JP2501109B2

JP2501109B2 - エレベ−タの安全装置

Info

Publication number: JP2501109B2
Application number: JP62178292A
Authority: JP
Inventors: 茂実岩田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-07-17
Filing date: 1987-07-17
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: CN1034117C; CN1030732A; US4944369A; JPS6423717A; KR920001300B1; KR890001860A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、エレベータの安全装置に関し、特に、マ
イクロコンピュータを使用した制御装置に適用すること
が可能な安価な欠相検出手段を有するエレベータの安全
装置に関するものである。

［従来の技術］エレベータの運行管理を制御するための制御回路は、
通常、三相交流電源を直流に変換し、この変換した直流
電源を電源としている。これは、直流電源を使用した回
路は、エレベータとして必要な機械式接点としての、例
えば、ガバナー接点、ドア接点等を用いて、接点の信頼
性が高い継電器によるシーケンス回路を容易に構成する
ことができるためである。

一方、エレベータのかごを駆動する交流モータの駆動
電源、またはかごのドアを駆動する交流ドアモータの駆
動電源は三相交流電源が使用されている。

したがって、建物の三相交流電源が欠相すると、かご
駆動交流モータ及びドア駆動モータが回転不能あるいは
逆転となることから、極めて危険な状態が発生する。ま
た、建物の三相交流電源が欠相すると、制御回路も正常
に機能することができなくなる。そこで、従来のエレベ
ータ装置においては、客先の三相交流電源が欠相した場
合には、エレベータのかごを急停止させて、乗客の安全
を確保する安全装置が使用されている。

第11図は従来のエレベータの安全装置を示す回路図で
ある。

図11において、１は建物の三相交流電源、２は三相交
流電源１の出力を三相全波整流する変換器であって、ダ
イオードによって構成されている。５は三相交流電源１
の各出力端間に接続された欠相検出リレー、６はかごに
急停止指令を出力するエレベータの安全リレーで、図示
しない機械式ガバナーのメーク接点G₁及び欠相検出リレ
ー５のメーク接点P₁を介して、変換器２の出力端に接続
されている。７は図示しないかご駆動モータに上昇指令
を出力する上昇コンタクタで、図示しない上昇方向指令
リレーのメーク接点UA₁及び安全リレー６のメーク接点A
₁を介して、変換器２の出力端間に接続されている。８
は図示しないかご駆動モータに下降指令を出す下降コン
タクタであって、図示しない下降方向指令リレーのメー
ク接点DA₁及び安全リレー６のメーク接点A₁を介して、
変換器２の出力端間に接続されている。

この様に構成されたエレベータの安全装置において、
三相交流電源１の出力が正常である場合には、欠相検出
リレー５が励磁されることから、その接点P₁が閉じられ
る。接点P₁が閉じられると、電源（＋）−欠相検出リレ
ー５のメーク接点P₁−機械式ガバナーのメーク接点G₁−
安全リレー６−電源（−）の経路に電流が流れることか
ら、安全リレー６が励磁される。安全リレー６が励磁さ
れると、その接点A₁が閉じられることから、電源（＋）
−接点A₁−接点UA₁−上昇コンタクタ７−電源（−）の
経路が形成されて上昇コンタクタ７は励磁される。

ここで、上昇運転中に何かの原因によって三相交流電
源の何れか一相と欠相になると、欠相検出リレー５の励
磁が解かれてその接点P₁が開放されることから、安全リ
レー６の励磁が解かれる。安全リレー６の励磁が解かれ
ると、その接点A₁が開放され、上昇コンタクタ７が消磁
されて、かご駆動モータへの電源供給が遮断されること
から、かごの上昇運転が急停止される。そして、このこ
とは下降運転中においても同様に動作することになる。

なお、上述した欠相検出リレー５を有する欠相検出装
置は、アメリカではANSI,CODEによって、またヨーロッ
パではCEX,CODEによって、安全装置として設置すること
が義務ずけられている。

［発明が解決しようとする問題点］従来のエレベータの安全装置は、このように構成され
ているので欠相検出リレー５のような専用機器を使用し
なければならず、これに伴って装置が高価なものとなっ
てしまう。また、マイクロコンピユータによるエレベー
タの制御装置においては、欠相検出リレー５のような接
点構成による機器の出力信号を取り込むためには、イン
ターフェースが必要になる等の欠点を有している。

一方、先行技術として特開昭52−93944号公報、特開
昭61−139220号公報、実開昭57−170638号公報等に掲載
の技術には、３相全波整流した出力と所定値とを比較し
て欠相を検出する技術が開示されている。しかし、これ
を直接マイクロコンピュータの入力として使用するとエ
レベータかごの移動中の場合、ノイズによる誤動作に対
応する必要があり、直接その技術を使用することができ
ない。

また、特開昭54−142550号公報、特開昭58−36122号
公報等に掲載の技術には、論理信号に変換した信号によ
りマイクロコンピュータで異常検出する技術が開示され
ている。しかし、この種の技術は、異常または欠相の検
出手段として高価な検出手段を有するものであり、高価
な検出手段及びその信号を入力するインターフェースを
用意してマイクロコンピュータでそれを処理することは
できても、他の機能を目的とするマイクロコンピュータ
に高価な回路及び検出手段を使用することなく、欠相検
出を行うことに関しては何等開示するものがない。

そこで、この発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、マイクロコンピュータを使用し
たエレベータの制御装置にも適用することが可能な安価
で、かつ、エレベータの運転によって影響されることな
く、信頼性の高い欠相検出手段を有するエレベータの安
全装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に係るエレベータの安全装置は、三相交流電
源を直流電源に変換する変換器と、前記変換器から出力
される直流電源を電源とし、エレベータの運行管理を制
御するマイクロコンピュータからなるエレベータの制御
回路と、前記変換器から出力される前記直流電源の電圧
を時分割によって判定し、所定値以上の出力であるか、
否かによって論理信号に変換するレベル変換器と、エレ
ベータの停止中前記論理信号が所定値以下になった回数
を計数し、これが所定回数に達したとき、この所定回数
の初回と終回間の時間を計測し、この時間が所定時間範
囲内にあれば三相交流電源の欠相と判定する欠相検出手
段とを具備するものである。

［作用］この発明においては、三相交流電源を直流電源に変換
する変換器から出力される電圧を時分割によって判定
し、所定値以上の出力であるか、否かによって論理信号
に変換するレベル変換器の論理信号を時分割によって判
定し、前記エレベータのかごが移動していないとき、前
記レベル変換器の論理信号が所定値以下になった回数が
所定回数に達したとき、この所定回数の初回と終回間の
時間を計測し、この時間が所定時間範囲内にあれば欠相
と判定するようにしたため、欠相検出リレーのような専
用機器は不要となる。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図を用いて説明する。

第１図はこの発明の一実施例によるエレベータの安全
装置を示す全体構成図である。

第１図において、１は建物に引込まれた三相交流電
源、２は三相交流電源１の出力を全波形整流する交流か
ら直流に変換する変換器であって、ダイオード等によっ
て構成されている。３は変換器２の出力を電圧論理レベ
ルとしての、例えば、マイクロコンピュータの入力に適
合する5Vに変換するレベル変換器、４はレベル変換器３
の出力信号を時分割によって処理（例えば、マイクロコ
ンピュータによる処理）することにより、欠相の検出を
行う欠相検出手段である。

第２図は第１図に示すレベル変換器３の詳細回路図で
ある。

図において、R₁〜R₃は抵抗、PHはフォトカプラ、3aは
その出力信号である。

第３図は第１図に示す欠相検出手段４の詳細回路図で
ある。

図において、41は中央演算処理装置（以下、『CPU』
と称す）、42はリードオンリーメモリ（以下、『ROM』
と称す）、43はランダムアクセスメモリ（以下、『RA
M』と称す）、44は出力ポート、45は割込タイマ、46は
入力ポート、47はバスであって、上記各部はバス47を介
して相互に接続されている。

ここで、変換器２から供給される制御回路の直流電源
は、レベル変換器３において論理レベルに変換され、こ
の変換された出力信号3aが入力ポート46を介してCPU41
に入力される。そして、このCPU41は多重周期によって
演算を実行するものであって、短周期は1.25msec毎に、
長周期は50msec毎に演算されるものとする。例えば、CP
U41として、8085A（インテル社製）を使用すれば、割込
タイマ45として8155（インテル社製）を使用することが
でき、この場合には1.25msec毎あるいは50msec毎のプロ
グラムの割込制御信号に用いることができる。なお、欠
相であるか否かの判断は、上記マイクロコンピュータシ
ステムが実行するものとする。

第４図（ａ），（ｂ）は第１図の動作原理を示す波形
図、第５図はレベル変換器の詳細回路図である。

図において、三相交流電源が正常であるとき、第１図
に示す変換器２を介して供給される直流電圧の波形は第
４図（ａ）に示すような直流電圧波形になっている。こ
れに対して、三相交流電源の内の１相が欠相した場合に
おける変換器２の直流電圧波形は第４図（ｂ）に示すよ
うになる。したがって、第４図（ａ），（ｂ）における
レベルｌを基準として、このレベルｌよりも高い場合を
「１」と判断し、またレベルｌよりも低い場合を「０」
と判断することにより、欠相が生じた場合にのみ「０」
が認識されることになる。故に、三相交流電源１が欠相
しているか否かは、レベル変換器３の出力信号が「１」
であるか「０」であるかを時系列として処理すれば判断
することができる。例えば、通常、三相交流は50Hzまた
は60Hzであるので、レベル変換器３の出力信号3aを１〜
2msec毎に読み取り、「０」の状態が存在すれば欠相で
あり、「１」の状態が継続していれば正常であると判断
することができる。

次に、第６図〜第10図を使用して、第１図〜第３図に
示す実施例の動作を詳細に説明する。

第５図は、ガバナー接点G₁を介して供給される信号を
論理レベル信号に変換する回路であって、第２図に示し
た回路に相当するものである。そして、両者の相違点は
第２図に示す回路が直流信号を直接入力したのに対し、
第５図はエレベータのかごが定格速度を越えて危険な速
度で走行したときに動作するガバナー接点を介して、直
流信号が取り込まれるようになっていることである。

第６図は欠相検出手段４における動作の一部を示すフ
ローチャートである。

特に、第２図に示すROM42に格納されていて、短い方
の演算周期である前記1.25msec毎に実行される。そし
て、この場合における変数Ｉはポインタであり、第５図
に示すレベル変換器３の出力信号3aをプログラム上にお
いてはCR信号として、配列変数ARPP（Ｉ）に格納する。
そして、ステップ61においては、ポインタＩをプラス１
する。但し、配列変数ARPP（Ｉ）は、64個分しかエリア
を確保していないことから、mod64としての余剰演算を
行う。次に、ステップ62においては、第５図に示したガ
バナー接点G₁のオン・オフ状態をCR信号に論理レベル
「１」／「０」として入力することにより、配列変数AR
PP（Ｉ）に格納する。

第７図は欠相検出手段４における動作の一部を示すフ
ローチャートである。

特に、このプログラムは第２図に示すROM42に格納さ
れていて、長い方の演算周期である前記50msec毎に実行
される。

まず、ステップ71においては、第６図に示す処理にお
いて格納したARPP（Ｉ）信号に基づいて、ガバナー接点
の状態を判定する。次に、ステップ72においては、かご
が停止中であるか否かを判定して、停止中ならばステッ
プ73へ移行し、移動中であるならばステップ75へ移行す
る。ステップ73においては、第６図示す処理において格
納したARPP（Ｉ）信号に基づいて、直流電源が単相全波
に変換されていれば、その周期を検出する。ステップ74
においては、ステップ73の結果に応じて、三相交流電源
が欠相しているか否かを判定する。また、ステップ75に
おいては、欠相フラグPPAKにオフにセットする。

なお、上記説明においては、ステップ71に示すガバナ
ー接点のオン・オフ状態の判定と、ステップ73,74に示
す三相交流電源の欠相判定を区別したが、これはエレベ
ータの管理シーケンス上、かごが過大速度となってガバ
ナーが動作したのか、電源が欠相したのかを区別したい
ためである。なお、どちらの異常でもエレベータのかご
に急停止命令を出力することは同じであり、第３図に示
すマイクロコンピュータシステムによって急停止指令も
出力する。また、三相交流電源の欠相を検出するには、
第４図（ｂ）において示した判定レベルｌをある程度高
く設定しないと、第２図に示すレベル変換器３の出力信
号3aが確実に「１」，「０」とはならない。つまり、判
定レベルｌが低いと、出力信号3aが殆どの時刻において
「１」となり、マイクロコンピュータシステムの短周期
である1.25msecでは「０」の状態を検出することができ
なくなる。また、判定レベルｌが高いと、上記不都合は
なくなるが、ガバナー接点G₁の信号として考えると、ノ
イズによって誤動作、即ち、一瞬オフと判定してしまう
確率が高くなる。このために、ステップ71とステップ7
3,74は明確に区別した方が好ましい状態となる。また、
ステップ73,74の処理をかごが停止している期間に限定
したのは、次の理由によるものである。エレベータの走
行中であると、かご駆動モータをサイリスタ等のパワー
変換器を使用して制御する場合に、三相交流電源にサイ
リスタ制御等による電源歪（ノッチ）が発生する。そし
て、その電源歪によって欠相検出手段が誤動作しない様
にするためには、かごが走行を停止している期間中にお
いてのみ欠相判定を行うように限定した方が良いためで
ある。

なお、欠相判定手段としてのマイクロコンピュータシ
ステムは、かごの呼及び乗場の呼処理，運行・停止制
御，かご駆動モータのトルク制御機能をも兼用させるこ
とが可能である。

第８図は第７図のステップ71に示すCR処理の詳細を示
すフローチャートである。

配列変数ARPP（Ｊ）には、「１」または「０」が合計
64個が格納されているので、これら全部の和を計算して
設定値（FCは８程度に選ぶ）と比較し、設定値以上なら
ば急停止指令ESTをオフにセットし、設定値未満ならば
急停止指令ESTをオンにセットする。そして、ステップ8
1においては、ポインタＪの初期値を「０」，和Ｓの初
期値を「０」にセットする。次にステップ82において
は、Ｓ←ARPP（Ｊ）＋ＳＪ←Ｊ＋１を実行する。ステップ83においては、ポインタＪが64未
満であるならばステップ82に移行し、ポインタＪが64以
上であるならばステップ84に移行する処理を実行する。
ポインタ84においては、和Ｓが予め定められた設定値FC
未満ならばステップ85に移行し、和Ｓが予め定められた
設定値FC以上ならばステップ86に移行する処理を実行す
る。ステップ85においては、急停止指令ESTをオンす
る。ステップ86においては、急停止指令ESTをオフす
る。

第９図は第７図のステップ73に示す欠相周期検出の詳
細フローチャートである。

まず、Ｊはポインタ、Ｋは配列ARPP（Ｊ）の64個の
内、41個を使用するものであって、Ｋは０〜41の値、Ｍ
は欠相周期配列SYPP（Ｌ）の個数（３個）、Ｌは欠相周
期配列SYPP（Ｌ）のポインタである。そして、ステップ
91においては、各種変数の初期設定が行われる。次に、
ステップ92,93,94においては、配列変数ARPP（Ｊ）の中
で、最初に「０」となるものを探す処理を実行する。ス
テップ95,96,97においては、配列変数ARPP（Ｊ）の中
で、次に「１」となるものを探す処理を実行する。ステ
ップ98においては、ステップ97においてARPP（Ｊ）＝
「１」となった時の変数Ｋを欠相周期配列SYPP（Ｌ）に
格納する。ステップ99においては、欠相周期配列SYPP
（Ｌ）に格納するのを最大３個分とする。なお、最終的
には、SYPP（０）,SYPP（１）,SYPP（２）に配列変数AR
PP（Ｊ）が「０」から「１」に立ち上がった時点での時
刻が書き込まれる。

第10図は第７図にステップ74として示す欠相判定の詳
細を示すフローチャートである。

ステップ101においては、SYPP（０）−SYPP（２）をT
IMEに書き込む。つまり、配列変数ARPP（Ｊ）上で
「０」から「１」に立ち上がった点を３個捕らえて、そ
の時間差をTIMEに格納する。ステップ102,103において
は、TIMEがMINとMAXの間にあればステップ104に移行
し、TIMEがMINとMAXの間になければステップ105に移行
する。

ここで、MINとMAXは予め設定された値で、例えば、10
と27程度に選べば良い。即ち、10×1.25＝12.5msecと27
×1.25＝33.3msecとする。50Hzにおける欠相であれば20
msecのときに欠相と判断することができ、また60Hzにお
ける欠相であれば16.7msecの時に欠相と判断することが
できることになる。従って、50/60Hz共通に判定するに
は、上記のように設定すれば良いことになる。また、誤
動作対策としては、最小と最大値の範囲内にあるか否か
の方が確実に検出することができる。次に、ステップ10
4においては、欠相フラグPPAKをオンし、ステップ105に
おいては欠相フラグPPAKをオフする。

このように、上記欠相フラグPPAKがオンであればエレ
ベータに急停止指令を出力する。これは第３図に示すマ
イクロコンピュータシステムが他の機能として、例え
ば、かごの運行管理も制御しているので、容易に現実す
ることができる。直接的には、第３図の出力ポート44を
介して信号4aとして急停止指令を出力する。

［発明の効果］以上のように、この発明のエレベータの安全装置によ
れば、差交流電源を直流電源に変換する変換器から出力
される電圧を時分割によって判定し、所定値以上の出力
であるか、否かによって論理信号に変換するレベル変換
器の論理信号を時分割によって判定し、前記エレベータ
のかごが移動していないとき、前記レベル変換器の論理
信号が所定値以下になった回数が所定回数に達したと
き、この所定回数の初回と終回間の時間を計測し、この
時間が所定時間範囲内にあれば欠相と判定する。もので
ある。

このように、時系列処理して判定するようにしたもの
であるから、この判定結果は、他のエレベータにおける
安全接点の信号と兼用することができ、欠相検出リレー
のような専用機器を使用しなくてもよくなり、かつ、マ
イクロコンピュータを用いたエレベータの制御装置にお
いては、欠相検出リレーの出力信号を取り込むインター
フェースが不要となり、装置が廉価になる。

また、エレベータのかごが移動していないときに、レ
ベル変換器の論理信号が所定の回数だけ所定の閾値以上
と判定されない信号のとき、三相交流電源の欠相と判定
するものであるから、エレベータのかごが移動していな
いときの欠相を判定するものであるから、電動機及びス
イッチング回路の動作によるノイズの影響を回避でき
る。また、レベル変換器の論理信号が所定の回数だけ所
定の閾値以上と判定されない信号のとき、欠相と判定す
るものであるから欠相を判定する場合の信頼性を高くす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるエレベータの安全装
置を示す全体構成図、第２図は第１図に示すレベル変換
器の詳細回路図、第３図は第１図に示す欠相検出手段の
詳細回路図、第４図（ａ），（ｂ）は第１図の動作原理
を示す波形図、第５図はレベル変換器の詳細回路図、第
６図〜第10図は第１図に示す装置の動作を示すフローチ
ャート図、第11図は従来のエレベータの安全装置を示す
全体構成図である。図において、 1:三相交流電源、2:変換器、3:レベル変換器、4:欠相検
出手段である。なお、図中、同一符号及び記号は同一または相当する構
成部分を示すものである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】三相交流電源を直流電源に変換する変換器
と、前記変換器から出力される直流電源を電源とし、エ
レベータの運行管理を制御するマイクロコンピュータか
らなるエレベータの制御回路と、前記三相交流電源から
電源を供給され、前記エレベータの制御回路により駆動
制御される電動機からなり、前記エレベータの制御回路
が異常を検出すると前記電動機の駆動を停止するエレベ
ータの安全装置において、前記直流電源に接続され前記
変換器から出力される前記直流電源の電圧が、所定値よ
りも大きいかを前記三相交流電源の周期よりも十分短い
周期で時分割したタイミングで判定して論理レベルで信
号出力するレベル変換器と、前記エレベータの停止中前
記レベル変換器の出力が所定値以下になった回数を計数
し、これが所定回数に達したときこの所定回数の初回と
終回間の時間を計測し、この時間が所定時間範囲内にあ
れば前記三相交流電源の欠相と判定する欠相検出手段と
を備えたことを特徴とするエレベータの安全装置。
【請求項２】直流電源とレベル変換器との間にエレベー
タの異常を入力する接点を挿入し、所定期間内に前記レ
ベル変換器が入力したデータの内、所定値以下を示すデ
ータを計数し、これが所定回数を越えるとエレベータの
異常と判定する異常検出手段を設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のエレベータの安全装置。