JP3729548B2

JP3729548B2 - 昇降装置の動作異常診断装置

Info

Publication number: JP3729548B2
Application number: JP00245696A
Authority: JP
Inventors: 正光八巻; 武喜安藤; 哲福田; 貴富士本
Original assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Building Systems Co Ltd
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2016-01-10
Also published as: JPH09188485A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は走行機構の異常診断を行うエレベーター等の昇降装置の動作異常診断装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
エレベーター等の昇降装置は使用劣化や不良部品あるいは異物の混入等により走行異常や動作異常が起こることがある。昇降装置にかかる異常が発生して走行不能になると、多くの利用者に不便を掛けるので、異常が発生した場合はできだけ早期に異常を検知し、速やかに復旧処置を講じなければならない。この異常の検知ために、従来は異常が発生し易い箇所や重要箇所に多数の動作検知センサーを設置して、該センサーの検知出力を監視する監視装置が異常を検出して発した異常通報を遠隔地に設けられた監視センターに伝送したり、監視員が動作検知センサーの検知出力を調べて昇降装置に異常が発生したことを確認したりしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術においては、昇降装置の制御動作が複雑かつ高度になるに従って、動作検知センサーに要求される機能が多様化すると共に高度化し、さらに、設置個数も増大し、動作検知センサーの設置、維持および更新費用が高額になる。また、動作検知センサーの検知出力から昇降装置の異常を判定する場合には、監視員が複数の検知出力の動作タイミングを調べて、それが正常動作時のものか異常動作時のものか判定しなければならないが、それぞれの検知信号の間の関係が重要な判断点となるので、動作検知センサーの検知出力を見て昇降装置の異常を診断できるようになるためには多くの経験と知識が必要であった。従って、監視員の習熟度等によって昇降装置の異常診断結果にばらつきが生じる虞があり、診断結果の信頼性が乏しいという問題点があった。
本発明は従来技術におけるかかる課題に鑑みて為されたものであり、多数の動作検知センサーの設置を必要とせず、経験の乏しい監視員であっても容易に昇降装置のあらゆる走行機構の正確な異常診断ができる安価な昇降装置の動作異常診断装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、電動機により駆動される昇降装置の動作を監視して、その走行機構の異常を診断する昇降装置の動作異常診断装置において、前記電動機の回転速度に基づいて前記昇降装置の走行速度を検出して、該走行速度の交流成分の中の１つまたは複数の周波数の帯域成分を抽出し、該帯域成分の振幅の最大値と予め記憶した前記帯域成分の正常値とを比較し、前記帯域成分の振幅の最大値と前記帯域成分の正常値との差の絶対値と前記正常値との比を演算して帯域成分偏差とし、該帯域成分偏差の値が所定の第２の基準値を越えていたならば、前記帯域成分に関連付けられた昇降装置の箇所は動作異常と診断し、該帯域成分偏差の値が所定の第２の基準値以下で、所定の第１の基準値を越えていた場合は、帯域成分に関連付けられた昇降装置の箇所の重要度が高いならば動作異常と診断するとともに制御装置へ運転停止信号を出力してエレベーターの運転を停止させ、重要度が低いならば要点検と診断するとともにエレベーターの運転は続行するようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の典型的な実施の形態を示すブロック図である。同図において、１は昇降装置の駆動源である電動機、２は電動機１を制御する制御装置、３は昇降装置の異常を診断する異常診断装置、４は電動機１に連結され、電動機１の回転速度を検出して昇降装置の走行速度信号に変換し、制御装置２に出力する速度検出装置、２１は昇降装置の走行を制御する昇降制御部、２２は昇降制御部２１からの指令に基づいて電動機１に供給される電流を制御する電流制御部、３１は昇降制御部２１からの指令を検出してその内容を判定する昇降指令検出部、３２は昇降指令検出部３１が判定した昇降制御部２１からの指令内容および速度検出装置４が出力した走行速度信号に基づいて昇降装置の動作異常の有無を診断する異常診断部、３３は異常診断部３２の診断結果の信号を通信回線を介して外部の例えば、監視センター等に伝送したり、制御装置２に帰還させる転送部である。
【０００６】
異常診断部３２は昇降指令検出部３１が判定した昇降制御部２１からの指令内容に従って昇降装置の走行状態を認識すると共に、速度検出装置４が出力した走行速度信号の交流成分を取り出して所定の帯域毎の帯域成分を抽出し、その振幅ＢＷ_iを予め記憶しておいた正常値ＢＷ_i0と比較し、その差の絶対値｜ＢＷ_i−ＢＷ_i0｜の正常値ＢＷ_i0に対する比、即ち、帯域成分偏差Ｄ_i＝｜ＢＷ_i−ＢＷ_i0｜／ＢＷ_i0の行程内の最大値が第１基準値Ｓ₁以下ならば正常、第１基準値Ｓ₁を越えて第２基準値Ｓ₂以下であり、かつ、判定対象部位が重要度の低い部位ならば要点検、第１基準値Ｓ₁を越えており、かつ、判定対象部位が重要度の高い部位の場合、あるいは、判定対象部位が重要度の低い部位であって、第２基準値Ｓ₂を越えている場合は昇降装置は異常と診断する。
【０００７】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を詳細に説明する。
本実施例は本発明を昇降装置の１つであるエレベーターの異常診断に適用した具体例である。図２は本実施例の異常診断部３２の構成を示すブロック図である。同図において、５は制御装置２から受信した走行指令の指令内容に従ってエレベーターの走行状態を認識すると共に、エレベーターの走行速度ｖ信号から取り出された交流成分の所定の帯域Ｂ_i毎の帯域成分ｂ_iの振幅ＢＷ_iを正常値ＢＷ_i0と比較し、その異常診断を行うＣＰＵ、６は速度検出装置４が出力した走行速度ｖ信号を制御装置２を介して受信し、その所定の帯域Ｂ_i毎の帯域成分ｂ_iを抽出する濾波回路、７は濾波回路６が抽出したエレベーターの走行速度ｖ信号の交流成分の所定の帯域Ｂ_i毎の帯域成分ｂ_iを整流する整流回路、８は整流回路７から出力された走行速度ｖ信号の所定の帯域成分ｂ_iを整流した脈流を積分して平滑化する積分回路、９は走行速度ｖ信号の帯域成分ｂ_iの振幅の正常値ＢＷ_i0および帯域成分偏差Ｄ_iを記憶するメモリである。なお、メモリ９にはエレベーターの走行過程毎に設定された３つの帯域カウンター、即ち、定速帯域カウンターＡ、加速帯域カウンターＢおよび減速帯域カウンターＣの値も記憶される。
【０００８】
図６は巻上機の平面図、図７はエレベーターの異常診断部位Ｐと部位Ｐに対応する走行速度ｖ信号の帯域Ｂ_iの関係を示す表図である。図６において、４１は第１ピニオン、４２は第１ピニオン４１に歯合する第１ギヤ、４３は第１ギヤ４２と同軸に連結された第２ピニオン、４４は第２ピニオン４３に歯合する第２ギヤである。これらの第１、第２ピニオン４１，４３および第１、第２ギヤ４２，４４は螺旋歯車が用いられており、第１ピニオン４１から第２ギヤ４４まで連続的に駆動力が伝達される。図７において、行には故障診断対象部位が、列には走行速度ｖ信号の帯域Ｂ_iの番号ｉが配列され、これらの交叉位置の○印が両者の関連有りを示している。例えば、電動機１は帯域Ｂ₁およびＢ₂に、巻上機の第２ギヤ４４は帯域Ｂ₂およびＢ₃に関連している。
【０００９】
ところで、例えば、第１ピニオン４１の１つの歯が欠けた場合には、第１ピニオン４１が１回転する間に１回だけ第２ギヤ４２に駆動力を伝達できなくなる。従って、反作用により第１ピニオン４１が１回転する間に１回だけ回転に乱れが生じる。このため、電動機１の回転にも１回転に付き１回の回転の乱れが生じるから、エレベーターの走行速度ｖ信号には電動機１の回転数と同一の周波数の乱れが生じる。このことから、エレベーターの走行速度ｖ信号の帯域Ｂ₂を電動機１の回転数と同一の周波数の近傍に設定することにより、第１ピニオン４１の異常に関連した知見を得ることができ、第１ピニオン４１の異常を診断できることが判る。同様に、他の第２ピニオン４３および第１、第２ギヤ４２，４４に付いても、電動機１の回転数と各歯車毎の減速比に基づいた周波数帯域Ｂ_iをこれらの異常の診断に関連して用い得ることが判る。
【００１０】
この外、給油器の油切れ等による案内装置やガイドレールの固渋が生じた場合にも、これの固渋に特有の上下振動が発生するから、これらの固有の振動の周波数を異常診断の帯域Ｂ_iに設定すれば、これらの帯域Ｂ_iの帯域成分ｂ_iの振幅の最大値ＢＷ_iMを調べることにより、案内装置やガイドレールの動作異常を診断することができる。また、ガイドレールが部分的にずれた場合には、衝撃振動と固有周波数の上下振動が発生するから、これらの振動に固有の周波数帯域を異常の診断の帯域Ｂ_iに用いることにより、上記異常を正確に診断することができる。このように、エレベーターの走行速度ｖ信号の交流成分の１つまたは複数の特有の帯域Ｂ_iの振幅の最大値ＢＷ_iMの大きさを調べることにより、エレベーターの走行系の全ての動作異常を診断することができる。
【００１１】
図８はエレベーターが動き始めてから停止するまでの走行速度ｖと走行速度指令の具体例を示したグラフである。同図において、実線は走行速度指令、破線は走行速度ｖを示す。このように、走行速度ｖは走行速度指令に応じて変化するものの、実際には各走行過程で振動成分が加味される。図９（ａ）は定速走行中のある期間Ｔの間の走行速度ｖと走行速度指令のグラフを拡大して示したものであり、（ｂ）は走行速度ｖ信号の帯域Ｂ₁の帯域成分ｂ₁、（ｃ）は走行速度ｖ信号の帯域Ｂ₂の帯域成分ｂ₂を抽出した信号のグラフをそれぞれ拡大して示したものである。このように、この具体例では走行速度ｖ信号の帯域Ｂ₁の帯域成分ｂ₁および帯域Ｂ₂の帯域成分ｂ₂の振幅がやや大きいことから、図７を参照すると、電動機１またはブレーキに異常が生じた可能性がある。
【００１２】
図３〜図５はエレベーターの異常診断処理の流れ図である。これらの図を参照して本実施例の動作を説明する。まず、各帯域カウンターＡ，Ｂ，Ｃの値を初期値、即ち、０に設定する（Ｓ１）。次に、帯域Ｂ_i毎の帯域成分ｂ_iの振幅ＢＷ_iの正常値ＢＷ_i0の少なくとも１つの記憶が終了しているか否かを判断する（Ｓ２）。その判断結果が否ならば、エレベーターの部位Ｐ毎の重要度Ｖ_P、帯域Ｂ_iの総数ｎおよび診断項目ｍの総数Ｍの入力を行う（Ｓ３）。手順Ｓ２の判断結果が然りならば、手順Ｓ３を省略する。そして、エレベーターは走行中か否かを判断し（Ｓ４）、その判断結果が否ならば手順Ｓ２に戻り、その判断結果が然りならば、エレベーターは加速走行中か否かを判断する（Ｓ５）。その判断結果が否ならば、エレベーターは減速走行中か否かを判断する（Ｓ６）。手順Ｓ５の判断結果が然りならば、加速帯域カウンターＣの値を１つ歩進させ（Ｓ７）、手順Ｓ６の判断結果が然りならば、減速帯域カウンターＢの値を１つ歩進させる（Ｓ８）。手順Ｓ６の判断結果が否ならば定速走行中と判断して定速帯域カウンターＡの値を１つ歩進させる（Ｓ９）。
【００１３】
次に、図４に移って、制御装置２を介してエレベーターの走行速度ｖ信号を受信して取り込む（Ｓ１０）。そして、走行速度ｖ信号の交流成分の帯域カウンターの設定値に対応した帯域Ｂ_iの帯域成分ｂ_iを濾波回路６の出力から取り込み（Ｓ１１）、整流回路７で整流させた後、積分回路８で積分させて帯域成分ｂ_iの振幅ＢＷ_iを求め、その行程内の最大値ＢＷ_iMを取り込む（Ｓ１２）。次に、当該走行過程での当該帯域Ｂ_iの帯域成分ｂ_iの正常値ＢＷ_i0が既に記憶されているか否かを判断して（Ｓ１３）、その判断結果が否ならば、手順Ｓ１２で求めた当該帯域Ｂ_iの帯域成分ｂ_iの行程内の振幅の最大値ＢＷ_iMを帯域カウンターの当該設定値に対応した正常値ＢＷ_i0として記憶する（Ｓ１４）。そして、帯域カウンターＡ，Ｂ，Ｃの値が全てｎとなっているか否かを判断して（Ｓ１５）、その判断結果が否ならば、手順Ｓ４に戻って手順Ｓ１４に到るまでの当該走行過程での帯域Ｂ_iの正常値ＢＷ_i0の記憶のための処理を繰り返し、手順Ｓ１５の判断結果が然りならば最初の手順Ｓ１に戻る。
【００１４】
手順Ｓ１３の判断結果が然りならば、全ての帯域カウンターの設定値に対応した帯域Ｂ_iの正常値ＢＷ_i0の記憶は終了していると判断して、当該正常値ＢＷ_i0をメモリ９から読み出して当該帯域Ｂ_iの帯域成分ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_i＝｜ＢＷ_i−ＢＷ_i0｜／ＢＷ_i0を演算する（Ｓ１６）。そして、この値が１０％以下か否かを判断する、行程内の振幅の最大値ＢＷ_iMと当該正常値ＢＷ_i0とを比較する第１の比較のための処理を行い（Ｓ１７）、その判断結果が然りならば、帯域成分偏差Ｄ_iをメモリ９に記憶させる（Ｓ１８）。そして、帯域カウンターＡ，Ｂ，Ｃの値が全てｎとなっているか否かを判断して（Ｓ１９）、その判断結果が否ならば、手順Ｓ４に戻って手順Ｓ１８に到るまでの当該走行過程での帯域Ｂ_iの帯域成分ｂ_iの振幅の最大値ＢＷ_iMを正常値ＢＷ_i0と比較するための処理を繰り返し、手順Ｓ１９の判断結果が然りならば、図５の手順Ｓ２０に移る。手順Ｓ１７の判断結果が否ならば誤検出と判断して、最初の手順Ｓ１に戻り、帯域Ｂ_iの帯域成分ｂ_iの行程内の振幅の最大値ＢＷ_iMと正常値ＢＷ_i0の比較ための処理を繰り返す。
【００１５】
図５の手順Ｓ２０では、診断項目ｍの値を１つ歩進させる。そして、診断項目（ｍ−１）の部位Ｐに対応する帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iをメモリ９から読み出して（Ｓ２１）、帯域成分偏差Ｄ_iは第１基準値Ｓ₁＝３％以上か否かを判断する（Ｓ２２）。その判断結果が否ならば、診断項目（ｍ−１）の部位Ｐに対応する次の帯域Ｂ_i+1は無いか否かを判断して（Ｓ２３）、その判断結果が否ならば、部位Ｐに対応する次の帯域Ｂ_i+1に移った後（Ｓ２４）、手順Ｓ２１に戻り、帯域成分偏差Ｄ_i+1と正常値ＢＷ_i+1,0との第２の比較のための処理を繰り返す。手順Ｓ２３の判断結果が然りならば、即ち、診断項目（ｍ−１）の部位Ｐに対応する全ての帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iの第１基準値Ｓ₁に対する第２の比較のための処理が終了したならば、診断項目ｍはその総数Ｍに達したか否かを判断して（Ｓ２５）、その判断結果が否ならば、手順Ｓ２０に戻って、診断項目ｍの値を１つ歩進させ、次の診断項目ｍの部位Ｐに対応する帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iの第２の比較のための処理を継続する。そして、診断項目ｍが総数Ｍに等しくなった、即ち、全ての診断項目ｍについて部位Ｐに対応する帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iの第２の比較のための処理が全て終了したならば、運転続行の信号を制御装置２に出力して（Ｓ２６）、エレベーターの運転をそのまま継続させる。
【００１６】
手順Ｓ２２の判断結果が然りならば、即ち、ある部位Ｐに対応する帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iが第１基準値Ｓ₁以上であった時は、当該部位Ｐの重要度Ｖ_Pをメモリ９から読み出して、それが低いか否かを判断する（Ｓ２７）。その判断結果が然りならば、当該帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iは第２基準値Ｓ₂＝５％以下か否かを判断する（Ｓ２８）。手順Ｓ２７あるいは手順Ｓ２８の何れかの判断結果が否、即ち、当該部位Ｐの重要度Ｖ_Pが高い場合、あるいは、当該帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iが第２基準値Ｓ₂を越えていた場合は、早急な対策が必要と判断して、異常信号と共に運転停止の信号を制御装置２に出力して（Ｓ２９）、エレベーターの運転を停止させる。制御装置２は運転停止の信号を受信すると、エレベーターの乗りかごを最寄り階まで移動させて、そこで停止させる。なお、停止信号、当該部位Ｐおよび当該帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iは転送部３３より通信回線を介して監視センター等に伝送される。手順Ｓ２８の判断結果が然り、即ち、当該部位Ｐの重要度Ｖ_Pが低く、当該帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iは第２基準値Ｓ₂＝５％以下ならば、要点検信号と共に運転続行の信号を制御装置２に出力して（Ｓ３０）、エレベーターの運転をそのまま継続させる。なお、この場合も要点検信号、当該部位Ｐおよび当該帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iは転送部３３より通信回線を介して監視センター等に伝送される。
【００１７】
そして、当該部位Ｐに対応する次の帯域Ｂ_i+1は無いか否かを判断して（Ｓ３１）、その判断結果が否ならば、手順Ｓ２１に戻り、上述の手順Ｓ３０に到るエレベーターの異常診断のための処理を繰り返す。手順Ｓ３１の判断結果が然りならば、即ち、当該部位Ｐに対するエレベーターの異常診断のための処理が終了したならば、診断項目ｍはその総数Ｍに達したか否かを判断して（Ｓ３２）、その判断結果が否ならば、手順Ｓ２０に戻って、次の部位Ｐに対するエレベーターの異常診断のための処理を繰り返し、手順Ｓ３２の判断でｍ＝Ｍ、即ち、全ての診断項目ｍについて部位Ｐに対応するエレベーターの異常診断のための処理が終了したならば、このエレベーターの異常診断処理のルーチンを終了する。
【００１８】
本実施例ではエレベーターの走行速度ｖ信号の帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iが第１基準値Ｓ₁以上であっても、故障診断対象部位Ｐの重要度Ｖ_Pが低く、第２基準値Ｓ₂以下ならば、要点検信号を発するものの、エレベーターの運転はそのまま継続されるので、エレベーターの運転効率が優れた異常診断となる。また、帯域Ｂ_iの帯域成分偏差Ｄ_iの大きさを加速、定速および減速の各走行行程毎に調べてエレベーターの動作異常を診断するので、従来の方式と全く異なり、従来は診断できなかった対象項目の部位Ｐの動作異常をも診断でき、しかも、各走行行程毎に特有の特性を勘案して精密に診断することができる。なお、本実施例では帯域Ｂ_iの帯域成分ｂ_iの正常値ＢＷ_i0は初回の走行過程での値としたが、これに限らず、予め所定値を設定するようにしても良いし、走行毎に帯域成分ｂ_iの正常値を更新しても良い。後者の方式を採用すれば、エレベーターの正常な経年劣化や使用劣化による特性変化分を補正して異常な特性変化分だけを抽出することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電動機の回転速度に基づいた昇降装置の走行速度の交流成分の中の一つまたは複数の周波数の帯域成分の振幅の最大値と予め記憶した前記帯域成分の正常値との差の絶対値と前記正常値との比を演算して、その値が所定の第２の基準値を超えていたならば、前記帯域成分に関連付けられた昇降装置の箇所は動作異常と診断するようにしたので、多数の動作検知センサーの設置を必要とせず、経験の乏しい監視員であっても、昇降装置の従来はできなかった部位を含むあらゆる走行機構の正確な異常診断を容易かつ安価に行うことができる。また、帯域成分偏差の値が所定の第２の基準値以下で、所定の第１の基準値を超えていた場合は、帯域成分に関連付けられた昇降装置の箇所の重要度が高いならば動作異常、重要度が低いならば要点検と診断するようにしたので、昇降装置の重要度が低く第２の基準値以下ならば、昇降装置の運転はそのまま継続されるから、昇降装置の運転効率が優れた異常診断を行うことができる。更に、昇降装置の加速、定速および減速の各走行工程毎に昇降装置の走行機構の異常を診断するようにしたので、各走行工程毎に特有の特性を勘案した精密な異常診断をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の典型的な実施の形態を示すブロック図
【図２】本実施例の異常診断部の構成を示すブロック図
【図３】エレベーターの異常診断処理の流れ図
【図４】図３に続く異常診断処理の流れ図
【図５】図４に続く異常診断処理の流れ図
【図６】巻上機の平面図
【図７】エレベーターの異常診断部位と対応する走行速度信号の帯域番号の関係を示す表図
【図８】エレベーターの各走行行程における走行速度と走行速度指令の具体例を示した波形図
【図９】定速走行中の走行速度と走行速度指令の拡大波形図、走行速度信号の帯域Ｂ₁の帯域成分ｂ₁の拡大波形図および帯域Ｂ₂の帯域成分ｂ₂の拡大波形図
【符号の説明】
１電動機
２制御装置
３異常診断装置
４速度検出装置
５ＣＰＵ
６濾波回路
７整流回路
８積分回路
９メモリ
２１昇降制御部
２２電流制御部
３１昇降指令検出部
３２異常診断部
３３転送部

Claims

電動機により駆動される昇降装置の動作を監視して、その走行機構の異常を診断する昇降装置の動作異常診断装置において、
前記電動機の回転速度に基づいて前記昇降装置の走行速度を検出して、該走行速度の交流成分の中の１つまたは複数の周波数の帯域成分を抽出し、該帯域成分の振幅の最大値と予め記憶した前記帯域成分の正常値とを比較し、前記帯域成分の振幅の最大値と前記帯域成分の正常値との差の絶対値と前記正常値との比を演算して帯域成分偏差とし、該帯域成分偏差の値が所定の第２の基準値を越えていたならば、前記帯域成分に関連付けられた昇降装置の箇所は動作異常と診断し、該帯域成分偏差の値が所定の第２の基準値以下で、所定の第１の基準値を越えていた場合は、帯域成分に関連付けられた昇降装置の箇所の重要度が高いならば動作異常と診断するとともに制御装置へ運転停止信号を出力してエレベーターの運転を停止させ、重要度が低いならば要点検と診断するとともにエレベーターの運転は続行するようにしたことを特徴とする昇降装置の動作異常診断装置。
昇降装置の加速、定速および減速の各走行行程毎に昇降装置の走行機構の異常を診断するようにしたことを特徴とする請求項１記載の昇降装置の動作異常診断装置。