JP2013095554A - Cage vibration monitoring device for elevator - Google Patents

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Shoichi Kobayashi
翔一 小林
Masahiro Shikai
正博 鹿井
Daiki Fukui
大樹 福井
Hiroyuki Tsutada
広幸 蔦田
Satoshi Shiga
諭 志賀
Hiroshi Fukunaga
寛 福永
Shigeo Sasaki
茂雄 佐々木
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Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
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Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide cage vibration monitoring device for elevator that facilitates installation and wiring operation of equipment as compared with before.SOLUTION: There is provided a cage vibration monitoring device for elevator 101 having a cage frame and a cage room includes: a cage frame acceleration sensor 1 provided to the cage frame; a cage room vibration characteristic conversion part 3 converting a cage frame acceleration signal obtained from the cage frame acceleration sensor into a cage room acceleration signal using a transfer function; a vibration feature quantity extraction part 4 extracting a vibration feature quantity from the cage room acceleration signal; and an abnormality determination part 5 determining abnormal vibration on detecting the vibration feature quantity exceeding a reference value.

Description

本発明は、エレベータの運転時における動作異常や乗り心地等を診断するため、エレベータのかごの異常振動を監視するかご振動監視装置に関する。   The present invention relates to a car vibration monitoring device that monitors abnormal vibrations of an elevator car in order to diagnose an abnormal operation or riding comfort during operation of the elevator.

エレベータの運転時における動作異常を診断する装置として、従来、かご室に設置した加速度センサにてかごの振動を検出し、この検出値が規定値を超えたか否かを比較判定することでかごの異常振動の有無を監視してエレベータの動作異常を診断する装置が存在する。例えば特許文献１では、エレベータのかご室に、加速度センサ及びデータ収集記録装置を設置した動作異常診断装置が開示されている。ここでデータ収集記録装置は、加速度センサから供給された加速度データを、予め設定したしきい値と比較して、加速度データがしきい値を超えたときには動作異常状態であると自動的に判定している。   Conventionally, as a device for diagnosing abnormal operation during elevator operation, the car's vibration is detected by an acceleration sensor installed in the car room, and a comparison is made to determine whether the detected value exceeds a specified value. There are devices that diagnose the abnormal operation of an elevator by monitoring the presence or absence of abnormal vibration. For example, Patent Document 1 discloses an operation abnormality diagnosis device in which an acceleration sensor and a data collection and recording device are installed in an elevator cab. Here, the data collection and recording device compares the acceleration data supplied from the acceleration sensor with a preset threshold value, and automatically determines that the operation is abnormal when the acceleration data exceeds the threshold value. ing.

特開２００５−１３２６１９号公報JP 2005-132619 A

しかしながら、上述の特許文献１におけるエレベータの異常診断装置では、以下のような問題がある。
即ち、一般的なエレベータは、かご枠と、このかご枠に防振部材を介して支持されるかご室とから構成される。特許文献１の動作異常診断装置では、上述の加速度センサ及びデータ収集記録装置を、かご室のかご床裏面側に設置している。一方、かご床裏面側への加速度センサの設置作業は、エレベータの組立前に行う、かご室を一時的に解体して行う、あるいは、エレベータを最下階まで移動させた状態で昇降路の最下部から行う等の作業方法に限定され、いずれの設置作業も大きな労力を要する。 However, the elevator abnormality diagnosis apparatus disclosed in Patent Document 1 has the following problems.
That is, a general elevator is composed of a car frame and a car room supported by the car frame via a vibration isolating member. In the operation abnormality diagnosis device of Patent Document 1, the above-described acceleration sensor and data collection and recording device are installed on the back side of the car floor of the cab. On the other hand, the acceleration sensor should be installed on the rear side of the car floor before assembling the elevator, by temporarily dismantling the car room, or by moving the elevator to the lowest floor. It is limited to work methods such as performing from the lower part, and any installation work requires a great effort.

また、加速度センサと、かご内の制御機器等との通信用配線についても、新規に設置する場合や、予め設置された配線を変更する場合には、かご室を一時的に解体する等の作業が必要であり、配線の設置、変更作業にも大きな労力を要する。   Also, when wiring for communication between the acceleration sensor and the control device in the car is newly installed, or when changing the pre-installed wiring, work such as temporarily dismantling the car room It is necessary to install and change the wiring.

このように特許文献１の発明では、加速度センサをかご室に設置するための作業及び配線作業が著しく煩雑であるという問題がある。   Thus, in the invention of Patent Document 1, there is a problem that the work for installing the acceleration sensor in the cab and the wiring work are extremely complicated.

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来に比べて機器の設置及び配線作業が簡易である、エレベータのかご振動監視装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an elevator car vibration monitoring apparatus in which equipment installation and wiring work are simpler than in the prior art.

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様におけるエレベータのかご振動監視装置は、かご枠と、かご枠に防振部材を介して支持されるかご室とを有するエレベータのかご振動監視装置であって、かご枠に設けられ、かご枠の鉛直方向加速度を測定するかご枠加速度センサと、かご枠加速度センサから得られるかご枠加速度信号を、伝達関数を用いてかご室加速度信号に変換するかご室振動特性変換部と、上記かご室加速度信号から振動特徴量を抽出する振動特徴量抽出部と、上記振動特徴量が予め設定した基準値を超えたことを検出して異常振動と判断する異常判定部と、を備えた。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
That is, the elevator car vibration monitoring apparatus according to one aspect of the present invention is an elevator car vibration monitoring apparatus having a car frame and a car room supported by the car frame via a vibration isolating member. A car frame acceleration sensor that measures the vertical acceleration of the car frame, and a car room vibration characteristic converter that converts a car frame acceleration signal obtained from the car frame acceleration sensor into a car room acceleration signal using a transfer function; A vibration feature amount extraction unit that extracts a vibration feature amount from the cage acceleration signal; and an abnormality determination unit that detects that the vibration feature amount exceeds a preset reference value and determines abnormal vibration. It was.

本発明の一態様におけるエレベータのかご振動監視装置によれば、加速度センサをかご枠に設けたことにより、エレベータの保守点検作業等の際には、かご枠加速度センサへ容易にアクセス可能である。さらに、かご室振動特性変換部を備え、かご枠加速度センサから得られるかご枠加速度信号を、伝達関数を用いてかご室加速度信号に変換するように構成したことから、従来に比べて機器の設置及び配線作業を簡易に行うことが可能である。   According to the elevator car vibration monitoring apparatus of one aspect of the present invention, the acceleration sensor is provided in the car frame, so that the car frame acceleration sensor can be easily accessed during maintenance and inspection work of the elevator. In addition, a car room vibration characteristic conversion unit is provided to convert the car frame acceleration signal obtained from the car frame acceleration sensor into a car room acceleration signal using a transfer function. In addition, the wiring work can be easily performed.

また、かご枠に加速度センサを設けたことで、乗客の邪魔になることなく、エレベータを乗客が利用している状態において、かご振動監視用のデータ収集が可能である。   Further, by providing an acceleration sensor in the car frame, it is possible to collect data for car vibration monitoring in a state where the passenger is using the elevator without disturbing the passenger.

本発明の実施の形態１によるエレベータのかご振動監視装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the elevator car vibration monitoring apparatus by Embodiment 1 of this invention. 図１に示すかご振動監視装置が適用されるエレベータの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the elevator with which the car vibration monitoring apparatus shown in FIG. 1 is applied. 図１に示すかご振動監視装置にて使用する伝達関数を求めるための機器構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of an apparatus structure for calculating | requiring the transfer function used with the cage vibration monitoring apparatus shown in FIG. 図１に示すかご振動監視装置において、エレベータの通常走行時のかご枠加速度波形と、かご室加速度波形との関係を説明する図である。In the car vibration monitoring apparatus shown in FIG. 1, it is a figure explaining the relationship between the car frame acceleration waveform at the time of the normal driving | running | working of an elevator, and a car room acceleration waveform. 図１に示すかご振動監視装置において、エレベータの急停止時のかご枠加速度波形と、かご室加速度波形とから伝達関数を算出することを説明する図である。In the car vibration monitoring apparatus shown in FIG. 1, it is a figure explaining calculating a transfer function from the car frame acceleration waveform at the time of a sudden stop of an elevator, and a car room acceleration waveform. 本発明の実施の形態２による伝達関数算出時の機器構成例を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structural example at the time of the transfer function calculation by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３による伝達関数算出時の機器構成例を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structural example at the time of the transfer function calculation by Embodiment 3 of this invention.

本発明の実施形態であるエレベータのかご振動監視装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。
また、当該エレベータのかご振動監視装置が監視するエレベータのかごの異常振動には、エレベータの運転時における動作異常時における振動のみならず、乗客にとって乗り心地が悪い振動状態をも含む振動を総括した振動が相当する。 An elevator car vibration monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
In addition, the abnormal vibration of the elevator car monitored by the elevator car vibration monitoring device includes not only vibrations caused by abnormal operation during operation of the elevator, but also vibrations including vibrations that are uncomfortable for passengers. Vibration is equivalent.

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のかご振動監視装置１０１の構成を示している。また、図２には、かご振動監視装置１０１によって振動が監視されるエレベータ２０の概略構成が示され、図示するように、エレベータ２０は、かご枠２１と、かご枠２１に防振部材２３を介して支持されるかご室２２とを有し、鉛直方向２４に昇降する。尚、かご室２２は、乗客が乗る部分である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows the configuration of an elevator car vibration monitoring apparatus 101 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows a schematic configuration of the elevator 20 whose vibration is monitored by the car vibration monitoring device 101. As shown in the figure, the elevator 20 includes a car frame 21 and a vibration isolating member 23 on the car frame 21. And a car room 22 supported through the vertical movement 24. The cab 22 is a portion where passengers get on.

かご振動監視装置１０１は、基本的構成部分として、かご枠加速度センサ１と、かご室振動特性変換部３と、振動特徴量抽出部４と、異常判定部５とを備え、ここではさらに信号収集部２と、閾値データベース６とを有する。
かご枠加速度センサ１は、図２に示すように、かご室２２ではなくかご枠２１に設けられ、本例では鉛直方向２４においてかご枠２１の上部に設置されている。一方、かご枠加速度センサ１以外の構成部分である、かご室振動特性変換部３、振動特徴量抽出部４、異常判定部５、信号収集部２、及び閾値データベース６は、実際にはコンピュータを用いて実現され、それぞれの機能に対応するソフトウェアと、これを実行するためのＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等のハードウェアから構成されている。ここで、上記コンピュータは、かご枠２１とは別の場所、例えばエレベータ２０から離れた監視室等に設けられ、また、点検時等では、かご室２２に設けることもできる。
以下に、かご振動監視装置１０１の各構成部分について順次説明を行う。 The car vibration monitoring apparatus 101 includes, as basic components, a car frame acceleration sensor 1, a car room vibration characteristic conversion unit 3, a vibration feature amount extraction unit 4, and an abnormality determination unit 5, and further collects signals here. Part 2 and a threshold database 6.
As shown in FIG. 2, the car frame acceleration sensor 1 is provided not in the car room 22 but in the car frame 21. In this example, the car frame acceleration sensor 1 is installed above the car frame 21 in the vertical direction 24. On the other hand, the car room vibration characteristic conversion unit 3, the vibration feature amount extraction unit 4, the abnormality determination unit 5, the signal collection unit 2, and the threshold database 6, which are components other than the car frame acceleration sensor 1, It is realized by using software corresponding to each function and hardware such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory for executing the software. Here, the computer is provided in a place different from the car frame 21, for example, in a monitoring room away from the elevator 20, or in the car room 22 at the time of inspection or the like.
Hereinafter, each component of the car vibration monitoring apparatus 101 will be described sequentially.

上述のようにかご枠加速度センサ１はかご枠２１に設置されるが、その設置方法としては、例えば結束バンドやネジ止めによってかご枠２１に固定してもよいし、かご枠加速度センサ１の底面に磁石を取り付けることで鉄製のかご枠２１と容易に着脱可能に設置しても良い。また、かご枠加速度センサ１は、かご枠２１に設置するようにすれば良く、図２の図示する上部に限定されず、かご枠２１の下部、あるいは側面のいずれであっても良い。特にエレベータ２０の保守点検等の作業においては、かご枠２１の上部にアクセスする機会が多いため、かご枠２１の上部に設置することで設置作業を大変容易にすることができる。また、かご枠２１の上部では、機器間、及び機器と外部との通信線や制御線が通され、また制御機器が設置されるよう構成されていることが多く、新規に配線を追加する作業や、一度設置した配線を変更する作業を容易に行うことができる。また、かご枠加速度センサ１は、かご枠２１の移動に平行である上下（鉛直）方向、及びかご枠２１の移動に直交する左右方向及び奥行き方向のうち、一つを検出するよう構成にしてもよいし、これらの複数を同時に検出するよう構成してもよい。   As described above, the car frame acceleration sensor 1 is installed in the car frame 21. As an installation method, the car frame acceleration sensor 1 may be fixed to the car frame 21 by, for example, a binding band or a screw, or the bottom surface of the car frame acceleration sensor 1. The magnet may be attached to the iron cage frame 21 so as to be easily detachable. The car frame acceleration sensor 1 may be installed on the car frame 21 and is not limited to the upper part illustrated in FIG. 2, and may be either the lower part or the side surface of the car frame 21. In particular, since there are many opportunities to access the upper portion of the car frame 21 during operations such as maintenance and inspection of the elevator 20, the installation work can be greatly facilitated by installing the upper portion of the car frame 21. In addition, the upper part of the car frame 21 is often configured to allow communication lines and control lines between the devices and between the devices and the outside to be passed, and to install control devices. In addition, it is possible to easily change the wiring once installed. Further, the car frame acceleration sensor 1 is configured to detect one of a vertical (vertical) direction parallel to the movement of the car frame 21 and a horizontal direction and a depth direction orthogonal to the movement of the car frame 21. Alternatively, a plurality of these may be detected simultaneously.

このようにかご枠２１に設置されたかご枠加速度センサ１は、かご枠加速度波形１１を信号収集部２へ出力する。信号収集部２は、かご枠加速度波形１１からかご枠２１の通常走行を検知して、かご枠２１の上昇時及び下降時にかご枠加速度波形１１を収集し、かご枠加速度信号１２として記憶する。   In this way, the car frame acceleration sensor 1 installed in the car frame 21 outputs the car frame acceleration waveform 11 to the signal collecting unit 2. The signal collecting unit 2 detects normal running of the car frame 21 from the car frame acceleration waveform 11, collects the car frame acceleration waveform 11 when the car frame 21 is raised and lowered, and stores it as a car frame acceleration signal 12.

かご室振動特性変換部３は、かご枠加速度信号１２を、予め算出して求められている伝達関数１７を用いて、かご室加速度信号１３に変換する。即ち、かご室加速度信号ｙ１（ｔ）は、伝達関数ｈ（ｔ）と、収集したかご枠加速度信号ｘ１（ｔ）とを用いて、以下のたたみ込みの式で算出される。   The car room vibration characteristic conversion unit 3 converts the car frame acceleration signal 12 into a car room acceleration signal 13 by using a transfer function 17 calculated and obtained in advance. That is, the car room acceleration signal y1 (t) is calculated by the following convolution formula using the transfer function h (t) and the collected car frame acceleration signal x1 (t).

Figure 2013095554
Figure 2013095554

もしくは、伝達関数ｈ（ｔ）のラプラス変換Ｈ（ｓ）と、かご枠加速度信号ｘ１（ｔ）のラプラス変換Ｘ１（ｓ）とを用いて、かご室加速度信号ｙ１（ｔ）のラプラス変換Ｙ１（ｓ）は、以下の式で算出される。   Alternatively, using the Laplace transform H (s) of the transfer function h (t) and the Laplace transform X1 (s) of the car frame acceleration signal x1 (t), the Laplace transform Y1 ( s) is calculated by the following equation.

Figure 2013095554
Figure 2013095554

ラプラス変換Ｙ１（ｓ）をラプラス逆変換することで、かご室加速度信号ｙ１（ｔ）が算出される。
その他、かご枠加速度信号１２と伝達関数１７とから、かご室加速度信号１３を算出する手法は、既知の多くの手法のいずれを用いてもよいことは言うまでもない。 A cab acceleration signal y1 (t) is calculated by inversely converting the Laplace transform Y1 (s).
In addition, it goes without saying that any of many known methods may be used as a method for calculating the car room acceleration signal 13 from the car frame acceleration signal 12 and the transfer function 17.

次に、特徴量抽出部４は、かご室振動特性変換部３で得られたかご室加速度信号１３から、振動特徴量１４を抽出する。振動特徴量１４として、かご室加速度信号１３の、例えば絶対平均値、実効値、ピーク値などを用いることができる。また、ピーク値のうち外れ値を一定割合だけ除いたものを振動特徴量１４として使用してもよいし、機器異常診断の統計特徴量として一般的に用いられている、尖度や歪度といった指標を振動特徴量１４として使用してもよい。また、振動特徴量１４を得るための信号への前処理として、特定周波数のみを通過させるフィルタを適用してもよいし、高速フーリエ変換もしくはバンドパスフィルタを適用して、かごとロープとおもりからなる系の固有振動周波数や、巻上機の回転周波数など特定周波数のピークを算出して振動特徴量１４としてもよい。また、振動特徴量１４は、複数種類算出するようにしてもよい。さらに、かご枠加速度信号１２は、防振部材２３を伝搬せずに収集した振動であるので、かご枠加速度信号１２から振動特徴量１４を抽出するようにして、例えばロープとかごとが接触した状態で走行した際にストランドの凹凸が接触する高い周波数で発生する振動を検出するようにしてもよく、かご室加速度信号１３から抽出した振動特徴量１４と共に用いてもよいことは言うまでもない。   Next, the feature quantity extraction unit 4 extracts the vibration feature quantity 14 from the car room acceleration signal 13 obtained by the car room vibration characteristic conversion unit 3. As the vibration feature amount 14, for example, an absolute average value, an effective value, a peak value, or the like of the cab acceleration signal 13 can be used. Further, a peak value obtained by removing outliers by a certain ratio may be used as the vibration feature amount 14, or kurtosis or skewness, which is generally used as a statistical feature amount for device abnormality diagnosis. An index may be used as the vibration feature amount 14. Further, as a pre-processing to the signal for obtaining the vibration feature amount 14, a filter that allows only a specific frequency to pass may be applied, or a fast Fourier transform or a band pass filter may be applied so that the car and the rope and the weight can be used. The vibration characteristic amount 14 may be calculated by calculating a peak of a specific frequency such as the natural vibration frequency of the system or the rotation frequency of the hoisting machine. A plurality of types of vibration feature values 14 may be calculated. Furthermore, since the car frame acceleration signal 12 is a vibration collected without propagating through the vibration isolating member 23, the vibration feature value 14 is extracted from the car frame acceleration signal 12 so that, for example, the rope and the car are in contact with each other. Needless to say, vibration generated at a high frequency at which the unevenness of the strand contacts when traveling in the vehicle may be detected, and may be used together with the vibration feature 14 extracted from the car room acceleration signal 13.

異常判定部５は、特徴量抽出部４にて抽出された振動特徴量１４が閾値データベース６に予め記憶されている閾値１５未満ならば走行時の振動は正常であり、閾値１５以上ならば異常であるとして判定結果１６を出力する。振動特徴量１４を複数種類算出した場合には、いずれかの振動特徴量１４が閾値１５以上となった場合に異常と判定するようにしてもよいし、複数の振動特徴量１４が閾値１５以上となった場合に異常と判定するようにしてもよい。   The abnormality determination unit 5 is normal when the vibration feature 14 extracted by the feature extraction unit 4 is less than a threshold 15 stored in the threshold database 6 in advance. As a result, the determination result 16 is output. When a plurality of types of vibration feature values 14 are calculated, it may be determined that an abnormality occurs when any one of the vibration feature values 14 is equal to or greater than the threshold value 15, or the plurality of vibration feature values 14 are equal to or greater than the threshold value 15. If it becomes, it may be determined as abnormal.

また、かご室２２の振動特徴量を算出して、データベース６に記憶している閾値１５との比較を行い異常振動の有無を判定するように構成したことで、エレベータ２０が複数種類存在してかご室２２とかご枠２１との間の伝達関数が異なる場合においても、振動特徴量１４と比較する閾値１５は、各エレベータで共通の値を用いればよいことになる。   Further, by calculating the vibration feature amount of the cab 22 and comparing with the threshold value 15 stored in the database 6 to determine the presence or absence of abnormal vibration, there are a plurality of types of elevators 20. Even when the transfer functions between the car room 22 and the car frame 21 are different, the threshold value 15 to be compared with the vibration feature value 14 may be a value common to each elevator.

また異常判定部５は、日時データを出力する時計機能を有してもよく、エレベータ２０が例えば異常と判断されたときの日時データを含めて判定結果１６を出力してもよい。   Further, the abnormality determination unit 5 may have a clock function for outputting date / time data, and may output the determination result 16 including date / time data when the elevator 20 is determined to be abnormal, for example.

以上のように構成されたかご振動監視装置１０１における動作について説明する。
エレベータ２０のかご枠２１の通常の昇、降動作時において、かご枠加速度センサ１から信号収集部２を介して得られるかご枠加速度信号１２と、予め設定した伝達関数１７とによって、かご室振動特性変換部３は、上述の算出方法に従い、かご室加速度信号１３を求める。そして、振動特徴量抽出部４は、かご室加速度信号１３から振動特徴量１４を求め、異常判定部５は、抽出した振動特徴量１４が閾値１５以上である場合に、かご枠２１の振動が異常と判断し、その旨の判定結果１６を送出する。 The operation of the car vibration monitoring apparatus 101 configured as described above will be described.
During normal ascending / descending operations of the car frame 21 of the elevator 20, the car frame vibration is obtained by the car frame acceleration signal 12 obtained from the car frame acceleration sensor 1 via the signal collecting unit 2 and the preset transfer function 17. The characteristic conversion part 3 calculates | requires the cab acceleration signal 13 according to the above-mentioned calculation method. Then, the vibration feature amount extraction unit 4 obtains the vibration feature amount 14 from the car room acceleration signal 13, and the abnormality determination unit 5 determines that the vibration of the car frame 21 is detected when the extracted vibration feature amount 14 is equal to or greater than the threshold value 15. It is determined that there is an abnormality, and a determination result 16 to that effect is sent out.

このように、本実施形態１のかご振動監視装置１０１では、加速度センサをかご枠２１に設けたことより、エレベータの保守点検作業等の際には、かご枠加速度センサへ容易にアクセス可能である。さらに、かご室振動特性変換部３を備え、かご枠加速度センサ１から得られるかご枠加速度信号１２を、伝達関数１７を用いてかご室加速度信号１３に変換するように構成したことから、従来に比べて機器の設置及び配線作業を簡易に行うことが可能である。   As described above, in the car vibration monitoring apparatus 101 according to the first embodiment, since the acceleration sensor is provided in the car frame 21, the car frame acceleration sensor can be easily accessed during maintenance and inspection work of the elevator. . Further, since the car room vibration characteristic conversion unit 3 is provided and the car frame acceleration signal 12 obtained from the car frame acceleration sensor 1 is converted into the car room acceleration signal 13 by using the transfer function 17, conventionally. Compared to this, it is possible to easily perform installation and wiring work of the equipment.

上述のように伝達関数１７は、予め設定されたものであることから、例えば以下のような構成を用いて予め求めることができる。図３には、伝達関数１７を得る機器構成例が示されている。この構成例では、伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１、伝達関数算出用かご室加速度センサ５２、及び伝達関数算出部５３が備わる。
このような構成部分を有する伝達関数算出用の構成は、かご振動監視装置１０１の一部としてかご振動監視装置１０１に備えられても良いし、かご振動監視装置１０１とは別構成として設けられても良い。 Since the transfer function 17 is set in advance as described above, it can be obtained in advance using the following configuration, for example. FIG. 3 shows a device configuration example for obtaining the transfer function 17. In this configuration example, a transfer function calculating car frame acceleration sensor 51, a transfer function calculating car room acceleration sensor 52, and a transfer function calculating unit 53 are provided.
The structure for calculating the transfer function having such components may be provided in the car vibration monitoring apparatus 101 as a part of the car vibration monitoring apparatus 101, or provided separately from the car vibration monitoring apparatus 101. Also good.

伝達関数算出用かご室加速度センサ５２は、伝達関数１７を求めるためにかご室２２に配置される加速度センサである。この伝達関数算出用かご室加速度センサ５２は、例えば、単体で加速度データを収集することが可能なように、電池もしくは内蔵バッテリーと、取り外し可能な記録媒体とを備えるように構成され、かご室２２の例えば床中央部分に設置され、通常走行時のかご室２２における加速度を記録した後に、記録媒体から伝達関数算出用加速度信号１９を読み出すことができるものとする。   The transfer function calculating cab acceleration sensor 52 is an acceleration sensor disposed in the cab 22 for obtaining the transfer function 17. The cab acceleration sensor 52 for transfer function calculation is configured to include, for example, a battery or a built-in battery and a removable recording medium so that acceleration data can be collected alone, and the cab 22 For example, the acceleration signal 19 for transfer function calculation can be read from the recording medium after recording the acceleration in the cab 22 during normal running.

伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１は、伝達関数算出用かご室加速度センサ５２と同様の構成により、伝達関数算出用かご枠加速度信号１８を採取するようにしてもよいし、上述したかご枠加速度センサ１及び信号収集部２を用いて、伝達関数算出用のかご枠加速度信号１８を採取するようにしてもよい。新たに別途、伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１を設けるよりも、既設のかご枠加速度センサ１及び信号収集部２を用いるのが便利である。その他、かご室２２及びかご枠２１にて同時に加速度信号を収集することができる構成であれば、伝達関数算出用かご室加速度センサ５２及び伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１は、どのような構成でもよい。   The transfer function calculating car frame acceleration sensor 51 may collect the transfer function calculating car frame acceleration signal 18 with the same configuration as the transfer function calculating car room acceleration sensor 52, or the above-described car frame acceleration sensor. The car frame acceleration signal 18 for calculating the transfer function may be collected using the sensor 1 and the signal collecting unit 2. It is convenient to use the existing car frame acceleration sensor 1 and the signal collecting unit 2 rather than newly providing a car frame acceleration sensor 51 for calculating a transfer function. In addition, as long as an acceleration signal can be collected simultaneously in the car room 22 and the car frame 21, the transfer function calculating car room acceleration sensor 52 and the transfer function calculating car frame acceleration sensor 51 may have any configuration. But you can.

伝達関数算出部５３は、以下のような動作によって伝達関数を求める。
図４は、かご枠２１の上昇運転時に採取された、伝達関数算出用かご枠加速度信号１８と、伝達関数算出用かご室加速度信号１９との関係を示した図である。例えば、かご枠２１の伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１から得た伝達関数算出用かご枠加速度信号１８の時間波形がｘ０（ｔ）であり、かご室２２の伝達関数算出用かご室加速度センサ５２から得た伝達関数算出用かご室加速度信号１９の時間波形がｙ０（ｔ）であり、エレベータ２０を通常走行させて信号１８，１９を同時に観測したとき、時間領域における伝達関数ｈ（ｔ）との関係は、以下のたたみこみの式で表される。 The transfer function calculation unit 53 obtains a transfer function by the following operation.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the transfer function calculating car frame acceleration signal 18 and the transfer function calculating car room acceleration signal 19 collected during the ascending operation of the car frame 21. For example, the time waveform of the transfer function calculation car frame acceleration signal 18 obtained from the car frame acceleration sensor 51 for the transfer function calculation of the car frame 21 is x0 (t), and the car room acceleration sensor for the transfer function calculation of the car room 22. 52, the time waveform of the transfer function calculating cab acceleration signal 19 obtained from 52 is y0 (t), and when the elevators 20 are normally run and the signals 18 and 19 are observed simultaneously, the transfer function h (t) in the time domain. Is expressed by the following convolution formula.

Figure 2013095554
Figure 2013095554

ｘ０（ｔ）のラプラス変換であるＸ０（ｓ）、ｙ０（ｔ）のラプラス変換であるＹ０（ｓ）、ｈ（ｔ）のラプラス変換であるＨ（ｓ）を用いれば、以下の式で関係が表される。   Using X0 (s), which is a Laplace transform of x0 (t), Y0 (s), which is a Laplace transform of y0 (t), and H (s), which is a Laplace transform of h (t), Is represented.

Figure 2013095554
Figure 2013095554

以上から、伝達関数Ｈ（ｓ）は、以下の式で算出される。   From the above, the transfer function H (s) is calculated by the following equation.

Figure 2013095554
Figure 2013095554

伝達関数Ｈ（ｓ）をラプラス逆変換することによって、時間領域における伝達関数ｈ（ｔ）が得られる。   A transfer function h (t) in the time domain is obtained by inversely transforming the transfer function H (s).

また、上述の例ではエレベータ２０を通常走行させて得られた加速度信号を用いて伝達関数１７を求める例であるが、通常走行ではなく、エレベータ２０に意図的に急停止信号を発生させてエレベータ２０を急停止させ、図５に示す急停止区間７１の伝達関数算出用かご枠加速度信号１８と伝達関数算出用かご室加速度信号１９を取得して伝達関数１７を算出するようにしてもよい。   In the above example, the transfer function 17 is obtained by using an acceleration signal obtained by normal traveling of the elevator 20. However, the elevator 20 is not normally traveling but intentionally generates a sudden stop signal in the elevator 20. 20 may be stopped suddenly, and the transfer function calculating car frame acceleration signal 18 and the transfer function calculating car room acceleration signal 19 in the sudden stop section 71 shown in FIG.

急停止時には例えば図５に示すような振動が得られる。急停止時のかご枠２１への加振はインパルス加振であり、また大きな振動であることから、広い周波数帯域の伝達関数を精度よく得ることができるという効果がある。   For example, a vibration as shown in FIG. The vibration to the car frame 21 at the time of a sudden stop is an impulse vibration, and since it is a large vibration, there is an effect that a transfer function in a wide frequency band can be obtained with high accuracy.

実施の形態２．
伝達関数１７を求めるための構造として、上述の実施の形態１では図３に示すような構成例を採った。本実施の形態２では、伝達関数１７を求めるための別の構成例として図６に示す構成例について説明する。即ち、かご枠２１に振動を与える手段として、本実施の形態２では、かご室２２に伝達関数算出用加振手段５４を設ける。その他の構成部分は、図３を参照して説明した構成に同じである。よって、以下では主に伝達関数算出用加振手段５４について説明を行い、同一構成部分については説明を省略する。 Embodiment 2. FIG.
As a structure for obtaining the transfer function 17, the configuration example as shown in FIG. In the second embodiment, a configuration example shown in FIG. 6 will be described as another configuration example for obtaining the transfer function 17. That is, as a means for applying vibration to the car frame 21, in the second embodiment, a transfer function calculating vibration means 54 is provided in the car room 22. The other components are the same as those described with reference to FIG. Therefore, the transfer function calculating vibration means 54 will be mainly described below, and the description of the same components will be omitted.

上述のように実施の形態１では、エレベータ走行時の加速度を採取し、伝達関数１７を算出した。これに対し、本実施の形態では、かご室２２に設けた伝達関数算出用加振手段５４によって発生させた振動を伝達関数算出用かご室加速度センサ５２と、伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１にて収集し、伝達関数算出部５３によって伝達関数１７を得る。尚、実施の形態１の場合と同様に、伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１に代えて、かご枠加速度センサ１を用いても良い。   As described above, in the first embodiment, the acceleration during traveling of the elevator is sampled and the transfer function 17 is calculated. On the other hand, in the present embodiment, the vibration generated by the transfer function calculating vibration means 54 provided in the cab 22 is the transfer function calculating cab acceleration sensor 52 and the transfer function calculating cab acceleration sensor 51. The transfer function 17 is obtained by the transfer function calculation unit 53. As in the case of the first embodiment, the car frame acceleration sensor 1 may be used instead of the transfer function calculating car frame acceleration sensor 51.

伝達関数算出用加振手段５４によって発生させる振動は、伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１にて検知できる程度の大きさであり、周波数を掃引しながら振動を発生させるようにする。また、インパルス性の振動を発生させるようにしてもよい。その他、かご枠２１を揺らすことができる構成であれば何でもよく、かご室２２において乗客がジャンプするなどしてもよい。   The vibration generated by the transfer function calculating vibration means 54 has such a magnitude that it can be detected by the transfer function calculating car frame acceleration sensor 51, and the vibration is generated while sweeping the frequency. Further, an impulsive vibration may be generated. Any other configuration that can swing the car frame 21 may be used, and a passenger may jump in the car room 22.

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に伝達関数１７を得ることができる他、伝達関数算出用加振手段５４によって種々の振動を発生させることができることから、広い周波数帯域の伝達関数を精度よく得ることができる。   According to the present embodiment, the transfer function 17 can be obtained in the same manner as in the first embodiment, and various vibrations can be generated by the transfer function calculating vibration means 54. Therefore, transmission in a wide frequency band is possible. The function can be obtained with high accuracy.

実施の形態３．
本実施の形態３でも、伝達関数１７を求めるためのさらに別の構造例について、図７を参照して説明する。即ち、実施の形態２では、伝達関数算出用加振手段５４は、任意の周波数及び加振力の振動を発生可能なものであることから、かご室２２におけるその振動を検出するために、かご室２２に伝達関数算出用かご室加速度センサ５２を配置している。これに対して本実施の形態３では、かご室２２に配置される伝達関数算出用振動発生装置５５は、所定の周波数及び加振力の振動を発生可能なものである。伝達関数算出用振動発生装置５５によって発生させる振動は、自身の振動をフィードバックして加振力を制御する機構を備え、周波数を掃引しながら一定の大きさの振動となるようにするのがよい。その他、既知の周波数かつ既知の大きさを発生させることができる構成であれば何でもよく、例えば一定の高さから一定の重量の物体を落下させた時に発生する振動の周波数と大きさを予め測定しておき、同様にかご室２２にて落下させるようにしても良い。
よって、発生させる振動の周波数及び加振力は、既知であることから、かご室２２には、伝達関数算出用かご室加速度センサ５２を設けていない。その他の構成部分は、図３を参照して説明した構成に同じである。 Embodiment 3 FIG.
Also in the third embodiment, still another structural example for obtaining the transfer function 17 will be described with reference to FIG. That is, in the second embodiment, the transfer function calculating vibration means 54 is capable of generating vibrations of an arbitrary frequency and vibration force, and therefore, in order to detect the vibrations in the car room 22, A transfer function calculating cab acceleration sensor 52 is disposed in the chamber 22. On the other hand, in the third embodiment, the transfer function calculating vibration generating device 55 arranged in the car room 22 can generate vibrations having a predetermined frequency and excitation force. The vibration generated by the transfer function calculating vibration generator 55 is preferably provided with a mechanism for controlling the excitation force by feeding back its own vibration so as to be a constant magnitude while sweeping the frequency. . Any other configuration that can generate a known frequency and a known magnitude may be used. For example, the frequency and magnitude of vibration generated when an object having a certain weight is dropped from a certain height are measured in advance. In addition, it may be dropped in the car room 22 in the same manner.
Therefore, since the frequency of the vibration to be generated and the excitation force are known, the cab acceleration sensor 52 for transfer function calculation is not provided in the cab 22. The other components are the same as those described with reference to FIG.

このように構成される伝達関数算出用の構成における動作について説明する。
かご室２２に設けた伝達関数算出用振動発生装置５５によって発生させた既知の振動を伝達関数算出用かご枠加速度センサ５１あるいはかご枠加速度センサ１にて収集し、伝達関数算出部５３によって伝達関数１７を得る。 The operation of the transfer function calculation configuration configured as described above will be described.
The known vibrations generated by the transfer function calculating vibration generator 55 provided in the car room 22 are collected by the transfer function calculating car frame acceleration sensor 51 or the car frame acceleration sensor 1 and transferred by the transfer function calculating unit 53. Get 17.

このように本実施の形態３によっても、実施の形態１と同様に伝達関数１７を得ることができる他、実施の形態２と同様に広い周波数帯域の伝達関数を精度よく得ることができる。さらに、本実施の形態３では、実施の形態２の構成と比較して部品点数の削減を図ることができ、コストダウンを図ることも可能である。   As described above, according to the third embodiment, the transfer function 17 can be obtained in the same manner as in the first embodiment, and a transfer function in a wide frequency band can be obtained with high accuracy as in the second embodiment. Furthermore, in the third embodiment, the number of parts can be reduced as compared with the configuration of the second embodiment, and the cost can be reduced.

１ かご枠加速度センサ、３ かご室振動特性変換部、４ 振動特徴量抽出部、
５ 異常判定部、
２１ かご枠、２２ かご室、
５２ 伝達関数算出用かご室加速度センサ、５３ 伝達関数算出部、
５４ 伝達関数算出用加振手段、５５ 伝達関数算出用振動発生装置、
１０１ エレベータのかご振動監視装置。 1 car frame acceleration sensor, 3 car room vibration characteristic converter, 4 vibration feature extractor,
5 Anomaly judgment section,
21 cage, 22 cages,
52 cab acceleration sensor for transfer function calculation, 53 transfer function calculation unit,
54 transfer function calculating vibration means, 55 transfer function calculating vibration generator,
101 Elevator car vibration monitoring device.

Claims (5)

かご枠と、かご枠に防振部材を介して支持されるかご室とを有するエレベータのかご振動監視装置であって、
かご枠に設けられ、かご枠の鉛直方向加速度を測定するかご枠加速度センサと、
かご枠加速度センサから得られるかご枠加速度信号を、伝達関数を用いてかご室加速度信号に変換するかご室振動特性変換部と、
上記かご室加速度信号から振動特徴量を抽出する振動特徴量抽出部と、
上記振動特徴量が予め設定した基準値を超えたことを検出して異常振動と判断する異常判定部と、
を備えたことを特徴とするエレベータのかご振動監視装置。 An elevator car vibration monitoring device having a car frame and a car room supported by a car frame via a vibration isolating member,
A car frame acceleration sensor provided on the car frame for measuring vertical acceleration of the car frame;
A car room vibration characteristic converter for converting a car frame acceleration signal obtained from the car frame acceleration sensor into a car room acceleration signal using a transfer function;
A vibration feature amount extraction unit for extracting a vibration feature amount from the cab acceleration signal;
An abnormality determination unit that detects that the vibration feature amount exceeds a preset reference value and determines abnormal vibration;
An elevator car vibration monitoring device characterized by comprising: 上記伝達関数は、かご枠の昇降時において予め実測した、上記かご枠加速度信号と、かご室加速度信号との比を算出して得た関数であり、上記かご室加速度信号は、伝達関数算出用としてかご室に設けられてかご室における鉛直方向加速度を測定する伝達関数算出用かご室加速度センサから得られた信号である、請求項１記載のエレベータのかご振動監視装置。   The transfer function is a function obtained by calculating a ratio between the car frame acceleration signal and the car room acceleration signal measured in advance when the car frame is raised and lowered. The car room acceleration signal is used for calculating the transfer function. The elevator car vibration monitoring apparatus according to claim 1, wherein the elevator car vibration monitoring apparatus is a signal obtained from a car function acceleration sensor for transfer function calculation that is provided in a car room and measures vertical acceleration in the car room. 上記伝達関数は、かご枠を急停止させて予め実測した、上記かご枠加速度信号と、かご室加速度信号との比を算出して得た関数であり、上記かご室加速度信号は、伝達関数算出用としてかご室に設けられてかご室における鉛直方向加速度を測定する伝達関数算出用かご室加速度センサから得られた信号である、請求項１記載のエレベータのかご振動監視装置。   The transfer function is a function obtained by calculating the ratio of the car frame acceleration signal and the car room acceleration signal, which is measured in advance by suddenly stopping the car frame, and the car room acceleration signal is calculated by a transfer function. The elevator car vibration monitoring apparatus according to claim 1, wherein the elevator car vibration monitoring apparatus is a signal obtained from a car function acceleration sensor for transfer function calculation that is provided in a car room and measures vertical acceleration in the car room. 上記伝達関数は、伝達関数算出用としてかご室を振動させて予め実測した、上記かご枠加速度信号と、かご室加速度信号との比を算出して得た関数であり、伝達関数算出用のかご室の上記振動は、かご室に設けられてかご室を振動させる伝達関数算出用加振手段によって発生させた振動であり、上記かご室加速度信号は、伝達関数算出用としてかご室に設けられてかご室における鉛直方向加速度を測定する伝達関数算出用かご室加速度センサから得られた信号である、請求項１記載のエレベータのかご振動監視装置。   The transfer function is a function obtained by calculating a ratio between the car frame acceleration signal and the car room acceleration signal measured in advance by vibrating the car room for calculating the transfer function. The vibration of the room is the vibration generated by the transfer function calculating vibration means provided in the car room to vibrate the car room, and the car acceleration signal is provided in the car room for calculating the transfer function. 2. The elevator car vibration monitoring apparatus according to claim 1, wherein the elevator car vibration monitoring apparatus is a signal obtained from a transfer function calculating cab acceleration sensor that measures vertical acceleration in the cab. 上記伝達関数は、伝達関数算出用として既知の周波数及び加振力でかご室を振動させて予め実測した上記かご枠加速度信号と、上記既知の振動によるかご室加速度信号との比を算出して得た関数である、請求項１記載のエレベータのかご振動監視装置。   The transfer function calculates the ratio of the car frame acceleration signal measured in advance by vibrating the car room at a known frequency and excitation force for calculating the transfer function and the car room acceleration signal due to the known vibration. The elevator car vibration monitoring apparatus according to claim 1, which is a function obtained.
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