JPH062557B2 - エレベ−タの安全装置 - Google Patents

エレベ−タの安全装置

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JPH062557B2
JPH062557B2 JP61073370A JP7337086A JPH062557B2 JP H062557 B2 JPH062557 B2 JP H062557B2 JP 61073370 A JP61073370 A JP 61073370A JP 7337086 A JP7337086 A JP 7337086A JP H062557 B2 JPH062557 B2 JP H062557B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エレベータのかごの走行に異常があるか否
かを検出するようにしたエレベータの安全装置に関す
る。
〔従来の技術〕
エレベータの安全装置のなかでも、かごの走行異常を検
出することは、速度制御装置、かご速度検出装置の故障
やモータの焼損やロツク状態、あるいは昇降路の障害物
によってかごやつり合いおもりがストールしてしまうと
いう異常などを包括的にチェックすることであり、エレ
ベータシステムとしての安全性を保証するためには、不
可欠的なことである。
たとえば、特開昭55−60934号公報においては、
昇降路の障害物などによってモータが異常な低速で回転
している場合と、モータが空転し、異常な高速で回転し
ている場合の故障の検出方法が提示されている。
この従来例による異常検出方法を説明すると、次のよう
になる。第8図はモータが異常な低速で回転している場
合のチェック方法を示す。この第8図は横軸に時間、縦
軸に速度をとって示す。
この第8図において、Vは速度指令信号を示し、V
はかご速度信号を示し、VC1は第1のチェックレベ
ル、Tは第1のチェック時間を示す。
いま、エレベータが時刻tからスタートし、速度指令
信号Vが徐々に立ち上がり、それにしたがって、かご
速度信号Vも立ち上がっていく。
ところが、時刻t以降では、昇降路上の障害物あるい
は速度制御装置などの故障によって、第8図のようにか
ご速度が速度指令信号Vに追従しなくなったとする。
このときには、かご速度VがV<VC1なる状態の
継続時間を計数し、計数時間が第1のチェック時間T
に達したとき、異常と判断し、エレベータに非常停止指
令を発する。
従来例では、このようにかごの異常低速チェックを行
い、モーテが焼損することを未然に防止し、また、速度
制御装置の故障を検出していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、この方法では、次の欠点がある。
(1)、第1のチェックレベルVC1とチェック時間T
の選定は、かご速度Vが通常のエレベータの走行速度
が極端にずれている場合のみを検出しようとすれば、容
易である。
しかも、もっと詳細に速度制御速度などの故障を発見
し、素早く検出するには、第1のチェックレベルVC1
は高い方がよいし、第1のチェック時間Tは短い方が
よい。
その反面、第1のチェックレベルVC1を大きくするの
は困難である。何故ならば、すべての装置が正常状態の
ときを考えると、速度指令信号は走行すべき距離によ
り、その値が大きく異なる。
たとえば、定格速度105m/mmのエレベータでは、3階
床運転では、105m/mmの速度指令信号が必要である
し、1階床運転では、60m/mm、また、かご内に閉じ込
められた乗客を救うための救出運転では、30m/mmの速
度指令が必要となる。
したがって、第1のチェックレベルVC1は高い値に設
定できないし、救出運転では、その速度が低いので、1
階床運転するのに、走行時間が大きくかかるので、第1
のチェック時間Tは小さい値には選定できない。
このため、実際には、第1のチェックレベルVC1は1
0m/mm、第1のチェック時間Tは20sec程度に設定
しなければならない。
(2)、エレベータの減速において、第9図のように正常
な減速ができず、階床レベルを大きく行き過ぎてしまう
ような故障についても発見できない。
この第3図において、時刻tから減速に入り、速度指
令信号Vは漸減していく。それにともなって、かご速
度信号Vも漸減していく。
ところが、時刻tで速度制御装置が故障して、減速不
良となったとする。しかし、かご速度信号Vは、V
>VC1であるかぎり、従来の方法では検出できず、着
床レベルを大きく行き過ぎてしまう。
この場合には、上記公報で示されているような第2のチ
ェックレベルVC2を設けて、V>VC2の状態の継
続時間が第2のチェック時間Tに達したことで異常を
検出する方法でも、検出できない。何故ならば、VC1
<V<VC2の場合に相当するからである。
このように、従来のエレベータの安全装置では、かご速
度信号Vのみを検出し、これを所定のチェックレベル
C1,VC2と比較していたため、かご速度が異常に
なる故障で検出するには、不完全な方法である。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、かごの走行が異常になったとき、その故障がすみ
やかに検出されかつ精密にかごの走行距離が正常になっ
ているかがチェックできるエレベータの安全装置を得る
ことを目的とする。
この発明の別の発明は、上記目的に加えて、かごが速度
指令信号に対して高い速度で走行するような故障に対し
てその異常が発見できるエレベータの安全装置を得るこ
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、走行距離推定
信号が階高メモリに記憶された階高値に達したとき、位
置検出器の出力の有無で異常の有無を判定する手段を設
けたものである。
また、この発明の別の発明に係るエレベータの安全装置
し、位置検出器が出力を発生したときに走行距離推定信
号が階高メモリに記憶された階高値に達するか否かによ
り異常の有無を判定する手段を設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、走行距離推定手段から出力される
走行距離推定信号が予め階高メモリに記憶されている階
高値と比較して階高値を越えたときに、位置検出器の出
力が出されていなければ異常と判定する。
また、この発明の別の発明においては、走行距離推定手
段から出力される走行距離推定信号によってかごが出発
したときの走行距離を推定し、位置検出器が発生したと
きにこの走行距離推定信号が階高メモリに記憶されてい
る階高値に達していなければ異常と判定する。
〔実施例〕
以下、この発明のエレベータの安全装置の実施例につい
て図面に基づき説明する。第1図はその一実施例の基本
的構成を示すブロツク図である。この図において、1は
速度指令発生手段であり、この速度指令発生手段1から
速度指令信号Vを出力して走行距離推定手段2に出力
するようにしている。
この走行距離推定手段2は速度指令信号Vを入力し
て、走行距離推定信号Lを走行チェック手段4に出力
するように、推定演算を行うようになっている。
また、階高メモリ3は建物の最下階を「0」として、2
階、3階、……、最上階の各階床の位置が予め記憶して
おり、この階高メモリ3の出力Hiも上記走行チェック
手段4に送出するようになっている。
さらに、位置検出器信号5aもこの走行チェック手段4
に入力されるようになっている。
このように構成することにより、かごが走行すると、速
度指令発生手段1から速度指令信号Vが走行距離推定
手段2に送られる。
これにより、走行距離推定手段2はこの走行指令信号V
に基づき、走行距離の推定演算を行って、走行距離推
定信号Lを走行チェック手段4に出力する。
この走行距離推定信号Lは走行中のかごが出発階から
どの程度の距離を走行したかを示すものである。走行チ
ェック手段4はこの走行距離推定信号Lと階高メモリ
3からの次に到達すべき階と出発階との階床位置の差の
信号の出力Hiと、位置検出器信号5aとを入力して、
かごの走行が異常か否かを判断するが、このとき、位置
検出器信号5aが走行チェック手段4に入力されていな
ければ、かごの走行が異常と判断するものである。
第2図はこの発明のエレベータの安全装置の全体の構成
を示す図である。この第2図は第1図の実施例をさらに
詳細に示したものであり、第1図と同一部分に同一符号
を付して述べる。
この第2図では、かご6がロープ7の一端に吊り下げら
れており、ロープ7の他端につり合いおもり9が吊り下
げられている。ロープ7はシーブ8に巻回され、つり合
いおもり9とかご6がバランスするようにしている。
シーブ8はモータ10により駆動され、それによってか
ご6は昇降路内を走行して上下動するようになってい
る。モータ10の回転速度はパルスジェネレータ11で
検出され、パルスジェネレータ11からモータ10の回
転速度に対応したパルスが出力される。
このパルスは計数回路12で計数され、その計数出力は
マイクロコンピユータ13の入力ポート131に入力する
ようになっている。
マイクロコンピユータ13は入力ポート131,CPU13
2,ROM133,RAM134,階高メモリ137,バス136,
出力ポート135から構成され、これらはバス136により接
続されている。
このマイクロコンピユータ13では、速度指令信号V
を発生し、この速度指令信号Vとかご速度V、すな
わち計数回路12の出力との偏差に基づいてトルク指令
をCPU132から発生する。このトルク指令は出力ポー
ト135を介して電力変換回路14に出力するようにして
いる。
電力変換回路14は三相交流電源15とモータ10間に
設けられており、上記トルク指令に基づいて、電力を調
整することにより、モータ10のトルク7と回転数とを
制御する。
この電力変換回転14はたとえば、サイリスタ、パワー
トランジスタなどの電力用半導体素子にて構成されてい
る。
一方、上記かご6上には、位置検出器5が設けられてお
り、この位置検出器5の出力、すなわち、第1図で示し
た位置検出器信号5aを出力するもので、この位置検出
器信号5aはマイクロコンピユータ13の入力ポート13
1に入力される。
この位置検出器5は床16の所定個所に設けられたカム
17と係合することにより、上述の位置検出器信号5a
が得られる。このカム17は階床のレベル位置を検出す
るためのものであるが、1階床に1個ずつ、第2図のご
とくに配置されているものである。
第3図はこの発明を伝達関数によって説明した図であ
る。この第3図において、G(S)は補償要素の伝達関
数であり、 である。
この(1)式において、 Sはラプラス演算子 Kはゲイン TC1,TC2は時定数 である。
また、G(S)は電力変換回路14とモータ10との直
列伝送達関数を示し、 である。
この(2)式において、 Sはラプラス演算子 Kはモータ10および電力変換回路14のゲイン Tはモータ10の時定数 Tはモータ10のむだ時間 である。
さらに、1/JSはG(S)の出力、つまりトルクをかご速
度に変換する積分器である。ここで、 Sはラプラス演算子 Jはエレベータシステム全体のモータ軸に換算したイナ
ーシャ(慣性モーメント) である。
また、G(S)はこの発明によるかごの走行距離推定手
段2の伝達関数である。
なお、Vは第1図で示した速度指令信号、Vはかご
速度信号、Lは走行距離推定信号である。
次に、第2図および第3図に示した実施例の動作につい
て、第4図のフローチャートにしたがって説明する。こ
の第4図において、各ステップのプログラムは上記RO
M133に格納されている。ステップ22は入力ルーチン
であり、エレベータを制御管理するための外部情報を入
力する。
たとえば、かごのボタン信号、乗場のボタン信号を入力
する。
また、かご速度信号Vをパルスジェレータ11で検出
して、計数回路12で計数し、入力ポート131を介して
CPU132に取り組む。そして、位置検出器5の出力信
号5aもこのルーチンで入力する。
次に、ステップ23は速度指令信号Vを発生させるた
めの演算ルーチンであり、加速時には、時間対応でこの
速度指令信号Vを立ち上げ、減速時には着床予定階ま
での残距離に対応して速度指令信号Vを漸減させる。
次のステップ24は、速度制御演算ルーチンであり、第
5図で示したように、GC(S)・(VP-VT)を演算し、トルク
指令を出力する。
ステップ25では、演算の外部機器に必要な信号を出力
する。ここで、ステップ24で演算されたトルク指令を
出力ポート135を介して電力変換回路14へ出力する。
次のステップ26では、第3図の走行距離推定手段の伝
達関数G(S)を用いて、B(S)・Vを計算し、走行
距離推定信号Lを出力する。
ステップ27はこの走行距離推定信号Lと階高メモリ
137から抽出し、演算した距離(出発階からかご6が次
に進むべき階までの距離)と、位置検出器5から出力さ
れた位置検出器信号5aを用いて、現在のかごの走行が
正常か異常かを判断するためのルーチンである。
ステップ28はその他の演算を実行するルーチンであ
り、エレベータのドアの開閉制御や呼びの登録およびキ
ャンセル、またはエレベータの起動、停止決定などを行
うルーチンである。
この第4図に示したプログラムは50msec周期で、つま
り50msecに1回だけステップ22からステップ28ま
で演算されるものとする。
ここで、上記かごの走行距離推定について説明する。こ
のかごの走行距離の推定については、いろいろ考えられ
るが、精密に求めるには、第3図から である。ここで、 であり、一巡伝達関数と呼ぶ。
この(3)式から走行距離Lは である。したがって、推定すべき走行距離推定信号L
は、 となり、上記走行距離推定信号Lを計算すればよい。
しかし、走行距離を監視するには、もっと簡略化しても
十分であり、 としてもよい。これはエレベータの速度制御システムを
単にむだ時間Tによって近似したものに相当する。し
たがって、上記簡略化されたGe(S)は、次のように離
散時間系の伝達関数 に変換される。
この(7)式において、 ZはZ演算子 ΔTは演算周期 を示す。
これは自動制御理論の教えるところであり、アナログ系
の伝達関数はZ変換によって離散時間系の伝達関数とな
る。
ここで、L =Z−kとおくと、V は速度指令信号Vから推定されたか
ごの速度信号に相当する。
異常述べたことをプログラム化すると、第5図のごとく
になる。この第5図は第4図のフローチャートにおける
ステップ26の走行距離推定演算の詳細フローチャート
である。
この第5図において、ステップ29はインデックスiを
(k−1)に設定する。
ステップ30は(k−i)時刻前のかご速度推定信号V
(i)を(k−i+1)時刻前のかご速度推定信号V
(i+1)に代入する。
ステップ31はインデックスiを「1」だけ減ずる。
ステップ32はiが「0」以上ならば、ステップ29に
戻り、iが「0」未満であれば、ステップ33へ進む。
ステップ33では、k時刻前のかご速度推定信号V
(0)に、現時刻の速度指令信号Vを代入する。
ステップ34は、かごが走行中か否かを聞き、「YE
S」ならばステップ35へ進み、「NO」ならばステッ
プ36へ進む。
ステップ35は、走行距離推定信号Lに1演算周期前
のLプラス[現時刻のかご速度推定信号V (k)と
ΔTの積]を代入する。
ステップ36はLを「0」に設定する。
第6図は第4図のステップ27のチェック演算の詳細な
フローチャートである。この第6図において、ステップ
37において、f(・)階高メモリ137の配列データを表わ
し、F(f)は最下階からf階までの距離データがF(ST)
には最下階からかごの出発階までの距離データが入って
いる。
したがって、F(f)−F(ST)の絶対値は走行しているか
ごにとって、出発階から次に到着(着床または通過)す
べき階までの距離を表わしていて、この値をH(f)に代
入する。
なお、階高メモリ137は、この発明のために特別に設け
られたものではない。これは走行中のかごにとって、着
床予定階までの残距離(たとえば、かごの現在位置をS
YNCとすると、f階までの残距離は、|F(f)−SY
NC|と求められ。)を求め、この残距離に対応する速
度指令信号Vを発生させるために用いられるものであ
り、最近のマイクロコンピユータ制御のエレベータによ
く用いられている。
次に、第6図のステップ38では、走行距離推定信号L
がH(f)−L以上か否かを判定し、「YES」なら
ばステップ39へ進み、「NO」ならば、このルーチン
を終了する。
ステップ39では、走行距離推定信号LがH(f)+L
未満かを判定し、「YES」ならば、ステップ40へ
進み、「NO」ならば、ステップ42へ進む。
ここで、Lは走行距離推定信号Lがあくまでも推定
量であるので、誤差を考慮するために設けたマージン量
である。
次に、ステップ40では、位置検出器5から出力される
位置検出器信号5aはONかを判断し、「YES」なら
ば、ステップ41へ進み、「NO」ならば、このルーチ
ンを終了する。
ステップ41では、フラグNRMLをONさせる。この
フラグはかごが正常に走行していることを示している。
また、ステップ42では、フラグNRMLがONか否か
を判定し、「YES」ならばステップ44へ進み、「N
O」ならば、ステップ43へ進む。
このステップ43では、非常停止指令ESTOPをON
させる。
ステップ44では、フラグNRMLをOFFさせ、イン
デックスfを±1とする((+)は上昇走行時であり、(-)
は下降走行時である)。
以上、第4図〜第6図のフローチャートで説明したよう
に、速度指令信号Vからかごの走行距離推定信号L
を演算で求め、一方、出発階から次の到達すべき階まで
の距離H(f)を階高メモリ137から求める。そして、H
(f)−L≦L<H(f)+Lの条件が成立するとき、
各階で動作する位置検出器5の出力を監視し、その出力
があれば、正常と判定し、出力がなければ、異常と判定
し、エレベータに非常停止指令を出力しようとするもの
である。
したがって、第8図で述べた従来例の場合、第9図で述
べた従来例の場合にも、速度指令信号Vに基づいて、
走行距離推定信号Lを演算すれば、精確にかごの異常
走行が検出できる。
以上述べた実施例では、G(S)の近似式として粗いも
のを採用したが、 を採用すれば、さらに精度のよい近似が得られる。ま
た、演算をさらに簡略化して、 V =V としても、少し粗くなるが、演算の手間を減らすには、
有効な近似であり、実用上問題がない場合も多い。
第7図はこの発明の他の実施例の動作の流れを示すフロ
ーチャートであり、第4図のフローチャートのステップ
27におけるチェック演算の詳細なフローチャートであ
り、残りの部分は先に述べたものと同一である。
この第7図において、ステップ45は、かごの次に到達
すべき階の位置F(f)と出発階の階床位置F(ST)との差
の絶対値をH(f)に代入する。
ステップ46は位置検出器5の出力、すなわち、位置検
出器信号5aがONかを判定し、「YES」ならばステ
ップ47へ進み、「NO」ならばステップ51へ進む。
すなわち47では、走行距離推定信号LがH(f)−L
以上かを判定し、「YES」ならばステップ48へ進
み、「NO」ならばステップ50へ進む。
ステップ49では、フラグNRMLをONとする。
ステップ50では、非常停止指令ESTOPをONとし
て、エレベータへ非常停止指令を出力する。
ステップ51では、フラグNRMLがONか否かを判定
し、「YES」ならばステップ52へ進み、「NO」な
らば、このルーチンを終了する。
次に、ステップ52では、インデックスfを±1とする
((+)は上昇走行、(-)は下降走行)。
この実施例では、「位置検出器がONのときには、走行
距離推定信号Lは出発階から位置検出器5がONした
階までの距離に相当していなければならない」との前提
に立ち、走行距離推定信号Lが上記の距離になってい
なければ、異常と判定しようというものである。
したがって、かごが速度指令信号に対して、高速度で走
行するようなエレベータの故障に対してその異常が発見
できるようにしたものである。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、かごが出発したときか
らの走行距離をかご走行距離推定信号によって推定し、
かご推定信号が階高メモリに記憶された階高値に達した
とき、かごの位置検出器の出力がなければ、異常と判定
するようにしたので、従来のエレベータの安全装置で
は、走行異常が発見できないという不具合が解消され、
速やかに故障の検出ができるとともに、かごの走行距離
が正常になっているか、否かのチェックができる。
さらに、速度制御装置の故障やモータの焼損やロックお
よび昇降路の障害物によってかごやつり合いおもりがス
トールしてしまうような不具合を未然にしかも精度よく
検出できる。
さらに、ソフトウェアで実現でき、ハードウェアのコス
トアップなしに実現できるものである。
また、この発明の別の発明は、かごが出発したときの走
行距離を、かごの走行距離推定信号によって推定し、位
置検出器が出力を発生したとき、走行距離推定信号が階
高メモリに記憶された階高値に達していないときに異常
と判定するようにしたので、上記の効果に加えて、かご
が速度指令信号に対して高速度で走行するようなエレベ
ータに対してその異常が発見できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のエレベータの安全装置の一実施例の
ブロツク図、第2図はこの発明のエレベータの安全装置
の具体的な実施例の構成を示す図、第3図はこの発明の
エレベータの安全装置を伝達関数で説明するための図、
第4図は同上エレベータの安全装置の動作を説明するた
めのフローチャート、第5図は第4図のフローチャート
におけるステップ26の走行距離定演算の詳細なフロー
チャート、第6図は第4図のフローチャートにおけるス
テップ27のチェック演算の詳細を示すフローチャー
ト、第7図はこの発明のエレベータの安全装置の他の実
施例の動作を説明するための第4図のステップ27の部
分の詳細なフローチャート、第8図および第9図はそれ
ぞれ従来のエレベータ装置におけるモータの異常チェッ
クを説明するための図である。 3,137…階高メモリ、4…走行チェック手段、5…位
置検出器、6…かご、10…モータ、11…パルスジェ
ネレータ、12…計数回路、13…マイクロコンピユー
タ、14…電力変換回路、15…三相交流電源、17…
カム。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】速度指令信号を発生する速度指令発生手
    段、上記速度指令信号にしたがってかごの速度を制御す
    る速度制御手段、上記速度指令信号を入力してエレベー
    タのかごの走行距離を推定演算する走行距離推定手段、
    建物の階高値が予め記憶されている階高メモリ、各階床
    に1個ずつ昇降路に設けられたカム、かごに設けられこ
    のカムに対向すると出力を発する位置検出器、かごが出
    発したときからの走行距離をかご走行距離推定信号によ
    って推定し、このかご推定信号が階高メモリに記憶され
    た階高値に達したとき上記位置検出器の出力がなければ
    異常と判定するチェック手段を備えてなるエレベータの
    安全装置。
  2. 【請求項2】速度指令信号を発生する速度指令発生手
    段、上記速度指令信号にしたがってかごの速度を制御す
    る速度制御手段、上記速度指令信号を入力してエレベー
    タのかごの走行距離を推定演算する走行距離推定手段、
    建物の階高値が予め記憶されている階高メモリ、各階床
    に1つずつ昇降路に設けられたカム、かごに設けられこ
    のカムに対向すると出力を発する位置検出器、かごが出
    発したときの走行距離をかご走行距離推定信号によって
    推定し、上記位置検出器が出力を発したときこの走行距
    離推定信号が階高メモリに記憶された階高値に達してい
    なかったとき異常と判定するチェック手段を備えてなる
    エレベータの安全装置。
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