JPH0761833B2

JPH0761833B2 - エレベータの制御装置

Info

Publication number: JPH0761833B2
Application number: JP63195209A
Authority: JP
Inventors: 茂実岩田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPH0248388A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、エレベータ外部機器の故障判定機能を有す
るエレベータの制御装置に関するものである。

［従来の技術］エレベータには、乗客の安全性や制御機器の保護のため
に種々の安全回路が用いられる。例えば、巻上用電動機
の保護用安全装置としては、特開昭56−161279号公報に
示すものが知られている。また、個々の外部機器スイッ
チの故障（例えば、昇降路スイッチのON/OFF故障）のチ
ェックもある。

このような個々の安全回路は、エレベータを制御する機
器が故障した場合、どのような動作になるかを判定し、
その結果が異常であるか否かを推定するようになってい
る。

第６図は従来のエレベータ制御装置のモータ・ブレーキ
回路の構成図である。

図において、11は三相交流電源、12は三相交流を任意の
電圧及び周波数に変換する電力交換器、13は電力交換器
12からの出力電圧により駆動される巻上機用モータ、14
はモータ13の電磁ブレーキ、15はモータ13に直結されモ
ータ13の回転速度を検出するパルスジェネレータで、こ
れからはモータ13の回転数に比較したパルス15aが送出
される。26aは三相交流電源11と電力変換器12間に接続
したコンタクタ（第７図参照）の常開接点、26bは電磁
ブレーキ14の励磁コイル14aの電源回路に直列に接続し
たコンタクタ（第７図参照）常開接点である。

第７図は従来のエレベータ制御装置におけるモータ・ブ
レーキ回路の制御用リレー回路図である。

図において、21a,21bはエレベータのかご速度が過大に
なると開になるガバナ接点、22は安全チェックリレー、
23は安全チェックリレー22のドライバであり、これら安
全チェックリレー22及びそのドライバ23はガバナ接点21
aを介して直流電源ライン（＋），（−）間に直列に接
続されている。また、ドライバ23には、マイクロコンピ
ュータ（第８図参照）から安全チェックリレー22に対す
るピックアップ指令23aが入力されるようになってい
る。

24a,24bはかごドアが閉じているときに閉となるかごド
アの閉状態検出用接点、25a,25bは乗場ドアが閉じてい
るときに閉となる乗場ドアの閉状態検出用接点、26はコ
ンタクタ、27はそのドライバであり、コンタクタ26及び
ドライバ27は直列に接続され、安全チェックリレー22の
常開接点22a,かごドア用の閉状態検出接点24a及び乗場
ドア用の閉状態検出接点25aの直列回路を介して直列電
源ライン（＋），（−）間に接続されている。そして、
ドライバ27には、マイクロコンピュータ（第８図参照）
からコンタクタ26に対するピックアップ指令27aが入力
されるようになっている。

また、前記ガバナ接点21b,かごドア用閉状態検出接点24
b,乗場ドア用閉状態検出接点25b,安全チェックリレー22
の常開接点22b及びコンタクタ26の常開接点26cのそれぞ
れ一端は（＋）電源ラインに接続され、これら接点の接
点信号21b1,24b1,25b1,22b1,26c1は第８図に示すマイク
ロコンピュータに取り込まれるようになっている。

第８図は第６図及び第７図の前記モータ・ブレーキ回路
及びリレー回路の制御及びチェック用マイクロコンピュ
ータの全体構成図である。

図において、マイクロコンピュータ40は全体を制御する
中央処理装置（以下、単に『CPU』と言う）41、制御プ
ログラム及び定格速度などの固定データを格納するROM4
2、CPU41での演算結果及びその他のデータを格納するRA
M43、第６図の電力変換器12及び第７図のドライバ23,27
にトルク指令12a及びピックアップ指令23a,27aを出力す
る出力ポート44、第６図のパルスジェネレータ15のパル
ス信号15a、及び第７図の接点信号21b1,24b1,25b1,22b
1,26c1をCPU41に取り込む入力ポート45を備え、これらR
OM42,RAM43,出力ポート44及び入力ポート45はバス46を
介してCPU41に接続されている。

次に、このように構成されたエレベータ制御装置の動作
について説明する。

かごまたは乗場の呼びがあると、マイクロコンピュータ
40のCPU41は、入力ポート45から取り込まれる接点信号
に応じてROM42に格納された所定の制御プログラムを実
行し、出力ポート44からコンタクタ26のドライバ27へピ
ックアップ指令27aを送出する。そして、かごのドアが
閉じると接点24a,24bが閉じ、また、乗場のドアが閉じ
ると接点25a,25bが閉じ、（＋）−22a−24a−25a−26−
27−（−）の閉回路でコンタクタ26がピックアップす
る。これに伴い常開接点26bが閉成されるため、その励
磁コイル14aが励磁されてブレーキ14が開放され、同時
に常開接点26aの閉成により、モータ11にはマイクロコ
ンピュータ40からのトルク指令に応じて電力調整される
電力交換器12からの電力が供給され、モータ11を起動す
ることでエレベータが走行を開始する。

エレベータの走行中は、マイクロコンピュータ40が基準
速度指令を発生し、パルスジェネレータ15から出力され
るパルス信号15aをかご速度信号として取り込む。

そして、基準速度指令とかご速度指令との偏差をCPU41
で演算し、これをトルク指令値12aとして出力ポート44
から電力変換器12にフィードバックし、モータ13の速度
を基準速度に制御する。したがって、エレベータかごは
滑らかに加速し、一定速モードに入り、着床階に近づく
と、減速を開始し、着床階のレベルに到達する。かごが
着床階のレベルに到達すると、マイクロコンピュータ40
はコンタクタ26のドライバにドロップアウト指令を送出
し、コネクタ26をドロップアウトさせる。これにより常
開接点26a,26bを開放してブレーキ14及びモータ13への
電力供給を断ち、エレベータを停止させる。

［発明が解決しようとする課題］このような従来のエレベータ制御装置では、例えば、マ
イクロコンピュータ40がコンタクタ26へピックアップ指
令を送出したとき、その常開接点26aがONしないとする
と、その原因はコネクタ26またはそのドライバ27が故障
したのか、或いは安全チェックリレー22の接点22aまた
はかごドア用の閉状態検出接点24a,乗場ドア用の閉状態
検出接点25aがONしていないことによる故障なのか区別
できない。

また、エレベータかごの速度が異常低速になった場合、
その速度はパルスジェネレータ15により検出できるが、
このような異常状態の要因は、ブレーキ14または電力交
換器の故障によるものか、或いはコンタクタ26の故障に
よるものかを区別できない。

また、このような外部回路に対する故障を個別に１つ１
つ考慮した故障検出回路を構成することは非常に困難で
あり、現実性に乏しい。

一方、特許公報をみると、特開昭54−159956号公報に
は、駆動装置の動作状態を入力装置に帰還しコンピュー
タから出力される出力信号と、この出力信号に対応する
出力装置、駆動装置、入力装置を経由する伝送ループに
より得られる入力信号とをコンピュータで比較する技術
が開示されている。しかし、この技術は予め故障及び異
常情報をコンピュータに入力する必要があり、想定され
た故障及び異常情報には対応できるものの、状態変化す
る異常等には対応することができなかった。

また、特開昭54−120156号公報には、電動機の電機子電
流パターンを予め記憶しておき、それをサンプリング比
較することにより、異常を検出する技術が開示されてい
る。しかし、この技術は多種類の故障及び異常情報の検
出には使用できない。

そして、特開昭62−230582号公報には、速度指令信号か
らかご速度を推定するかご速度推定信号と実際のかご速
度信号とを比較し、これによってかご速度の異常を検出
する技術が開示されている。しかし、この技術において
も多種類の故障及び異常情報の検出には使用できない。

そこで、この発明は、上述のような問題を解決するため
になされたもので、外部回路の複数の故障または状態異
常等の異常動作を容易に識別し、それを検出できるエレ
ベータの制御装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明にかかるエレベータの制御装置は、エレベータ
を制御する外部回路の動作状態を外部回路からの実際の
入力信号及び外部回路に対する指令信号とシミュレート
用プログラムに基づいてシミュレートする手段、及び外
部回路からの出力信号とシミュレート手段の出力結果と
から外部回路の故障または異常動作を判定する故障検出
手段を備えてなるものである。

［作用］この発明においては、シミュレート手段が、外部回路か
らの信号と、この信号に基づいて作成した外部機器への
指令信号を入力して外部回路及び外部機器の動作状態を
プログラムに従ってシミュレートし、このシミュレート
結果と外部回路からの信号とを故障検出手段で比較し
て、外部回路及び外部機器が故障または異常動作したか
否かを判定する。したがって、外部回路，外部機器の故
障または異常動作を容易に、かつ、正確に検出でき、個
々の１つ１つの機器に対する故障チェックが不要にな
る。

［実施例］以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例のエレベータ制御装置に適
用されるチェック制御システムの原理図を示すものであ
る。なお、図中、従来例と同一符号及び記号は従来例の
構成部分と同一または相当する構成部分を示すものであ
る。

図において、外部回路１は、第６図に示すモータ・ブレ
ーキ回路、及び第７図に示すリレー回路等に相当する。

入力手段２は、外部回路１から送出される信号を入力す
る。指令演算手段３は、入力手段２からの信号を所定の
シーケンスで演算し外部機器に必要な指令信号を作成す
る。出力手段４は、指令演算手段３からの指令信号を外
部回路１に出力する。シミュレート手段５は、入力手段
２から出力される外部回路１の動作に必要な各種信号と
これに対応して指令演算手段３から出力される指令信号
を入力し、各外部回路１に対応して作成したシミュレー
トプログラムを実行することにより外部回路１の動作状
態をシミュレーションする。故障検出手段６は、シミュ
レート手段５からのシミュレート結果と入力手段２から
の信号とから外部回路１及び外部機器が故障または異常
動作したか否かを判定する。

このような構成の制御システムにあっては、シミュレー
ト手段５が入力手段２からの信号と指令演算手段３から
の指令信号に基づいて外部回路１の動作状態をシミュレ
ーションし、そして、故障検出手段６がシミュレーショ
ン結果と入力手段２からの信号とを比較し、この比較結
果から外部回路１及び外部機器の故障または動作異常を
検出するから、その故障または動作異常の検出が正確、
かつ、容易となり、システム全体の故障を統一的に検出
できることになる。

第２図は第１図に示す原理構成のシステムをマイクロコ
ンピュータにより実現した場合の全体の構成図である。

図において、マイクロコンピュータ50は、全体を制御す
る中央処理装置（以下、単に『CPU』と言う）51と、入
力処理プログラム、指令演算プログラム、出力処理プロ
グラム、外部回路１に対応するシミュレート処理プログ
ラム及び故障検出処理プログラム、その他の速度パター
ンデータ等を格納するROM52と、外部回路１からの各種
信号をCPU51で演算した結果、及びその他のデータを格
納するRAM53と、外部回路１からの各種信号、即ち、第
６図及び第７図に示すパルスジエネレータからのパルス
信号12a及び各外部機器からの接点信号21b1,24b1,25b1,
22b1,26c1をCPU51に取り込む入力ポート54と、CPU51で
の演算結果による指令信号を外部回路１に出力する出力
ポート55とから構成され、これらはバス56を介してCPU5
1に接続されている。

次に、上記のように構成された本実施例の動作を第３図
〜第５図及び従来例で示した第６図及び第７図を参照し
て説明する。

第３図は第１図に対応する処理プログラムの手順を示す
フローチャートで、ステップ61からステップ65までは、
例えば、10msecで１回実行される。即ち、マイクロコン
ピュータ50は演算周期10msecで繰り返し演算されること
を意味する。

まず、ステップ61では、外部回路１からの信号をマイク
ロコンピュータ50に入力する演算を実行する。即ち、ガ
バナ接点信号21b1は入力ポート54を介してCrGとしてRAM
53に格納される。同様にして、かごドアの閉信号24b1は
CrGSとして、乗場ドアの閉信号25b1はCrDSとして、安全
チェックリレーの接点信号22b1はCrAとして、そして、
コンタクタの接点信号26c1はCrBとしてRAM53に格納され
る。更に、かご速度信号15aも入力ポート54を通してCrV
_Tとして入力される。

なお、CrG,CrGS,CrDS,CrA,CrBはともにON/OFFの論理信
号である。また、図示しないが、その他の昇降路スイッ
チの信号や乗場及びかごの押釦信号も、ステップ61の処
理ルーチンで入力される。

次のステップ62では、ステップ61で入力した信号を所定
のシーケンスで演算することにより、外部機器に必要な
指令信号を作成する。例えば、安全チェックリレーに対
しては、そのピックアップ指令DrAを作成し、コンタク
タに対しては、そのピックアップ指令DrBを作成する。
ここで、DrA,DrBはON/OFFの論理信号である。なお、こ
こで、所定のシーケンスとは、かご，乗場の呼びに応じ
てエレベータを起動・走行・停止させたり、ドアを開閉
したりするエレベータとしての一連の動作の連鎖を言
う。

ステップ63では、ROM62から読み出された基準速度指令
信号とかご速度信号CrV_Tとの偏差を算出し、電力変換器
12（第６図参照）へのトルク指令DrTrを作成する。

次のステップ64では、ステップ62のシーケンス演算で作
成したピックアップ指令DrA,DrB及び速度制御演算で作
成したDrTrを出力ポート65を介してそれぞれ対応する外
部機器、即ち、第７図に示す安全チェックリレー22及び
コンタクタ26と、第６図に示す電力変換器12に指令を出
力する。

ステップ65に示すシミュレート演算では、ステップ61の
入力演算で作成した外部回路１からの信号と、ステップ
62のシーケンス演算で作成した外部回路への出力信号
と、ステップ63の速度制御演算で作成した電力変換器へ
の出力とから外部回路，外部機器の動作状態をシミュレ
ーションする。

次にステップ66では、シミュレーション結果と入力演算
での入力信号とから外部回路、外部機器が故障または異
常動作したか否かを判定する。

第４図は前記シミュレート演算ルーチンの詳細を示すフ
ローチャートである。

図において、ステップ71は、安全チェックリレーの状態
をシミュレートする。即ち、 SmA←（CrG）Λ（DrA）を実行する。上式において、SmAはシミュレート結果を
表し、CrGはガバナ接点の入力信号を、Λは論理積を、D
rAは安全チェックリレーに対するピックアップ指令を表
す。

また、コンタクタの状態をシミュレートする。即ち、 SmB←（CrA）Λ（CrGS）Λ（CrDS）Λ（CrB）を実行する。ここで、SmBはシミュレート結果を表し、C
rAは安全チェックリレーの接点信号を、CrGSはかごドア
の閉信号を、CrDSは乗場ドアの閉信号を、DrBはコンタ
クタに対するピックアップ指令を表している。

次のステップ72は、モータ・ブレーキ回路のシミュレー
トを示している。

即ち、CrB＝ON、つまりコンタクタがピックアップなら
ば、第６図から明らかなようにモータ13に電力が供給さ
れ、ブレーキ14が開放されてエレベータを走行状態にす
る。したがって、シミュレートするかご速度信号SmV
_Tは、 SmV_T←（1/JS）（DrTr）となる。ここで、Ｊはエレベータシステムの慣性モーメ
ント、Ｓはラプラス演算子、DrTrはトルク指令である。

また、CrB＝OFF、つまりコンタクタがドロップアウトし
たならば、 SmV_T←（1/JS）（DrTr−T_B）となる。ここで、T_Bはブレーキのブレーキトルクであ
る。

第５図は、前記故障検出演算ルーチンの詳細を示すフロ
ーチャートである。

図において、ステップ81は、安全チェックリレーのシミ
ュレート信号SmAと入力信号CrAとを比較する。ここで、
SmA＝CrAでないと判定されると、ステップ82に進み、フ
ラグFtAをONし、安全チェックリレーまたはドライバが
故障であることを表す。

また、SmA＝CrAであると判定された場合は、ステップ83
に進み、コンタクタのシミュレート信号SmBと入力信号C
rBとを比較する。この比較結果がSmB＝CrBであると判定
されたときは、ステップ84に進み、フラグFtBをONに
し、コンタクトまたはそのドライバが故障であることを
表す。ステップ83でSmB＝CrBであると判断されると、次
のステップ85に進み、かご速度のシミュレート信号SmV_T
と入力信号CrV_Tとを比較する。この比較結果がSmV_T＝Cr
V_Tでないと判定されると、ステップ86に進み、フラグFt
MをONにして、電力変換器またはブレーキが故障である
ことを表す。

このような本実施例にあっては、外部回路１を、その信
号と、該信号を処理することにより得られる指令信号と
から外部回路１及び外部機器の動作状態をマイクロコン
ピュータ50内でソフト的にシミュレートとし、そのシミ
ュレート結果と入力結果とを比較して外部回路１及び外
部機器の故障の有無を判定するものであるから、外部回
路１及び外部機器の故障または異常動作を正確にしかも
容易に検出することができ、また、従来のように個々の
１つ１つの機器に対する故障チェックも不要となる。

なお、第５図に示す故障検出演算では、厳密にシミュレ
ート信号と入力信号とを比較したが、時間差またはレベ
ル差を考慮して故障フラグを立てるようにしても良い。
例えば、ステップ81の代わりに５周期前のSmAとCrA, ステップ83の代わりに10周期前のSmAとCrB, ステップ85の代わりに‖SmV_T−CrV_T‖＜Ｅとしても
良い。

なお、前記，の場合外部機器のリレー、コンタクタ
のピックアップ、ドロップアップｒに遅れがあるので、
これを考慮に入れたものである。また、の場合、シミ
ュレートするかご速度と実際のかご速度信号とは通常数
パーセントの誤差があるので、これを考慮に入れたもの
である。

本実施例のエレベータの制御装置は、エレベータの制御
に必要な外部回路１と、前記外部回路１からの信号を取
り込む入力手段２と、前記入力手段２からの信号に基づ
き外部機器に必要な指令信号を作成する指令演算手段３
と、前記指令演算手段３からの指令信号を前記外部回路
１に出力する出力手段４と、前記入力手段２から出力さ
れる外部回路１の動作に必要な各種信号及び前記指令演
算手段３から出力される指令信号を入力し、前記外部回
路１に対応して作成したシミュレートプログラムを実行
することにより前記外部回路１の動作状態をシミュレー
トするシミュレート手段５と、前記シミュレート手段５
からのシミュレート結果と前記入力手段２からの信号と
を比較し、前記外部回路１の故障を判定する故障検出手
段６とを具備するものである。

したがって、シミュレート手段５が、外部回路１からの
信号と、この信号に基づいて作成した外部機器への指令
信号を入力して外部回路１及び外部機器の動作状態をプ
ログラムに従ってシミュレートし、このシミュレート結
果と外部回路１からの信号とを故障検出手段６で比較し
て、外部回路１及び外部機器が故障または異常動作した
か否かを判定する。したがって、外部回路１及び外部機
器の動作状態をプログラムに従ってシミュレートするこ
とにより、両者間に一致がみられなくなったとき、外部
回路１及び外部機器の故障または異常動作を容易に、か
つ、正確に検出でき、個々の１つ１の機器に対する故障
チェックが不要になる。また、前述の実施例では、故障
検出のみについて述べたが、この故障検出の出力によっ
てエレベータの急停止或いは再起動不能にする措置をさ
せることも容易である。

［発明の効果］以上のように、この発明のエレベータ制御装置によれ
ば、外部回路からの信号と、この信号に基づいて作成し
た外部機器への指令信号とシミュレーション用プログラ
ムに基づいて外部回路及び外部機器の動作状態をシミュ
レーションし、このシミュレート結果と外部回路からの
信号とを比較して故障または動作異常を判定するように
したので、外部回路及び外部機器の故障または異常動作
を容易に、かつ、正確に検出することができ、しかも、
個々の１つ１つの機器に対する故障チェックが不要とな
り、システム全体を統一的に故障検出でき、しかも、そ
のシステム全体の状態の異常も検出でき、制御に使用し
ているパラメータが変化したような場合でも容易に検出
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のエレベータ制御装置の原
理構成を示すブロック図、第２図は第１図の原理構成の
システムをマイクロコンピュータを利用して構成した全
体の構成図、第３図はこの発明の一実施例のエレベータ
制御装置の動作を説明するためのフローチャート、第４
図及び第５図は第３図のフローチャートにおけるシミュ
レート演算ルーチン及び速度制御演算ルーチンの詳細を
示すフローチャート、第６図は従来におけるモータ・ブ
レーキ回路の回路図、第７図はモータ・ブレーキ回路と
制御用リレー回路図、第８図は従来のエレベータ制御装
置をマイクロコンピュータで構成した場合の全体構成図
である。図において１……外部回路、２……入力手段３……指令演算手段、４……出力手段５……シミュレート手段、６……故障検出手段である。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

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレベータの制御に必要な外部回路と、前記外部回路からの信号を取り込む入力手段と、前記入力手段からの信号に基づき外部機器に必要な指令
信号を作成する指令演算手段と、前記指令演算手段からの指令信号を前記外部回路に出力
する出力手段と、前記入力手段から出力される外部回路の動作に必要な各
種信号及び前記指令演算手段から出力される指令信号を
入力し、前記外部回路に対応して作成したシミュレート
プログラムを実行することにより前記外部回路の動作状
態をシミュレートするシミュレート手段と、前記シミュレート手段からのシミュレート結果と前記入
力手段からの信号とを比較し、前記外部回路の故障を判
定する故障検出手段とを具備することを特徴とするエレベータの制御装置。