JP2010095342A - Elevator safety system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレベータ装置で使用されるエレベータ安全システムに関し、特に電子部品を使用するエレベータ安全システムに関するものである。 The present invention relates to an elevator safety system used in an elevator apparatus, and more particularly to an elevator safety system using electronic components.
従来のエレベータ安全システムは、スイッチおよびセンサを直接接続する安全回路を構成することによって実現していた。しかし、これら安全回路を構成するスイッチおよびセンサは、個々に制御板に接続されるため、その配線が膨大なものになっていた。 Conventional elevator safety systems have been realized by constructing a safety circuit that connects switches and sensors directly. However, since the switches and sensors constituting these safety circuits are individually connected to the control board, the wiring is enormous.
下記特許文献1には、スイッチやセンサはバスノードに接続され、バスノードは安全バスを介して安全コントローラに接続されることで、配線を低減する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載のエレベータ安全システムにおいては、安全バスを冗長化しているため、配線の低減が不十分であるという問題があった。また、安全バスを介したデータの伝送方法やバスノードおよび安全コントローラについても、信頼性を確保するための方策が不十分であり、安全装置に関係する信号を伝送するためのシステムとしては、信頼性に欠けるという問題もあった。
However, the elevator safety system described in
そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、配線の低減を実現しつつ、信頼性を確保したエレベータ安全システムを得ることを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain an elevator safety system that ensures reliability while realizing a reduction in wiring.
本発明のエレベータ安全システムは、少なくとも一つのセンサまたはスイッチと接続され、誤り検出符号を用いて前記センサまたはスイッチの状態から符号冗長化したメッセージを生成する少なくとも一つの入出力ノードと、前記入出力ノードと接続され、前記メッセージを伝送する単一の伝送路と、前記伝送路、エレベータの巻上機およびブレーキと接続される安全制動ユニットと、を備え、前記入出力ノードおよび前記安全制動ユニットは、前記伝送路を介して前記メッセージを通信する下位層通信手段と、符号冗長化した前記メッセージを生成して前記下位層通信手段に転送し、前記下位層通信手段から受け取った前記メッセージから通信誤りを検出する上位層通信手段と、を有し、前記安全制動ユニットは、前記入出力ノードから送信された前記メッセージを処理し、危険な状態があることを判断すると、前記巻上機およびブレーキを制動する。 The elevator safety system of the present invention is connected to at least one sensor or switch, and uses at least one input / output node to generate a code redundant message from the state of the sensor or switch using an error detection code, and the input / output A single transmission path connected to a node and transmitting the message; and a safety braking unit connected to the transmission path, an elevator hoist and a brake, the input / output node and the safety braking unit comprising: A lower layer communication means for communicating the message via the transmission line, and generating a code-redundant message and transferring it to the lower layer communication means, and a communication error from the message received from the lower layer communication means. An upper layer communication means for detecting the safety braking unit, wherein the safety braking unit is sent from the input / output node. Has been processed the message, it is determined that there is a dangerous condition, for braking the hoisting machine and the brake.
本発明のエレベータ安全システムによれば、符号冗長化したメッセージを単一の伝送路で伝送することで、信頼性を確保しつつ、配線の低減を実現することができる。 According to the elevator safety system of the present invention, it is possible to reduce wiring while ensuring reliability by transmitting a code-redundant message through a single transmission line.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1におけるエレベータ安全システムの構成を示した図である。エレベータ安全システムは、安全制動ユニット1、複数の入出力ノード2、安全ネットワーク3、エレベータの非常制動に関連する種々のセンサ5、スイッチ4またはその他入出力装置(図示せず)、巻上機6、ブレーキ7、を備える。
<
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an elevator safety system according to
はじめに、上述した各構成の接続関係について説明する。安全制動ユニット1は、一方は安全ネットワーク3(伝送路)を介して入出力ノード2に接続され、他方はエレベータかごの巻上機6およびブレーキ7に接続される。入出力ノード2は、一方はインターフェースを介してエレベータの非常制動に関連する種々のセンサ5、スイッチ4またはその他の入力装置と接続され、他方は安全ネットワーク3を介して安全制動ユニット1に接続される。
First, the connection relationship of each configuration described above will be described. One of the
例えば、エレベータかごに設置される入出力ノード2には、非常止めスイッチ4−1、ゲートスイッチ4−2、ドアゾーンセンサ5−1、リレベル(床合わせ)ゾーンセンサ5−2、終点スイッチ4−3などが接続される。また、昇降路上部に設置される入出力ノード2には、ファイナルリミットスイッチ4−4などが接続され、昇降路下部に設置される入出力ノード2にも、同様にファイナルリミットスイッチ4−4などが接続される。また、乗り場に設置される入出力ノード2には、ドアスイッチ4−5や保守用の手動運転スイッチ4−6などが接続される。ただし、これらの接続方法は、エレベータシステムによって変更されうる。
For example, the input /
次に、各構成の動作について説明する。入出力ノード2は、センサ5やスイッチ4の入力信号の状態から図2に示すような冗長符号化したメッセージ10(後述)を生成し、安全ネットワーク3を介して安全制動ユニット1へ送信する。安全制動ユニット1は、受信したメッセージ10に基づいて、エレベータが特定の危機状態にあると判断した場合に、巻上機6および/またはブレーキ7の電源供給を遮断することで、エレベータを非常制動させる。
Next, the operation of each component will be described. The input /
例えば、安全制動ユニット1は、ファイナルリミットスイッチ4−4など従来の安全回路に接続されていたスイッチ4やセンサ5の情報を入出力ノード2から受信し、一つでもそれらスイッチ4が切れているなら危険状態であると判断し、即座に巻上機6および/またはブレーキ7の電源供給を遮断してエレベータを非常制動させる。
For example, the
また、安全制動ユニット1は、ドアゾーンセンサ5−1、リレベルゾーンセンサ5−2、ゲートスイッチ4−2およびドアスイッチ4−5の情報を入出力ノード2から受信し、かごが床合わせ動作中にドアが開いたまま所定のゾーンを外れたことを検出すると、そのままでは乗員を挟み込むおそれがあるため危険状態にあると判断し、即座に巻上機6および/またはブレーキ7の電源供給を遮断してエレベータを非常制動させる。
In addition, the
次に、安全ネットワーク3上を伝送されるメッセージ10について説明する。図1に示すように、本発明の安全ネットワーク3は、単一の伝送路によって構成される。図1の例では、バス状にネットワークを構成した場合を示している。安全ネットワーク3上を伝送されるメッセージ10は誤り検出符号によって符号化される。本実施の形態では、誤り検出符号として例えばCRC(Cyclic Redundancy Code:巡回冗長符号)を用いる。
Next, the
図2は、安全ネットワーク3上を伝送されるメッセージ10の構成例を示した図である。入出力ノード2は、接続されているセンサ5やスイッチ4の入力信号の状態をビット列でデータ化する。このデータ13に送信者アドレス11および受信者アドレス12を含むヘッダ16、メッセージ10の更新を示すランニング番号14を付加し、これらをCRC15で符号化してメッセージ10を作成し、安全制動ユニット1に送信する。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the
図3は、安全制動ユニット1がメッセージ10を受信するときの処理を示したフローチャートである。はじめに安全制動ユニット1は、入出力ノード2からメッセージ10を受信したか確認する(ステップS1)。メッセージ10を受信した場合、メッセージ10に対してCRC15の検査によって誤りを検出する(ステップS2)。また、ヘッダ16から送信者アドレス11および受信者アドレス12が正しいか確認する(ステップS3)。さらに、ランニング番号14によって、正しく更新されたメッセージ10であることを確認する(ステップS4)。
FIG. 3 is a flowchart showing processing when the
ステップS1〜S4までのチェックにおいて、有効なメッセージ10を受信していないと判断した場合、誤りが検出されたメッセージ10は無効と判断して破棄する(ステップS8)。また、メッセージ10の受信間隔を監視し(ステップS9)、一定時間内に有効なメッセージ10を受信できない場合(ステップS1、S8)は、通信が確立されていないものとみなし、安全状態が確認できないため、安全制動ユニット1は巻上機6および/またはブレーキ7の電源供給を遮断することで、エレベータを非常制動させる(ステップS10)。
If it is determined in step S1 to S4 that the
一方、ステップS1〜S4のチェックにおいて有効なメッセージ10を受信したと判断した場合、受信間隔を監視するタイマをリセットし(ステップS5)、メッセージ10を有効としてデータ処理を行う(ステップS6)。次に、安全制動ユニット1は、入出力ノード2に接続された種々のセンサ5やスイッチ4の状態から、エレベータが危険状態にあるか判断し(ステップS7)、かごが危険状態にある(安全な状態ではない)と安全制動ユニット1が判断した場合、安全制動ユニット1は巻上機6および/またはブレーキ7の電源供給を遮断することで、エレベータを非常制動させる(ステップS10)。一方、かごが危険状態にない(安全な状態である)と安全制動ユニット1が判断した場合、ステップS1に戻り同様の処理を行う。
On the other hand, if it is determined in step S1 to S4 that the
例えば、昇降路の上部または下部に設置されているファイナルリミットスイッチ4−4が切れている場合、かごが昇降路の規定の長さを行き過ぎたことになり、安全制動ユニット1は、エレベータが危険状態にあると判断し(ステップS7)、巻上機6および/またはブレーキ7の電源供給を遮断することで、エレベータを非常制動させる(ステップS10)。
For example, if the final limit switch 4-4 installed at the upper part or the lower part of the hoistway is cut off, the car has exceeded the specified length of the hoistway, and the
以上より、本発明の実施の形態1におけるエレベータ安全システムによれば、符号冗長化したメッセージ10を単一の安全ネットワーク3で伝送することで、信頼性を確保しつつ、配線の低減を実現することができる。
As described above, according to the elevator safety system of the first embodiment of the present invention, the code
また、上述した効果に伴い、エネルギー消費量の削減、製品のライフサイクルにおける各段階での環境負荷の低減等の効果がある。また、配線の低減により、廃棄時の回収、運搬の容易性、製品の分解、分離の容易性等の効果がある。 In addition to the effects described above, there are effects such as reduction of energy consumption and reduction of environmental load at each stage in the product life cycle. In addition, the reduction of the wiring has effects such as collection at the time of disposal, ease of transportation, product decomposition, and ease of separation.
次に、安全制動ユニット1および入出力ノード2の構成について説明する。図4は、安全制動ユニット1の構成を示した図である。なお、入出力ノード2の構成は安全制動ユニット1と同じ構成で実現可能である。安全制動ユニット1および入出力ノード2は、CPU32、ROM33、RAM34といった主たる演算回路が多重化して構成されている(図4では二重化している)。さらにDPRAM35を介して、各々のCPU32間の通信を行ったり、演算結果を照合する。また、メモリ(ROM33およびRAM34、DPRAM35)や内部通信ライン38の検査といった診断機能(診断手段)を有する。
Next, the configuration of the
安全制動ユニット1および入出力ノード2は、上述した診断機能を用いて入出力および自身の回路の健全性の診断を行う。例えば、一定時間入力信号がON状態の入力に対して、出力回路37を経由して意図的に極短いOFFパルスを挿入する。このOFFパルスが検出できない場合、入力がONに固着していることを検出する。また、出力信号に関しては、入力回路36を経由して出力信号を自身に入力し(リードバック)、出力の指令と値が一致していることを確認する。不一致であれば出力故障を検出する。
The
以上より、本発明の実施の形態1におけるエレベータ安全システムによれば、診断機能を有し、自身の健全性を検査することが可能なため、上述した効果に加えさらに信頼性を確保することができる。
As mentioned above, according to the elevator safety system in
次に、安全制動ユニット1および入出力ノード2の通信機能について説明する。図5は、安全制動ユニット1および入出力ノード2の通信機能の階層を示した図である。安全制動ユニット1および入出力ノード2は、通信機能の上位層(上位層通信手段、以下、安全層21という)によって、センサ5またはスイッチ4の状態から冗長符号化したメッセージ10の生成を行い、通信機能の下位層22にメッセージ10を渡す。安全制動ユニット1および入出力ノード2は、下位層22(下位層通信手段)によってメッセージ10の送受信を行う。安全制動ユニット1および入出力ノード2は、前述の受信時の処理に示したように、メッセージ10から符号誤りの検出、送受信者の検査、および受信時間の監視を安全層21によって行う。このように、通信の高信頼化に関わる処理はすべて安全層21によって行われ、安全層21によって、通信に起因する全ての誤りが検査されるため、下位層22は通信誤り検出処理を行う必要がない。なお、安全層21は、前述の診断機能を有するハードウェア上で実行され、下位層22は任意の通信手段で実現可能である。
Next, communication functions of the
以上より、本発明の実施の形態1におけるエレベータ安全システムによれば、安全層21により通信に起因する全ての誤りを検査するため、上述した効果に加えさらに信頼性を確保することができる。また、安全層21および下位層22の負担を分散できると同時に、下位層22を実現するために汎用品の通信チップ31の流用も可能となるため、通信チップ31を伝送路媒体に対応するものにすることで、無線を含む任意の伝送路(安全ネットワーク3)において高信頼の通信が可能となる。
As mentioned above, according to the elevator safety system in
<実施の形態2>
本実施の形態におけるエレベータ安全システムは、実施の形態1に示した構成に、入出力ノード2に接続された位置センサおよび/または速度センサをさらに備えた構成である。位置センサおよび/または速度センサを備えることにより、安全制動ユニット1は、エレベータのかごの現在位置および速度を得ることができる。かごの現在位置および速度によってかごが過速度状態にあると安全制動ユニット1が判断すると、安全制動ユニット1は巻上機6および/またはブレーキ7の電源供給を遮断することで、エレベータを非常制動させる。
<
The elevator safety system according to the present embodiment has a configuration further including a position sensor and / or a speed sensor connected to input /
以上より本実施の形態のエレベータ安全システムによれば、かごが過速度状態に陥ることを防ぎ、かごが昇降路終端に衝突するのを防ぐことができ、また万が一、昇降路終端に衝突してもその衝撃を和らげることができる。 As described above, according to the elevator safety system of the present embodiment, the car can be prevented from falling into an overspeed state, and the car can be prevented from colliding with the hoistway end. Can alleviate the impact.
<実施の形態3>
本実施の形態におけるエレベータ安全システムは、実施の形態2と同様に入出力ノード2に接続された位置センサおよび/または速度センサをさらに備えた構成である。位置センサおよび/または速度センサを備えることにより、安全制動ユニット1は、エレベータのかごの現在位置および速度を得ることができる。かごの現在位置および速度によってかごが過大な減速度状態にあると安全制動ユニット1が判断すると、安全制動ユニット1は巻上機6および/またはブレーキ7の電源供給を操作することで、エレベータの非常制動による急停止を緩和させる。
<
The elevator safety system in the present embodiment has a configuration further including a position sensor and / or a speed sensor connected to the input /
以上より本実施の形態のエレベータ安全システムによれば、かごが過大な減速度状態に陥ることを防ぎ、エレベータの乗客や保守員に対するショックを和らげることができる。 As described above, according to the elevator safety system of the present embodiment, the car can be prevented from falling into an excessively decelerated state, and the shock to the elevator passengers and maintenance personnel can be reduced.
<実施の形態4>
本実施の形態におけるエレベータ安全システムは、安全制動ユニット1に各入出力ノード2へメッセージ10を送信することができる送信手段(図示せず)を備え、入出力ノード2に当該メッセージ10を受信することができる受信手段(図示せず)を備えた構成である。安全制動ユニット1は、入出力ノード2にメッセージ10を送信することで、入出力ノード2に接続されたスイッチ4に対して出力を指示することができる。その他の構成は実施の形態1から3のいずれかの構成と同様のため、説明を省略する。
<Embodiment 4>
The elevator safety system according to the present embodiment includes a transmission means (not shown) that can transmit a
メッセージ10の送受信方法は、前述の入出力ノード2から安全制動ユニット1へのメッセージ10の流れと同様である。安全制動ユニット1は、センサ5およびスイッチ4を操作する情報を符号冗長化した出力データを含むメッセージ10を生成し、メッセージ10を入出力ノード2へ送信する。入出力ノード2は、安全制動ユニット1から受信したメッセージ10から、各スイッチ4への出力データを得て、出力データに基づいてセンサ5およびスイッチ4を制御する。例えば、ドア開閉許可信号を受信し、ドア開が許可されている場合のみ入出力ノード2に接続されたドアスイッチ4−5を操作してドアのロックを解除する。
The method for transmitting and receiving the
以上より、本実施の形態によれば、安全状態を確保できるように安全制御の出力をネットワーク経由で行え、安全制動ユニット1がエレベータ安全システムに関するスイッチ4の操作ができるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the safety control can be output via the network so that the safety state can be ensured, and the
<実施の形態5>
本実施の形態における安全制動ユニット1および入出力ノード2の送信手段(図示せず)は、複数回同じメッセージ10を送信する構成とする。また、本実施の形態における安全制動ユニット1および入出力ノード2の受信手段(図示せず)は、送信した送信回数と同じ回数のメッセージ10を受信し、かつ全て同一のメッセージ10を受信した場合に、メッセージ10が有効であると判断する構成とする。その他の構成は、実施の形態1から4のいずれかの構成と同様のため、説明を省略する。
<Embodiment 5>
The transmission means (not shown) of the
メッセージ10の送信者は、信号の種別に応じてCRC15の強度を上げる代わりに、複数回同じメッセージ10を送信する。受信者は送信回数と同じだけメッセージ10を受信し、全てのメッセージ10が同一の場合のみ、メッセージ10を受信できたとみなす。例えば、緊急性を要しないようなスイッチ4のデータ13を含むメッセージ10は、ビット数の少ないCRC15を付加して2回伝送する。
The sender of the
以上より、本実施の形態におけるエレベータ安全システムによれば、CRC15の検査に要する処理負荷を軽減することができる。 As mentioned above, according to the elevator safety system in this Embodiment, the processing load required for the inspection of CRC15 can be reduced.
<実施の形態6>
本実施の形態における安全制動ユニット1または入出力ノード2は、実施の形態1に示したような診断機能を実行し、その結果、異常が検出された場合、その異常の内容(異常情報)をメッセージ10として伝送する。そうして伝送された異常情報は安全制動ユニット1または入出力ノード2に一元管理される。その他の構成は実施の形態1から5のいずれかの構成と同様のため、説明を省略する。
<Embodiment 6>
The
以上より、本実施の形態におけるエレベータ安全システムによれば、エレベータ安全ネットワークシステムの異常時に、異常情報を集約して閲覧することが可能となり、エレベータの復旧を迅速に行えるようになる。 As described above, according to the elevator safety system in the present embodiment, when the elevator safety network system is abnormal, it is possible to collect and browse the abnormality information, and the elevator can be quickly restored.
<実施の形態7>
前述したいずれかの実施の形態において、メッセージ10に付加する誤り検出符号としてCRC15以外の符号、例えばバリティビット、BCH符号、リードソロモン符号、誤り訂正符号などを用いても同様の効果を得ることができる。
<Embodiment 7>
In any of the embodiments described above, the same effect can be obtained even if a code other than CRC15, for example, a parity bit, a BCH code, a Reed-Solomon code, an error correction code, or the like is used as an error detection code added to the
<実施の形態8>
安全ネットワーク3の構成としては、実施の形態1にあげたバス形状以外にも、スター型やディジーチェーン型の配線方法をとっても、同様の効果を得ることができる。
<Eighth embodiment>
As the configuration of the
1 安全制動ユニット、2 入出力ノード、3 安全ネットワーク、4 スイッチ、5 センサ、6 巻上機、7 ブレーキ、10 メッセージ、11 送信者アドレス、12 受信者アドレス、13 データ、14 ランニング番号、15 CRC、16 ヘッダ、21 安全層、22 下位層、31 通信チップ、32 CPU、33 ROM、34 RAM、35 DPRAM、36 入力回路、37 出力回路、38 内部通信ライン。 1 Safety braking unit, 2 Input / output node, 3 Safety network, 4 Switch, 5 Sensor, 6 Hoisting machine, 7 Brake, 10 Message, 11 Sender address, 12 Receiver address, 13 Data, 14 Running number, 15 CRC 16 header, 21 safety layer, 22 lower layer, 31 communication chip, 32 CPU, 33 ROM, 34 RAM, 35 DPRAM, 36 input circuit, 37 output circuit, 38 internal communication line.
Claims (9)
前記入出力ノードと接続され、前記メッセージを伝送する単一の伝送路と、
前記伝送路、エレベータの巻上機およびブレーキと接続される安全制動ユニットと、を備え、
前記入出力ノードおよび前記安全制動ユニットは、
前記伝送路を介して前記メッセージを通信する下位層通信手段と、
符号冗長化した前記メッセージを生成して前記下位層通信手段に転送し、前記下位層通信手段から受け取った前記メッセージから通信誤りを検出する上位層通信手段と、を有し、
前記安全制動ユニットは、前記入出力ノードから送信された前記メッセージを処理し、危険な状態があることを判断すると、前記巻上機およびブレーキを制動することを特徴とするエレベータ安全システム。 At least one input / output node connected to at least one sensor or switch and generating a code-redundant message from the state of the sensor or switch using an error detection code;
A single transmission line connected to the input / output node and transmitting the message;
A safety braking unit connected to the transmission path, an elevator hoist and a brake,
The input / output node and the safety braking unit are:
Lower layer communication means for communicating the message via the transmission path;
An upper layer communication unit that generates the code-redundant message, transfers the generated message to the lower layer communication unit, and detects a communication error from the message received from the lower layer communication unit;
The elevator safety system according to claim 1, wherein the safety braking unit processes the message transmitted from the input / output node and brakes the hoist and the brake when determining that there is a dangerous state.
複数回同じメッセージを送信する送信手段を備え、
前記安全制動ユニットは、
前記入出力ノードが送信した送信回数と同じ回数のメッセージを受信し、かつ全て同一のメッセージを受信した場合に、当該メッセージが有効であると判断する受信手段を備える、請求項1から4のいずれかに記載のエレベータ安全システム。 The input / output node is
A transmission means for transmitting the same message multiple times;
The safety braking unit is
5. The receiving device according to claim 1, further comprising: a receiving unit configured to determine that the message is valid when receiving the same number of messages as the number of transmissions transmitted by the input / output node and receiving all the same messages. The elevator safety system described in Crab.
前記安全制動ユニットは、前記位置センサおよび速度センサの情報をもとに、エレベータのかごが過速度状態にあることを検出した場合、電源を遮断するように前記巻上機およびブレーキを制動する、請求項1から5のいずれかに記載のエレベータ安全システム。 A position sensor and a speed sensor connected to the input / output node;
The safety braking unit brakes the hoisting machine and the brake so as to cut off the power when detecting that the elevator car is in an overspeed state based on the information of the position sensor and the speed sensor. The elevator safety system according to any one of claims 1 to 5.
前記入出力ノードは、前記安全制動ユニットから送信された前記メッセージを受信する受信手段を備え、当該メッセージに基づいて前記センサおよびスイッチを制御する、請求項1から7のいずれかに記載のエレベータ安全システム。 The safety braking unit includes a transmission unit that generates a code redundant code of information for operating the sensor and the switch using an error detection code, and transmits the message.
The elevator safety according to any one of claims 1 to 7, wherein the input / output node includes receiving means for receiving the message transmitted from the safety braking unit, and controls the sensor and the switch based on the message. system.
前記入出力ノードの前記受信手段は、前記安全制動ユニットが送信した送信回数と同じ回数のメッセージを受信し、かつ全て同一のメッセージを受信した場合に、当該メッセージが有効であると判断する、請求項8に記載のエレベータ安全システム。 The transmission means of the safety braking unit transmits the same message multiple times;
The receiving means of the input / output node receives the same number of messages as the number of transmissions transmitted by the safety braking unit, and determines that the message is valid when all the same messages are received. Item 9. The elevator safety system according to Item 8.
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