本的な処理は、両系統で同一である。そこで、ａ制御系において制御系の正常状態及び短絡状態を判断する場合を中心に説明する。

ａ制御系のマイコン２ａは、入力ユニット１ａを介して、エレベータの調速器の軸に取り付けられたエンコーダからの入力信号ＩＮａを取り込む。これとともに、ａ制御系のマイコン２ａは、入力ユニット１ｂを介して、エレベータの調速器の軸に取り付けられた別のエンコーダからの入力信号ＩＮｂもさらに取り込む。また、ａ制御系のマイコン２ａは、ジャンパ１０ａ、１０ｂの接点信号の状態も取り込む（Ｓ２０１ａ）。

マイコン２ａは、取り込んだジャンパ１０ａ、１０ｂの接点信号の状態から、ジャンパ１０ｂのみが短絡状態であるかを判断する（Ｓ２０２ａ）。ジャンパ１０ｂのみが短絡状態となっているときは、マイコン２ａは、ａ制御系による単独制御を行うものと判断し、入力信号ＩＮａに基づくカウント値を採用し、位置データ、速度データの演算処理を行う（Ｓ２０３ａ）。そして、マイコン２ａは、エレベータがａ制御系による単独制御に基づいて走行できるように制御動作許可指令をフォトカプラ５ａに出力し（Ｓ２１０ａ）、その後、次の演算周期へと移行する。

なお、図２のフローチャートには図示していないが、マイコン２ａは、ａ制御系による単独制御を行った場合には、制御動作許可指令を出力するとともに、エレベータ駆動制御部であるエレベータ制御ＣＰＵ１１に対して、通常走行時よりも遅い速度での昇降動作を行うための昇降速度低速設定指令を出力することができる。これにより、エレベータ制御ＣＰＵ１１は、ａ制御系による単独制御の際の昇降速度を、通常走行時よりも遅い速度に切り換えて昇降動作を行うことが可能となる。

一方、マイコン２ａは、ジャンパ１０ｂが短絡状態となっていないと判断したときは（Ｓ２０２ａ）、ａ制御系とｂ制御系による２重系の制御を行うものと判断し、イベントカウンタレジスタにより、それぞれの入力信号ＩＮａ、ＩＮｂのパルス数のカウント処理を行う（Ｓ２０４ａ）。さらに、マイコン２ａは、外部クロック発生手段３からのクロック信号に同期して、一定の演算周期でそのイベントカウンタレジスタのカウント値を読み出す。

マイコン２ａは、イベントカウンタレジスタから読み出した入力信号ＩＮａ、ＩＮｂに関するそれぞれのカウント値を照合する。具体的には、マイコン２ａは、両カウント値の差分を求め、差分値があらかじめ決められた入力信号許容誤差範囲内であるかを判断する（Ｓ２０５ａ）。

差分値が入力信号許容誤差範囲内であれば、マイコン２ａは、入力信号ＩＮａに基づくカウント値をマスタとして採用し、位置データ、速度データの演算処理を行う（Ｓ２０６ａ）。ここで、入力信号ＩＮａ、ＩＮｂに関するカウント値のどちらをマスタとして採用するかは、処理判断のルールとして、全てのマイコンに対してあらかじめ共通に定めておくものである。

本実施の形態１においては、入力信号ＩＮａに関するカウント値をマスタとするルールがあらかじめ定められていたことに相当する。さらにｂ制御系においても、ａ制御系と同様の処理が実行される。すなわち、差分値が入力信号許容誤差範囲内であれば（Ｓ２０５ｂ）、マイコン２ｂも、入力信号ＩＮａに基づくカウント値をマスタとして採用し、位置データ、速度データの演算処理を行うこととなる（Ｓ２０６ｂ）。

さらに、マイコン２ａは、算出した演算結果を共有メモリ４に書き込む（Ｓ２０７ａ）。同様に、マイコン２ｂも、算出した演算結果を共有メモリ４に書き込む（Ｓ２０７ｂ）。次に、マイコン２ａは、マイコン２ｂによって書き込まれたｂ制御系の演算結果を共有メモリ４から読み込む（Ｓ２０８ａ）。

マイコン２ａは、自己が算出したａ制御系の演算結果と、ｂ制御系によって算出された演算結果とを照合する。具体的には、マイコン２ａは、両演算結果の差分を求め、差分値があらかじめ決められた演算結果許容誤差範囲内であるかを判断する（Ｓ２０９ａ）。

差分値が演算結果許容誤差範囲内であれば、マイコン２ａは、ａ制御系とｂ制御系とがともに正常状態である、すなわち制御系が正常状態であると判断する。そして、マイコン２ａは、エレベータが通常走行できるように制御動作許可指令をフォトカプラ５ａに出力し（Ｓ２１０ａ）、その後、次の演算周期へと移行する。これにより、リレーコイル６ａは励磁され、リレー接点７ａはＯＮ状態となる。制御系が正常状態と判断される状態が続く限り、リレー接点７ａはＯＮ状態が保たれることとなる。

一方、マイコン２ａは、入力信号の差分値が入力信号許容誤差範囲外であると判断した場合（Ｓ２０５ａ）、または演算結果の差分値が演算結果許容誤差範囲外であると判断した場合（Ｓ２０９ａ）には、制御系が正常状態でないと判断する。さらに、マイコン２ａは、エレベータを停止させるために制御動作停止指令をフォトカプラ５ａに出力する（Ｓ２１１ａ）。これにより、リレーコイル６ａは励磁されなくなり、リレー接点７ａはＯＦＦ状態となる。

同様にして、マイコン２ｂがフォトカプラ５ｂに制御動作停止指令を出力すると（Ｓ２１１ｂ）、リレーコイル６ｂは励磁されなくなり、リレー接点７ｂはＯＦＦ状態となる。リレー接点７ａまたはリレー接点７ｂのどれか１つでもＯＦＦ状態となることにより、リレーコイル８は励磁されなくなる。これにより、マイコン２ａまたはマイコン２ｂからの制御動作停止指令の出力に連動して、エレベータのモータブレーキ電源が遮断されることとなる。

実施の形態１によれば、複数のマイコンのそれぞれは、制御系の正常状態を個別に判断でき、容易に多重冗長構造を構成することができる。複数のマイコンのそれぞれは、入力信号の照合結果が入力信号許容誤差範囲外であるか、または演算処理の照合結果が演算結果許容誤差範囲外であるかを判断する。そして、複数のマイコンのそれぞれは、それらの判断結果に基づいて制御動作停止指令を出力することにより、エレベータのモータブレーキを遮断して、エレベータを停止させることができる。

さらに、本実施の形態１に係るエレベータ制御装置は、複数のマイコンに共通の外部クロックと共有メモリとを有する単純なハードウェア構成を取っており、高価なＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）のような専用ハードウェアを使う必要が無い。さらに、この構成により、連続してＯＮ／ＯＦＦするパルス列の入力信号に対しても、多重系による照合確認を容易に行うことができ、その上、演算結果に対しても多重系による照合確認を容易に行うことができる。この結果、安価でかつ高い信頼性を有するエレベータ制御装置を得ることができる。

さらに、本実施の形態１に係るエレベータ制御装置は、許可指令強制設定部としてのジャンパを有している。多重系のいずれかの制御系に何らかの異常が発生した場合には、異常が発生した制御系に対応するジャンパを保守員が短絡状態とすることにより、異常が発生していない制御系による単独制御に切り換えることができる。これにより、ある系統に異常が発生した場合にも、その制御系で使用されている部品あるいは基板を正常品に交換することなく、正常な制御系に切り換えて容易に保守運転を行うことができる。

さらに、単独制御時には、通常走行時よりも遅い速度に切り換えて昇降動作を行うことが可能となる。遅い速度ではあるが、単独制御によるエレベータの昇降動作を行うことができ、かご内に乗客が閉じこめられた場合にも、迅速な救出対応が可能となる。さらに、通常走行時よりも遅い速度でしか昇降動作できないことにより、昇降速度の状態から単独制御中であることが容易に判断でき、保守員によるジャンパの解除忘れを防止することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、制御系の正常状態の判断をより厳格に行う構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態２に係るエレベータ制御装置の制御系の冗長構造を示す図である。図１と比較すると、複数のマイコンからの指令出力を統括する出力ユニット１２と、リレーコイルの動作状態をマイコンにフィードバックするフィードバックリレー接点１３ａ、１３ｂとをさらに備えている点が異なっている。

マイコン２ａの指令出力端は、出力ユニット１２のａ制御系に対応する入力端に接続されるとともに、許可指令強制設定部に相当するジャンパ１０ａの一端にも接続されている。このジャンパ１０ａの他端は、グランドレベルに接続されており、ジャンパ１０ａを短絡状態とすることにより、マイコン２ａの指令出力端及び出力ユニット１２のａ制御系に対応する入力端は、強制的にグランドレベルと接続された状態となる。この結果、出力ユニット１２は、マイコン２ａからの指令出力に依存せずに、ａ制御系に関しては、ハードウェア的に制御動作許可指令に強制的に設定された信号を常時受信することとなる。

同様に、マイコン２ｂの指令出力端は、出力ユニット１２のｂ制御系に対応する入力端に接続されるとともに、許可指令強制設定部に相当するジャンパ１０ｂの一端にも接続されている。このジャンパ１０ｂの他端は、グランドレベルに接続されており、ジャンパ１０ｂを短絡状態とすることにより、マイコン２ｂの指令出力端及び出力ユニット１２のｂ制御系に対応する入力端は、強制的にグランドレベルと接続された状態となる。この結果、出力ユニット１２は、マイコン２ｂからの指令出力に依存せずに、ｂ制御系に関しては、ハードウェア的に制御動作許可指令に強制的に設定された信号を常時受信することとなる。

出力ユニット１２は、上述のように、ジャンパ１０ａの設定状態に依存したマイコン２ａの指令出力端からの入力信号、及びジャンパ１０ｂの設定状態に依存したマイコン２ｂの指令出力端からの入力信号を取り込む。そして、出力ユニット１２は、両入力信号の状態に基づいて、フォトカプラ５ａ、５ｂに対して同一の統括指令を出力する。

また、フィードバックリレー接点１３ａ、１３ｂは、リレーコイル６ａ、６ｂの励磁によりＯＮ状態となるリレー接点７ａ、７ｂとは逆の論理で、リレーコイル６ａ、６ｂの励磁によりＯＦＦ状態となるものである。このようなフィードバックリレー接点１３ａ、１３ｂの状態がそれぞれのマイコン２ａ、２ｂに読み込まれる。ここで、リレーコイル６ａ、６ｂ、リレー接点７ａ、７ｂ及びフィードバックリレー接点１３ａ、１３ｂはリレー回路部に相当する。

出力ユニット１２及びフィードバックリレー接点１３ａ、１３ｂの詳細について、図４のフローチャートをもとに説明する。図４は、本発明の実施の形態２に係るエレベータ制御装置における制御系の正常状態判断及び短絡状態判断を行う処理を示したフローチャートである。ステップ番号の添字ａ、ｂは、それぞれａ制御系、ｂ制御系を表すものであり、基本的な処理は両系統で同一である。そこで、ａ制御系において制御系の正常状態及び短絡状態を判断する場合を中心に説明する。

マイコン２ａ、２ｂが制御動作許可指令または制御動作停止指令を出力するまでの処理は、図２のフローチャートと全く同一である。そこで、図２において図４に用いられる部分を「Ａ部」、「Ｂ部」と記載するとともに、図４において図２と同一の処理を行う部分を「Ａ部」、「Ｂ部」と記載して詳細を省略している。マイコン２ａ、２ｂからの指令出力に基づくそれ以降の処理について、図４を用いて以下に説明する。

出力ユニット１２は、ジャンパ１０ａの設定状態に依存したマイコン２ａの指令出力端からの入力信号、及びジャンパ１０ｂの設定状態に依存したマイコン２ｂの指令出力端からの入力信号を取り込む。（Ｓ４０１）。

ここで、出力ユニット１２は、ジャンパ１０ａが短絡状態のときは、マイコン２ａからの指令出力が制御動作許可指令あるいは制御動作停止指令のいずれであるかにかかわらず、ハードウェア的に制御動作許可指令に強制的に設定された信号を入力信号として読み取ることとなる。同様に、出力ユニット１２は、ジャンパ１０ｂが短絡状態のときは、マイコン２ｂからの指令出力が制御動作許可指令あるいは制御動作停止指令のいずれであるかにかかわらず、ハードウェア的に制御動作許可指令に強制的に設定された信号を入力信号として読み取ることとなる。

次に、出力ユニット１２は、両入力信号の論理が同一であるかを比較する（Ｓ４０２）。すなわち、出力ユニット１２は、入力信号が制御動作許可指令に相当する場合の論理を１、制御動作停止指令に相当する場合の論理を０としたときに、両入力信号の論理が一致するか否かを判断することとなる。両入力信号の論理が一致している場合には、出力ユニット１２は、一致した入力信号に相当する指令を統括指令出力としてフォトカプラ５ａ、５ｂに出力する（Ｓ４０３）。

一方、両入力信号の論理が一致していない場合（Ｓ４０２）には、出力ユニット１２は、停止指令出力を統括指令出力としてフォトカプラ５ａ、５ｂに出力する（Ｓ４０４）。すなわち、出力ユニット１２は、入力信号の少なくとも１つが制御動作停止指令に相当するものであれば、フォトカプラ５ａ、５ｂに制御動作停止統括指令を出力することとなる。さらに、出力ユニット１２は、入力信号の両方が制御動作許可指令に相当するものであったときのみ、フォトカプラ５ａ、５ｂに制御動作許可統括指令を出力することとなる。

出力ユニット１２から出力される制御動作許可統括指令または制御動作停止統括指令に基づいて、リレーコイル６ａ、６ｂが動作する（Ｓ４０５）。すなわち、出力ユニット１２から制御動作許可統括指令が出力されると、リレーコイル６ａ、６ｂは励磁される状態となり、制御動作停止統括指令が出力されると、リレーコイル６ａ、６ｂは励磁されない状態となる。

リレー接点７ａ、７ｂは、実施の形態１において説明したように、リレーコイル６ａ、６ｂのそれぞれが励磁されることによりＯＮ状態となる接点である。本実施の形態２におけるフィードバックリレー接点１３ａ、１３ｂは、リレー接点７ａ、７ｂとは逆に、リレーコイル６ａ、６ｂのそれぞれが励磁されることによりＯＦＦ状態となる接点である。

マイコン２ａは、リレーコイル６ａのＯＮ／ＯＦＦ状態を、フィードバックリレー接点１３ａの状態を取り込むとともに、ジャンパ１０ａ、１０ｂの設定状態を取り込む（Ｓ４０６ａ）。次に、マイコン２ａは、取り込んだジャンパ１０ａ、１０ｂの設定状態から、ジャンパ１０ｂのみが短絡状態であるかを判断する（Ｓ４０７ａ）。

ジャンパ１０ｂのみが短絡状態となっているときは、マイコン２ａは、ａ制御系だけを使用した単独制御系による運転を行うものと判断し、エレベータ制御ＣＰＵ１１に対して、通常走行時よりも遅い速度での昇降動作を行うための昇降速度低速設定指令を出力し（Ｓ４０８ａ）、次のステップ番号Ｓ４０９ａに進む。一方、マイコン２ａは、ジャンパ１０ｂが短絡状態となっていないと判断したときは（Ｓ４０７ａ）、通常の多重系による運転を行うものと判断し、昇降速度低速設定指令を出力することなく、直ちにステップ番号Ｓ４０９ａに進む。

次に、マイコン２ａは、読み込んだフィードバックリレー接点１３ａの状態と、出力ユニット１２に対して出力した指令の状態とが一致するかを比較する（Ｓ４０９ａ）。

マイコン２ａは、両状態が一致すると判断した場合（Ｓ４０９ａ）には、制御系の正常状態が確保されていると判断し、その後、次の演算周期へと移行する。一方、マイコン２ａは、両状態が一致しないと判断した場合（Ｓ４０９ａ）には、制御系の正常状態が確保されていないと判断する。そして、マイコン２ａは、かごを停止させるために、エレベータ制御ＣＰＵ１１にブレーキをかけるように異常信号を送信する（Ｓ４１０ａ）。

上述のステップ番号Ｓ４０９ａにおいて、マイコン２ａは、ジャンパ１０ｂが短絡状態であるか否かを区別せずに、フィードバックリレー接点１３ａの状態と、出力ユニット１２に対して出力した指令の状態とが一致するかを判断している。これは、ジャンパ１０ｂが短絡状態でないときは、２重系がともに正常な状態で、２重系の制御結果に基づくフィードバックリレー接点１３ａの動作確認を行っている場合に相当する。また、ジャンパ１０ｂが短絡状態であるときは、自系統のみによる単独制御を行っている状態で、単独制御の結果に基づくフィードバックリレー接点１３ａの動作確認を行っている場合に相当する。

なお、図４のフローチャートを用いた上述の実施の形態２の説明では、ステップ番号Ｓ４０９ａにおいて不一致判断がなされた際に、マイコン２ａは、直ちにエレベータ制御ＣＰＵ１１に異常信号を出力する場合を説明した。しかし、直ちに異常信号を出力する前に、マイコン２ａは、出力ユニット１２に対して制御動作停止指令を出力することも考えられる。すなわち、マイコン２ａからの制御動作停止指令に基づいて、エレベータのモータブレーキ電源を遮断できるリレーコイル８の励磁を切ることにより、エレベータを停止させることを試みる。

この際、マイコン２ａは、制御動作停止指令の出力とともに、フィードバックリレー接点１３ａの信号を読み取る。次に、マイコン２ａは、制御動作停止指令の出力に対応してフィードバックリレー接点１３ａの信号が正しくＯＮ状態として検知されたかを判断する。そして、マイコン２ａは、フィードバックリレー接点１３ａの信号がＯＦＦ状態、すなわち誤動作をしていると判断した場合には、先のステップ番号Ｓ４１０ａと同様に、かごを停止させるために、エレベータ制御ＣＰＵ１１に対してブレーキをかけるように信号を出力する。

実施の形態２によれば、出力ユニット及びフィードバックリレー接点を活用することにより、複数のマイコンからの制御指令の整合性をより厳格にチェックできる。さらに、ハードウェア構成は、汎用のデバイス等で十分に実現できるものであり、コスト的にも安価である。

さらに、他系統のジャンパが短絡状態である場合には、多重系と同様の回路構成で、自系統による単独制御に切り換えることができるとともに、自系統のみによる単独制御時における自系統のマイコンからの制御指令の整合性をより厳格にチェックできる。この結果、安価でかつ高い信頼性を有するエレベータ制御装置を得ることができる。

なお、マイコン２ａは、かごが停止しているときに限り、フィードバックリレー接点１３ａの動作確認を行うことができる。かごが停止している状態のときには、エレベータのモータブレーキ電源を遮断できるリレーコイル８のＯＮ／ＯＦＦ動作を行っても運転に支障がない。そこで、マイコン２ａは、動作確認用のダミー信号として制御動作許可指令または制御動作停止指令を出力し、その出力に対応する状態をフィードバックリレー接点１３ａから読み取ることにより、フィードバックリレー接点１３ａの動作確認を行うことができる。

また、本実施の形態２では、実施の形態１に対して出力ユニットとフィードバックリレー接点とを追加した構成を説明したが、実施の形態１に対して出力ユニットだけ、あるいはフィードバックリレー接点だけを追加した構成を取ることもできる。

また、実施の形態１、２では、エンコーダからのパルス列入力信号を許容誤差に基づいて照合する場合を説明したが、単にＯＮ／ＯＦＦ状態を検出する入力信号の一致／不一致を照合することも可能である。

また、図１及び図２において、リレーコイル６ａ、６ｂ、リレー接点７ａ、７ｂ、及びフィードバックリレー接点１３ａ、１３ｂとしては、セーフティリレーユニットを用いることができる。セーフティリレーユニットは、異常発生時に電源を確実に遮断するように動作するとともに、異常原因が取り除かれない限りは元の状態に復帰しない機能を有しているものである。これにより、より信頼性の高いエレベータ制御装置を実現できる。

また、実施の形態１、２では、２重系においていずれかの制御系に異常が発生した際に、正常な制御系による単独制御を行う場合について説明したが、本発明のエレベータ制御装置はこのような形態に限定されない。例えば、３重系においていずれかの制御系に異常が発生した際には、異常が発生した制御系のみ許可指令強制設定部を短絡状態とすることにより、残りの２つの制御系による多重系の制御を実行できる。

本発明の実施の形態１に係るエレベータ制御装置の制御系の冗長構造を示す図である。本発明の実施の形態１に係るエレベータ制御装置における制御系の正常状態判断及び短絡状態判断を行う処理を示したフローチャートである。本発明の実施の形態２に係るエレベータ制御装置の制御系の冗長構造を示す図である。本発明の実施の形態２に係るエレベータ制御装置における制御系の正常状態判断及び短絡状態判断を行う処理を示したフローチャートである。

符号の説明

１ａ、１ｂ入力ユニット、２ａ、２ｂマイコン（演算処理装置）、３外部クロック発生手段、４共有メモリ、５ａ、５ｂフォトカプラ、６ａ、６ｂリレーコイル（リレー回路部）、７ａ、７ｂリレー接点（リレー回路部）、１０ａ、１０ｂジャンパ（許可指令強制設定部）、１１エレベータ制御ＣＰＵ（エレベータ駆動制御部）、１２出力ユニット、１３ａ、１３ｂフィードバックリレー接点（リレー回路部）。

Claims

演算処理装置を個別に有する２系統以上の制御系と、
前記各制御系の演算処理装置間で相互に読み書きが可能な共有メモリと
を備え、
前記各制御系の演算処理装置は、エレベータ制御に使用するパルス列信号を入力信号として取り込む際に、自系統の検出手段を用いて検出したパルス列信号と、他系統の検出手段を用いて検出したパルス列信号とをともに入力信号として取り込み、両入力信号のパルス数をカウントした結果の差分があらかじめ決められた入力信号許容誤差範囲内のときは、あらかじめ決められた制御系の検出手段からの入力信号を用いてエレベータ制御に必要な演算処理を実行して演算結果を前記共有メモリに書き込み、さらに前記共有メモリから他系統の演算結果を読み込み自系統の演算結果との差分を求め、両演算結果の差分があらかじめ決められた演算結果許容誤差範囲内のときは、全制御系が正常状態であると判断してエレベータの制御動作を許可する制御動作許可指令を出力し、前記両入力信号の差分が前記入力信号許容誤差範囲外のとき、または前記両演算結果の差分が前記演算結果許容誤差範囲外のときには、いずれかの制御系が異常状態であると判断してエレベータの制御動作を停止させる制御動作停止指令を出力するエレベータ制御装置であって、
前記各制御系の演算処理装置の指令出力端を制御動作許可指令が常時出力されている状態に強制的に設定可能な許可指令強制設定部をそれぞれさらに備え、
前記各制御系の演算処理装置は、他系統の許可指令強制設定部から設定状態を読み取り、前記他系統の許可指令強制設定部が制御動作許可指令を常時出力している状態のときは、自系統の検出手段からの入力信号を用いてエレベータ制御に必要な演算処理を実行し、自系統は正常状態であると判断してエレベータの制御動作を許可する制御動作許可指令を出力する
エレベータ制御装置。
請求項１に記載のエレベータ制御装置において、
前記各制御系の演算処理装置は、他系統の許可指令強制設定部から設定状態を読み取り、前記他系統の許可指令強制設定部が制御動作許可指令を常時出力している状態のときは、エレベータの速度制御を行うエレベータ駆動制御部に対して通常走行時よりも遅い速度での昇降動作を行うための昇降速度低速設定指令を出力する
エレベータ制御装置。
請求項１または２に記載のエレベータ制御装置において、
前記各制御系の演算処理装置の指令出力端の信号を読み込み、全ての制御系の演算処理装置の指令出力端から制御動作許可指令の信号を読み込んだときは制御動作許可統括指令を出力し、少なくともいずれか１台の制御系の演算処理装置の指令出力端から制御動作停止指令の信号を読み込んだときは制御動作停止統括指令を出力する出力ユニットをさらに備えた
エレベータ制御装置。
請求項１または２に記載のエレベータ制御装置において、
前記各制御系の演算制御装置は、前記制御動作許可指令または前記制御動作停止指令に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作を行うリレー回路部の接点信号を読み込み、前記リレー回路部に対して出力した前記制御動作許可指令または前記制御動作停止指令と、前記接点信号のＯＮ／ＯＦＦ状態とを比較することにより前記リレー回路部の動作が正常であるか否かを確認する
エレベータ制御装置。
請求項３に記載のエレベータ制御装置において、
前記各制御系の演算制御装置は、前記出力ユニットが出力する前記制御動作許可統括指令または前記制御動作停止統括指令に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作を行うリレー回路部の接点信号を読み込み、前記出力ユニットに対して出力した前記制御動作許可指令または前記制御動作停止指令と、前記接点信号のＯＮ／ＯＦＦ状態とを比較することにより前記リレー回路部の動作が正常であるか否かを確認する
エレベータ制御装置。