JPS6143277B2

JPS6143277B2 -

Info

Publication number: JPS6143277B2
Application number: JP54151356A
Authority: JP
Inventors: Keishin Hatakeyama; Yasunori Katayama; Kyoya Shima; Masaru Komuro; Sadao Hokari; Toshiro Narita; Kazuhiro Sakata; Kenji Yoneda; Tomiaki Kurihara; Toshio Meguro
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-11-22
Filing date: 1979-11-22
Publication date: 1986-09-26
Also published as: JPS5675368A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、エレベーターの制御装置に係り、特
に、エレベーターのかご位置を連続的に検出する
に好適なエレベーター制御装置のかご位置検出手
段に関する。

従来、エレベーターのかご位置を検出するもの
に、かごと連動して動き、実際の走行距離の約1/
１０に縮尺した機械的な位置検出手段（フロアコン
トローラ）がある。

この装置には、各階床位置を検出するスイツチ
等が設けられているが、この検出スイツチの制限
と、縮尺との関連で、かご位置は不連続にしか検
出できず、かつその精度も悪い。

そうした中で、最近、かご位置を連続的に検出
するデジタル的な位置検出装置が種々提案されて
きている。

その一つの例に、エレベーターの駆動装置の軸
にパルスジエネレータを取付け、そのパルスジエ
ネレータのパルス数により、間接的にかご位置を
検出することができ、上記パルスジエネレータの
代りに、安価な交流速度発電機を利用する方法が
考えられている。

この交流速度発電機は、構造的、原理的には一
般の発電機（同期発電機）と同一であり、その出
力電圧および周波数は回転数に比例するので、前
記交流速度発電機の出力電圧をパルス化して、こ
のパルス数をカウントすることにより、エレベー
ターの走行位置を検出することができる。また、
この交流速度発電機はその出力電圧を整流して直
流に変換し、これと速度指令とを比較し、その偏
差に応じてエレベーター駆動用電動機の駆動力お
よび制動力を制御する速度帰還信号として用いる
こともでき、第１図に示す方法により、上記パル
ス信号および速度帰還信号を得ていた。

第１図においてエレベーター駆動用電動機６に
三相交流速度発電機８を連結し、この出力V₁，
V₂，V₃（第２図イに示す）を整流素子D₁〜D₆で
構成された三相全波整流回路３６の交流端子３６
−１〜３６−３に印加すると直流出力電圧Ｖ_pは
リツプルの小さい電圧となり、これを速度帰還電
圧として用いる。

エレベーターの走行距離検出用パルスは、速度
帰還電圧検出用三相全波整流回路３６の任意の整
流素子の両端電圧、例えば、整流素子D₆の両端
電圧を利用する。整流素子（ダイオード）D₆の
端子電圧は端子３６−３が端子３６−１，３６−
２よりも高いときのみ正の電圧を発生し、低いと
きはダイオードD₆の順方向電圧降下で一定の負
電圧にクランプされるためＶ_iは第２図ロのよう
な正側２／3T、負側１／3Tの非対象交流電圧と
なる。

そして、この電圧を波形整形回路３７に印加す
るとトランジスタＴ_rは２／3Tの期間だけ導通す
るのでその出力電圧Ｖ_fは第２図ハのように２／
3TでＶ_f≒０、１／3TでＶ_f＝Ｖ_cなる電圧が得ら
れ、入力電圧Ｖ_iの周波数は電動機１の回転数に
比例して変化するので出力電圧Ｖ_fの周波数も電
動機の回転数に比例する。

したがつて、この信号を例えばカウンタに入力
して、その出力パルス数を演算してエレベーター
の走行位置を検出する。

なお、R₁，R₂は制限抵抗、Ｖ_cは直流電源であ
る。

このように、第１図の例によると、走行位置検
出用はパルスは、交流速度発電機８の出力周波数
に同期して、１サイクルの間に１個のパルスを出
力する方式であるので、次のような欠点がある。
すなわち、第１の欠点はパルスのカウント開始信
号が交流速度発電機８の出力電圧の１サイクル間
のａの期間に入るか、ｂの期間に入るかによつ
て、パルス数の積算開始点が異なるので、カウン
タで検出されるパルスの数が同じでも、エレベー
ターの走行する距離が１パルスに相当する分だけ
異なる。

この１パルスあたりのエレベーターの走行する
距離lp（以下これをパルス距離と略す）は、シー
プの直径に比例し、減速機の減速比に反比例し、
定格速度が60m/min級のエレベーターでは約2.5
mmである。

したがつて、カウント開始信号の入るタイミン
グによつて、１パルスに相当する距離だけ誤差を
生じる。

第２の欠点は、エレベーターの進行方向の検出
ができないことである。

すなわち、エレベーターの位置はエレベーター
の進行方向にもとづいて次の方法により求められ
る。例えば、交流速度発電機８の出力パルスをカ
ウンタに入力し、前記カウンタの内容を一定時間
間隔毎にマイクロコンピユータなどに取込み、前
記一定時間前のカウンタの内容と一定時間後のカ
ウンタの内容の差を演算してエレベーターの移動
した距離を求める。そして、エレベーターが上昇
運転のときは、前記一定時間前のカウンタの内容
に移動距離を加えたものを、下降運転のときは一
定時間前のカウンタの内容から移動距離を引いた
ものをエレベーターの現在位置とすることができ
る。したがつて、エレベーター駆動電動機６の回
転方向を検出する必要があり、第１図の回路で得
られたパルスからは検出できないので、別に回転
方向検出装置が必要となる。

第３の欠点は、波形整形回路３６の入力とは無
関係な交流速度発電機８の出力線（端子３６−１
に接続されている出力線）が断線しても出力パル
スは第３図ハのごとく、正常時と同じように１サ
イクル間に１個のパルスを発生する。しかし、こ
のパルスをカウントしてもエレベーターの位置は
正常時と同じ精度で検出されるが、速度帰還信号
は小さくなるため、乗心地および着床特性が悪化
するので、故障を速やかに検出する必要がある。

したがつて、第１図のような１サイクル間に１
個のパルスを発生する方法では故障診断が困難で
ある。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなく
し、高精度、高信頼性でかつ経済的なエレベータ
ーの位置検出装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明はエレベータ
ー乗かごと同期して回転する多相交流速度発電機
の出力の１サイクル間に複数個のパルスを発生す
るパルス列を作成しこの複数個のパルスを用いて
エレベーターの位置を検出するところにあり、さ
らにはこのパルスを用いてエレベーター駆動用電
動機の回転方向、すなわちエレベーターの進行方
向を検出し、この検出信号により上昇運転時と下
降運転時の上記パルス数の加減算を決定して、パ
ルスをカウントすると同時に上記パルスを作る回
路の故障診断も行ないエレベーターの走行位置を
検出することを特徴とする。

以下、本発明の実施例を第４図〜第１３図を用
いて説明する。

第４図は本発明のエレベーターの位置検出装置
のブロツク図である。エレベーターの乗かご１は
カウンタウエイト２とともに、ロープ３を介して
シープ４につるべ状に吊られている。シープ４は
減速機５を介してエレベーター駆動用三相誘導電
動機６および電磁ブレーキ７に連結されており、
上記誘導電動機６には、３相式の交流速度発電機
８が連結されている。

Ｒ，Ｔ，Ｓは三相交流電源で、主接点回路１７
の開閉器の組合せで上昇、下降、保守運転、通常
運転等の切替えを行ない、サイリスタ制御装置１
６に接続されている。ここで、サイリスタ制御装
置１６は、サイリスタ又はサイリスタと開閉器の
組合せから構成されており、移相器１５によつて
制御されている。前記移相器１５はデジタル計算
機、例えば第４図に示すようなマイクロコンピユ
ータ１４により、速度発電機８からの信号を入力
して帰還制御を行なう。この帰還制御によつて、
エレベーターの乗かご１は、マイクロコンピユー
タ１４によつて発生された速度指令１８と相似の
速度で運行することができる。

上記速度指令１８は、波形整形回路１２からの
位置信号、速度発電機８、エレベーター制御装置
１９、および内部クロツクを入力としたマイクロ
コンピユータ１４によつて生成される。

ここで上記位置信号は、乗かご１に取付けられ
た位置検出器１０，１１が塔内に設けられたしや
へい板９を横切つたときに動作するときの信号を
波形整形回路１２を介して得られるものである。

交流速度発電機（略してACPG）８はエレベー
ターの乗かご１が一定距離移動するとパルスを１
個発生し、このパルスを数えることによりエレベ
ーターの移動距離を知ることができる。ACPG８
で発生したパルスは波形整形回路１３を介してマ
イクロコンピユータ１４に入力される。

マイクロコンピユータ１４は、第５図の破線部
に示すもので、マイクロプロセツサ（略して
MPU）２０、このMPU２０の動作タイミングを
決定することと特定時間間隔の経過をMPU２０
に知らせるクロツク２１、マイクロコンピユータ
１４に入力されるパルスの数を数えるプログラマ
ブルタイマカウンタ（略してPTM）２２、マイ
クロコンピユータ１４とデジタルの外部信号をや
りとりするためのペリフエラルインターフエイス
（PIA）２３，２４，２５、MPU２０の動作の手
順書が書込まれているROM（リードオンリメモ
リ）２６、MPU２０の作業エリアとして一時記
憶に用いられるRAM（ランダムアクセスメモ
リ）２７、各素子間のデータをやりとりするデー
タバス２８、メモリ等のアドレスや素子を選択し
たり、クロツク、割込信号等をやりとりするコン
トロールバス２９、一定時間間隔で割込信号を発
生させるタイマー３０、上記ACPG８の出力パル
スより、電動機６の回転方向、すなわちエレベー
ターの進行方向を検出する相回転検出インターフ
エイス３１およびACPGの出力パルスの故障を検
出するパルス故障検出インターフエイス３２から
なつている。

波形整形回路１２からの位置信号はデジタル信
号を入力とするように設定されるPIA２３に入力
される。速度指令１８は、PIA２４の出力である
デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変
換器３３、フイルタ回路３４を介してマイクロコ
ンピユータ１４より出力される。また、エレベー
ターの保守員の操作盤やエレベーターの制御装置
１９（第１図）からの入力は、入出力装置３５を
介してPIA２５に入力される。

PTM２２は、マイクロコンピユータ１４のデ
ータバス２８、クロツクやアドレスバスを含むコ
ントロールバス２９、及び波形整形回路１３を介
した交流速度発電機８の出力が接続されており、
前記波形整形回路１３の出力パルスが１個入る毎
にカウンタの内容が１減じ、零になつた後更に１
パルス入力すると最大値、例えば16ビツトカウン
タならば16進数のFFFFになるようなプログラマ
ブルカウンタである。

また、このPTM２２のカウンタの内容はメモ
リと同様に任意の時（ただし、マイクロコンピユ
ータ１４のクロツクに同期している。）にMPU２
０に取込むことができる。

前記PTM２２にてカウントするACPG８の出
力パルスは第６図の回路で検出する。

第６図において、交流速度発電機８の出力電圧
V₁，V₂，V₃を抵抗１３−１〜１３−９と演算増
幅器１３−１０〜１３−１２およびインバータ素
子１３−１３〜１３−１５で構成される電圧零ク
ロス検出器に入力すると、その出力電圧V₄，
V₅，V₆は第７図に示すように、入力電圧V₁，
V₂，V₃が負のときのみ出力する方形波電圧とな
る。これらの電圧を論理素子１３−１６〜１３−
１８に入力すると、第７図のV₇，V₈，V₉のよう
な120度の位相差で、60度のパルス幅のパルス信
号が得られる。

そして、論理素子１３−１９でV₇，V₈，V₉の
論理和をとるとその出力は第７図のV₁₀のような
60度ずつの交互のパルスとなり、ACPG８の出力
周波数に同期して１サイクル間に３個のパルスを
発出する。これらのパルスV₇〜V₁₀をマイクロコ
ンピユータ１４に取込んで、エレベーターの位置
を検出する。第８図はROM２６に書かれた手順
書（以下、プログラムと称す。）で、主プログラ
ム１００は、エレベーターの電源投入や、故障発
生後の再起動後に、PTM２２、PIA２３，２
４，２５、タイマー３０、及びエレベーターの運
転に必要なフラグ類のセツトとリセツト、データ
類のセツトを行なうイニシヤライズステツプ１１
０、エレベーターの各種の仕事をＴ時間間隔でシ
ーケンシヤルに行なうため、Ｔ時間毎にタイマー
３０が割込信号を発生させる。この割込処理でセ
ツトされ、図９に示すメモリのタイマーフラグが
セツトされた場合にステツプ１３０を実行し、フ
ラグがリセツトされているならば、ステツプ１２
０を実行するステツプ１２０、後述するように、
エレベーターの進行方向の検出およびACPG８の
パルスの故障検出をおこない、エレベーターの各
種スイツチ、及びセンサからの入力を取り込み、
その入力信号に対応するフラグ類をセツトやリセ
ツトを行なう入力処理ステツプ１３０、PTM２
２の内容からかごの位置を演算するステツプ１４
０、各種入力の状態と、各種演算結果からエレベ
ーターの運行を管理するステツプ１５０、エレベ
ーターの速度と調節し、乗客に快適な乗心地を与
えるように制御する速度制御ステツプ１６０、ス
テツプ１４０，１５０，１６０から得らた情報を
マイクロコンピユータ１４からエレベーター制御
装置１９、及び移相器１８へ出力するステツプ１
７０、タイマーのフラグをリセツトし、ステツプ
１２０を実行させるステツプ１８０から構成され
ている。

なお、ステツプ１３０〜１８０迄の処理時間の
総計は、マイクロコンピユータ（マイコンと略称
する。）１４が故障している時以外、必ずＴ時間
以内となつている。

エレベーターのかご位置演算に必要なエレベー
ターの進行方向の検出は、第６図のパルスV₇，
V₈，V₉を第５図の相回転検出インターフエイス
回路３１に入力して、第１０図のステツプ３００
のプログラムによりおこなう。

第１０図において、基準となる相のパルスを取
込むステツプ３０１（この場合はV₉のパルスを
基準とする。）、パルスV₉の次にどの相のパルス
が発生するかを判断するため、まずパルスV₇が
高レベルかどうかを判断するステツプ３０２、
V₇が高レベルのときは上昇方向とするステツプ
３０４、V₇が高レベルでない場合はパルスV₈が
高レベルかどうかを判断するステツプ３０３、
V₈が高レベルのときは下降方向とするステツプ
３０５、上記ステツプ３０４，３０５で検出した
結果を第９図のメモリのアドレスA₄に保存する
ステツプ３０６、もどりのステツプ３０７からな
つている。すなわち、エレベーターの進行方向は
第６図で検出したパルスV₇，V₈，V₉を用いて、
これらの高レベルがどの順に発生したかを検出し
て行う。

エレベーターのかご位置は第６図で検出した１
サイクル間に３個のパルスを発生するV₁₀をPTM
２２に入力して第１１図に示すステツプで検出す
る。

第１１図において、かご位置演算処理ステツプ
１４０は、第９図のアドレスＡ２に格納されてい
るＴ時間前のPTM２２の内容から、現在のPTM
２２の内容を引いたものを、Ｔ時間前から現在ま
でのエレベーター移動距離とするステツプ４０
０、前記したように入力処理ステツプ１３０で取
り込んで、第９図のアドレスＡ４に記憶されてい
るエレベーターの進行方向を判断して、上昇運転
ならステツプ４２０、下降運転ならばステツプ４
３０を実行させるステツプ４１０、ステツプ４１
０で上昇運転と判断したならば第９図のアドレス
Ａ３に記憶してあるＴ時間前のエレベーターの位
置に、上記ステツプ４００で求めた移動距離を加
えて、現在のエレベーターの位置を求め、第９図
のアドレスＡ３にその位置を格納するステツプ４
２０、ステツプ４１０で下降運転と判断したなら
ばＴ時間前のエレベーターの位置から、Ｔ時間の
移動距離を引いて、第９図のアドレスＡ３にその
演算結果を格納するステツプ４３０、PTM２２
の内容を読み出してきて、第９図のアドレスＡ２
に格納するステツプ４４０からなつている。

したがつて、エレベーターの位置は第９図のメ
モリアドレスＡ３に格納されているので、この内
容を読出すことにより、走行位置を知ることがで
きる。

次に第６図の回路が故障した場合、例えば交流
速度発電機８の出力線３８が断線した場合の故障
検出について述べる。

交流速度発電機８の出力線３８が断線すると、
演算増幅器１３−１１の入力には正常時と同じ電
圧V₂が印加されるが、他の演算増幅器１３−１
０と１３−１２には第７図のV₂を反転した電圧
が印加されることになるので、第６図の各部の波
形は第１２図のようになる。

すなわち、V₇，V₈は零のままとなり、V₉とV₁₀
は同一のパルスで１サイクルの期間に１個のパル
スしか発生しない。

したがつて、V₇，V₈，V₉のパルス数とV₁₀のパ
ルス数の比をマイクロコンピユータで計測して故
障を検出することができる。

そこで、V₇，V₈，V₉を第５図のパルス故障検
出インターフエイス回路３２に入力して、一定時
間間隔毎にこれらのパルス数を計測する。

この場合、パルス故障検出インターフエイス回
路３２は３個のプログラマブルタイマーカウンタ
PTM−Ａ，PTM−Ｂ，PTM−Ｃで構成し、V₇〜
V₉のパルス数を上記PTM−Ａ〜PTM−Ｃで計測
するものとすると、第１３図に示すステツプによ
り故障を検出できる。

すなわち、ステツプ３１１でV₁₀のパルス数で
あるPTM２２の内容を取込み、ステツプ３１２
〜３１４でV₇〜V₉のパルス数であるPTM−Ａ〜
Ｃの内容を取込んで、ステツプ３１５〜３１７で
PTM２２とPTM−Ａ〜PTM−Ｃの内容の比を演
算して、これらの結果が３に等しいときは正常、
等しくないときは故障と判断する。

第１２図の波形はACPG８の出力線３８が断線
した場合の例であるが、他の出力線３９，４０あ
るいは波形整形回路１３の回路部品が故障した場
合についても上記したと同様の方法によりこの回
路の故障を検出できる。

以上、前記実施例によれば、交流速度発電機８
の出力周波数の１サイクル間に１個しか発生せ
ず、かつ120度ずつの位相差を有する３組の第１
のパルス列とこの３組のパルス列より上記交流速
度発電機８の出力周波数の１サイクル間に３個の
パルスを発生する第２のパルス列を作成し、上記
第１のパルス列はエレベーターの進行方向の検出
に、上記第２のパルス列はエレベーターの位置の
検出に用いるようにしたので、従来よりも高精度
で経済的なエレベーターの位置検出装置を得るこ
とができる。

また、上記120度ずつの位相差を有する３組の
第１のパルス列のパルス数と、上記第２のパルス
列のパルス数の比を計測し、この比が１：３の場
合は正常、１：３以外のときは異常であるので、
この原理を用いて故障を検出し、安全な運行管理
をおこなうことができ、信頼性が向上する。

第１４図に本発明の他の実施例を示す。

これは第６図の実施例で論理素子１３−１８が
ない場合に相当し、その出力パルスは第１５図に
示すように、交流速度発電機８の出力周波数に同
期して１サイクル期間に２個のパルスを発生す
る。

この場合、エレベーターの進行方向はV₁₀が２
個目のパルスｂの立下り時間ｔ_bを検出してから
次のパルスｃの立下り時間ｔ_cを検出するまでの
間に、V₇とV₈のどちらのパルスが先に発生した
かを検出し、例えばV₇が先に発生した場合は上
昇方向、V₈が先に発生した場合は下降方向とし
てエレベーターの進行方向を決定する。

上記した方法で検出した進行方向にしたがつ
て、第６図の実施例で検出したパルスの演算と同
様の方法により、交流速度発電機８の出力周波数
の１サイクル間に発生する２個のパルスV₁₀の加
減算を行うことによりエレベーターの位置を検出
することができる。

また、パルスの故障検出も第６図の実施例で検
出したパルスの故障検出と同様の方法で検出でき
る。

第１４図の実施例においても第６図の実施例と
ほぼ同じ効果が得られる。

以上、本発明によれば、エレベーター駆動電動
機と同期して回転する多相交流速度発電機の出力
電圧を組合せて、１サイクル当り複数個のパルス
を作成し、これらのパルスよりエレベーターの進
行方向を検出し、これによつて検出された進行方
向にしたがつて上記複数個のパルスを加算あるい
は減算してエレベーターの位置を検出すると同時
に上記複数個のパルスの故障検出も行うようにし
たので、高精度、高信頼性ならびに経済的なエレ
ベーターの位置検出装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の交流速度発電機の出力をパルス
化する波形整形回路図、第２図は第１図の動作波
形図、第３図は第１図の回路の一故障例の波形
図、第４図は本発明の一実施例に係るエレベータ
ー位置検出装置のブロツク図、第５図は本発明を
実施するためのマイクロコンピユータの概略図、
第６図はかご位置検出に用いるための交流速度発
電機の出力をパルス化する波形整形回路の一実施
例図、第７図は第６図の動作波形図、第８図はマ
イクロコンピユータを動作させるためのプログラ
ムの全体構成図、第９図はエレベーターの位置や
進行方向などを記憶するメモリマツプ図、第１０
図はエレベーターの進行方向を検出するためフロ
ーチヤート図、第１１図はエレベーターの位置を
検出するためのフローチヤート図、第１２図は第
６図の回路が故障した場合の動作波形図、第１３
図は第６図の回路の故障を検出するためのフロー
チヤート図、第１４図は交流速度発電機の出力を
パルス化する波形整形回路の他の実施例図、第１
５図は第１４図の動作波形図である。１……エレベーターのかご、６……エレベータ
ー駆動用誘導電動機、８……三相交流速度発電
機、１０，１１……位置検出器、１３……波形整
形回路、１４……マイクロコンピユータ、１９…
…エレベーター制御装置、２０……マイクロプロ
セツサ、２１……クロツク、２２……プログラマ
ブルタイマーカウンタ（PTM）、２３，２４，２
５……周辺入出力装置（PIA）、２６……リード
オンリメモリ（ROM）、２７……ランダムアクセ
スメモリ（RAM）、２８……データバス、２９…
…コントロールバス、３０……タイマー、３１…
…相回転検出インターフエイス装置、３２……パ
ルス故障検出インターフエイス装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１カウンタウエイトとロープを介してつるべ状
に吊られた乗かごと、該乗かごを駆動する電動機
と、該電動機に連結された多相交流速度発電機
と、該多相交流速度発電機の出力周波数に同期し
てパルスを発生するパルス発生手段を備え、上記
乗かごの位置に応じてエレベーターを制御するエ
レベーターにおいて、上記パルス発生手段を、上
記多相交流速度発電機の夫々の相電圧又は線間電
圧に同期してその半サイクル期間に出力する少な
くとも３組以上の第１のパルス発生手段と、該第
１パルス発生手段を論理演算し、１サイクル中に
複数個のパルスを発生する第２パルス発生手段と
で構成し、上記第１及び第２パルス発生手段の出
力パルスよりエレベーターの進行方向を検出する
進行方向検出手段と、該進行方向にもとづいて上
記第２のパルス発生手段の出力パルスの加算又は
減算を行ない、エレベーターの走行位置を検出す
る走行位置検出手段と、上記第１パルス発生手段
の出力パルス数と第２パルス発生手段の出力パル
ス数との比を演算し、該パルス数の比が正常時と
異なることを検出してエレベーターの故障検出を
行う故障検出手段とを備えたことを特徴とするエ
レベーターの位置検出装置。