JP3646206B2 - 昇降システムの制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の昇降装置を組み合わせた昇降システムの各昇降装置を同期制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ジャッキ，電動シリンダ，油圧シリンダ等の昇降装置を複数組み合わせて同期制御することにより物体を昇降させる昇降システムにおいては、各昇降装置の昇降量が同期しない場合には昇降すべき物体が傾いて危険な状態が生じるため、各昇降装置の昇降量を厳密に同期させる必要がある。
【０００３】
図１は４台の昇降装置を組み合わせた従来の昇降システムの構成例を示す模式図である。この従来例では、昇降台TBに連結された４台の昇降装置Ｓを締結軸Ｒ及びギアボックスＧで連結して１台のアクチュエータとしての電動機Ｍで駆動して昇降させることにより、機械的に同期をとるように構成されている。しかし、このような機械的に同期をとる構成では、周囲の状況によっては各昇降装置Ｓの間を締結軸Ｒ及びギアボックスＧで締結出来ない場合があり得る。
【０００４】
なお、昇降機としてたとえば油圧シリンダを使用し、アクチュエータとして油圧ポンプを使用する構成も可能である。その場合には、油圧ポンプと各油圧シリンダ間を油圧ホースで接続する必要が生じるが、上述同様に周囲の状況によっては油圧ポンプと各油圧シリンダとの間を油圧ホースで接続出来ない場合があり得る。
【０００５】
上述のような問題を解決するためにたとえば図２の模式図に示されているように、４台の昇降装置S1乃至S4それぞれに電動機M1乃至M4を取り付け、各電動機M1乃至M4を同期駆動すると共に各電動機M1乃至M4それぞれに取り付けてあるブレーキを同期制御することにより、各昇降装置S1乃至S4それぞれの昇降量を同期させるような構成も実用化されている。但し、この図２に示されている各電動機M1乃至M4は同期制御が可能なたとえば誘導電動機である必要がある。
【０００６】
この場合にも同様に、昇降機としてたとえば油圧シリンダを使用し、アクチュエータとして油圧ポンプを使用する構成も可能である。その場合には、各油圧シリンダに油圧ポンプを取り付け、各油圧ポンプを同期駆動する必要が生じる。
【０００７】
しかし、上述のような各昇降装置それぞれに電動機を取り付けて同期駆動する従来の構成では、現実には同期制御の精度がよくないと言う問題があった。具体的には、各電動機に印加される電圧が０Ｖまたは定格電圧のいずれかの２値であるために実際にはオン／オフ制御が行なわれる。また、同期駆動する手段としては、各昇降装置の内の予め基準となる昇降装置を決定しておき、この基準となる昇降装置の動作状況に応じて、他の昇降装置の電動機をオン／オフ制御し、または逆転させ、更には電動機に付属しているブレーキを利用して速度調整を行なうことにより、基準としている昇降装置の動作に他の昇降装置の動作を同期させるようにしている。
【０００８】
しかし、上述の手法では、予め基準とされている昇降装置以外の全ての昇降装置が基準とされている一台の昇降装置に同期するような制御が行なわれるため、基準とされている昇降装置以外の昇降装置相互間では同期がとれている（許容範囲内）場合にも、それらの全ての昇降装置を基準となる昇降装置に同期させようとしてそれらの昇降装置相互間の同期状態を崩してしまうと言う非常に無駄な制御が行なわれてしまう。
【０００９】
このため、電動機のオン／オフ及び逆転制御、ブレーキの使用が更に頻繁になり、応答性が悪化すると共に同期精度が低下すると言う問題が生じる。また、電動機に使用されるブレーキは一般的には電磁ブレーキであって本来は停止用であるために応答性があまりよくなく、しかも寿命があまり長くはなく、更に頻繁な使用による騒音発生の問題も生じる等のため、速度制御に使用するには不向きである。従って、各電動機に本来付属する停止用のブレーキの他に応答性が良好なたとえばパウダーブレーキ等を別途取り付ける必要が生じると言う問題も新たに生じる。このような問題は、昇降機としてたとえば油圧シリンダを使用し、アクチュエータとして油圧ポンプを使用する場合にも同様に生じる。
【００１０】
また更に、従来は昇降装置の停止位置の位置決めのためには、電動機への印加電圧を０Ｖにした後の惰行量を予め実測しておき、この実測結果に基づいて本来の停止位置の手前で電動機への印加電圧が０Ｖになるように制御していた。しかし、このような惰行量は、昇降装置の負荷荷重、即ち昇降装置により昇降される物体の重量に応じて変動するため、停止精度を維持出来ないと言う問題が別に生じる。このような問題の解決のためには、昇降装置により昇降される物体の重量に応じて電動機の惰行量を予め実測しておけばよいが、実用上は非常に煩瑣になる。
【００１１】
このような事情から、本願発明者は先に特願平10−322626号の発明を出願している。この特願平10−322626号の発明は端的には、昇降機と、該昇降機を昇降させるアクチュエータと、該アクチュエータを駆動するドライバと、前記昇降機の位置を検出する検出器とを有する複数の昇降装置を、各制御周期毎に前記検出器の検出結果に基づいて前記各ドライバを制御することにより同期的に昇降させて指定された移動先位置へ移動させる昇降システムの制御方法であって、各検出器の検出結果に従って各昇降機の位置及び速度を求める第１のステップと、該第１のステップで求めた位置及び速度に基づいて、各昇降機が次の制御周期の開始時点までに到達すべき目標位置を求める第２のステップと、該第２のステップで求めた目標位置に基づいて、各昇降機の次の制御周期の開始時点までに移動すべき移動量を求める第３のステップと、該第３のステップで求めた各昇降機の移動量に対応して各アクチュエータを駆動するように各ドライバを制御する第４のステップとを各制御周期に反復することを特徴とする。
【００１２】
このような特願平10−322626号の発明の昇降システムの制御方法では、アクチュエータとしてサーボモータを使用する必要があり、このためサーボドライバ、インバータ等のドライバも必要になるため、装置構成が比較的高価になると言う問題がある。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、比較的高価なサーボモータ及びそのドライバを使用するのではなく、誘導電動機を使用して上述の特願平10−322626号の発明と同様に高精度の制御が可能な昇降システムの制御方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の昇降システムの制御方法は、昇降機と、該昇降機を昇降させるアクチュエータと、前記昇降機の位置を検出する検出器と、昇降機を強制的に停止させるブレーキとを有する複数の昇降装置を、各制御周期毎に前記検出器の検出結果に基づいて前記各アクチュエータをオン／オフ制御することにより各昇降機を同期的に昇降させて指定された移動先位置へ移動させ、ブレーキで停止させる昇降システムの制御方法において、各昇降装置に共通の制御周期の開始タイミングを指示するステップと、各制御周期毎において、各昇降装置が共通の仮想目標位置を計算するステップと、各制御周期において、各昇降装置が計算した制御周期の仮想目標位置にそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
このような第１の発明の昇降システムの制御方法では、各制御周期において、計算された仮想目標位置に各昇降装置がそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するため、各制御周期において各昇降機の同期が維持される。
【００１６】
第２の発明の昇降システムの制御方法は、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷に基づいた仮想目標位置を設定することを特徴とする。
【００１７】
このような第２の発明の昇降システムの制御方法では、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷に基づいた仮想目標位置が設定されるため、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷には拘わらず、移動開始時の各昇降機の同期が維持される。
【００１８】
第３の発明の昇降システムの制御方法は、第１の発明において、前記共通の仮想目標位置はアクチュエータをその定格運転速度で運転した場合の１制御周期における移動量以下の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
このような第３の発明の昇降システムの制御方法では、第１の発明において、前記共通の仮想目標位置がアクチュエータをその定格運転速度で運転した場合の１制御周期における移動量以下の範囲に限定されるため、各制御周期における各昇降機の移動量が急激に変化することがない。
【００２０】
第４の発明の昇降システムの制御方法は、第１の発明において、各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置を決定することを特徴とする。
【００２１】
このような第４の発明の昇降システムの制御方法では、第１の発明において、各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置が決定されるため、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷には拘わらず、移動終了時の各昇降機の停止位置の精度が向上する。
【００２２】
第５の発明の昇降システムの制御方法は、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御を行なわないことを特徴とする。
【００２３】
このような第５の発明の昇降システムの制御方法では、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御が行なわれないため、移動開始時の各昇降機の位置にずれがある場合に昇降機の逆方向への移動が回避される。
【００２４】
第６の発明の昇降システムの制御方法は、昇降台に接続された複数の昇降機それぞれを昇降させるアクチュエータと、該昇降機の位置を検出する検出器と、該昇降機を強制的に停止させるブレーキとを有する複数の昇降装置を、各制御周期毎に前記検出器の検出結果に基づいて前記各アクチュエータをオン／オフ制御することにより同期的に昇降させて前記昇降台を指定された移動先位置へ移動させ、ブレーキで停止させる昇降システムの制御方法において、各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置を決定することを特徴とする。
【００２５】
このような第６の発明の昇降システムの制御方法では、各制御周期において、計算された仮想目標位置に各昇降装置がそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するため、各制御周期において各昇降機の同期が維持され、昇降台が大きく傾くことがない。
【００２６】
第７の発明の昇降システムの制御方法は、第６の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御を行なわないことを特徴とする。
【００２７】
このような第７の発明の昇降システムの制御方法では、第６の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御が行なわれないため、移動開始時の各昇降機の位置にずれがある場合昇降機の逆方向への移動が回避され、昇降台が大きく傾くことがない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図３は本発明の昇降システムの制御方法を実施するための装置構成例を示すブロック図であり、前述の図２に示されている構成に適用される。但し、この例では４台の昇降装置を制御する構成が示されているが、２台以上であれば昇降装置の台数には拘わらず基本的には同様の制御方法を採ることが可能である。
【００２９】
４台の昇降装置S1, S2, S3, S4は昇降台TBに連結されており、それぞれ、親制御装置１により制御される子制御装置C1, C2, C3, C4と、子制御装置C1, C2, C3, C4により制御されるドライバDR1, DR2, DR3, DR4と、ドライバDR1, DR2, DR3, DR4により駆動されるアクチュエータとしての誘導電動機（以下、電動機という）M1, M2, M3, M4と、各電動機M1, M2, M3, M4により昇降駆動される昇降装置本体（以下、昇降機と言う）11, 12, 13, 14と、各電動機M1, M2, M3, M4の制動を行なうブレーキB1, B2, B3, B4と、各電動機M1, M2, M3, M4の回転数を検出することにより各昇降機11, 12, 13, 14の昇降量を検出する検出器D1, D2, D3, D4とで構成されている。なお、各ブレーキB1, B2, B3, B4はそれぞれの子制御装置C1, C2, C3, C4により制御され、また各検出器D1, D2, D3, D4の検出結果はそれぞれの子制御装置C1, C2, C3, C4へ入力される。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、各検出器D1, D2, D3, D4としてはエンコーダをそれぞれ使用している。また、各昇降機11, 12, 13, 14はたとえば劇場の昇降式の舞台等の図示されていない物体と接続されていて、各昇降機11, 12, 13, 14の昇降に伴ってその物体が昇降する。
【００３１】
図４は各子制御装置C1, C2, C3, C4により各昇降装置S1, S2, S3, S4を同期制御するための上昇時の制御手順を示すフローチャートである。以下、図４のフローチャートに従って本発明に係る昇降装置の上昇時の制御方法について説明する。なお、各昇降機11, 12, 13, 14の位置は上昇方向に大で下降方向に小に設定されている座標により表わされるものとする。従って、上昇時の制御においては、最終目標位置の座標値が比較的大であり、各昇降機11, 12, 13, 14の現在位置の座標値が比較的小から大へ増加する方向へ制御が行なわれる。
【００３２】
なお、図４のフローチャートに示されている処理は、親制御装置１において所定周期で制御周期が発生する都度、トリガ信号として上昇運転制御割込みが親制御装置１から各子制御装置C1, C2, C3, C4へ与えられることにより開始される。このトリガ信号が与えられることにより、まず各子制御装置C1, C2, C3, C4において制御計算タイミングの同期がとられ (ステップＳ11）、この後、各子制御装置C1, C2, C3, C4はそれぞれ独立して以下の処理を行なう。以下、一例として昇降機11において行なわれる制御について説明する。
【００３３】
親制御装置１から昇降機11へトリガ信号が与えられて他の昇降機12, 13, 14と同期がとられた後、子制御装置C1は次の１制御周期における仮想目標位置ｘt を計算する (ステップＳ12）。この仮想目標位置ｘt の計算は、電動機M1の定格速度、検出器D1の分解能、制御周期の期間等から各制御周期における仮想の移動量を計算し、この結果を累算することにより現在の制御周期における仮想の到達位置、即ち仮想目標位置ｘt が求まる。
【００３４】
なお、上述のステップＳ12における仮想目標位置ｘt の計算に際しては、移動開始時には電動機M1の過渡特性、具体的には停止状態から定格速度に達するまでの間のなだらかな加速状態を模した仮想的な加速度が設定され、この仮想的な加速度による加速が終了した後には電動機M1の定格運転速度に等しいか、またはやや低い値（たとえば９７％、または９８％程度）を仮想的な格速度として設定する。このような仮想的な加速度及び仮想的な定格速度を全体として仮想目標速度と称する。
【００３５】
図５は仮想目標速度の設定状態の一例を示すグラフである。上昇運転開始時点Ａから加速終了時点Ｂまでの間においては、一点鎖線で示されている仮想目標速度は実線にて示されている電動機M1の実際の加速度に近い勾配に設定されている。そして、加速終了時点Ｂ以降の仮想目標速度Ｖt は電動機M1の定格速度Ｖr よりやや低い値に設定されている。なお、上昇運転開始時点Ａから加速終了時点Ｂまでの間に二点鎖線で示されているのは電動機M1の過渡特性を考慮しない場合の仮想目標速度である。このような仮想目標速度を使用した場合には電動機M1の実際の加速度と大きく乖離するため、仮想目標位置に昇降機11の実際の位置を追従させることが困難になると共に、この間に生じる仮想目標位置と昇降機11の実際の位置との偏差を解消することも困難になる。従って、昇降機11の過渡特性に近い仮想的な加速度を設定すると共に、定格速度としては昇降機の実際の定格速度以下、好ましくは97乃至99％程度、の速度を仮想的な定格速度として設定することにより、昇降機11の実際の位置が仮想目標位置より遅れた場合にも回復可能になる。
【００３６】
次に、子制御装置C1は検出器D1の検出値から昇降機11の現在位置ｘn を計算する (ステップＳ13）。このステップＳ13における現在位置ｘn の計算は、移動開始位置を基準として各制御周期における検出器D1の検出値を累算することにより現在の制御周期における絶対値で求められる。なお、移動開始位置は前回の運転時の最終目標位置であるが、昇降機11が物理的にそれ以上下降できない位置を基準点（原点）として設定しておくような構成を採ることが望ましい。また、各制御周期における現在位置ｘn とその直前の制御周期における現在位置ｘn との差が所定値以上である場合は異常発生とみなすようにしてもよい。
【００３７】
次に子制御装置C1は全体偏差ｘL を計算する (ステップＳ14）。具体的には、上昇運転時に電動機M1をオフにしてブレーキB1をかけ始める位置、即ち制動開始位置を全体偏差ｘL として求める。なおこの全体偏差ｘL の計算結果は具体的には、最終目標位置からブレーキB1の制御幅（電動機M1をオフ状態にしてブレーキB1を作動させた時点から実際に昇降機11が停止するまでの距離であり、それぞれの昇降機11のその時点の負荷等によって異なる）だけ手前の位置になる。
【００３８】
次に子制御装置C1は「ｘn ＞＝ｘL 」であるか否かを判断する (ステップＳ15）。この判断結果が"YES" である場合、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL に一致しているかまたはそれ以上に最終目標位置に接近している (上昇している）場合、子制御装置C1はブレーキB1を作動させることにより正常停止させる (ステップＳ16）。
【００３９】
一方、上述のステップＳ15での判断結果が"NO"である場合、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL にまで達していない（上昇していない）場合、子制御装置C1はその制御周期における偏差ｅ、即ちその制御周期における仮想目標位置ｘt と現在位置ｘn との差を求める。この偏差ｅの計算は具体的には仮想目標位置ｘt から現在位置ｘn を差し引くことにより、換言すれば仮想目標位置ｘt と現在位置ｘn との間の距離を計算することにより行なわれる (ステップＳ17）。
【００４０】
この偏差ｅが求まると、子制御装置C1は次にその制御周期において昇降機11が加速状態、換言すれば定格速度に到達するまでの過渡状態であり、且つ現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt より大、即ち上昇運転の開始時において、昇降機11の現在位置ｘn が既に仮想目標位置ｘt より上方であるか否かを判断する (ステップＳ18）。この判断結果が"YES" である場合、即ち上昇運転の開始時に昇降機11の現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt より上方になっている場合には、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を上昇させる方向にオン制御する (ステップＳ19）。
【００４１】
この制御は、加速状態、即ち昇降機11が停止状態から上昇を開始し始める状態において、仮想目標位置ｘt が現在位置ｘn よりも下方にある場合には本来であれば電動機M1を逆転して昇降機11を下降させるべきであるところを、同期精度の低下を回避するため、危険防止のため等の理由から行なわれる。なお、上昇運転の開始時に電動機M1をオフ状態にすると、既にブレーキB1は解除されているため、昇降機11は自重及び負荷により下降してしまうので、電動機M1を制御して昇降機11を上昇させるように制御が行なわれる。この場合、実際には昇降機11はほとんど上昇することはない。
【００４２】
図６は上述の制御状態を説明するための模式図である。一例として昇降機11の各制御周期の仮想目標位置ｘt をP11 で、昇降機12の各制御周期の仮想目標位置ｘt をP12 で表わしている。また、上昇運転開始時点において昇降機12の現在位置P12-0 が上昇運転開始位置P0と一致しており、以後、第１制御周期の仮想目標位置ｘt がP1であり、第２制御周期の仮想目標位置ｘt がP2であり、第３制御周期の仮想目標位置ｘt がP3であるとする。加速時であるので、各制御周期の仮想目標位置ｘt の間隔、即ち各制御周期の同期制御幅は徐々に大きくなっている。なお、加速状態が終了した後の定格運転時にはこの同期制御幅は一定になることは言うまでもない。
【００４３】
上昇運転開始時点において昇降機12の各制御周期終了時点の位置は各制御周期の仮想目標位置ｘt と一致しているとする。これに対して昇降機11の上昇運転開始時点の位置P11-0 は第１制御周期の仮想目標位置P1と第２制御周期の仮想目標位置P2の中間であるとする。
【００４４】
この場合、本来、昇降機11は第１制御周期においてその仮想目標位置P1へ移動、即ち下降すべきであるところを、ステップＳ18の判断が”YES ”になるため、モータM1が上昇運転して破線にて示されているように上昇する。一方、昇降機12は第１制御周期においてその仮想目標位置P1への移動（上昇）がモータM2の上昇運転により行われる。但し、加速状態が終了して定格速度での上昇運転に入った後はステップＳ18での判断結果は常に”NO" になる。
【００４５】
一方、ステップＳ18での判断結果が"NO"である場合、即ち昇降機11が加速状態ではない定格運転状態であるか、または現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt と同じ位置であるか、またはそれ以下である場合、子制御装置C1は次に偏差ｅが負数であるか否かを判断する (ステップＳ20）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが負数である場合は現在位置ｘn が既に仮想目標位置ｘt を越えて上昇していることを意味している。この場合、子制御装置C1は電動機M1をオフ状態に制御することにより (ステップＳ21）、昇降機11を惰性で上昇させつつその自重で減速させる。
【００４６】
一方、ステップＳ20での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが零または正数である場合は現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt に一致しているかまたは未だ越えていないかのいずれかを意味している。この場合、子制御装置C1は次に偏差ｅが危険防止等の理由により定められている所定の同期異常幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ22）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが所定の同期異常幅以上である場合、子制御装置C1は異常状態が発生していると見なして異常停止の処理を行なう (ステップＳ23）。具体的には、その時点で子制御装置C1は直ちにブレーキB1を作動して昇降機11を停止させる。
【００４７】
ステップＳ22での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが同期異常幅未満である場合、次に子制御装置C1は偏差ｅが同期制御幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ24）。ここで、同期制御幅とは１制御周期の間に昇降機11が移動可能な距離のことである。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが同期制御幅以上である場合、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を上昇させるようにオン制御する (ステップＳ25）。一方、ステップＳ24での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが同期制御幅内である場合は、子制御装置C1は電動機M1をオフ状態にする (ステップＳ26）。これにより昇降機11は減速しつつ惰性で上昇を続ける状態になる。
【００４８】
以上のような処理が昇降機11のみならず他の昇降機12, 13, 14の子制御装置C2, C3, C4それぞれにおいても親制御装置１から与えられるトリガ信号に同期した各制御周期に独立して反復実行される。これにより、各昇降機11, 12, 13, 14は独立して制御されるにも拘わらず、全体としては同期して上昇運転される。
【００４９】
図７、図８は各子制御装置C1, C2, C3, C4により各昇降装置S1, S2, S3, S4を同期制御するための下降時の制御手順を示すフローチャートである。なお、ここでも一例として昇降機11の子制御装置C1の制御について説明する。また、下降時の制御においては、最終目標位置の座標値が比較的小であり、各昇降機11, 12, 13, 14の現在位置の座標値が比較的大から小へ減少する方向へ制御が行なわれる。
【００５０】
なお、図７、図８のフローチャートに示されている処理は、親制御装置１において所定周期で制御周期が発生する都度、トリガ信号として下降運転制御割込みが親制御装置１から各子制御装置C1, C2, C3, C4へ与えられることにより開始される。このトリガ信号が与えられることにより、まず各子制御装置C1, C2, C3, C4において制御計算タイミングの同期がとられ (ステップＳ31）、この後、各子制御装置C1, C2, C3, C4はそれぞれ独立して以下の処理を行なう。以下、一例として昇降機11において行なわれる制御について説明する。但し、ステップＳ31乃至Ｓ33においては前述の上昇時の制御手順のステップＳ11乃至Ｓ13と同様の処理が行なわれるのでそれらの説明は省略する。
【００５１】
次に子制御装置C1は「ｘn ＜＝ｘL 」、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL に一致しているかまたはそれ以上に最終目標位置に接近している（下降している）か否かを判断する (ステップＳ35）。この判断結果が"YES" である場合、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL に一致しているかまたはそれ以上に最終目標位置に接近している (下降している）場合、子制御装置C1はブレーキB1を作動させることにより正常停止させる (ステップＳ36）。
【００５２】
一方、上述のステップＳ35での判断結果が"NO"である場合、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL にまで達していない（下降していない）場合、子制御装置C1は偏差ｅ、即ちその時点の制御周期における仮想目標位置ｘt と現在位置ｘn との差を求める。この偏差ｅの計算は具体的には仮想目標位置ｘt から現在位置ｘn を差し引くことにより、換言すれば仮想目標位置ｘt と現在位置ｘn との間の距離を計算することにより行なわれる (ステップＳ37）。なおこの下降運転時の偏差ｅは正常時には負数になる。
【００５３】
この偏差ｅが求まると、子制御装置C1は次にその制御周期において昇降機11が加速状態、換言すれば定格速度に到達するまでの過渡状態であり、且つ現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt より小、即ち下降運転の開始時において、昇降機11の現在位置ｘn が既に仮想目標位置ｘt より下方であるか否かを判断する (ステップＳ38）。この判断結果が"YES" である場合、即ち下降運転の開始時に昇降機11の現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt より下方になっている場合には、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を下降させる方向にオン制御する (ステップＳ39）。
【００５４】
この制御は、加速状態、即ち昇降機11が停止状態から下降を開始し始める状態において、仮想目標位置ｘt が現在位置ｘn よりも上方にある場合には本来であれば電動機M1を逆転して昇降機11を上昇させるべきであるところを、同期精度の低下を回避するため、危険防止のため等の理由から行なわれる。なお、下降運転の開始時に電動機M1をオフ状態にすると、既にブレーキB1は解除されているため、昇降機11は自重及び負荷によりかなりの加速度で下降してしまうので、電動機M1を制御して昇降機11を下降させるように制御が行なわれる。この場合、実際には昇降機11は緩やかに下降する。
【００５５】
一方、ステップＳ38での判断結果が"NO"である場合、即ち昇降機11が加速状態ではないか、または現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt と同じ位置であるか、またはそれ以上である場合、子制御装置C1は次に偏差ｅが負数であるか否かを判断する (ステップＳ40）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが負数である場合は現在位置ｘn がまだ仮想目標位置ｘt にまで下降していないことを意味している。この場合、子制御装置C1は次に偏差ｅの絶対値が同期異常幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ41）。この判断結果が"YES" である場合、子制御装置C1は異常状態が発生していると見なして異常停止の処理を行なう (ステップＳ42）。具体的には、その時点で子制御装置C1は直ちにブレーキB1を作動して昇降機11を停止させる。
【００５６】
ステップＳ41での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅの絶対値が同期異常幅未満である場合、子制御装置C1は偏差ｅの絶対値が同期制御幅以下であるか否かを判断する (ステップＳ43）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅの絶対値が同期制御幅以下である場合、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を下降させるようにオン制御する (ステップＳ44）。一方、ステップＳ43での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅの絶対値が同期制御幅より大である場合は、子制御装置C1は電動機M1を前回の制御周期と同一の状態に制御する (ステップＳ45）。
【００５７】
一方、ステップＳ40での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが零または正数である場合は現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt と一致しているか、またはそれを越えて更に下降していることを意味している。この場合、子制御装置C1は次に偏差ｅが同期異常幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ46）。この判断結果が"YES" である場合、子制御装置C1は異常状態が発生していると見なして異常停止の処理を行なう (ステップＳ48）。具体的には、その時点で子制御装置C1は直ちにブレーキB1を作動して昇降機11を停止させる。
【００５８】
ステップＳ46での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが同期異常幅以上ではない場合、子制御装置C1は偏差ｅが逆転幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ48）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが逆転幅以上である場合、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を上昇させるようにオン制御する (ステップＳ49）。
【００５９】
ここで、逆転幅とは、下降運転時には電動機M1がオフされた後にも昇降機11が自重（負荷を含む）により惰性で加速するが、それを防止するための制御を目的として予め設定されている値である。具体的には、上昇運転時においては電動機M1をオフ状態に制御すると惰性で上昇しつつ減速するが、下降運転時には電動機M1をオフ状態に制御すると加速するため、偏差ｅがある程度以上に大きくなっている場合には電動機M1を逆転、即ち上昇方向へオン制御することにより、制御精度の維持を図っている。このような制御が行なわれる偏差ｅの上限値が逆転幅である。
【００６０】
一方、ステップＳ48での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが逆転幅未満である場合は、子制御装置C1は偏差ｅが逆転幅以下の状態のままでｎ回（ｎ制御周期）連続加速したか否かを判断する (ステップＳ50）。但し、ここで「ｎ」は２以上の整数であり、実用上は２回乃至３回程度が適当である。この判断結果が"YES" である場合、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を上昇させるようにオン制御する (ステップＳ49）。この制御は、偏差ｅが逆転幅を超えてはいないが直近の過去のｎ制御周期にわたって連続して下降方向へ加速が行なわれた状態で電動機M1をオフ状態にした場合に、かえってより加速する状態になる可能性があるため、それ以上の加速を一旦抑制するために行なわれる。
【００６１】
一方、ステップＳ50での判断結果が"NO"である場合、子制御装置C1は電動機M1をオフ状態にする (ステップＳ51）。この場合、昇降機11は惰性で下降する状態になる。
【００６２】
以上のような処理が昇降機11のみならず他の昇降機12, 13, 14の子制御装置C2, C3, C4それぞれにおいても独立して反復実行されることにより、各昇降機11, 12, 13, 14を上昇させる場合に個々の昇降機11, 12, 13, 14は独立して制御されるにも拘わらず、全体としては同期して制御される。
【００６３】
次に、上述のような処理手順が実行された場合の昇降機11の実際の挙動に付いて説明する。図９は１台の昇降機11の挙動を模式的に示したグラフであり、横軸は経過時間を、縦軸は昇降機11の位置をそれぞれ示している。また、実線は昇降機11の各時刻における現在位置ｘn を、一点鎖線は仮想目標位置ｘt をそれぞれ示している。なお、電動機M1の回転速度も二点鎖線で示されている。
【００６４】
時刻ｔ0 において昇降機11が上昇を開始するが、昇降機11の現在位置ｘn は最初は仮想目標位置ｘt よりは若干低い位置となり、次第に仮想目標位置ｘt に追従して行き、やがて昇降機11の現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt よりも高くなる。この時刻ｔ11において電動機M1が一旦停止されるため、昇降機11の現在位置ｘn は仮想目標位置ｘt に再度接近し、やがてそれ以下になると電動機M1が再度起動される。このような制御が反復されて昇降機11の現在位置ｘn は仮想目標位置ｘt から大きくずれることはない。
【００６５】
やがて、昇降機11の現在位置ｘn が停止位置に接近すると、その所定距離手前の位置に昇降機11の現在位置ｘn が到達した時刻ｔ1 でブレーキB1が作動して減速し、昇降機11は時刻ｔ2 で停止する。
【００６６】
次に、時刻ｔ3 において下降制御が開始されると、昇降機11の現在位置ｘn は最初は仮想目標位置ｘt よりは若干高い位置となり、次第に仮想目標位置ｘt に追従して行き、やがて昇降機11の現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt よりも低くなる。この時刻ｔ12において電動機M1が一旦停止されるため、昇降機11は侍従のみで下降し、その現在位置ｘn は仮想目標位置ｘt に再度接近し、やがて時刻ｔ13においてそれ以上になると電動機M1が再度起動される。このような制御が反復されて、下降時にも昇降機11の現在位置ｘn は仮想目標位置ｘt から大きくずれることはない。
【００６７】
やがて、昇降機11の現在位置ｘn が停止位置に接近すると、その所定距離手前の位置に昇降機11の現在位置ｘn が到達した時刻ｔ４でブレーキB1が作動して減速し、昇降機11は時刻ｔ５で停止する。
【００６８】
以上のような制御が行なわれることにより、各昇降機11, 12, 13, 14は良好な同期精度を維持しつつ上昇及び下降し、また昇降台TBが急激に傾くなどの危険な状態が招来される虞も無い。
【００６９】
ところで、各昇降装置に同期ズレが生じた場合、従来は手動制御で復旧させる場合が多かった。図１０はそのような従来の手動制御による同期ズレを復旧させる場合の制御手順を示すフローチャートである。
【００７０】
同期異常が発生した場合（ステップＳ１０１で”ＹＥＳ”）、全昇降機Ｓ１〜Ｓ４がいったん停止され( ステップＳ１０２），同期ズレを起こしている昇降機を同期ズレを起こしていない昇降機の位置へ手動操作で移動させる( ステップ１０３）。この操作を全ての昇降機の位置が同じになるまで反復する( ステップ１０４で" ＹＥＳ”）。
【００７１】
同期異常を解消させるために上述のような手動操作を行なった場合、誤操作による事故発生の可能性があり、またそのような手動による操作そのものにもかなりの時間を要していた。特に、昇降機の数が数十台もあるようなシステムでは問題が大きくなる。
【００７２】
図１１は同期ズレが発生した場合に各昇降機の位置が既知である場合に親制御装置１による自動制御で同期ズレを復旧させる制御手順を示すフローチャートである。
【００７３】
同期異常が発生した場合（ステップＳ１１１で”ＹＥＳ”）、全昇降機の制御がいったん停止される( ステップＳ１１２）。この際、各昇降機の位置が既知であるので、親制御装置１はｎ個（図２に示されている例では４個）の昇降機Ｊ1 〜Ｊn の内の最も高い位置にある昇降機Ｊu と、最も低い位置にある昇降機Ｊd とを求める( ステップＳ１１３）。次に、親制御装置１は昇降機Ｊu の次に高い位置にある昇降機Ｊu-1 の位置ｕi と、昇降機Ｊd の次に低い位置にある昇降機Ｊd+1 の位置ｄi とを求める（ステップＳ１１４）。次に親制御装置１は昇降機Ｊu を位置ｕi へ、昇降機Ｊd を位置ｄi へそれぞれ移動させる（ステップＳ１１５）。
【００７４】
以上の操作を全ての昇降機の位置が同じになるまで反復する( ステップＳ１１６で" ＹＥＳ”）。このような操作を親制御装置１が行うことにより、各昇降機に同期ズレが生じた場合にも自動的に、しかも安全且つ比較的短時間で全ての昇降機の同期が回復される。
【００７５】
ところで上述の制御は各昇降機を個別に制御することが可能であり、しかもいくつかの昇降機を同時に上昇及び／又は下降させることが可能な場合に適用可能であるが、親制御装置１の制御により一台の昇降機のみの上昇又は下降が可能な場合には、図１２のフローチャートに示すような制御が行われる。
【００７６】
同期異常が発生した場合（ステップＳ１２１で”ＹＥＳ”）、全昇降機の制御がいったん停止される( ステップＳ１２２）。この際、各昇降機の位置が既知であるので、親制御装置１はｎ個（図２に示されている例では４個）の昇降機Ｊ1 〜Ｊn の内の最も高い位置にある昇降機Ｊu を求める（ステップＳ１２３）。次に、親制御装置１は昇降機Ｊu の次に高い位置にある昇降機Ｊu-1 の位置ｕi を求める（ステップＳ１２４）。次に親制御装置１は昇降機Ｊu を位置ｕi へ移動させる（ステップＳ１２５）。
【００７７】
以上の操作を全ての昇降機の位置が同じになるまで反復する( ステップＳ１２６で" ＹＥＳ”）。このような操作を親制御装置１が行うことにより、各昇降機に同期ズレが生じた場合にも全ての昇降機が最も低い位置にある昇降機の位置へ自動的に移動されることになり、しかも安全且つ比較的短時間で全ての昇降機の同期が回復される。
【００７８】
なお、上述とは逆に、最も低い位置にある昇降機を求め、それを次に低い位置にある昇降機の位置へ移動させる制御を反復してもよいことは言うまでもない。この場合、各昇降機に同期ズレが生じた場合にも全ての昇降機が最も高い位置にある昇降機の位置へ自動的に移動されることになり、しかも安全且つ比較的短時間で全ての昇降機の同期が回復される。
【００７９】
更に、各昇降機の位置を検出できないシステムである場合には、たとえば各昇降機にトルク検出装置を備えておき、停止時及び運転時の正常時の値を予め記憶しておく。そして、同期異常が発生した場合に、各昇降機を上昇又は下降のいずれかの方向へ移動ささせてその際のトルクを検出する。この同期異常時に検出された値が正常時の値よりも大である場合にはその移動方向は同期ズレを解消できる方向ではないとして逆方向へ移動させる。このような制御を各昇降機に対して親制御装置１が反復することにより、検出されるトルク値が予め記憶している停止時のトルク値に近い値になれば、全ての昇降機を上昇又は下降させて検出されるトルク値が予め記憶している運転時のトルク値に近い値になるか否かを調べる。以上のような制御の反復により各昇降機に同期ズレが生じた場合にも自動的に、しかも安全且つ比較的短時間で全ての昇降機の同期が回復される。
【００８０】
前述の図２及び図３に示されている構成のシステムにおいて、アクチュエータとしての電動機Ｍ１〜Ｍ４に誘導電動機を使用し、これらのドライバとしてインバータを使用する場合には始動時にトルクが小さいため、同期制御に種々の問題を生じる。
【００８１】
図１３ａは上昇運転開始時の昇降機の速度を示すグラフであり、太線は定格負荷の場合を、細線は無負荷の場合をそれぞれ示している。無負荷の昇降機は上昇運転開始時にそのまま上昇方向へ加速するが、定格負荷の昇降機は上昇運転開始時に一旦下降方向へ加速した後に上昇方向へ加速する。また、図１３ｂは上昇運転開始時の昇降機の移動量を示すグラフであり、太線は定格負荷の場合を、細線は無負荷の場合をそれぞれ示している。無負荷の昇降機は上昇運転開始時にそのまま上昇するが、定格負荷の昇降機は上昇運転開始時に瞬間的にではあるが下降し、その後に上昇に転じる。更に、図１３ｃは上昇運転開始時の昇降機間の偏差を示すグラフであり、非常に大きな偏差が発生してる。
【００８２】
以上のように、アクチュエータとして誘導電動機を、そのドライバとしてインバータを使用した場合には、定格負荷の昇降機と無負荷の昇降機との間の挙動に大きな差が生じ、同期制御が困難になる。これは、図１４に示されている従来の制御タイミングのタイミングチャートのように、電動機の起動開始（ＯＦＦからＯＮへ）のタイミングとブレーキの解除（ＯＮからＯＦＦへ）のタイミングとを同期させているためである。このため、上昇運転開始時に電動機のトルクが十分に大きくなるまでブレーキをかけ続ける（ＯＦＦにしない）ことも採り得る対策の一つではあるが、この場合にはブレーキの磨耗が激しくなり、寿命が短くなるため、保守に手間を要するという問題が生じる。また、パウダーブレーキ等の特殊なブレーキを使用することで上述の問題を解決することも可能ではあるがコストが高くなるという新たな問題を生じる。
【００８３】
以上のような理由から、図２及び図３に示されている構成において、電動機Ｍ１〜Ｍ４として誘導電動機を、それらのドライバＤＲ１〜ＤＲ４としてインバータを使用する場合、誘導電動機である電動機Ｍ１〜Ｍ４の起動開始時の低トルクである間において子制御装置Ｃ１〜Ｃ４から各インバータ（ドライバＤＲ１〜ＤＲ４）へ各電動機Ｍ１〜Ｍ４の低トルク時には速度に応じた電力を入力せず、トルクが得られるようになってからは速度に応じた電圧を入力すると共に、その間はブレーキＢ１〜Ｂ４をＯＮ状態、即ちブレーキをかけた状態を維持することにより、各電動機Ｍ１〜Ｍ４のトルクを急激に立ち上げるように制御する。
【００８４】
図１５は前述の図３に示されている各昇降装置の内のＳ１に適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【００８５】
子制御装置Ｃ１からインバータであるドライバＤＲ１へは正／逆転信号と電動機Ｍ１の速度に応じたアナログ信号とが与えられるが、この例では電動機Ｍ１のトルクがある程度以上になる部分に対応する速度に対応したアナログ信号が与えられる。この点に関しては図１６を参照して後述する。子制御装置Ｃ１からのブレーキ信号はリレーＲ１に与えられ、このリレーＲ１によってブレーキＢ１のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００８６】
図１６はこのようなブロック図に示されている回路により実行される制御状態を示すタイミングチャートである。一点鎖線にて示されているのは昇降機（ジャッキ）１１の仮想速度であり、この立ち上がり時点に同期して子制御装置Ｃ１からドライバ（インバータ）ＤＲ１へ正転信号が与えられると共に、その時点から所定時間のインタバルＩＴの後に子制御装置Ｃ１からリレーＲ１へブレーキ解除信号（ブレーキ信号ＯＦＦ）が与えられ、更に同じタイミングで子制御装置Ｃ１からドライバ（インバータ）ＤＲ１へそのタイミングでの仮想速度に対応するアナログ信号が与えられる。
【００８７】
このような子制御装置Ｃ１による制御が行なわれることにより、昇降機（ジャッキ）１１の速度はインタバルＩＴが経過するまではゼロ（停止している）であるが、インタバルＩＴの経過時点で急激に立ち上がり、その後は仮想速度に沿って推移する。
【００８８】
図１７ａは上昇運転開始時の昇降機の速度を示すグラフであり、太線は定格負荷の場合を、細線は無負荷の場合をそれぞれ示している。無負荷の昇降機及び定格負荷の昇降機共に上昇運転開始時にそのまま上昇方向へ加速するが、当然では有るが定格負荷の昇降機のほうが若干速度が大きくなっている。また、図１７ｂは上昇運転開始時の昇降機の移動量を示すグラフであり、太線は定格負荷の場合を、細線は無負荷の場合をそれぞれ示している。無負荷の昇降機及び定格負荷の昇降機共にほぼ同様の上昇傾向を示している。更に、図１７ｃは上昇運転開始時の昇降機間の偏差を示すグラフであり、若干の偏差は見られるものの、図１３ｃに示されている従来例と比較した場合にはほとんど無視できる程度に減少している。
【００８９】
ところで、昇降装置のアクチュエータとしての電動機がオン／オフ制御される場合、下降運転時に電動機の運転を停止してもそれまでの電動機を運転していた間の下降速度以上の速度で昇降機が下降するような場合には、電動機をオフしたのみでは昇降機の下降速度を減速することができないため、電動機を逆転（上昇方向へ）制御する必要が生じる。しかしこのような電動機の逆転制御が同期精度を低下させることは言うまでもない。また、下降時に上昇方向へ逆転制御を行なうことにより、電動機などに悪影響を与えるという問題も生じる。
【００９０】
また逆に、上昇運転の開始時にブレーキを解除すると昇降機がその自重で自然下降するため、電動機の情報制御した後にブレーキを解除する制御も行なわれるが、そのブレーキ解除のタイミングを慎重に調整しなければ同期制御を良好に維持することはできないことは勿論のこと、ブレーキの磨耗が激しくなるという問題を将来する。
【００９１】
このような観点から、スリッピングクラッチ、即ちトルクの変動が少なく、滑らかなスリップトルクを伝達する部材、たとえば「トルクキーパー（株式会社椿本チエイン製）」と称される部材を使用することが考えられる。図１８ａ及び図１８ｂはそのようなスリッピングクラッチとしての「トルクキーパー」の構成例を示す模式図である。
【００９２】
「トルクキーパー」は、ハブ１０１に、すべり軸受け１０２、ＡＦフランジ１０３、プレート１０４、皿バネ１０５、ワッシャ１０６又はパイロットプレート１０７、調節ナット１０８をこれらの順に組みつけた構成を有している。
【００９３】
図１９は前述の図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の構成例を示す模式図である。この例では、各電動機Ｍ１〜Ｍ４の出力軸の各昇降機Ｓ１〜Ｓ４との接続位置までの間に「トルクキーパー」Ｔ１〜Ｔ４がそれぞれ装着されている。
【００９４】
図２０は前述の図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の他の構成例を示す模式図である。この例では、各電動機Ｍ１〜Ｍ４の出力軸の各昇降機Ｓ１〜Ｓ４との接続点を超えた部分に「トルクキーパー」Ｔ１〜Ｔ４がそれぞれ装着されている。
【００９５】
図２１は前述の図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の更に他の構成例を示す模式図である。この例では、各電動機Ｍ１〜Ｍ４の出力軸がそれぞれ電動機Ｍ１１〜Ｍ４１に接続されており、それぞれの２個のモータ軸が接続されている部分に「トルクキーパー」Ｔ１〜Ｔ４がそれぞれ装着されている。
【００９６】
図２２は「トルクキーパー」を備えない従来の制御状態及び上述の図１９乃至図２１に示されているように「トルクキーパー」を備えた構成の制御状態を示すタイミングチャートである。
【００９７】
従来では、停止状態から上昇制御を開始する際には、電動機を上昇方向へオン制御した後の若干時関経過時点でブレーキをオフ制御していた。これによって、停止状態から上昇運転を開始する際にブレーキが解除された時点で電動機のトルクが小さいために昇降機がその自重で下降することを防止していた。この上昇制御から停止させる場合には、先にブレーキをオン制御した後、若干時間経過時点で電動機を停止制御していた。これによって、上昇運転からの停止制御の際に昇降機が下降することを防止していた。
【００９８】
停止状態から下降制御を開始する際には、電動機を下降方向へオン制御すると同時にブレーキをオフ制御していた。これによって、停止状態からの下降運転の開始の際にブレーキの解除による昇降機がその自重で下降することを防止していた。この下降制御中には昇降機の自重で下降速度が増加するため、同期維持のために電動機をオフ制御する必要が生じる。しかし、電動機をオフ制御すると昇降機の下降速度が更に増加するため、今度は逆に電動機を逆転方向、即ちこの場合は上昇方向へオン制御する必要が生じるが、この制御によって昇降機が上昇しすぎると電動機を再度下降方向へオン制御する必要が生じる。このようにして同期維持がますます困難になる可能性があった。
【００９９】
しかし、前述の図１９乃至図２１に示されているような「トルクキーパ」を備えた構成では、停止状態から上昇制御を開始する際には、電動機を上昇方向へオン制御すると同時にブレーキをオフ制御しても、「トルクキーパ」のトルク、具体的にはブレーキ力により昇降機が下降することはない。また、この上昇制御から停止させる場合にも、ブレーキのオン制御と電動機のオフ制御とを同時に行なう。この場合も、「トルクキーパ」のブレーキ力により、ブレーキをオン制御せずとも昇降機が下降することはない。
【０１００】
停止状態から下降制御を開始する際にも、電動機の下降方向へのオン制御と同時にブレーキをオフ制御しても、「トルクキーパ」のブレーキ力により、ブレーキのオフ制御によっても昇降機が下降することはない。この下降制御中には昇降機の自重で下降速度が増加するため同期維持のために電動機をオフ制御する必要が生じる。しかし、電動機をオフ制御しても「トルクキーパ」のブレーキ力により昇降機の下降速度は減速するため、従来ほどの同期制御の乱れは生じない。
【０１０１】
以上のように、「トルクキーパ」を使用することにより、電動機の運転を停止するのみで、昇降機の下降速度を制御できるため同期制度が向上する。また、ブレーキを解除しても昇降機が自重で下降することがないため、ブレーキ解除と電動機の起動のタイミングとを同時にしても昇降機の下降速度を制御できるため同期制度が向上する。また更に、昇降機の自然下降が防止されるため安全性が向上し、下降時に電動機を逆転して同期制度を維持する必要がなくなるため、電動機、ブレーキに加わる負担が減少し、寿命が延びる等の種々の下降を奏する。
【０１０２】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明の昇降システムの制御方法によれば、各制御周期において、計算された仮想目標位置に各昇降装置がそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するため、各制御周期において各昇降機の同期が維持され、高精度の同期制御が実現される。
【０１０３】
第２の発明の昇降システムの制御方法によれば、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷に基づいた仮想目標位置が設定されるため、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷には拘わらず、移動開始時の各昇降機の同期が維持され、高精度の同期制御が実現される。
【０１０４】
第３の発明の昇降システムの制御方法によれば、第１の発明において、前記共通の仮想目標位置がアクチュエータをその定格運転速度で運転した場合の１制御周期における移動量以下の範囲に限定されるため、各制御周期における各昇降機の移動量が急激に変化することがなく、危険な状態が発生する虞が無くなる。
【０１０５】
第４の発明の昇降システムの制御方法によれば、第１の発明において、各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置が決定されるため、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷には拘わらず、移動終了時の各昇降機の停止位置の精度が向上し、高精度の同期制御が実現される。
【０１０６】
第５の発明の昇降システムの制御方法によれば、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御が行なわれないため、移動開始時の各昇降機の位置にずれがある場合に昇降機の逆方向への移動が回避され、危険な状態が発生する虞が無くなる。
【０１０７】
第６の発明の昇降システムの制御方法によれば、各制御周期において、計算された仮想目標位置に各昇降装置がそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するため、各制御周期において各昇降機の同期が維持され、昇降台が大きく傾くことがなく高精度の同期制御が実現されると共に、危険な状態が発生する虞が無くなる。
【０１０８】
第７の発明の昇降システムの制御方法では、第６の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御が行なわれないため、移動開始時の各昇降機の位置にずれがある場合昇降機の逆方向への移動が回避され、昇降台が大きく傾くことがなく、危険な状態が発生する虞が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４台の昇降装置を組み合わせた従来の昇降システムの構成例を示す模式図である。
【図２】４台の昇降装置を組み合わせた従来の昇降システムの他の構成例を示す模式図である。
【図３】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態により制御される昇降システムの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態の仮想目標速度の設定状態の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態による制御状態を説明するための模式図である。
【図７】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態の下降時の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態の下降時の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の昇降システムによる制御時の１台の昇降機の挙動を模式的に示すグラフである。
【図１０】従来の手動制御による同期ズレを復旧させる場合の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】同期ズレが発生した場合に各昇降機の位置が既知である場合に親制御装置による自動制御で同期ズレを復旧させる制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】同期ズレが発生した場合に各昇降機の位置が既知でない場合に親制御装置による自動制御で同期ズレを復旧させる制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】従来の上昇運転開始時の昇降機の速度を示すグラフ、上昇運転開始時の昇降機の移動量を示すグラフ、及び上昇運転開始時の昇降機間の偏差を示すグラフである。
【図１４】従来の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１５】図３に示されている各昇降装置の内の一つの他の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１５のブロック図に示されている回路により実行される制御状態を示すタイミングチャートである。
【図１７】上昇運転開始時の昇降機の速度を示すグラフ、上昇運転開始時の昇降機の移動量を示すグラフ、及び上昇運転開始時の昇降機間の偏差を示すグラフである。
【図１８】スリッピングクラッチの一例としての「トルクキーパー」の構成例を示す模式図である。
【図１９】図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の一構成例を示す模式図である。
【図２０】図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の他の構成例を示す模式図である。
【図２１】図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の更に他の構成例を示す模式図である。
【図２２】「トルクキーパー」を備えない従来の制御状態及び上述の図１９乃至図２１に示されているように「トルクキーパー」を備えた構成の制御状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 親制御装置
11, 12, 13, 14 昇降機
S1, S2, S3, S4 昇降装置
DR1, DR2, DR3, DR4 ドライバ
B1, B2, B3, B4 ブレーキ
M1, M2, M3, M4 電動機
D1, D2, D3, D4 検出器
C1, C2, C3, C4 子制御装置
TB 昇降台
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の昇降装置を組み合わせた昇降システムの各昇降装置を同期制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ジャッキ，電動シリンダ，油圧シリンダ等の昇降装置を複数組み合わせて同期制御することにより物体を昇降させる昇降システムにおいては、各昇降装置の昇降量が同期しない場合には昇降すべき物体が傾いて危険な状態が生じるため、各昇降装置の昇降量を厳密に同期させる必要がある。
【０００３】
図１は４台の昇降装置を組み合わせた従来の昇降システムの構成例を示す模式図である。この従来例では、昇降台TBに連結された４台の昇降装置Ｓを締結軸Ｒ及びギアボックスＧで連結して１台のアクチュエータとしての電動機Ｍで駆動して昇降させることにより、機械的に同期をとるように構成されている。しかし、このような機械的に同期をとる構成では、周囲の状況によっては各昇降装置Ｓの間を締結軸Ｒ及びギアボックスＧで締結出来ない場合があり得る。
【０００４】
なお、昇降機としてたとえば油圧シリンダを使用し、アクチュエータとして油圧ポンプを使用する構成も可能である。その場合には、油圧ポンプと各油圧シリンダ間を油圧ホースで接続する必要が生じるが、上述同様に周囲の状況によっては油圧ポンプと各油圧シリンダとの間を油圧ホースで接続出来ない場合があり得る。
【０００５】
上述のような問題を解決するためにたとえば図２の模式図に示されているように、４台の昇降装置S1乃至S4それぞれに電動機M1乃至M4を取り付け、各電動機M1乃至M4を同期駆動すると共に各電動機M1乃至M4それぞれに取り付けてあるブレーキを同期制御することにより、各昇降装置S1乃至S4それぞれの昇降量を同期させるような構成も実用化されている。但し、この図２に示されている各電動機M1乃至M4は同期制御が可能なたとえば誘導電動機である必要がある。
【０００６】
この場合にも同様に、昇降機としてたとえば油圧シリンダを使用し、アクチュエータとして油圧ポンプを使用する構成も可能である。その場合には、各油圧シリンダに油圧ポンプを取り付け、各油圧ポンプを同期駆動する必要が生じる。
【０００７】
しかし、上述のような各昇降装置それぞれに電動機を取り付けて同期駆動する従来の構成では、現実には同期制御の精度がよくないと言う問題があった。具体的には、各電動機に印加される電圧が０Ｖまたは定格電圧のいずれかの２値であるために実際にはオン／オフ制御が行なわれる。また、同期駆動する手段としては、各昇降装置の内の予め基準となる昇降装置を決定しておき、この基準となる昇降装置の動作状況に応じて、他の昇降装置の電動機をオン／オフ制御し、または逆転させ、更には電動機に付属しているブレーキを利用して速度調整を行なうことにより、基準としている昇降装置の動作に他の昇降装置の動作を同期させるようにしている。
【０００８】
しかし、上述の手法では、予め基準とされている昇降装置以外の全ての昇降装置が基準とされている一台の昇降装置に同期するような制御が行なわれるため、基準とされている昇降装置以外の昇降装置相互間では同期がとれている（許容範囲内）場合にも、それらの全ての昇降装置を基準となる昇降装置に同期させようとしてそれらの昇降装置相互間の同期状態を崩してしまうと言う非常に無駄な制御が行なわれてしまう。
【０００９】
このため、電動機のオン／オフ及び逆転制御、ブレーキの使用が更に頻繁になり、応答性が悪化すると共に同期精度が低下すると言う問題が生じる。また、電動機に使用されるブレーキは一般的には電磁ブレーキであって本来は停止用であるために応答性があまりよくなく、しかも寿命があまり長くはなく、更に頻繁な使用による騒音発生の問題も生じる等のため、速度制御に使用するには不向きである。従って、各電動機に本来付属する停止用のブレーキの他に応答性が良好なたとえばパウダーブレーキ等を別途取り付ける必要が生じると言う問題も新たに生じる。このような問題は、昇降機としてたとえば油圧シリンダを使用し、アクチュエータとして油圧ポンプを使用する場合にも同様に生じる。
【００１０】
また更に、従来は昇降装置の停止位置の位置決めのためには、電動機への印加電圧を０Ｖにした後の惰行量を予め実測しておき、この実測結果に基づいて本来の停止位置の手前で電動機への印加電圧が０Ｖになるように制御していた。しかし、このような惰行量は、昇降装置の負荷荷重、即ち昇降装置により昇降される物体の重量に応じて変動するため、停止精度を維持出来ないと言う問題が別に生じる。このような問題の解決のためには、昇降装置により昇降される物体の重量に応じて電動機の惰行量を予め実測しておけばよいが、実用上は非常に煩瑣になる。
【００１１】
このような事情から、本願発明者は先に特願平10−322626号の発明を出願している。この特願平10−322626号の発明は端的には、昇降機と、該昇降機を昇降させるアクチュエータと、該アクチュエータを駆動するドライバと、前記昇降機の位置を検出する検出器とを有する複数の昇降装置を、各制御周期毎に前記検出器の検出結果に基づいて前記各ドライバを制御することにより同期的に昇降させて指定された移動先位置へ移動させる昇降システムの制御方法であって、各検出器の検出結果に従って各昇降機の位置及び速度を求める第１のステップと、該第１のステップで求めた位置及び速度に基づいて、各昇降機が次の制御周期の開始時点までに到達すべき目標位置を求める第２のステップと、該第２のステップで求めた目標位置に基づいて、各昇降機の次の制御周期の開始時点までに移動すべき移動量を求める第３のステップと、該第３のステップで求めた各昇降機の移動量に対応して各アクチュエータを駆動するように各ドライバを制御する第４のステップとを各制御周期に反復することを特徴とする。
【００１２】
このような特願平10−322626号の発明の昇降システムの制御方法では、アクチュエータとしてサーボモータを使用する必要があり、このためサーボドライバ、インバータ等のドライバも必要になるため、装置構成が比較的高価になると言う問題がある。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、比較的高価なサーボモータ及びそのドライバを使用するのではなく、誘導電動機を使用して上述の特願平10−322626号の発明と同様に高精度の制御が可能な昇降システムの制御方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の昇降システムの制御方法は、昇降機と、該昇降機を昇降させるアクチュエータと、前記昇降機の位置を検出する検出器と、昇降機を強制的に停止させるブレーキとを有する複数の昇降装置を、各制御周期毎に前記検出器の検出結果に基づいて前記各アクチュエータをオン／オフ制御することにより各昇降機を同期的に昇降させて指定された移動先位置へ移動させ、ブレーキで停止させる昇降システムの制御方法において、各昇降装置に共通の制御周期の開始タイミングを指示するステップと、各制御周期毎において、各昇降装置が共通の仮想目標位置を計算するステップと、各制御周期において、各昇降装置が計算した制御周期の仮想目標位置にそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
このような第１の発明の昇降システムの制御方法では、各制御周期において、計算された仮想目標位置に各昇降装置がそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するため、各制御周期において各昇降機の同期が維持される。
【００１６】
第２の発明の昇降システムの制御方法は、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷に基づいた仮想目標位置を設定することを特徴とする。
【００１７】
このような第２の発明の昇降システムの制御方法では、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷に基づいた仮想目標位置が設定されるため、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷には拘わらず、移動開始時の各昇降機の同期が維持される。
【００１８】
第３の発明の昇降システムの制御方法は、第１の発明において、前記共通の仮想目標位置はアクチュエータをその定格運転速度で運転した場合の１制御周期における移動量以下の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
このような第３の発明の昇降システムの制御方法では、第１の発明において、前記共通の仮想目標位置がアクチュエータをその定格運転速度で運転した場合の１制御周期における移動量以下の範囲に限定されるため、各制御周期における各昇降機の移動量が急激に変化することがない。
【００２０】
第４の発明の昇降システムの制御方法は、第１の発明において、各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置を決定することを特徴とする。
【００２１】
このような第４の発明の昇降システムの制御方法では、第１の発明において、各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置が決定されるため、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷には拘わらず、移動終了時の各昇降機の停止位置の精度が向上する。
【００２２】
第５の発明の昇降システムの制御方法は、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御を行なわないことを特徴とする。
【００２３】
このような第５の発明の昇降システムの制御方法では、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御が行なわれないため、移動開始時の各昇降機の位置にずれがある場合に昇降機の逆方向への移動が回避される。
【００２４】
第６の発明の昇降システムの制御方法は、昇降台に接続された複数の昇降機それぞれを昇降させるアクチュエータと、該昇降機の位置を検出する検出器と、該昇降機を強制的に停止させるブレーキとを有する複数の昇降装置を、各制御周期毎に前記検出器の検出結果に基づいて前記各アクチュエータをオン／オフ制御することにより同期的に昇降させて前記昇降台を指定された移動先位置へ移動させ、ブレーキで停止させる昇降システムの制御方法において、各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置を決定することを特徴とする。
【００２５】
このような第６の発明の昇降システムの制御方法では、各制御周期において、計算された仮想目標位置に各昇降装置がそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するため、各制御周期において各昇降機の同期が維持され、昇降台が大きく傾くことがない。
【００２６】
第７の発明の昇降システムの制御方法は、第６の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御を行なわないことを特徴とする。
【００２７】
このような第７の発明の昇降システムの制御方法では、第６の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御が行なわれないため、移動開始時の各昇降機の位置にずれがある場合昇降機の逆方向への移動が回避され、昇降台が大きく傾くことがない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図３は本発明の昇降システムの制御方法を実施するための装置構成例を示すブロック図であり、前述の図２に示されている構成に適用される。但し、この例では４台の昇降装置を制御する構成が示されているが、２台以上であれば昇降装置の台数には拘わらず基本的には同様の制御方法を採ることが可能である。
【００２９】
４台の昇降装置S1, S2, S3, S4は昇降台TBに連結されており、それぞれ、親制御装置１により制御される子制御装置C1, C2, C3, C4と、子制御装置C1, C2, C3, C4により制御されるドライバDR1, DR2, DR3, DR4と、ドライバDR1, DR2, DR3, DR4により駆動されるアクチュエータとしての誘導電動機（以下、電動機という）M1, M2, M3, M4と、各電動機M1, M2, M3, M4により昇降駆動される昇降装置本体（以下、昇降機と言う）11, 12, 13, 14と、各電動機M1, M2, M3, M4の制動を行なうブレーキB1, B2, B3, B4と、各電動機M1, M2, M3, M4の回転数を検出することにより各昇降機11, 12, 13, 14の昇降量を検出する検出器D1, D2, D3, D4とで構成されている。なお、各ブレーキB1, B2, B3, B4はそれぞれの子制御装置C1, C2, C3, C4により制御され、また各検出器D1, D2, D3, D4の検出結果はそれぞれの子制御装置C1, C2, C3, C4へ入力される。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、各検出器D1, D2, D3, D4としてはエンコーダをそれぞれ使用している。また、各昇降機11, 12, 13, 14はたとえば劇場の昇降式の舞台等の図示されていない物体と接続されていて、各昇降機11, 12, 13, 14の昇降に伴ってその物体が昇降する。
【００３１】
図４は各子制御装置C1, C2, C3, C4により各昇降装置S1, S2, S3, S4を同期制御するための上昇時の制御手順を示すフローチャートである。以下、図４のフローチャートに従って本発明に係る昇降装置の上昇時の制御方法について説明する。なお、各昇降機11, 12, 13, 14の位置は上昇方向に大で下降方向に小に設定されている座標により表わされるものとする。従って、上昇時の制御においては、最終目標位置の座標値が比較的大であり、各昇降機11, 12, 13, 14の現在位置の座標値が比較的小から大へ増加する方向へ制御が行なわれる。
【００３２】
なお、図４のフローチャートに示されている処理は、親制御装置１において所定周期で制御周期が発生する都度、トリガ信号として上昇運転制御割込みが親制御装置１から各子制御装置C1, C2, C3, C4へ与えられることにより開始される。このトリガ信号が与えられることにより、まず各子制御装置C1, C2, C3, C4において制御計算タイミングの同期がとられ (ステップＳ11）、この後、各子制御装置C1, C2, C3, C4はそれぞれ独立して以下の処理を行なう。以下、一例として昇降機11において行なわれる制御について説明する。
【００３３】
親制御装置１から昇降機11へトリガ信号が与えられて他の昇降機12, 13, 14と同期がとられた後、子制御装置C1は次の１制御周期における仮想目標位置ｘt を計算する (ステップＳ12）。この仮想目標位置ｘt の計算は、電動機M1の定格速度、検出器D1の分解能、制御周期の期間等から各制御周期における仮想の移動量を計算し、この結果を累算することにより現在の制御周期における仮想の到達位置、即ち仮想目標位置ｘt が求まる。
【００３４】
なお、上述のステップＳ12における仮想目標位置ｘt の計算に際しては、移動開始時には電動機M1の過渡特性、具体的には停止状態から定格速度に達するまでの間のなだらかな加速状態を模した仮想的な加速度が設定され、この仮想的な加速度による加速が終了した後には電動機M1の定格運転速度に等しいか、またはやや低い値（たとえば９７％、または９８％程度）を仮想的な格速度として設定する。このような仮想的な加速度及び仮想的な定格速度を全体として仮想目標速度と称する。
【００３５】
図５は仮想目標速度の設定状態の一例を示すグラフである。上昇運転開始時点Ａから加速終了時点Ｂまでの間においては、一点鎖線で示されている仮想目標速度は実線にて示されている電動機M1の実際の加速度に近い勾配に設定されている。そして、加速終了時点Ｂ以降の仮想目標速度Ｖt は電動機M1の定格速度Ｖr よりやや低い値に設定されている。なお、上昇運転開始時点Ａから加速終了時点Ｂまでの間に二点鎖線で示されているのは電動機M1の過渡特性を考慮しない場合の仮想目標速度である。このような仮想目標速度を使用した場合には電動機M1の実際の加速度と大きく乖離するため、仮想目標位置に昇降機11の実際の位置を追従させることが困難になると共に、この間に生じる仮想目標位置と昇降機11の実際の位置との偏差を解消することも困難になる。従って、昇降機11の過渡特性に近い仮想的な加速度を設定すると共に、定格速度としては昇降機の実際の定格速度以下、好ましくは97乃至99％程度、の速度を仮想的な定格速度として設定することにより、昇降機11の実際の位置が仮想目標位置より遅れた場合にも回復可能になる。
【００３６】
次に、子制御装置C1は検出器D1の検出値から昇降機11の現在位置ｘn を計算する (ステップＳ13）。このステップＳ13における現在位置ｘn の計算は、移動開始位置を基準として各制御周期における検出器D1の検出値を累算することにより現在の制御周期における絶対値で求められる。なお、移動開始位置は前回の運転時の最終目標位置であるが、昇降機11が物理的にそれ以上下降できない位置を基準点（原点）として設定しておくような構成を採ることが望ましい。また、各制御周期における現在位置ｘn とその直前の制御周期における現在位置ｘn との差が所定値以上である場合は異常発生とみなすようにしてもよい。
【００３７】
次に子制御装置C1は全体偏差ｘL を計算する (ステップＳ14）。具体的には、上昇運転時に電動機M1をオフにしてブレーキB1をかけ始める位置、即ち制動開始位置を全体偏差ｘL として求める。なおこの全体偏差ｘL の計算結果は具体的には、最終目標位置からブレーキB1の制御幅（電動機M1をオフ状態にしてブレーキB1を作動させた時点から実際に昇降機11が停止するまでの距離であり、それぞれの昇降機11のその時点の負荷等によって異なる）だけ手前の位置になる。
【００３８】
次に子制御装置C1は「ｘn ＞＝ｘL 」であるか否かを判断する (ステップＳ15）。この判断結果が"YES" である場合、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL に一致しているかまたはそれ以上に最終目標位置に接近している (上昇している）場合、子制御装置C1はブレーキB1を作動させることにより正常停止させる (ステップＳ16）。
【００３９】
一方、上述のステップＳ15での判断結果が"NO"である場合、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL にまで達していない（上昇していない）場合、子制御装置C1はその制御周期における偏差ｅ、即ちその制御周期における仮想目標位置ｘt と現在位置ｘn との差を求める。この偏差ｅの計算は具体的には仮想目標位置ｘt から現在位置ｘn を差し引くことにより、換言すれば仮想目標位置ｘt と現在位置ｘn との間の距離を計算することにより行なわれる (ステップＳ17）。
【００４０】
この偏差ｅが求まると、子制御装置C1は次にその制御周期において昇降機11が加速状態、換言すれば定格速度に到達するまでの過渡状態であり、且つ現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt より大、即ち上昇運転の開始時において、昇降機11の現在位置ｘn が既に仮想目標位置ｘt より上方であるか否かを判断する (ステップＳ18）。この判断結果が"YES" である場合、即ち上昇運転の開始時に昇降機11の現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt より上方になっている場合には、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を上昇させる方向にオン制御する (ステップＳ19）。
【００４１】
この制御は、加速状態、即ち昇降機11が停止状態から上昇を開始し始める状態において、仮想目標位置ｘt が現在位置ｘn よりも下方にある場合には本来であれば電動機M1を逆転して昇降機11を下降させるべきであるところを、同期精度の低下を回避するため、危険防止のため等の理由から行なわれる。なお、上昇運転の開始時に電動機M1をオフ状態にすると、既にブレーキB1は解除されているため、昇降機11は自重及び負荷により下降してしまうので、電動機M1を制御して昇降機11を上昇させるように制御が行なわれる。この場合、実際には昇降機11はほとんど上昇することはない。
【００４２】
図６は上述の制御状態を説明するための模式図である。一例として昇降機11の各制御周期の仮想目標位置ｘt をP11 で、昇降機12の各制御周期の仮想目標位置ｘt をP12 で表わしている。また、上昇運転開始時点において昇降機12の現在位置P12-0 が上昇運転開始位置P0と一致しており、以後、第１制御周期の仮想目標位置ｘt がP1であり、第２制御周期の仮想目標位置ｘt がP2であり、第３制御周期の仮想目標位置ｘt がP3であるとする。加速時であるので、各制御周期の仮想目標位置ｘt の間隔、即ち各制御周期の同期制御幅は徐々に大きくなっている。なお、加速状態が終了した後の定格運転時にはこの同期制御幅は一定になることは言うまでもない。
【００４３】
上昇運転開始時点において昇降機12の各制御周期終了時点の位置は各制御周期の仮想目標位置ｘt と一致しているとする。これに対して昇降機11の上昇運転開始時点の位置P11-0 は第１制御周期の仮想目標位置P1と第２制御周期の仮想目標位置P2の中間であるとする。
【００４４】
この場合、本来、昇降機11は第１制御周期においてその仮想目標位置P1へ移動、即ち下降すべきであるところを、ステップＳ18の判断が”YES ”になるため、モータM1が上昇運転して破線にて示されているように上昇する。一方、昇降機12は第１制御周期においてその仮想目標位置P1への移動（上昇）がモータM2の上昇運転により行われる。但し、加速状態が終了して定格速度での上昇運転に入った後はステップＳ18での判断結果は常に”NO" になる。
【００４５】
一方、ステップＳ18での判断結果が"NO"である場合、即ち昇降機11が加速状態ではない定格運転状態であるか、または現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt と同じ位置であるか、またはそれ以下である場合、子制御装置C1は次に偏差ｅが負数であるか否かを判断する (ステップＳ20）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが負数である場合は現在位置ｘn が既に仮想目標位置ｘt を越えて上昇していることを意味している。この場合、子制御装置C1は電動機M1をオフ状態に制御することにより (ステップＳ21）、昇降機11を惰性で上昇させつつその自重で減速させる。
【００４６】
一方、ステップＳ20での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが零または正数である場合は現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt に一致しているかまたは未だ越えていないかのいずれかを意味している。この場合、子制御装置C1は次に偏差ｅが危険防止等の理由により定められている所定の同期異常幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ22）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが所定の同期異常幅以上である場合、子制御装置C1は異常状態が発生していると見なして異常停止の処理を行なう (ステップＳ23）。具体的には、その時点で子制御装置C1は直ちにブレーキB1を作動して昇降機11を停止させる。
【００４７】
ステップＳ22での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが同期異常幅未満である場合、次に子制御装置C1は偏差ｅが同期制御幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ24）。ここで、同期制御幅とは１制御周期の間に昇降機11が移動可能な距離のことである。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが同期制御幅以上である場合、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を上昇させるようにオン制御する (ステップＳ25）。一方、ステップＳ24での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが同期制御幅内である場合は、子制御装置C1は電動機M1をオフ状態にする (ステップＳ26）。これにより昇降機11は減速しつつ惰性で上昇を続ける状態になる。
【００４８】
以上のような処理が昇降機11のみならず他の昇降機12, 13, 14の子制御装置C2, C3, C4それぞれにおいても親制御装置１から与えられるトリガ信号に同期した各制御周期に独立して反復実行される。これにより、各昇降機11, 12, 13, 14は独立して制御されるにも拘わらず、全体としては同期して上昇運転される。
【００４９】
図７、図８は各子制御装置C1, C2, C3, C4により各昇降装置S1, S2, S3, S4を同期制御するための下降時の制御手順を示すフローチャートである。なお、ここでも一例として昇降機11の子制御装置C1の制御について説明する。また、下降時の制御においては、最終目標位置の座標値が比較的小であり、各昇降機11, 12, 13, 14の現在位置の座標値が比較的大から小へ減少する方向へ制御が行なわれる。
【００５０】
なお、図７、図８のフローチャートに示されている処理は、親制御装置１において所定周期で制御周期が発生する都度、トリガ信号として下降運転制御割込みが親制御装置１から各子制御装置C1, C2, C3, C4へ与えられることにより開始される。このトリガ信号が与えられることにより、まず各子制御装置C1, C2, C3, C4において制御計算タイミングの同期がとられ (ステップＳ31）、この後、各子制御装置C1, C2, C3, C4はそれぞれ独立して以下の処理を行なう。以下、一例として昇降機11において行なわれる制御について説明する。但し、ステップＳ31乃至Ｓ33においては前述の上昇時の制御手順のステップＳ11乃至Ｓ13と同様の処理が行なわれるのでそれらの説明は省略する。
【００５１】
次に子制御装置C1は「ｘn ＜＝ｘL 」、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL に一致しているかまたはそれ以上に最終目標位置に接近している（下降している）か否かを判断する (ステップＳ35）。この判断結果が"YES" である場合、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL に一致しているかまたはそれ以上に最終目標位置に接近している (下降している）場合、子制御装置C1はブレーキB1を作動させることにより正常停止させる (ステップＳ36）。
【００５２】
一方、上述のステップＳ35での判断結果が"NO"である場合、即ち現在位置ｘn が全体偏差ｘL にまで達していない（下降していない）場合、子制御装置C1は偏差ｅ、即ちその時点の制御周期における仮想目標位置ｘt と現在位置ｘn との差を求める。この偏差ｅの計算は具体的には仮想目標位置ｘt から現在位置ｘn を差し引くことにより、換言すれば仮想目標位置ｘt と現在位置ｘn との間の距離を計算することにより行なわれる (ステップＳ37）。なおこの下降運転時の偏差ｅは正常時には負数になる。
【００５３】
この偏差ｅが求まると、子制御装置C1は次にその制御周期において昇降機11が加速状態、換言すれば定格速度に到達するまでの過渡状態であり、且つ現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt より小、即ち下降運転の開始時において、昇降機11の現在位置ｘn が既に仮想目標位置ｘt より下方であるか否かを判断する (ステップＳ38）。この判断結果が"YES" である場合、即ち下降運転の開始時に昇降機11の現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt より下方になっている場合には、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を下降させる方向にオン制御する (ステップＳ39）。
【００５４】
この制御は、加速状態、即ち昇降機11が停止状態から下降を開始し始める状態において、仮想目標位置ｘt が現在位置ｘn よりも上方にある場合には本来であれば電動機M1を逆転して昇降機11を上昇させるべきであるところを、同期精度の低下を回避するため、危険防止のため等の理由から行なわれる。なお、下降運転の開始時に電動機M1をオフ状態にすると、既にブレーキB1は解除されているため、昇降機11は自重及び負荷によりかなりの加速度で下降してしまうので、電動機M1を制御して昇降機11を下降させるように制御が行なわれる。この場合、実際には昇降機11は緩やかに下降する。
【００５５】
一方、ステップＳ38での判断結果が"NO"である場合、即ち昇降機11が加速状態ではないか、または現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt と同じ位置であるか、またはそれ以上である場合、子制御装置C1は次に偏差ｅが負数であるか否かを判断する (ステップＳ40）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが負数である場合は現在位置ｘn がまだ仮想目標位置ｘt にまで下降していないことを意味している。この場合、子制御装置C1は次に偏差ｅの絶対値が同期異常幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ41）。この判断結果が"YES" である場合、子制御装置C1は異常状態が発生していると見なして異常停止の処理を行なう (ステップＳ42）。具体的には、その時点で子制御装置C1は直ちにブレーキB1を作動して昇降機11を停止させる。
【００５６】
ステップＳ41での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅの絶対値が同期異常幅未満である場合、子制御装置C1は偏差ｅの絶対値が同期制御幅以下であるか否かを判断する (ステップＳ43）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅの絶対値が同期制御幅以下である場合、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を下降させるようにオン制御する (ステップＳ44）。一方、ステップＳ43での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅの絶対値が同期制御幅より大である場合は、子制御装置C1は電動機M1を前回の制御周期と同一の状態に制御する (ステップＳ45）。
【００５７】
一方、ステップＳ40での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが零または正数である場合は現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt と一致しているか、またはそれを越えて更に下降していることを意味している。この場合、子制御装置C1は次に偏差ｅが同期異常幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ46）。この判断結果が"YES" である場合、子制御装置C1は異常状態が発生していると見なして異常停止の処理を行なう (ステップＳ48）。具体的には、その時点で子制御装置C1は直ちにブレーキB1を作動して昇降機11を停止させる。
【００５８】
ステップＳ46での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが同期異常幅以上ではない場合、子制御装置C1は偏差ｅが逆転幅以上であるか否かを判断する (ステップＳ48）。この判断結果が"YES" である場合、即ち偏差ｅが逆転幅以上である場合、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を上昇させるようにオン制御する (ステップＳ49）。
【００５９】
ここで、逆転幅とは、下降運転時には電動機M1がオフされた後にも昇降機11が自重（負荷を含む）により惰性で加速するが、それを防止するための制御を目的として予め設定されている値である。具体的には、上昇運転時においては電動機M1をオフ状態に制御すると惰性で上昇しつつ減速するが、下降運転時には電動機M1をオフ状態に制御すると加速するため、偏差ｅがある程度以上に大きくなっている場合には電動機M1を逆転、即ち上昇方向へオン制御することにより、制御精度の維持を図っている。このような制御が行なわれる偏差ｅの上限値が逆転幅である。
【００６０】
一方、ステップＳ48での判断結果が"NO"である場合、即ち偏差ｅが逆転幅未満である場合は、子制御装置C1は偏差ｅが逆転幅以下の状態のままでｎ回（ｎ制御周期）連続加速したか否かを判断する (ステップＳ50）。但し、ここで「ｎ」は２以上の整数であり、実用上は２回乃至３回程度が適当である。この判断結果が"YES" である場合、子制御装置C1は電動機M1が昇降機11を上昇させるようにオン制御する (ステップＳ49）。この制御は、偏差ｅが逆転幅を超えてはいないが直近の過去のｎ制御周期にわたって連続して下降方向へ加速が行なわれた状態で電動機M1をオフ状態にした場合に、かえってより加速する状態になる可能性があるため、それ以上の加速を一旦抑制するために行なわれる。
【００６１】
一方、ステップＳ50での判断結果が"NO"である場合、子制御装置C1は電動機M1をオフ状態にする (ステップＳ51）。この場合、昇降機11は惰性で下降する状態になる。
【００６２】
以上のような処理が昇降機11のみならず他の昇降機12, 13, 14の子制御装置C2, C3, C4それぞれにおいても独立して反復実行されることにより、各昇降機11, 12, 13, 14を上昇させる場合に個々の昇降機11, 12, 13, 14は独立して制御されるにも拘わらず、全体としては同期して制御される。
【００６３】
次に、上述のような処理手順が実行された場合の昇降機11の実際の挙動に付いて説明する。図９は１台の昇降機11の挙動を模式的に示したグラフであり、横軸は経過時間を、縦軸は昇降機11の位置をそれぞれ示している。また、実線は昇降機11の各時刻における現在位置ｘn を、一点鎖線は仮想目標位置ｘt をそれぞれ示している。なお、電動機M1の回転速度も二点鎖線で示されている。
【００６４】
時刻ｔ0 において昇降機11が上昇を開始するが、昇降機11の現在位置ｘn は最初は仮想目標位置ｘt よりは若干低い位置となり、次第に仮想目標位置ｘt に追従して行き、やがて昇降機11の現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt よりも高くなる。この時刻ｔ11において電動機M1が一旦停止されるため、昇降機11の現在位置ｘn は仮想目標位置ｘt に再度接近し、やがてそれ以下になると電動機M1が再度起動される。このような制御が反復されて昇降機11の現在位置ｘn は仮想目標位置ｘt から大きくずれることはない。
【００６５】
やがて、昇降機11の現在位置ｘn が停止位置に接近すると、その所定距離手前の位置に昇降機11の現在位置ｘn が到達した時刻ｔ1 でブレーキB1が作動して減速し、昇降機11は時刻ｔ2 で停止する。
【００６６】
次に、時刻ｔ3 において下降制御が開始されると、昇降機11の現在位置ｘn は最初は仮想目標位置ｘt よりは若干高い位置となり、次第に仮想目標位置ｘt に追従して行き、やがて昇降機11の現在位置ｘn が仮想目標位置ｘt よりも低くなる。この時刻ｔ12において電動機M1が一旦停止されるため、昇降機11は侍従のみで下降し、その現在位置ｘn は仮想目標位置ｘt に再度接近し、やがて時刻ｔ13においてそれ以上になると電動機M1が再度起動される。このような制御が反復されて、下降時にも昇降機11の現在位置ｘn は仮想目標位置ｘt から大きくずれることはない。
【００６７】
やがて、昇降機11の現在位置ｘn が停止位置に接近すると、その所定距離手前の位置に昇降機11の現在位置ｘn が到達した時刻ｔ４でブレーキB1が作動して減速し、昇降機11は時刻ｔ５で停止する。
【００６８】
以上のような制御が行なわれることにより、各昇降機11, 12, 13, 14は良好な同期精度を維持しつつ上昇及び下降し、また昇降台TBが急激に傾くなどの危険な状態が招来される虞も無い。
【００６９】
ところで、各昇降装置に同期ズレが生じた場合、従来は手動制御で復旧させる場合が多かった。図１０はそのような従来の手動制御による同期ズレを復旧させる場合の制御手順を示すフローチャートである。
【００７０】
同期異常が発生した場合（ステップＳ１０１で”ＹＥＳ”）、全昇降機Ｓ１〜Ｓ４がいったん停止され( ステップＳ１０２），同期ズレを起こしている昇降機を同期ズレを起こしていない昇降機の位置へ手動操作で移動させる( ステップ１０３）。この操作を全ての昇降機の位置が同じになるまで反復する( ステップ１０４で" ＹＥＳ”）。
【００７１】
同期異常を解消させるために上述のような手動操作を行なった場合、誤操作による事故発生の可能性があり、またそのような手動による操作そのものにもかなりの時間を要していた。特に、昇降機の数が数十台もあるようなシステムでは問題が大きくなる。
【００７２】
図１１は同期ズレが発生した場合に各昇降機の位置が既知である場合に親制御装置１による自動制御で同期ズレを復旧させる制御手順を示すフローチャートである。
【００７３】
同期異常が発生した場合（ステップＳ１１１で”ＹＥＳ”）、全昇降機の制御がいったん停止される( ステップＳ１１２）。この際、各昇降機の位置が既知であるので、親制御装置１はｎ個（図２に示されている例では４個）の昇降機Ｊ1 〜Ｊn の内の最も高い位置にある昇降機Ｊu と、最も低い位置にある昇降機Ｊd とを求める( ステップＳ１１３）。次に、親制御装置１は昇降機Ｊu の次に高い位置にある昇降機Ｊu-1 の位置ｕi と、昇降機Ｊd の次に低い位置にある昇降機Ｊd+1 の位置ｄi とを求める（ステップＳ１１４）。次に親制御装置１は昇降機Ｊu を位置ｕi へ、昇降機Ｊd を位置ｄi へそれぞれ移動させる（ステップＳ１１５）。
【００７４】
以上の操作を全ての昇降機の位置が同じになるまで反復する( ステップＳ１１６で" ＹＥＳ”）。このような操作を親制御装置１が行うことにより、各昇降機に同期ズレが生じた場合にも自動的に、しかも安全且つ比較的短時間で全ての昇降機の同期が回復される。
【００７５】
ところで上述の制御は各昇降機を個別に制御することが可能であり、しかもいくつかの昇降機を同時に上昇及び／又は下降させることが可能な場合に適用可能であるが、親制御装置１の制御により一台の昇降機のみの上昇又は下降が可能な場合には、図１２のフローチャートに示すような制御が行われる。
【００７６】
同期異常が発生した場合（ステップＳ１２１で”ＹＥＳ”）、全昇降機の制御がいったん停止される( ステップＳ１２２）。この際、各昇降機の位置が既知であるので、親制御装置１はｎ個（図２に示されている例では４個）の昇降機Ｊ1 〜Ｊn の内の最も高い位置にある昇降機Ｊu を求める（ステップＳ１２３）。次に、親制御装置１は昇降機Ｊu の次に高い位置にある昇降機Ｊu-1 の位置ｕi を求める（ステップＳ１２４）。次に親制御装置１は昇降機Ｊu を位置ｕi へ移動させる（ステップＳ１２５）。
【００７７】
以上の操作を全ての昇降機の位置が同じになるまで反復する( ステップＳ１２６で" ＹＥＳ”）。このような操作を親制御装置１が行うことにより、各昇降機に同期ズレが生じた場合にも全ての昇降機が最も低い位置にある昇降機の位置へ自動的に移動されることになり、しかも安全且つ比較的短時間で全ての昇降機の同期が回復される。
【００７８】
なお、上述とは逆に、最も低い位置にある昇降機を求め、それを次に低い位置にある昇降機の位置へ移動させる制御を反復してもよいことは言うまでもない。この場合、各昇降機に同期ズレが生じた場合にも全ての昇降機が最も高い位置にある昇降機の位置へ自動的に移動されることになり、しかも安全且つ比較的短時間で全ての昇降機の同期が回復される。
【００７９】
更に、各昇降機の位置を検出できないシステムである場合には、たとえば各昇降機にトルク検出装置を備えておき、停止時及び運転時の正常時の値を予め記憶しておく。そして、同期異常が発生した場合に、各昇降機を上昇又は下降のいずれかの方向へ移動ささせてその際のトルクを検出する。この同期異常時に検出された値が正常時の値よりも大である場合にはその移動方向は同期ズレを解消できる方向ではないとして逆方向へ移動させる。このような制御を各昇降機に対して親制御装置１が反復することにより、検出されるトルク値が予め記憶している停止時のトルク値に近い値になれば、全ての昇降機を上昇又は下降させて検出されるトルク値が予め記憶している運転時のトルク値に近い値になるか否かを調べる。以上のような制御の反復により各昇降機に同期ズレが生じた場合にも自動的に、しかも安全且つ比較的短時間で全ての昇降機の同期が回復される。
【００８０】
前述の図２及び図３に示されている構成のシステムにおいて、アクチュエータとしての電動機Ｍ１〜Ｍ４に誘導電動機を使用し、これらのドライバとしてインバータを使用する場合には始動時にトルクが小さいため、同期制御に種々の問題を生じる。
【００８１】
図１３ａは上昇運転開始時の昇降機の速度を示すグラフであり、太線は定格負荷の場合を、細線は無負荷の場合をそれぞれ示している。無負荷の昇降機は上昇運転開始時にそのまま上昇方向へ加速するが、定格負荷の昇降機は上昇運転開始時に一旦下降方向へ加速した後に上昇方向へ加速する。また、図１３ｂは上昇運転開始時の昇降機の移動量を示すグラフであり、太線は定格負荷の場合を、細線は無負荷の場合をそれぞれ示している。無負荷の昇降機は上昇運転開始時にそのまま上昇するが、定格負荷の昇降機は上昇運転開始時に瞬間的にではあるが下降し、その後に上昇に転じる。更に、図１３ｃは上昇運転開始時の昇降機間の偏差を示すグラフであり、非常に大きな偏差が発生してる。
【００８２】
以上のように、アクチュエータとして誘導電動機を、そのドライバとしてインバータを使用した場合には、定格負荷の昇降機と無負荷の昇降機との間の挙動に大きな差が生じ、同期制御が困難になる。これは、図１４に示されている従来の制御タイミングのタイミングチャートのように、電動機の起動開始（ＯＦＦからＯＮへ）のタイミングとブレーキの解除（ＯＮからＯＦＦへ）のタイミングとを同期させているためである。このため、上昇運転開始時に電動機のトルクが十分に大きくなるまでブレーキをかけ続ける（ＯＦＦにしない）ことも採り得る対策の一つではあるが、この場合にはブレーキの磨耗が激しくなり、寿命が短くなるため、保守に手間を要するという問題が生じる。また、パウダーブレーキ等の特殊なブレーキを使用することで上述の問題を解決することも可能ではあるがコストが高くなるという新たな問題を生じる。
【００８３】
以上のような理由から、図２及び図３に示されている構成において、電動機Ｍ１〜Ｍ４として誘導電動機を、それらのドライバＤＲ１〜ＤＲ４としてインバータを使用する場合、誘導電動機である電動機Ｍ１〜Ｍ４の起動開始時の低トルクである間において子制御装置Ｃ１〜Ｃ４から各インバータ（ドライバＤＲ１〜ＤＲ４）へ各電動機Ｍ１〜Ｍ４の低トルク時には速度に応じた電力を入力せず、トルクが得られるようになってからは速度に応じた電圧を入力すると共に、その間はブレーキＢ１〜Ｂ４をＯＮ状態、即ちブレーキをかけた状態を維持することにより、各電動機Ｍ１〜Ｍ４のトルクを急激に立ち上げるように制御する。
【００８４】
図１５は前述の図３に示されている各昇降装置の内のＳ１に適用した場合の構成例を示すブロック図である。
【００８５】
子制御装置Ｃ１からインバータであるドライバＤＲ１へは正／逆転信号と電動機Ｍ１の速度に応じたアナログ信号とが与えられるが、この例では電動機Ｍ１のトルクがある程度以上になる部分に対応する速度に対応したアナログ信号が与えられる。この点に関しては図１６を参照して後述する。子制御装置Ｃ１からのブレーキ信号はリレーＲ１に与えられ、このリレーＲ１によってブレーキＢ１のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００８６】
図１６はこのようなブロック図に示されている回路により実行される制御状態を示すタイミングチャートである。一点鎖線にて示されているのは昇降機（ジャッキ）１１の仮想速度であり、この立ち上がり時点に同期して子制御装置Ｃ１からドライバ（インバータ）ＤＲ１へ正転信号が与えられると共に、その時点から所定時間のインタバルＩＴの後に子制御装置Ｃ１からリレーＲ１へブレーキ解除信号（ブレーキ信号ＯＦＦ）が与えられ、更に同じタイミングで子制御装置Ｃ１からドライバ（インバータ）ＤＲ１へそのタイミングでの仮想速度に対応するアナログ信号が与えられる。
【００８７】
このような子制御装置Ｃ１による制御が行なわれることにより、昇降機（ジャッキ）１１の速度はインタバルＩＴが経過するまではゼロ（停止している）であるが、インタバルＩＴの経過時点で急激に立ち上がり、その後は仮想速度に沿って推移する。
【００８８】
図１７ａは上昇運転開始時の昇降機の速度を示すグラフであり、太線は定格負荷の場合を、細線は無負荷の場合をそれぞれ示している。無負荷の昇降機及び定格負荷の昇降機共に上昇運転開始時にそのまま上昇方向へ加速するが、当然では有るが定格負荷の昇降機のほうが若干速度が大きくなっている。また、図１７ｂは上昇運転開始時の昇降機の移動量を示すグラフであり、太線は定格負荷の場合を、細線は無負荷の場合をそれぞれ示している。無負荷の昇降機及び定格負荷の昇降機共にほぼ同様の上昇傾向を示している。更に、図１７ｃは上昇運転開始時の昇降機間の偏差を示すグラフであり、若干の偏差は見られるものの、図１３ｃに示されている従来例と比較した場合にはほとんど無視できる程度に減少している。
【００８９】
ところで、昇降装置のアクチュエータとしての電動機がオン／オフ制御される場合、下降運転時に電動機の運転を停止してもそれまでの電動機を運転していた間の下降速度以上の速度で昇降機が下降するような場合には、電動機をオフしたのみでは昇降機の下降速度を減速することができないため、電動機を逆転（上昇方向へ）制御する必要が生じる。しかしこのような電動機の逆転制御が同期精度を低下させることは言うまでもない。また、下降時に上昇方向へ逆転制御を行なうことにより、電動機などに悪影響を与えるという問題も生じる。
【００９０】
また逆に、上昇運転の開始時にブレーキを解除すると昇降機がその自重で自然下降するため、電動機の情報制御した後にブレーキを解除する制御も行なわれるが、そのブレーキ解除のタイミングを慎重に調整しなければ同期制御を良好に維持することはできないことは勿論のこと、ブレーキの磨耗が激しくなるという問題を将来する。
【００９１】
このような観点から、スリッピングクラッチ、即ちトルクの変動が少なく、滑らかなスリップトルクを伝達する部材、たとえば「トルクキーパー（株式会社椿本チエイン製）」と称される部材を使用することが考えられる。図１８ａ及び図１８ｂはそのようなスリッピングクラッチとしての「トルクキーパー」の構成例を示す模式図である。
【００９２】
「トルクキーパー」は、ハブ１０１に、すべり軸受け１０２、ＡＦフランジ１０３、プレート１０４、皿バネ１０５、ワッシャ１０６又はパイロットプレート１０７、調節ナット１０８をこれらの順に組みつけた構成を有している。
【００９３】
図１９は前述の図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の構成例を示す模式図である。この例では、各電動機Ｍ１〜Ｍ４の出力軸の各昇降機Ｓ１〜Ｓ４との接続位置までの間に「トルクキーパー」Ｔ１〜Ｔ４がそれぞれ装着されている。
【００９４】
図２０は前述の図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の他の構成例を示す模式図である。この例では、各電動機Ｍ１〜Ｍ４の出力軸の各昇降機Ｓ１〜Ｓ４との接続点を超えた部分に「トルクキーパー」Ｔ１〜Ｔ４がそれぞれ装着されている。
【００９５】
図２１は前述の図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の更に他の構成例を示す模式図である。この例では、各電動機Ｍ１〜Ｍ４の出力軸がそれぞれ電動機Ｍ１１〜Ｍ４１に接続されており、それぞれの２個のモータ軸が接続されている部分に「トルクキーパー」Ｔ１〜Ｔ４がそれぞれ装着されている。
【００９６】
図２２は「トルクキーパー」を備えない従来の制御状態及び上述の図１９乃至図２１に示されているように「トルクキーパー」を備えた構成の制御状態を示すタイミングチャートである。
【００９７】
従来では、停止状態から上昇制御を開始する際には、電動機を上昇方向へオン制御した後の若干時関経過時点でブレーキをオフ制御していた。これによって、停止状態から上昇運転を開始する際にブレーキが解除された時点で電動機のトルクが小さいために昇降機がその自重で下降することを防止していた。この上昇制御から停止させる場合には、先にブレーキをオン制御した後、若干時間経過時点で電動機を停止制御していた。これによって、上昇運転からの停止制御の際に昇降機が下降することを防止していた。
【００９８】
停止状態から下降制御を開始する際には、電動機を下降方向へオン制御すると同時にブレーキをオフ制御していた。これによって、停止状態からの下降運転の開始の際にブレーキの解除による昇降機がその自重で下降することを防止していた。この下降制御中には昇降機の自重で下降速度が増加するため、同期維持のために電動機をオフ制御する必要が生じる。しかし、電動機をオフ制御すると昇降機の下降速度が更に増加するため、今度は逆に電動機を逆転方向、即ちこの場合は上昇方向へオン制御する必要が生じるが、この制御によって昇降機が上昇しすぎると電動機を再度下降方向へオン制御する必要が生じる。このようにして同期維持がますます困難になる可能性があった。
【００９９】
しかし、前述の図１９乃至図２１に示されているような「トルクキーパ」を備えた構成では、停止状態から上昇制御を開始する際には、電動機を上昇方向へオン制御すると同時にブレーキをオフ制御しても、「トルクキーパ」のトルク、具体的にはブレーキ力により昇降機が下降することはない。また、この上昇制御から停止させる場合にも、ブレーキのオン制御と電動機のオフ制御とを同時に行なう。この場合も、「トルクキーパ」のブレーキ力により、ブレーキをオン制御せずとも昇降機が下降することはない。
【０１００】
停止状態から下降制御を開始する際にも、電動機の下降方向へのオン制御と同時にブレーキをオフ制御しても、「トルクキーパ」のブレーキ力により、ブレーキのオフ制御によっても昇降機が下降することはない。この下降制御中には昇降機の自重で下降速度が増加するため同期維持のために電動機をオフ制御する必要が生じる。しかし、電動機をオフ制御しても「トルクキーパ」のブレーキ力により昇降機の下降速度は減速するため、従来ほどの同期制御の乱れは生じない。
【０１０１】
以上のように、「トルクキーパ」を使用することにより、電動機の運転を停止するのみで、昇降機の下降速度を制御できるため同期制度が向上する。また、ブレーキを解除しても昇降機が自重で下降することがないため、ブレーキ解除と電動機の起動のタイミングとを同時にしても昇降機の下降速度を制御できるため同期制度が向上する。また更に、昇降機の自然下降が防止されるため安全性が向上し、下降時に電動機を逆転して同期制度を維持する必要がなくなるため、電動機、ブレーキに加わる負担が減少し、寿命が延びる等の種々の下降を奏する。
【０１０２】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明の昇降システムの制御方法によれば、各制御周期において、計算された仮想目標位置に各昇降装置がそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するため、各制御周期において各昇降機の同期が維持され、高精度の同期制御が実現される。
【０１０３】
第２の発明の昇降システムの制御方法によれば、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷に基づいた仮想目標位置が設定されるため、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷には拘わらず、移動開始時の各昇降機の同期が維持され、高精度の同期制御が実現される。
【０１０４】
第３の発明の昇降システムの制御方法によれば、第１の発明において、前記共通の仮想目標位置がアクチュエータをその定格運転速度で運転した場合の１制御周期における移動量以下の範囲に限定されるため、各制御周期における各昇降機の移動量が急激に変化することがなく、危険な状態が発生する虞が無くなる。
【０１０５】
第４の発明の昇降システムの制御方法によれば、第１の発明において、各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置が決定されるため、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷には拘わらず、移動終了時の各昇降機の停止位置の精度が向上し、高精度の同期制御が実現される。
【０１０６】
第５の発明の昇降システムの制御方法によれば、第１の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御が行なわれないため、移動開始時の各昇降機の位置にずれがある場合に昇降機の逆方向への移動が回避され、危険な状態が発生する虞が無くなる。
【０１０７】
第６の発明の昇降システムの制御方法によれば、各制御周期において、計算された仮想目標位置に各昇降装置がそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するため、各制御周期において各昇降機の同期が維持され、昇降台が大きく傾くことがなく高精度の同期制御が実現されると共に、危険な状態が発生する虞が無くなる。
【０１０８】
第７の発明の昇降システムの制御方法では、第６の発明において、各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御が行なわれないため、移動開始時の各昇降機の位置にずれがある場合昇降機の逆方向への移動が回避され、昇降台が大きく傾くことがなく、危険な状態が発生する虞が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４台の昇降装置を組み合わせた従来の昇降システムの構成例を示す模式図である。
【図２】４台の昇降装置を組み合わせた従来の昇降システムの他の構成例を示す模式図である。
【図３】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態により制御される昇降システムの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態の仮想目標速度の設定状態の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態による制御状態を説明するための模式図である。
【図７】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態の下降時の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の昇降システムの制御装置の実施の形態の下降時の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の昇降システムによる制御時の１台の昇降機の挙動を模式的に示すグラフである。
【図１０】従来の手動制御による同期ズレを復旧させる場合の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】同期ズレが発生した場合に各昇降機の位置が既知である場合に親制御装置による自動制御で同期ズレを復旧させる制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】同期ズレが発生した場合に各昇降機の位置が既知でない場合に親制御装置による自動制御で同期ズレを復旧させる制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】従来の上昇運転開始時の昇降機の速度を示すグラフ、上昇運転開始時の昇降機の移動量を示すグラフ、及び上昇運転開始時の昇降機間の偏差を示すグラフである。
【図１４】従来の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１５】図３に示されている各昇降装置の内の一つの他の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１５のブロック図に示されている回路により実行される制御状態を示すタイミングチャートである。
【図１７】上昇運転開始時の昇降機の速度を示すグラフ、上昇運転開始時の昇降機の移動量を示すグラフ、及び上昇運転開始時の昇降機間の偏差を示すグラフである。
【図１８】スリッピングクラッチの一例としての「トルクキーパー」の構成例を示す模式図である。
【図１９】図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の一構成例を示す模式図である。
【図２０】図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の他の構成例を示す模式図である。
【図２１】図２の構成に「トルクキーパー」を備えた場合の更に他の構成例を示す模式図である。
【図２２】「トルクキーパー」を備えない従来の制御状態及び上述の図１９乃至図２１に示されているように「トルクキーパー」を備えた構成の制御状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 親制御装置
11, 12, 13, 14 昇降機
S1, S2, S3, S4 昇降装置
DR1, DR2, DR3, DR4 ドライバ
B1, B2, B3, B4 ブレーキ
M1, M2, M3, M4 電動機
D1, D2, D3, D4 検出器
C1, C2, C3, C4 子制御装置
TB 昇降台
Claims (7)
- 昇降機と、該昇降機を昇降させるアクチュエータと、前記昇降機の位置を検出する検出器と、昇降機を強制的に停止させるブレーキとを有する複数の昇降装置を、各制御周期毎に前記検出器の検出結果に基づいて前記各アクチュエータをオン／オフ制御することにより各昇降機を同期的に昇降させて指定された移動先位置へ移動させ、ブレーキで停止させる昇降システムの制御方法において、
各昇降装置に共通の制御周期の開始タイミングを指示するステップと、
各制御周期毎において、各昇降装置が共通の仮想目標位置を計算するステップと、
各制御周期において、各昇降装置が計算した制御周期の仮想目標位置にそれぞれの昇降機を到達させるべく、それぞれの検出器の検出結果に基づいてそれぞれのアクチュエータをオン／オフ制御するステップと
を含むことを特徴とする昇降システムの制御方法。 - 各昇降機の移動開始時に、各アクチュエータの過渡特性、移動方向及び負荷に基づいた仮想目標位置を設定することを特徴とする請求項１に記載の昇降システムの制御方法。
- 前記共通の仮想目標位置はアクチュエータをその定格運転速度で運転した場合の１制御周期における移動量以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の昇降システムの制御方法。
- 各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置を決定することを特徴とする請求項１に記載の昇降システムの制御方法。
- 各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御を行なわないことを特徴とする請求項１に記載の昇降システムの制御方法。
- 昇降台に接続された複数の昇降機それぞれを昇降させるアクチュエータと、該昇降機の位置を検出する検出器と、該昇降機を強制的に停止させるブレーキとを有する複数の昇降装置を、各制御周期毎に前記検出器の検出結果に基づいて前記各アクチュエータをオン／オフ制御することにより同期的に昇降させて前記昇降台を指定された移動先位置へ移動させ、ブレーキで停止させる昇降システムの制御方法において、
各昇降機の移動終了時に、各昇降機をそれぞれのブレーキで停止させるために必要な距離を、移動方向及び負荷に基づいて見込んでブレーキをかけ始める位置を決定することを特徴とする昇降システムの制御方法。 - 各昇降機の移動開始時に、仮想目標位置が指定された移動先位置と逆方向である場合はその制御周期の制御を行なわないことを特徴とする請求項６に記載の昇降システムの制御方法。
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