JPS59163274A - エレベ−タ−制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、マイクロコンピュータなど離散値的な演算手
段により制御されるエレベータ−に係り、特に運転特性
が改善され良好な乗り心地を与えることができるエレベ
ータ−の制御方式に関する。

〔従来技術〕

エレベータ−は目的階までの到達時間が可能な限り短か
くて済むように、乗り心地を害さない範囲ですみやかな
加速および減速制御を行なう必要があり、そのため、エ
レベータ−の運転に際しては、乗りかごが走行開始して
から目的階に停止するまでの運転期間の前半では一般に
乗り心地を重視し、所定の加速度が得ることを想定して
作られた時間ベースの速度指令に乗りかごの実速度を追
従させる制御が行なわれ、上記運転期間の後半では一般
に着床性能を重視し、目的停止階までの残距離に応じて
作られる距離ベース速度指令に乗りかごの実速度を追従
させる制御が行なわれている。

しかしながら、この従来の制御方式では、乗りかごの加
速開始、加、速終了、減速開始などの部分でなめらかな
運転が得られるようにするためには、時間ベース速度指
令をなめらかな曲線となるように作成する必要がある。

しかして、この場合には、制御結果である加速度特性曲
線を予想して速度指令を作成しなければならないから、
精度良い結果を得るのが困難で、充分良好な乗り心地が
仲々得られないという問題点がある。特に、直流エレベ
ータ−など、定格運転速度の高いエレベータ−システム
では、速度パターンの数も多く必要になり、上記問題点
はさらに深刻なものとなる。

そこで、このような問題点の改善のため、例えば特公昭
５０−１８２６０号公報などによる制御方式が提案され
ている。

この制御方式は、第１図に示すようＫ、まず積分特性を
有するヒステリシスコンパレータ１によって所定の変化
率をもった加速度指令α。を作成し、次にこの加速度指
令α。を積分器２に供給して速度指令■８を作成する。

そして、この速度指令ｖａと乗りかごの実速度との偏差
がゼロになるように、アナログ的に制御を行なうように
しだものである。

従って、この制御方式によれば、第２図に示すように、
加速開始部分、加速終了部分などでの速度指令Ｖａが加
速度指令α。から作り出されるため、精度の良い速度指
令が容易に設定できるという利点がある。

しかしながら、この第１図に示す制御方式にも以下に説
明するような問題点がある。すなわち、近年、半導体集
積技術の発達が著しく、これによりマイクロコンビーー
タが広い分野で用いられるようになり、これを上記した
エレベータ−制御に適用した場合には制御安定度が低下
し、エレベータ−の乗り心地が悪くなるのである。

マイクロコンピュータを制御に適用した場合には、制御
がサンプリングによるいわゆる離散値的な動作となり、
実速度と速度指令との偏差演算にサンプリング周期遅れ
に伴う無駄時間要素が入り込む。この現象は、アナログ
制御系でいえば、その系の中に新たな遅れ要素が導入さ
れたのと同じことを意味し、安定度の低下となって表わ
れるのである。

第３図はこのような状態における制御系をブロック線図
で示したもので、Ｓｌは速度指令とＡ／Ｄコンバータよ
り取り込んだ実速度との偏差演算をサンプル周期Ｔで実
行するのに伴うむだ時間を表わすサンプラ、Ｓ２はサイ
リスクへの点弧情報を出力するのに伴うむだ時間を表わ
すサンプラ、Ｇ１はＰＩ制御処理、Ｇ２は零次のホール
ド処理、Ｇ３はマイナＡＣＲ系、Ｇ４はトルク係数、Ｇ
５は慣性モーメント、Ｇ６はフィードバック係数である
。

従来のアナログ制御ではサンプラＳ□、Ｓ２のない構成
となっているのに対して、マイクロコンビーータなどに
よる離散値的制御では、これらサンプラＳ１、Ｓ２によ
る無駄時間要素が新たに加わったことになり、この結果
、制御系の安定性に関する余裕が減少してしまうのであ
る。

この点に関する一実験例を第４図に示す。この例は図に
示すような加速度指令α。を積分して速度指令を作成し
、やや長めのサンプル周期のもとで離散値制御を行なっ
た場合の、エレベータ−巻上様用電動機の電機子電流波
形を示したものであり、部分Ａ、Ｂ、Ｃなど加速度変化
率が変化する点で電機子電流にオーバーシュートが発生
している。

しかして、この程度のオーバーシュートでは、速度特性
には大きな影響を与えないが、しかし、加速度特性には
かなりの影響が現われ、エレベータ−の乗り心地が悪化
してしまうのである。

このような離散値的な制御系特有の現象を除き、乗り心
地の悪化を防ぐ方法としては、上記したサンプリング動
作を早くし、サンプル周期を短かくしてあたかもそれが
連続して行なわれているかの如くすればよいが、このた
めにはマイクロコンピュータの負荷率が増加してしまう
という欠点が生じる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、マイ
クロコンピュータなどによる離散値的な制御をエレベー
タ−の制御に適用した場合でも、サンプル周期を短かく
することなく充分に乗り心地の良い運転制御が得られる
ようにしたエレベータ−の制御方式を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、加速度指令の積分
により速度指令を作成する方式のエレベータ−システム
に離散値的制御方式を採用した場合、この加速度指令の
変化率を制御状態に応じて変化させるようにした点を特
徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明によるエレベータ−制御方式の実施例を図
面について説明する。

第５図は本発明の一実施例を示す全体構成図で、図にお
いて、３．４は巻上機用電動機の電機子電流を制御する
ためのサイリスクなどからなる電力変換装置、５は電機
子電流と界磁電流を検出するための電流検出器、６はシ
ーブ、７はマイクロコンピュータなどによる離散値的演
算制御装置、８ばつり合いおもり、９は乗りかご、　１
０は巻上機用電動機の界磁コイル、１１は同じく巻上機
用電動機の電機子、１２は界磁電流制御用のサイリスク
などからなる電力変換装置、１３は乗りかごの速度を検
出するための速度発電機、１４は乗りかごの位置を検出
するためのパルス発生器である。

また、７１はＣＰＵ　（中央演算処理装置）、７２はプ
ログラム格納用のＲＯＭ　（リード・オンリー〇メモリ
）　、７３はデータの一時格納用のＲＡＭ（ランダム−
アクセス・メモリ）、７４は乗りかご位置データを取込
むためのカウンタ、７５は電力変換装置４．１２のサイ
リスタなどに対する点弧制御信号出力用のカウンタ、７
６は電機子電流、界磁電流、乗りかご速度などのアナロ
グデータを取込むためのＡ／Ｄ　（アナログ・ディジタ
ル変換器）である。

従って、ＣＰＵ７１．ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３からなる
マイクロコンピュータと、カウンタ７４．７５．Ａ／Ｄ
７６などからなる入出力インターフェースにより離散値
的演算制御装置７が構成され、ＲＯＭ７２に格納されて
いるプログラムデータによる制御手順にしたがって入力
データが離散値的に処理され、エレベータ−の制御が行
なわれる。

次に、この実施例の動作をＲＯＭ７２に格納されている
プログラムデータによって遂行される処捜手順にしたが
って説明する。

まず、第６図は図示してない管理プログラムによって所
定の時間ごとに起動される一連のプログラムであり、こ
の図において、１００は距離ベース速度指令作成でその
詳細は第７図に示しである。

すなわち１０１で今回の運転における停止予定階の位置
から乗りかごの位置を減算して残距離を求め、１０２で
この残距離と所定の減速度との積の平方根をとることに
よって直接距離ベースの速度指令を作成する。この速度
指令は減速時に使用するばかりではなく、後述する加速
度指令の書きかえ条件の１つとして利用する。

２００は時間ベース速度指令作成で、その詳細を第８図
〜第１０図に示す。

マス、第８図において、２０１では現在がエレベータ−
の運転の中で、どの状態にあるかを判断する。加速と定
常走行中であれば加速指令サブルーチン２１０が、減速
開始中であれば、減速９開始サブルーチン２２０が起動
され、どちらかのサブルーチンで作成された加速度指令
α。を処理２０２で積分し加速度変化率の変化をなめら
かにした時間ベースの速度指令を作成する。

この時間ベース速度指令の中のサブルーチン２１０と２
２０を第９図、第１０図で詳細に説明する。

なお、以下の説明に際しては第１１図を併用し、その中
の加速度指令α。とモード番号を引用する。

２１０は加速および定常時にアクセスされ、判定２１１
でモード１〜３かモード４〜６かを判定する。

加速中であれば次に判定２１２で加速度指令α。が第１
の設定値（たとえばｌ　ｍ　／　ｓ　２）に達している
かどうかを調べ、ＹｅＳであれば設定値を保持しくモー
ド３）、ＮＯであれば次に判定２１３で第２の設定値（
たとえばＱ、　７　ｍ　／　ｓ　２）に達したかどうか
の判定を行ない、ＮＯであれば処理２１４で所定の加速
度指令の増分Δαづつ前回の加速度指令α　をふやし第
１１図のモード１のような加速度指令α。をタイマ割込
みごとに作成する。すでに第２の設定値に達していれば
処理２１５で１モード１よりも少ない増分、ここではΔ
α／２を増分として加速度指令α。を作成してゆ（ので
、このモード２はモード１よりもゆるやかな変化率を持
った加速度指令となる。

このように第１の設定値（Ｉｍ／Ｓ２）に加速度指令が
近づくと変化率をゆるめるので、これを積分して作る速
度指令に制御系を追従させた場合には第４図に示したよ
うな不具合は発生しない。

判定２１１で加速終了点を判定すると、次に加速度指令
がＯとなったかを２１６で判定し、Ｙｅｓであれば、加
速度指令α。を０に保持しくモード６が対応する）、Ｎ
Ｏであれば次に加速度指令α。

が第３の設定値（たとえば０．３７７１−／Ｓ２）に達
したかどうかを判定２１７で判定し、Ｎｏであれば処理
２１８で所定の減分Δαで加速度指令を減少させ（モー
ド７が対応）、Ｙｅｓであれば加速度指令の変化率をゆ
るやかにするために減分をΔα／２に減らして処理２１
９で加速度指令α。を作成する。

この処理も処理２１５と同様に電流のオーバーシュート
を抑制するために変化率をゆるやかに変化させている点
に特徴がある。

一方、停止予定階が近づいて来て判定２０１で、波速開
始を検知すると２２０の処理が起動される。

判定２２１で加速度指令α。が第４の設定値（たとえば
−ｏ、６ｍ／ｓ２）に達したかどうかを判定し、ＮＯで
あれば通常の減速度（たとえば１７７Ｌ／Ｓ２）を得ら
れるような減分Δαで加速度指令α。を作成する（モー
ド７が対応）。もしα。が第４の設定値に達したならば
処理２２３で変化率のゆるやかな加速度指令α。に切り
かえ（モード８が対応する）減速開始時の電流のオーバ
ーシュートを抑制させるモード８に移行する。

次に、時間ベース速度指令と距離ベース速度指令の選択
をプログラム３００で行う。判定３０１で時間ベース速
度指令と距離ベース速度指令との大小関係を比較し、小
さい方を制御系に用いる速度指令とする。したがって運
転の前半は乗りごこち重視の時間ベース速度指令を、後
半は着床精度を重視した距離ベース速度指令が採用され
るわけである。

このように本発明の実施例によれば、加速度指令の変化
率が急変しないように加速度指令を直接作成し、これを
積分することによって制御で用いる速度指令を作成する
ので、結果として社流波形がオーバーシュートするよう
なことがなくなり、エレベータ−の乗りごこちが向上す
る。

次に、本発明の他の一実施例を第１３図に示す。

この第１３図の実施例は巻上機用電動機の電機子１１の
電流は電力変換装置１２で制御し、界磁コイル１０の電
流を電力変換装置３．４により正負双方向に制御するよ
うにしたものであり、その他は第５図の実施例と同じで
ある。そして、この結果、２個の電力変換装置３．４の
容量が小さくて済み、ローコスト化が可能になるという
効果が得られる。

しかしながら、その反面、この実施例では、第３図で示
したブロック線図におけるＧ４、すなわちマイナＡＣＲ
系の応答が第５図の実施例の場合よりもかなり遅くなり
、そのため、サンプラＳ１、Ｓ２が挿入された場合での
制御系の安定性は一層悪化してしまう。

従って、この実施例の場合には、界磁電流の応答特性を
充分に考慮し、それをふまえて上記した加速度指令のゆ
るめ操作（モード２．４．８）の程度を設定する必要が
あるが、これさえ適切に行なえば電機子電流のオーバー
シーートは充分に抑圧でき、第５図の実施例と同等の良
好な乗り心地を与えることができる。

さらに、第１４図及び第１５図に本発明の他の一実施例
を示す。

この実施例は第５図〜第１２図に示した実施例のサブル
ーチン２１０（第９図）と２２０（第１０図）を変更し
、それぞれサブルーチン２１０　ａ　、　２２０　ａと
したものである。

まず、加速指令サブルーチン２１０ａを第１４図にした
がって説明する。

判定２１０　ａで加速終了動作開始かどうかを調べ、Ｎ
ｏであれば判定２１２ａで加速度の目標値αこを設定し
たかどうかを調べる。また、ＮＯであれば処理２１３ａ
で第１の設定値と同程度の１７７Ｚ７　Ｓ２　、の値を
セットし、この値を処理２１４ａの遅れプログラムを通
して加速度指令α。を作成する。この遅れプログラムは
タイマ割込みごとの加速度指令の増分に制限値を持たせ
ているので第１６図に示すようにモード１ａではこのリ
ミッタが効いてカ１７速度指令は直線的に増加してゆく
。従って、このときの制限値を適当に設定しておけば所
定の加速度変化率（たとえば１ｒｒＬ／ｓ３）を実現で
きる。そしてモード２ａまでα。が増加すると増分が制
限イ直の影響を受けなくなるので、指令は通常の一次遅
れのような波形となる。なお、この説明では「加速度変
化率」（たとえば上記の１７７１／　Ｓ　３）のことを
「船舶速度」と表現する場合もある。

判定２１１　ａに戻り、ここで加速終了動作開始状態で
あれば処理２１５ａで目標値αこを０に落した後、処理
２１４ａで１次遅れ処理をほどこして加速度指令α。を
作成する。

減速開始指令サブルーチン２２０ａの処理も加速側と同
様で、目標値を決め制限値付きの一次遅れ処理をほどこ
して加速度指令を作成する。この手順・は第１５図に示
すとうりである。

従って、これら第１４図、第１５図から明らかなように
、この実施例によれば比較的簡潔なプログラムにより、
第１６図に示すような一層なめらかな加速度指令を得る
ことかでき、乗り心地をさらに良好にすることができる
。

次に、第１７図、第１８図は本発明のさらに別の一実施
例で、この実施例でも加速指令サブルーチンが２１０　
ｂ、減速開始指令サブルーチンが２２０ｂとなっている
点だけが上記した実施例と異なっている。すなわち、こ
の実施例では台形状の加速度目標値α。を作成し、これ
を制限値のない単純な１次遅れ処理を通して加速度指令
α。を作成し、これを上記した実施例と同様積分して速
度指令を作成するのである。

従って、この実施例によれば、第１９図に示す結果が得
られ、充分になめらかな加速指令を得ることかできる。

第２０図はさらに本発明の他の一実施例の動作を示した
もので、この実施例では、なめらかな変化室をもった加
速度指令を容易に作成するため、まず船舶速度信号の大
きさが時間変化とともに漸減あるいは漸増するような信
号を作成し、これを積分することにより加速度指令α。

を作成するようにしている。

従って、この実施例によれば、最終的に速度指令を作成
するまでに２回の積分演算が必要になるため、ＣＰＵの
負荷率はいくらか増加するものの、乗り心地の改善を意
識した充分になめらかな速度指令を見通しのよいアルゴ
リズムで精度良（実現できるという効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、マイクロコンピ
ュータなどの離散値的演算制御装置を用いたエレベータ
システムにおいても、充分良好な乗り心地を与えること
ができるから、従来技術の欠点を除き、サンプル周期を
短かくするなどＣＰＵに対する負荷を増すことなく、容
易に精度よい制御を行なうことができるエレベータ−制
御方式をローコストで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエレベータ−制御方式の従来例を示す概念図、
第２図はその動作説明図、第３図は離散値的な制御によ
る問題点を示す説明図、第４図はそれによる制御結果を
示す特性図、第５図は本発明によるエレベータ−制御方
式の一実施例を示すブロック構成図、第６図ないし第１
０図はその動作説明用のフローチャート、第１１図は同
じく動作説明用の特性図、第１２図は動作説明用のフロ
ーチャト、第１３図は本発明の他の一実施例を示すブロ
ック構成図、第１４図及び第１５図は本発明のさらに別
の一実施例の動作を示すフローチャート、第１６図はそ
の動作を示す特性図、第１７図及び第１８図は本発明の
さらに別の一実施例の動作を示すフローチャート、第１
９図はその動作を示す特性図、第２０図は本発明のさら
に別の一実施例の動作を示す特性図である。 ３．４．１２・・・・・・電力変換装置、５・・・・・
・電流検出器、６・・・・・・シープ、７・・・マ・・
演算制御装置、８・・・・・・つり合いおもり、９・・
・・・・乗りかご、１０・・・・・・界磁コ　　　。 イル、１１・・・・・・電機子、１３・・・・・・速度
検出器、１４・・・・・・パルス発生器。 第１図 ＩＣ 第２図 ４５０− 第４図 第６図 第７図 第８図 ｂキ間べ゛−λ速廖指仝イ算叡２００ 第９図 第１０図 第１４図 第１５図 第１７図 第１８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、離散値演算制御手段を備え、乗りがごの同期位置と
   停止予定位置との差として得られる残走行距離を演算し
   、この残走行距離に応じて乗りかごの速度制御を行なう
   方式のエレベータ−装置において、上記残走行距離から
   残走行距離ベース速度指令を求める手段と、この残走行
   距離ベース速度指令と上記乗りかごの実速度との差に応
   じた所定の変化率を有する加速度指令を演算作成し、こ
   の加速度指令を積分して時間ベース速度指令を求める手
   段とを設け、これら残走行距離ベース速度指令と時間ベ
   ース速度指と乗りかごの実速度とに応じて乗りかごの速
   度制御を行なうように構成したことを特徴とするエレベ
   ータ−制御方式。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記離散値演算制
   御手段が、所定のサンプル時間ごとに上記加速度指令作
   成、積分処理、速度偏差演算゛処理などを実行するマイ
   クロコンビーータで構成されていることを特徴とするエ
   レベータ−制御方式。 ３、特許請求の範囲＄１項又は第２項において、上記所
   定の変化率を有する加速度指令が、その加速度変化開始
   部分と終了部分とでは異なった変化率を示すように構成
   されていることを特徴とするエレベータ−制御方式。 ４、特許請求の範囲第１項又は第２項において、上記所
   定の変化率を有する加速度指令が、所定の時間ごとに前
   回の加速度指令に所定の増減分の加減算によって演算作
   成され、かつ上記所定の増減分の値が少くとも２種類以
   上となるように構成されていることを特徴とするエレベ
   ータ−制御方式。 ５、特許請求の範囲第１項又は第２項において、上記所
   定の変化率を有する加速度指令が、所定の時間ごとに前
   回の加加速度指令に所定の増減分の加算域により求めた
   加加速度指令の積分処理によって作成されるように構成
   したことを特徴とするエレベータ−制御方式。