JP2020059602A - Elevator rope diagnosis system and diagnosis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレベータ用ロープの診断システム及び診断方法に関する。 The present invention relates to an elevator rope diagnosis system and a diagnosis method.
従来、例えば、エレベータ用ロープの診断システムは、磁化されたエレベータ用ロープからの漏洩磁束を検出する磁束検出部と、磁束検出部が検出した漏洩磁束に基づいて、時間軸と漏洩磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部とを備えている(例えば、特許文献1)。そして、ロープが断線している場合には、断線部分から磁束が漏洩するため、漏洩磁束の大きさに基づいて、ロープの断線の有無が判定されている。 Conventionally, for example, an elevator rope diagnostic system, a magnetic flux detection unit that detects the leakage magnetic flux from the magnetized elevator rope, based on the leakage magnetic flux detected by the magnetic flux detection unit, from the time axis and the leakage magnetic flux axis. And a waveform calculation unit that calculates the waveform (for example, Patent Document 1). When the rope is broken, the magnetic flux leaks from the broken portion. Therefore, it is determined whether or not the rope is broken based on the magnitude of the leakage magnetic flux.
ところで、検出された磁束(例えば、ロープから漏洩する磁束、ロープの内部を通過する磁束等)を示す波形が、時間軸と磁束軸とからなるため、ロープの断線が有ると判定したとしても、ロープの断線位置を正確に特定することは、困難な作業である。例えば、エレベータかごが所定の乗場に位置する時間を特定しておくことで、ロープの断線位置をある程度(例えば、隣接する階床間の距離に相当する範囲)までに特定できたとしても、そこからさらに、ロープの断線位置を正確に特定することは、困難な作業である。 By the way, since the waveform showing the detected magnetic flux (for example, the magnetic flux leaking from the rope, the magnetic flux passing through the inside of the rope, etc.) is composed of the time axis and the magnetic flux axis, even if it is determined that the rope is broken, Accurately identifying the location of a broken wire in a rope is a difficult task. For example, even if the rope disconnection position can be specified to some extent (for example, the range corresponding to the distance between adjacent floors) by specifying the time when the elevator car is located at a predetermined landing, Further, it is a difficult task to accurately identify the position where the rope is broken.
そこで、課題は、磁束を示す波形の任意位置に対応するロープの位置を特定する作業が容易になるエレベータ用ロープの診断システム及び診断方法を提供することである。 Therefore, an object is to provide a diagnostic system and a diagnostic method for an elevator rope that facilitates the work of identifying the position of the rope corresponding to an arbitrary position of the waveform indicating the magnetic flux.
エレベータ用ロープの診断システムは、磁化されたエレベータ用ロープの磁束を検出する磁束検出部と、前記ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出する変位検出部と、前記磁束検出部が検出した磁束と前記変位検出部が検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部と、を備える。 The elevator rope diagnostic system is a magnetic flux detection unit that detects a magnetic flux of a magnetized elevator rope, a displacement detection unit that detects a displacement amount of the magnetic flux detection unit with respect to the rope, and a magnetic flux detected by the magnetic flux detection unit. And a waveform calculation unit that calculates a waveform composed of the rope distance axis and the magnetic flux axis based on the displacement amount detected by the displacement detection unit.
また、エレベータ用ロープの診断システムは、前記波形演算部が演算した波形からノイズを除去した補正波形を演算するノイズ除去演算部を備える、という構成でもよい。。 Further, the elevator rope diagnostic system may be configured to include a noise removal calculation unit that calculates a corrected waveform in which noise is removed from the waveform calculated by the waveform calculation unit. .
また、エレベータ用ロープの診断システムにおいては、前記磁束検出部は、前記エレベータ用ロープからの漏洩磁束を検出し、前記ノイズ除去演算部は、前記波形演算部が演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数を演算する関数演算部と、前記関数演算部が演算した関数に対して、所定の周期の成分を除去する成分除去部と、前記成分除去部が前記所定の周期の成分を除去した後の関数に基づいて、波形を演算する補正波形演算部と、を備える、という構成でもよい。 In the elevator rope diagnosis system, the magnetic flux detection unit detects a leakage magnetic flux from the elevator rope, and the noise removal calculation unit is based on the waveform calculated by the waveform calculation unit, and is a Fourier series. A function calculation unit that calculates a function by expansion, a component removal unit that removes a component having a predetermined cycle from the function calculated by the function calculation unit, and a component removal unit that has removed the component having the predetermined cycle It may be configured to include a corrected waveform calculation unit that calculates a waveform based on a later function.
また、エレベータ用ロープの診断システムは、前記補正波形演算部が演算した波形に基づいて、前記ロープの断線の有無を判定する断線判定部を備える、という構成でもよい。 Further, the elevator rope diagnosis system may include a disconnection determination unit that determines whether or not the rope is disconnected based on the waveform calculated by the correction waveform calculation unit.
また、エレベータ用ロープの診断方法は、磁束を検出する磁束検出部が、磁化されたエレベータ用ロープに対してロープ長さ方向に変位することによって、前記ロープの磁束を検出することと、前記ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出することと、検出した磁束と検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算することと、を含む。 In addition, the method of diagnosing an elevator rope includes detecting a magnetic flux of a rope by a magnetic flux detecting unit that detects a magnetic flux being displaced in a rope length direction with respect to a magnetized rope for an elevator. Detecting the amount of displacement of the magnetic flux detector with respect to, and calculating a waveform composed of the rope distance axis and the magnetic flux axis based on the detected magnetic flux and the detected amount of displacement.
以下、エレベータ用ロープの診断システム及び診断方法における一実施形態について、図1〜図14を参照しながら説明する。なお、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。 Hereinafter, an embodiment of a diagnostic system and a diagnostic method for an elevator rope will be described with reference to FIGS. 1 to 14. In each drawing, the dimensional ratios of the drawings and the actual dimensional ratios do not necessarily match, and the dimensional ratios of the drawings do not necessarily match.
図1に示すように、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム(以下、単に「診断システム」ともいう)1は、ロープ11の断線の有無を診断するために用いられている。ここで、診断システム1の各構成を説明するのに先立って、エレベータ10の構成について説明する。
As shown in FIG. 1, a diagnostic system 1 for an
図1及び図2に示すように、エレベータ10は、ユーザが乗るためのかご10aと、ロープ11によってかご10aと接続される釣合錘10bとを備えている。また、エレベータ10は、ロープ11が巻き掛けられる綱車10cを有する巻上機10dと、巻上機10dなどの各部を制御するエレベータ制御部12とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態に係るエレベータ10は、巻上機10dを機械室X1の内部に配置する、という構成であるが、斯かる構成に限られない。例えば、エレベータ10は、巻上機10dを昇降路X2の内部に配置する、という構成でもよい。
The
エレベータ10は、ユーザや作業員にかご10aの移動の情報が入力される移動情報入力部10eを備えている。また、エレベータ10は、かご10aが各乗場X3に位置することを検出するかご位置検出部10fと、かご10aの移動量を検出するかご移動量検出部10gとを備えている。
The
移動情報入力部10eは、例えば、ユーザに操作される操作ボタン(かご10aの内部に配置される操作ボタン、各乗場X3に配置される操作ボタン)や、作業員に操作される手動操作部である。なお、手動操作部は、かご10aの移動速度、移動方向、移動距離を入力して設定することができる。
The movement
かご位置検出部10fの構成は、特に限定されないが、例えば、かご位置検出部10fは、各乗場X3に配置される各種センサ(例えば、光電センサ、近接センサ等)としてもよい。また、かご移動量検出部10gの構成は、特に限定されないが、例えば、かご移動量検出部10gは、綱車10cの回転量を検出する各種センサ(例えば、エンコーダ)としてもよい。
Although the configuration of the car
エレベータ制御部12は、各情報を取得する取得部12aと、各種情報を記憶する記憶部12bとを備えている。また、エレベータ制御部12は、かご10aの位置を演算するかご位置演算部12cと、巻上機10dの運転を制御する巻上制御部12dとを備えている。
The
かご位置演算部12cは、かご位置検出部10f及びかご移動量検出部10gが検出した情報に基づいて、かご10aの位置を演算する。例えば、かご位置演算部12cは、かご10aの位置に基づいて、かご10aの移動量及びかご10aの移動速度を演算することも可能である。
The car
診断システム1は、ロープ11を診断するための診断具2を備えている。なお、診断具2が配置される位置は、特に限定されない。例えば、図1においては、診断具2は、機械室X1の内部に配置されている。また、診断具2は、例えば、機械室X1(例えば、床)に固定されていてもよく、例えば、作業員に把持されていてもよい。
The diagnostic system 1 includes a
図3に示すように、診断具2は、ロープ11の磁束を検出する磁束検出部3と、ロープ11に対する磁束検出部3の変位量を検出する変位検出部4と、磁束検出部3及び変位検出部4を連結する診断具本体2aとを備えている。本実施形態においては、磁束検出部3と変位検出部4とは、互いに固定されている、という構成であるが、例えば、磁束検出部3と変位検出部4とは、互いに分離されている、という構成でもよい。
As illustrated in FIG. 3, the
変位検出部4は、外周がロープ11に接する回転部4aと、回転部4aの回転量を検出する回転検出部4bと、回転部4aが回転可能となるように、回転部4aと診断具本体2aとを接続する接続部4cとを備えている。回転検出部4bの構成は、特に限定されないが、例えば、回転検出部4bは、回転部4aの回転量を検出する各種センサ(例えば、エンコーダ)としてもよい。
The
回転部4aの外周部は、ロープ11を引っ掛けて位置決めするために、凹状に形成されている。そして、接続部4cは、診断具本体2aに対して変位可能に接続されており、変位検出部4は、回転部4aをロープ11に向けて加力する弾性部4dを備えている。したがって、弾性部4dが弾性変形することによって、回転部4aがロープ11に加圧して接している。
The outer peripheral portion of the rotating
なお、変位検出部4の構成は、ロープ11に対する磁束検出部3の変位量を検出可能な構成であれば、特に限定されない。例えば、回転部4a、回転検出部4b、接続部4c、及び弾性部4dは、本実施形態に係る構成に対して異なる構成であってもよく、設けられていなくてもよい。
The configuration of the
磁束検出部3は、ロープ11の磁束を検出する検出部本体3aと、検出部本体3aと診断具本体2aとを接続する接続部3bとを備えている。そして、接続部3bは、診断具本体2aに対して変位可能に接続されており、磁束検出部3は、検出部本体3aをロープ11に向けて加力する弾性部3cを備えている。したがって、弾性部3cが弾性変形することによって、検出部本体3aがロープ11に加圧して接している。
The magnetic
ところで、磁束を用いた診断には、例えば、漏洩磁束法と、全磁束法とがある。本実施形態においては、漏洩磁束法が採用されており、磁束検出部3は、例えば、ロープ11から漏洩する磁束を検出する、という構成である。なお、全磁束法が採用され、磁束検出部3は、例えば、ロープ11の内部を通る磁束を検出する、という構成でもよく、また、両方が採用され、磁束検出部3は、例えば、その両方の磁束を検出する、という構成でもよい。
By the way, the diagnosis using the magnetic flux includes, for example, the leakage magnetic flux method and the total magnetic flux method. In the present embodiment, the leakage magnetic flux method is adopted, and the magnetic
なお、漏洩磁束法とは、磁化されたロープ11から漏洩する磁束を検出し、ロープ11の劣化を診断するものである。例えば、素線が断線することによって、ロープ11の表面に凹凸が生じた場合に、当該凹凸から磁束が漏洩するため、当該漏洩磁束を検出することによって、ロープ11を診断(例えば、断線の発見)することができる。
The leakage flux method is to detect the magnetic flux leaking from the
一方、全磁束法とは、磁化されたロープ11の内部を通る磁束を検出し、ロープ11の劣化を診断するものである。例えば、ロープ11が部分的に細くなったり、腐食や摩耗などがあったりすることによって、有効断面積(磁束が通過できる断面積)が変化した場合に、当該部分の内部を通る磁束が減少するため、当該磁束を検出することによって、ロープ11を診断(例えば、細り、腐食、摩耗、断線の発見)することができる。
On the other hand, the total magnetic flux method is to detect the magnetic flux passing through the inside of the
図4に示すように、検出部本体3aは、ロープ11を磁化させる永久磁石3d,3dと、永久磁石3d,3d及びロープ11と協働して磁気回路(図4の実線矢印で図示)を構成するために、永久磁石3d,3dを接続するヨーク3eとを備えている。ヨーク3eの材質は、特に限定されないが、ヨーク3eは、高い透磁率を有しており、例えば、純鉄や低炭素鋼で形成されてもよい。
As shown in FIG. 4, the detection unit
検出部本体3aは、ロープ11からの漏洩磁束を計測する計測部3fと、ロープ11からの漏洩磁束を集めるために、ロープ11の所定部分を覆うように配置される磁性部3gとを備えている。磁性部3gは、磁性を有しており、計測部3fは、磁性部3gを通る磁束を計測している。計測部3fの構成は、特に限定されないが、例えば、計測部3fは、磁束の大きさを電圧(電流)の大きさに変換する検出コイルとしてもよい。
The detection unit
また、検出部本体3aは、先端に、ロープ11をガイドする案内部3hを備えている。案内部3hは、ロープ11を引っ掛けて位置決めするために、凹状に形成されている。案内部3hは、磁性部3gと非磁性部3iとによって構成されている。そして、磁性部3gと非磁性部3iとは、連接されている。
Further, the detection unit
磁性部3gの材質は、特に限定されないが、磁性部3gは、高い透磁率を有しており、例えば、純鉄や低炭素鋼で形成されてもよい。また、非磁性部3iの材質は、特に限定されないが、非磁性部3iは、低い透磁率を有しており、例えば、硬質樹脂で形成されてもよい。
The material of the
例えば、磁性部3gの透磁率は、非磁性部3iの透磁率の100倍以上であることが好ましく、また、1000倍以上であることがより好ましい。また、例えば、磁性部3gの透磁率は、大気の透磁率の100倍以上であることが好ましく、また、1000倍以上であることがより好ましい。
For example, the magnetic permeability of the
なお、磁束検出部3の構成は、磁化されたロープ11の磁束を検出可能な構成であれば、特に限定されない。例えば、検出部3a、接続部3b、弾性部3c、永久磁石3d、ヨーク3e、計測部3f、磁性部3g、案内部3h、及び非磁性部3iは、本実施形態に係る構成に対して異なる構成であってもよく、設けられていなくてもよい。
The configuration of the magnetic
図5及び図6に示すように、磁性部3gは、端部3j,3jと、端部3j,3jを連結する連結部3kとを備えている。端部3jの先端は、案内部3hを構成するために、凹状に形成されており、連結部3kは、端部3jの基端に連結され、ロープ11(案内部3h)に沿って延びている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
これにより、磁性部3gは、ロープ11の一部(以下、「磁性被覆部分」という)11aを覆うように配置されている。そして、ロープ11の磁性被覆部分11aからの漏洩磁束は、磁性部3gによって集められており、計測部3fは、連結部3kを通る磁束を計測する。したがって、ロープ11の磁性被覆部分11aからの漏洩磁束を確実に検出することができる。
As a result, the
図7に示すように、診断システム1は、ロープ11の情報が入力されるロープ情報入力部1aと、診断するための情報が入力される診断情報入力部1bとを備えている。また、診断システム1は、情報を処理する処理部5と、処理部5で処理された情報を出力する出力部1cとを備えている。
As shown in FIG. 7, the diagnostic system 1 includes a rope
ロープ情報入力部1aには、例えば、診断しているロープ11の情報(例えば、ロープ11の外径等)が、入力される。診断情報入力部1bには、例えば、診断に関する情報(例えば、診断開始の指示、診断終了の指示等)が、入力される。各入力部1a,1bの構成は、特に限定されないが、例えば、各入力部1a,1bは、マウス、キーボード、各種スイッチとしてもよい。また、出力部1cは、例えば、情報を表示する装置(例えば、モニタ)としてもよく、また、例えば、外部に向けて信号を出力する装置としてもよい。
The rope
処理部5は、各部1a,1b,3,4から情報を取得する取得部5aと、各種情報を記憶する記憶部5bとを備えている。また、処理部5は、磁束検出部3が検出した磁束と変位検出部4が検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部5cと、波形演算部5cが演算した波形からノイズを除去した補正波形を演算するノイズ除去演算部5hと、ノイズ除去演算部5hが演算した補正波形に基づいて、ロープ11の断線の有無を判定する断線判定部5gとを備えている。
The
ノイズ除去部5hは、波形演算部5cが演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数を演算する関数演算部5dと、関数演算部5dが演算した関数に対して、所定の周期の成分を除去する成分除去部5eとを備えている。また、ノイズ除去部5hは、成分除去部5eが所定の周期の成分を除去した後の補正関数に基づいて、補正波形を演算する補正波形演算部5fを備えている。
The
関数演算部5dは、波形演算部5cが演算した波形を、フーリエ級数展開した以下の関数に演算する。
ここで、f(x)は、磁束であり、xは、ロープ距離であり、Lは、ロープ11の全計測距離、即ち、磁束が計測されたロープ11の範囲の全長である。また、L/nは、周期であり、周期がL/nの成分とは、Ancos(n・2π/L)x及びBnsin(n・2π/L)xである。
The
Here, f (x) is the magnetic flux, x is the rope distance, and L is the total measurement distance of the
成分除去部5eは、関数演算部5dが演算した関数に対して、外乱(ノイズ)となる周期の成分を除去する。具体的には、成分除去部5eは、当該関数に対して、所定の周期よりも大きい周期の成分を除去すると共に、所定の周期よりも小さい周期の成分を除去する。
The
補正波形演算部5fは、外乱となる周期の成分を除去された補正関数に基づいて、補正波形を演算し、断線判定部5gは、当該補正波形に基づいて、ロープ11の断線の有無を判定する。これにより、ロープ11の断線の有無を適正に判定することができる。
The correction
ここで、漏洩磁束法において、外乱となる周期の成分の一例について、説明する。まず、図6に戻り、磁束検出部3の構造から特定できる外乱について、説明する。
Here, in the leakage magnetic flux method, an example of a component of a period that becomes a disturbance will be described. First, returning to FIG. 6, the disturbance that can be identified from the structure of the magnetic
ロープ11から磁束が漏洩しているが、ロープ11の表面の凹凸が大きい位置ほど、ロープ11から漏洩する磁束の大きさが大きくなる。そして、図6に示すように、ロープ11に断線部分11bがある場合には、ロープ11の表面に大きな凹凸が存在することになるため、ロープ11の断線部分11bから漏洩する磁束の大きさは、大きくなる。
Although the magnetic flux leaks from the
また、磁束検出部3で検出される漏洩磁束の周期は、ロープ11の表面の凹凸の長さ(ロープ長さ方向D4の寸法)とほぼ同じとなる。即ち、ロープ11の断線部分11bによる漏洩磁束の周期は、断線部分11bの長さ(ロープ長さ方向D4の寸法)W1とほぼ同じである。
The period of the leakage magnetic flux detected by the magnetic
ところで、磁性部3gは、ロープ11の磁性被覆部分11aからの漏洩磁束を集めており、計測部3fは、磁性部3gを通る磁束を計測している。一方で、ロープ11の磁性被覆部分11a以外からの漏洩磁束は、大気に漏れていくため、計測部3fは、計測することが殆どできない。
By the way, the
これにより、磁束検出部3は、磁性被覆部分11a(磁性部3g)の長さ(ロープ長さ方向D4の寸法)W2よりも大きい周期の成分の漏洩磁束を検出することができないことになる。したがって、磁性被覆部分11aの長さW2よりも大きい周期の成分は、外乱である可能性が高い。よって、磁性被覆部分11aの長さW2よりも大きい周期の成分は、フーリエ級数展開された関数から、除去されることが好ましい。
As a result, the magnetic
次に、漏洩磁束法において、診断されるロープ11の構造から特定できる第1の外乱について、説明する。
Next, the first disturbance that can be identified from the structure of the
図8及び図9に示すように、ロープ11は、中心に配置される芯材11cと、芯材11cの周囲に配置され、撚り合わされる複数のストランド13とを備えている。ストランド13は、複数の素線13a,13b、具体的には、内部に配置される複数の内素線13aと、外層を構成するために内素線13aの周囲に配置され、撚り合わされる複数の外素線13bとを備えている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
ストランド13、内素線13a及び外素線13bの本数は、特に限定されない。また、芯材11cの材質は、特に限定されないが、例えば、芯材11cは、繊維や合成樹脂で形成されてもよい。また、内素線13a及び外素線13bの材質は、特に限定されないが、例えば、鋼で形成されてもよい。
The numbers of the
ところで、複数のストランド13が撚り合わされているため、ロープ11は、径方向外方に凸状となる凸部11dを備えている。そして、凸部11dがロープ11の表面の凹凸を構成しているため、凸部11dの長さ(ロープ長さ方向D4の寸法)W3とほぼ同じ周期の磁束が、凸部11dに起因してロープ11から漏洩する。
By the way, since the plurality of
しかも、例えば、外素線13bの露出している部分(例えば、図8の中央のハッチングで図示している部分)の全体が断線して欠損している場合でも、当該断線部分11bの長さ(ロープ長さ方向D4の寸法)は、凸部11dの長さW3よりも小さくなる。例えば、当該断線部分11bがロープ長さ方向D4と平行に延びている場合に、断線部分11bの長さは、最大となり、凸部11dの長さW3とほぼ同じ長さとなる。
Moreover, for example, even when the entire exposed portion of the
これにより、凸部11dの長さW3以上の周期の成分は、外乱である可能性が高い。したがって、凸部11dの長さW3以上の周期の成分は、フーリエ級数展開された関数から、除去されることが好ましい。
As a result, it is highly possible that a component having a period equal to or longer than the length W3 of the
本実施形態においては、磁性被覆部分11a(磁性部3g)の長さW2は、凸部11dの長さW3よりも、大きい、という構成である。なお、磁性被覆部分11a(磁性部3g)の長さW2は、凸部11dの長さW3よりも、小さい、という構成でもよい。
In the present embodiment, the length W2 of the
次に、漏洩磁束法において、診断されるロープ11の構造から特定できる第2の外乱について、説明する。
Next, the second disturbance that can be identified from the structure of the
複数の外素線13bが大きな力で撚り合わされているため、外素線13bが切断した場合には、外素線13bの先端部13cは、外方に押し出される。これにより、外素線13bの先端部13cは、隣接される外素線13bの外側に乗り上げたり、径方向外方に突出したりする。そして、外素線13bの先端部13cが、ロープ11の表面の凹凸を構成するため、先端部13cの長さ(ロープ長さ方向D4の寸法)W4とほぼ同じ周期の磁束が、先端部13cに起因してロープ11から漏洩する。
Since the plurality of
ところで、切断された外素線13bの先端部13cの長さW4は、外素線13bの外径以上となる。例えば、当該先端部13cがロープ11の径方向と平行に突出している場合に、当該先端部13cの長さW4は、最小となり、外素線13bの外径とほぼ同じ長さとなる。
By the way, the length W4 of the
これにより、外素線13bの外径よりも小さい周期の成分は、外乱である可能性が高い。したがって、外素線13bの外径よりも小さい周期の成分は、フーリエ級数展開された関数から、除去されることが好ましい。
Thereby, a component having a cycle smaller than the outer diameter of the
本実施形態に係る診断システム1の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る診断方法について、図10〜図14を主に参照しながら説明する(図1〜図9も参照)。 The configuration of the diagnostic system 1 according to the present embodiment is as described above. Next, the diagnostic method according to the present embodiment will be described mainly with reference to FIGS. 10 to 14 (also in FIGS. 1 to 9). reference).
まず、ロープ情報入力部1aに、ロープ11の情報が入力される(ロープ情報入力工程S1)。例えば、記憶部5bが、ロープ11の外径に対応する凸部11dの寸法W3及び外素線13bの外径を、記憶している場合には、ロープ情報入力部1aに、ロープ11の外径が入力される。
First, information on the
そして、磁束検出部3及び変位検出部4がロープ11に接する状態から、かご10aが移動される(かご移動工程S2)ため、磁束検出部3は、ロープ11に対して変位する。このとき、磁束検出部3は、磁化されたロープ11の磁束を検出しており(磁束検出工程S3)、変位検出部4は、ロープ11に対する磁束検出部3の変位量を検出している(変位検出工程S4)。
Then, the
そして、磁束検出部3が検出した磁束は、図11に示すように、時間軸と磁束軸とからなる波形で表すことができ、また、変位検出部4が検出した変位量は、図12に示すように、時間軸とロープ11に対する磁束検出部3の変位量軸とからなる波形で表すことができる。
The magnetic flux detected by the magnetic
ところで、図12に示すように、時間軸とロープ11に対する磁束検出部3の変位量軸とからなる波形が、直線ではないため、かご10aの移動速度は、診断開始から終了まで同じではなく、変化している。そこで、磁束検出部3が検出した磁束と変位検出部4が検出した変位量とに基づいて、波形演算部5cは、図13に示すように、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する(波形演算工程S5)。
By the way, as shown in FIG. 12, since the waveform consisting of the time axis and the displacement amount axis of the magnetic
このとき、診断開始時のかご10aの位置と、各乗場X3間の距離とが、診断情報入力部1bに入力されることによって、ロープ距離軸上に、かご10aの位置を出力することができる。なお、ロープ距離軸は、ロープ11のロープ長さ方向D4の距離であって、診断開始時に磁束検出部3に検出される位置(診断開始位置)からの距離を示している。
At this time, the position of the
そして、波形演算部5cが演算した波形に基づいて、関数演算部5dは、以下のように、フーリエ級数展開による関数を演算する(関数演算工程S6)。
Then, based on the waveform calculated by the
その後、成分除去部5eは、フーリエ級数展開された当該関数に対して、外乱となる周期の成分を除去する(成分除去工程S7)。このとき、フーリエ級数展開された当該関数は、ロープ距離軸に関する関数であるため、長さに起因する外乱を除去することができる。
After that, the
例えば、ロープ11の磁性被覆部分11aの長さW2よりも大きい周期の成分と、ロープ11の凸部11dの長さW3以上の周期の成分と、外素線13bの外径よりも小さい周期の成分とが、フーリエ級数展開された関数から除去される。なお、磁性被覆部分11aの長さW2は、診断情報入力部1bによって入力されてもよく、処理部5の記憶部5bに記憶されていてもよい。
For example, a component having a period larger than the length W2 of the
ここで、成分除去工程S7の一例を以下に説明する。 Here, an example of the component removal step S7 will be described below.
まず、第1の外乱の成分除去として、ロープ11の磁性被覆部分11aの長さW2よりも大きい周期の成分を除去する。例えば、ロープ11の全計測距離Lは、20m(=20×103mm)であり、ロープ11の磁性被覆部分11aの長さW2は、10mmであるとする。これにより、ロープ11の磁性被覆部分11aの長さW2である10mm(=20×103mm/2,000)よりも大きい周期の成分、即ち、n<2,000の周期の成分を除去する。
First, as the removal of the first disturbance component, a component having a period larger than the length W2 of the
次に、第2の外乱の成分除去として、ロープ11の凸部11dの長さW3以上の周期の成分を除去する。例えば、診断するロープ11のロープ径が10mmであって、ロープ11の凸部11dの長さW3は、67.5mmであるとする。これにより、ロープ11の凸部11dの長さW3である67.5mm(≒20×103mm/296.2)以上の周期の成分、即ち、n≦296.2の周期の成分を除去する。
Next, as a component of the second disturbance, a component having a period of length W3 or more of the
さらに、第3の外乱の成分除去として、外素線13bの外径よりも小さい周期の成分を除去する。例えば、診断するロープ11のロープ径が10mmであって、外素線13bの外径は、0.66mmであるとする。これにより、外素線13bの外径である0.66mm(≒20×103mm/30,303.03)よりも小さい周期の成分、即ち、n>30,303.03の周期の成分を除去する。
Furthermore, as the third disturbance component removal, a component having a cycle smaller than the outer diameter of the
これにより、n<2,000の周期の成分と、n≦296.2の周期の成分と、n>30,303.03の周期の成分とが除去されるため、以下の式のように、2,000≦n≦30,303の周期帯の成分が残る。なお、A0がn=0の周期の成分と考えられるため、A0は除去される。
このように、外乱となる周期の成分が除去される。
As a result, the component with the cycle of n <2,000, the component with the cycle of n ≦ 296.2, and the component with the cycle of n> 30, 303.03 are removed. The components of the periodic band of 2,000 ≦ n ≦ 30,303 remain. Note that A 0 is considered to be a component with a cycle of n = 0, so A 0 is removed.
In this way, the component of the period that becomes the disturbance is removed.
そして、外乱となる周期の成分が除去された後の補正関数に基づいて、補正波形演算部5fは、図14に示すように、補正波形を演算する(補正波形演算工程S8)。なお、関数演算工程S6、成分除去工程S7、及び補正波形演算工程S8は、波形演算工程S5で演算された波形からノイズを除去した補正波形を演算しているため、当該工程S6〜S8は、全体としてノイズ除去演算工程S10という。
Then, the correction
その後、断線判定部5gは、補正波形に基づいて、ロープ11の断線の有無を判定する(断線判定工程S9)。例えば、断線判定部5gは、磁束の大きさが閾値(図14における破線)を超えている位置で、ロープ11が断線していると、判定する。なお、閾値は、診断情報入力部1bによって入力されてもよく、処理部5の記憶部5bに記憶されていてもよい。
After that, the
このように、外乱となる磁束を除去した後の補正波形に基づいて、ロープ11の断線の有無が判定されるため、ロープ11の断線の有無を適正に判定することができる。また、波形の一方の軸が、ロープ距離軸であるため、磁束を示す波形の任意位置、例えば、ロープ11が断線していると判定された位置(ロープ11の断線判定位置)を特定する作業が容易になる。
In this way, since the presence or absence of disconnection of the
例えば、図14に示すように、ロープ11の断線判定位置は、かご10aが2階に位置している際に磁束検出部3が検出しているロープ11の位置から、所定距離W5だけ離れた位置である。したがって、例えば、かご10aを2階の乗場X3に位置した後、所定距離W5だけ上昇させた際に、磁束検出部3が検出しているロープ11の位置(又はその周辺位置)を確認することで、ロープ11の断線位置を確認することができる。
For example, as shown in FIG. 14, the disconnection determination position of the
なお、ロープ11の診断方法は、斯かる方法に限られない。例えば、ロープ情報入力工程S1は、成分除去工程S7よりも前であれば、特に順番は限定されない。また、図11〜図14に係る波形は、出力部1cで表示されてもよく、表示されなくてもよく、また、例えば、診断情報入力部1bによって、図11〜図14の波形の表示と非表示とが、選択可能であってもよい。
The method for diagnosing the
以上より、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断方法は、磁束を検出する磁束検出部3が、磁化されたエレベータ用ロープ11に対してロープ長さ方向D4に変位することによって、前記ロープ11の磁束を検出すること(S3)と、前記ロープ11に対する前記磁束検出部3の変位量を検出すること(S4)と、検出した磁束と検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算すること(S5)と、を含む。
As described above, in the method for diagnosing the
また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム1は、磁化されたエレベータ用ロープ11の磁束を検出する磁束検出部3と、前記ロープ11に対する前記磁束検出部3の変位量を検出する変位検出部4と、前記磁束検出部3が検出した磁束と前記変位検出部4が検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部5cと、を備える。
Further, the diagnostic system 1 for the
斯かる診断方法及び診断システム1によれば、磁束検出部3がロープ11に対して変位することによって、ロープ11の磁束が、検出される。また、ロープ11に対する磁束検出部3の変位量が、検出される。そして、検出した磁束と検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形が、演算される。これにより、波形の一方の軸が、ロープ距離軸であるため、磁束を示す波形の任意位置に対応するロープ11の位置を特定する作業が容易になる。
According to the diagnostic method and the diagnostic system 1 as described above, the magnetic flux of the
また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム1は、前記波形演算部5cが演算した波形からノイズを除去した補正波形を演算するノイズ除去演算部5hを備える、という構成である。
Further, the diagnostic system 1 for the
斯かる構成によれば、検出した磁束に基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形が演算された後、当該波形からノイズを除去した補正波形が演算される。これにより、ロープ11の断線の有無を判定するために外乱となる磁束を除去することができる。
According to such a configuration, after the waveform composed of the rope distance axis and the magnetic flux axis is calculated based on the detected magnetic flux, the correction waveform in which noise is removed from the waveform is calculated. This makes it possible to remove the magnetic flux that is a disturbance to determine whether or not the
また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム1においては、磁束検出部3は、前記エレベータ用ロープ11からの漏洩磁束を検出し、前記ノイズ除去演算部5hは、前記波形演算部5cが演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数を演算する関数演算部5dと、前記関数演算部5dが演算した関数に対して、所定の周期の成分を除去する成分除去部5eと、前記成分除去部5eが前記所定の周期の成分を除去した後の関数に基づいて、波形を演算する補正波形演算部5fと、を備える、という構成である。
Further, in the diagnostic system 1 for the
斯かる構成によれば、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形が演算された後、当該波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数が演算される。そして、当該関数に対して、所定の周期の成分が除去され、除去された後の関数に基づいて、波形が演算される。これにより、ロープ11の断線の有無を判定するために外乱となる磁束を除去することができる。
According to such a configuration, after the waveform composed of the rope distance axis and the magnetic flux axis is calculated, the function by Fourier series expansion is calculated based on the waveform. Then, a component having a predetermined cycle is removed from the function, and the waveform is calculated based on the function after the removal. This makes it possible to remove the magnetic flux that is a disturbance to determine whether or not the
また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム1は、前記補正波形演算部5fが演算した波形に基づいて、前記ロープ11の断線の有無を判定する断線判定部5gを備える、という構成である。
Further, the diagnostic system 1 for the
斯かる構成によれば、補正された波形に基づいて、ロープ11の断線の有無が判定される。これにより、外乱となる磁束を除去した後の波形に基づいて、ロープ11の断線の有無を判定することができる。
According to such a configuration, it is determined whether or not the
また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム1は、診断される前記ロープ11の情報が入力されるロープ情報入力部1aを備え、前記成分除去部5eは、前記ロープ情報入力部1aに入力された情報に基づいて、前記関数に対して、前記所定の周期の成分を除去する、という構成である。
The
斯かる構成によれば、入力されたロープ11の情報に基づいて、所定の周期の成分が除去される。これにより、ロープ11の構成に起因して外乱となる磁束を除去することができる。
According to such a configuration, a component having a predetermined cycle is removed based on the input information on the
また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム1においては、前記ロープ11は、撚り合わされる複数のストランド13を備えることによって、径方向外方に凸状となる凸部11dを備え、前記成分除去部5eは、前記関数に対して、前記凸部11dの前記ロープ長さ方向D4の寸法W3以上の周期の成分を除去する、という構成である。
Further, in the diagnostic system 1 for the
斯かる構成によれば、ロープ11の凸部11dによる凹凸によって漏洩磁束が発生すること、及び、凸部11dのロープ長さ方向D4の寸法W3よりも大きい欠損(断線部分)が発生している可能性が低いことに対して、凸部11dのロープ長さ方向D4の寸法W3以上の周期の成分が、除去される。これにより、外乱となる磁束を除去することができる。
According to such a configuration, leakage magnetic flux is generated due to the unevenness of the
また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム1においては、前記ロープ11は、撚り合わされる複数のストランド13を備え、前記ストランド13は、外層を構成する複数の外素線13bを備え、前記成分除去部5eは、前記関数に対して、前記外素線13bの外径よりも小さい周期の成分を除去する、という構成である。
Further, in the diagnostic system 1 for the
斯かる構成によれば、切断された外素線13bがロープ11の径方向外方に突出した場合に、当該突出する部分の、ロープ長さ方向D4の寸法W4は、外素線13bの外径以上となる。これにより、外素線13bの外径よりも小さい周期の成分は、外乱である可能性が高い。それに対して、外素線13bの外径よりも小さい周期の成分が、除去される。これにより、外乱となる磁束を除去することができる。
According to such a configuration, when the cut
また、本実施形態に係るエレベータ用ロープ11の診断システム1は、前記磁束検出部3は、前記ロープ11からの漏洩磁束を集めるために、前記ロープ11の所定部分11aを覆うように配置される磁性部3gと、前記磁性部3gを通る磁束を計測する計測部3fと、を備え、前記成分除去部5eは、前記関数に対して、前記所定部分11aの前記ロープ長さ方向D4の寸法W2よりも大きい周期の成分を除去する、という構成である。
Further, in the diagnostic system 1 for the
斯かる構成によれば、ロープ11の所定部分11aからの漏洩磁束が集められるため、ロープ11の所定部分11aからの漏洩磁束を確実に検出することができる。一方で、ロープ11の所定部分11aのロープ長さ方向D4の寸法W2よりも大きい周期の成分が、外乱である可能性が高いことに対して、当該周期の成分が、除去される。これにより、外乱となる磁束を除去することができる。
According to such a configuration, since the leakage magnetic flux from the
なお、エレベータ用ロープ11の診断システム1及び診断方法は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、エレベータ用ロープ11の診断システム1及び診断方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
The diagnostic system 1 and the diagnostic method for the
(1)上記実施形態に係る診断システム1及び診断方法においては、波形演算部5cが演算した波形に基づいて、関数演算部5dは、フーリエ級数展開による関数を演算する、という構成である。しかしながら、診断システム1及び診断方法は、斯かる構成に限られない。例えば、波形演算部5cが演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数が演算されない、という構成でもよい。即ち、診断システム1は、関数演算部5d、成分除去部5e及び補正波形演算部5fのうち、少なくとも一つを備えていない、という構成でもよい。
(1) In the diagnostic system 1 and the diagnostic method according to the above-described embodiment, the
(2)また、上記実施形態に係る診断システム1及び診断方法においては、変位検出部4は、外周がロープ11に接する回転部4aと、回転部4aの回転量を検出する回転検出部4bとを備えている、という構成である。しかしながら、診断システム1及び診断方法は、斯かる構成に限られない。
(2) In addition, in the diagnostic system 1 and the diagnostic method according to the above-described embodiment, the
例えば、図15に示すように、変位検出部は、かご移動量検出部10gを備えている、という構成でもよい。即ち、変位検出部は、かご10aの移動量を検出することによって、ロープ11に対する磁束検出部3の変位量を検出する、という構成でもよい。図15に係る処理部5は、かご移動量検出部10gが検出した情報を、エレベータ制御部12を経由して、取得部5aで取得している。
For example, as shown in FIG. 15, the displacement detector may include a car
また、処理部5は、かご位置検出部10fが検出した情報を、取得部5aで取得している。斯かる構成によれば、診断開始時のかご10aの位置や各乗場X3間の距離が不明であったり、入力したりしなくても、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形において、ロープ距離軸上に、かご10aの各乗場X3に位置する際の、磁束検出部3に検出されるロープ11の位置を表示することができる。
In addition, the
(3)また、上記実施形態に係る診断システム1及び診断方法においては、補正波形演算部5fが演算した補正波形に基づいて、断線判定部5gがロープ11の断線の有無を判定する、という構成である。しかしながら、診断システム1及び診断方法は、斯かる構成に限られない。例えば、補正波形演算部5fが演算した補正波形に基づいて、作業員がロープ11の断線の有無を判定する、という構成でもよい。即ち、作業員が、出力部1cに表示された波形を見て、ロープ11の断線の有無を判定してもよい。
(3) Further, in the diagnostic system 1 and the diagnostic method according to the above-described embodiment, the
(4)また、上記実施形態に係る診断システム1及び診断方法においては、成分除去部5eは、磁性被覆部分11a(磁性部3g)の長さW2よりも大きい周期の成分と、ロープ11の凸部11dの長さW3以上の周期の成分と、外素線13bの外径よりも小さい周期の成分とを除去する、という構成である。しかしながら、診断システム1及び診断方法は、斯かる構成に限られない。
(4) In addition, in the diagnostic system 1 and the diagnostic method according to the above-described embodiment, the
例えば、成分除去部5eは、ロープ11の他の寸法よりも大きい又は小さい周期の成分を除去する、という構成でもよい。また、成分除去部5eは、設定された周期帯以外の周期の成分を除去する、という構成でもよい。斯かる周期帯は、複数回の実験結果に基づいて、外乱となる周期の成分を導き出すことによって、設定されてもよい。
For example, the
(5)また、上記実施形態に係る診断システム1及び診断方法においては、磁束検出部3は、磁性部3gを備えている、という構成である。しかしながら、診断システム1及び診断方法は、斯かる構成に限られない。例えば、磁束検出部3は、磁性部3gを備えていない、という構成でもよい。
(5) Further, in the diagnostic system 1 and the diagnostic method according to the above-described embodiment, the magnetic
(6)また、上記実施形態に係る診断方法においては、診断具2が固定され、かご10aが移動することによって、磁束検出部3がロープ11に対して変位する、という構成である。しかしながら、診断方法は、斯かる構成に限られない。例えば、かご10aが停止した状態で、診断具2が把持されてロープ11に対して移動されることによって、磁束検出部3がロープ11に対して変位する、という方法でもよい。
(6) Further, in the diagnostic method according to the above embodiment, the
(7)また、上記実施形態に係る診断システム1及び診断方法においては、ノイズ除去演算部5hは、波形をフーリエ級数展開による関数を演算し、所定の周期の成分を除去した後、補正波形を演算する、という構成である。しかしながら、診断システム1及び診断方法は、斯かる構成に限られない。即ち、ノイズ除去演算部5hは、ノイズを除去できる構成であれば、特に限定されない。
(7) Further, in the diagnostic system 1 and the diagnostic method according to the above-described embodiment, the
例えば、磁束法が採用され、磁束検出部3は、磁化されたロープ11の内部を通る磁束を検出する構成であっても、ノイズ除去演算部5hは、波形をフーリエ級数展開による関数を演算し、所定の周期の成分を除去した後、補正波形を演算する、という構成でもよく、特に限定されない。例えば、周囲の環境によって、磁束検出部3が常に一定量のノイズの磁束を検出する場合には、ノイズ除去演算部5hは、当該一定量の磁束をノイズとして除去する、という構成でもよい。
For example, even if the magnetic flux method is adopted and the magnetic
1…診断システム、1a…ロープ情報入力部、1b…診断情報入力部、1c…出力部、2…診断具、2a…診断具本体、3…磁束検出部、3a…検出部本体、3b…接続部、3c…弾性部、3d…永久磁石、3e…ヨーク、3f…計測部、3g…磁性部、3h…案内部、3i…非磁性部、3j…端部、3k…連結部、4…変位検出部、4a…回転部、4b…回転検出部、4c…接続部、4d…弾性部、5…処理部、5a…取得部、5b…記憶部、5c…波形演算部、5d…関数演算部、5e…成分除去部、5f…補正波形演算部、5g…断線判定部、5h…ノイズ除去演算部、10…エレベータ、10a…かご、10b…釣合錘、10c…綱車、10d…巻上機、10e…移動情報入力部、10f…かご位置検出部、10g…かご移動量検出部、11…ロープ、11a…磁性被覆部分、11b…断線部分、11c…芯材、11d…凸部、12…エレベータ制御部、12a…取得部、12b…記憶部、12c…かご位置演算部、12d…巻上制御部、13…ストランド、13a…内素線、13b…外素線、13c…先端部、X1…機械室、X2…昇降路、X3…乗場
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diagnostic system, 1a ... Rope information input part, 1b ... Diagnostic information input part, 1c ... Output part, 2 ...
Claims (5)
前記ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出する変位検出部と、
前記磁束検出部が検出した磁束と前記変位検出部が検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算する波形演算部と、を備える、エレベータ用ロープの診断システム。 A magnetic flux detection unit that detects the magnetic flux of the magnetized elevator rope,
A displacement detector that detects the amount of displacement of the magnetic flux detector with respect to the rope;
A diagnostic system for an elevator rope, comprising: a waveform calculation unit that calculates a waveform composed of a rope distance axis and a magnetic flux axis based on a magnetic flux detected by the magnetic flux detection unit and a displacement amount detected by the displacement detection unit. .
前記ノイズ除去演算部は、
前記波形演算部が演算した波形に基づいて、フーリエ級数展開による関数を演算する関数演算部と、
前記関数演算部が演算した関数に対して、所定の周期の成分を除去する成分除去部と、
前記成分除去部が前記所定の周期の成分を除去した後の関数に基づいて、波形を演算する補正波形演算部と、を備える、請求項2に記載のエレベータ用ロープの診断システム。 The magnetic flux detection unit detects the leakage magnetic flux from the elevator rope,
The noise removal calculation unit,
Based on the waveform calculated by the waveform calculation unit, a function calculation unit for calculating a function by Fourier series expansion,
A component removing unit that removes a component having a predetermined period from the function calculated by the function calculating unit,
The elevator rope diagnostic system according to claim 2, further comprising: a correction waveform calculator that calculates a waveform based on a function after the component remover removes the component having the predetermined period.
前記ロープに対する前記磁束検出部の変位量を検出することと、
検出した磁束と検出した変位量とに基づいて、ロープ距離軸と磁束軸とからなる波形を演算することと、を含む、エレベータ用ロープの診断方法。
A magnetic flux detection unit for detecting magnetic flux, by displacing in the rope length direction with respect to the magnetized elevator rope, and detecting the magnetic flux of the rope,
Detecting the amount of displacement of the magnetic flux detector with respect to the rope,
A method of diagnosing an elevator rope, comprising: calculating a waveform composed of a rope distance axis and a magnetic flux axis based on the detected magnetic flux and the detected displacement amount.
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