JPS62230582A - エレベ−タの安全装置 - 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】 −〔産業上の利用分腎〕 この発明は、エレベータのかごの異常高速、異常低速な
どの異常を検出するようにしたエレヘータの安全装置に
関する。

〔従来の技術〕

エレベータの安全装置のなかでも、かごの速度　゛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ック状態、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
のことである。

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。

次に、この従来例の異常検出方法を説明する。

第９図はモータが異常低速で回転している場合のチェッ
ク方法を示す。この第９図において、■２は速度指令信
号、■□ばかご速度信号、Ｖ（１は第１のチェックレベ
ル、Ｔ、は第１のチェック時間である。

いま、エレベータが時刻ｔ０からスタートし、速度指令
信号Ｖ、が除々に立ち上がり、それにしたがってかご速
度信号■７も立ち上がってい（。

ところが、時刻ｔ１以降では、モータが昇降路上の障害
物あるいは速度制御装置などの故障によって第９図のよ
うにかご速度■７が速度指令信号■、に追従しなくなっ
たとする。

このときにかご速度ＶアがＶＴ＜ＶＣＩなる状態の時間
を計数し、その時間が第りのチェック時間Ｔ１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
。

また、第１０図はモータが異常高速で回転している場合
のチェック方法を示す。この第１０図において、ＶＣＺ
は第２のチェックレベル、Ｔ２は第２のチェック時間で
ある。

この第１０図において、エレベータが時刻ｔ。

でスタートし、速度指令信号■、が除々に立ち上がり、
それにしたがってかご速度信号ＶＴも立ち上がっていく
。そして速度指令信号ｖＰ、かご速度信号■アがともに
一定速度の領域に達する。

ところが、時刻Ｌ２でかごとつり合いおもりを索引する
ローブがすべるかまたは速度制御装置の故障などによっ
てかご速度信号ＶＴが異常に高くなるとする。そのとき
にかご速度信号ｖＴがＶア＞Ｖｃｚなる状態の継続時間
を計測し、この時間が第２のチェック時間Ｔ２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
。

しかしながら、この従来の方法では次の欠点がある。

（１）第１．第２のチェックレベル■。ｌ＋■ｃ２と第
１．第２のチェック時間Ｔ、、Ｔ２の選定は、かご速度
信号■アが通常のエレベータの走行速度から極端にずれ
ている場合には容易である。

しかし、かご速度信号■１が第１．第２のチェックレベ
ルＶｅｌとＶＣＺとの中間値をとって走行し続けるよう
な故障に対しては、故障を発見することができない。

（２）エレベータの減速において、第１１図に示すよう
に正常な減速ができず、階床レベルを大きく行過ぎてし
まうような故障についても発見できない。

この第１１図において、時刻ｔ３から減速に入り、速度
指令信号■、は漸減していく。それに伴ってかご速度信
号■アも漸減していくが、時刻ｔ４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■アはＶ、、＜Ｖア＜ＶＣＺであ
る限り、従来のチェック方法では故障を発見できず、着
床のレベルを大きく行過ぎてしまう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のエレベータに安全装置におけるかご速度の異常検
出方法では、かご速度信号Ｖ７のみ検出して、これを所
定の第１．第２のチェックレベルＶ　（１、Ｖ　（２と
比較していたため、かご速度に異常になる故障を検出す
るには不完全な方法であった。

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、かご速度が異常になった場合に、その故障の発見
がすみやかになされ、かつ情密にかご速度が制御りＩさ
れるべき値になっているか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。

〔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、速度指令発生
手段の出力である速度指令信号を人力して、かご速度推
定信号を出力するかご速度推定手段を設けたものである
。

〔作用〕

この発明においては、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ようにしたも
のである。

〔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
的な構成を示すうブロック図である。この第１図におい
て、速度指令発生手段１から速度指令信号Ｖ、が出力さ
れ、かご速度推定手段４と速度制御手段３に出力するよ
うになっている。

この速度制御手段３およびチェック手段５には、かご速
度検出手段２からのかご速度信号ｖ１が入力されるよう
になっている。

速度制御手段３は上記速度指令信号■２とかご速度信号
■１とを人力して、エレベータのかご速度を円滑に、し
かも精度よく、かご速度信号ＶＴを速度指令信号ＶＰに
追従させるように制御するものである。この速度制御手
段３は通常のフィードバック制御装置である。

また、かご速度推定手段４は速度指令信号■。

を入力して、現在走行しているかごの推定速度Ｖ　、＋
をチェック手段５に出力するようにしている。

このかご速度推定手段４は速度制御手段３におけるゲイ
ンや位相の補償要素、電力変換装置およびモータの伝達
関数を模擬したものである。

上記チェック手段５はかご速度信号Ｖ７とかごの推定速
度■７簀とを入力して、現在のかご速度が異常であるか
、否かを判定するものである。

第２図はこの発明のエレベータの安全装置の具体的な実
施例の構成を示すブロック図である。この第２図におい
て、ロープ９はシーブ８に巻回され、その両端には、か
ご６とつり合いおもり９が取り付けられて、バランスを
とるようにしている。

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が昇降路内を上下方向に走行するようになってい
る。モータ１０と三相交流電源１５間には、電力変換回
路１４が接続され、この電力変換回路１４の変換された
電力に応じてモータ１０の回転速度が制御されるように
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、モータの回転速度に応じてパルスを発生し、この
パルスは計数回路１２で計数されるようになっている。

計数回路１２の出力はマイクロコンピュータ１３の入力
ポート１３１に人力されるようになっている。マイクロ
コンピュータ１３は入力ポート１３１゜ＣＰＵ１３２．
ＲＯＭ１３３．ＲＡＭ１３４、出力ボート１３５、バス
１３６から構成されている。

出力ボート１３５の出力は電力変換回路１４に供給する
ようになっている。

このように構成することにより、かご６の速度はモータ
１０の回転により決定され、モータ１０の回転速度は上
述のようにパルスジェネレータ１１で検出され、そのパ
ルスジェネレータ１１からモータｌＯの回転速度に応じ
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、その計数値はマ
イクロコンピュータ１３の入力ポート１３１に取り込ま
れる。

マイクロコンピュータ１３１は速度指令信号Ｖ。

を発生し、この速度指令信号■２と計数回路１２から出
力される計数値、すなわち、かご速度ＶＴとの偏差をと
り、この偏差に応じたトルク指令を電力変換回路１４に
与える。

電力変換回路１４はマイクロコンピュータ１３からのト
ルク指令により電力を調整することによリモータ１０の
トルクと回転数を制御する。なお、この電力変換回路１
４はサイリスク、パワートラ、ソジスタなどの電力用反
導体素子にて構成されている。

第３図はこの発明による伝達関数による構成図であり、
この第３図において、Ｃ，（Ｓ）は補償要素の伝達関数
で である。

この（１）式において、 Ｓはラプラス演算子 Ｋｃはゲイン、 ＴＣ，、Ｔｃ、は時定数 である。

また、ＧＭ　（ｓ）は電力変換回路１４とモータ１０と
の直結の伝達関数を示し、 である。

この（２）式において、 Ｓはラブライス演算子、 Ｋ、４はモータのおよび電力変換回路のゲインＴＭはモ
ータ時定数 Ｔｄはモータのむだ時間５ である。

りをかご速度に変換する積分器を示し、ｊはエレベータ
システム全体のイナーシャ（モータ軸換算のイナーシャ
）、Ｓはラプラス演算子である。

また、Ｇｅ　（Ｓ）はこの発明におけるかご速度推定手
段４の伝達関数であり、Ｖ２は速度指令信号、■アはか
ご速度、ｖＴ科よかご速度推定信号である。

次に、この発明の動作の流れを示す。第４図はこの発明
の一実施例の動作の流れを示すフローチャー１・である
。この第４図において、ステップ２０は入力ルーチンで
あり、エレベータを制御・管理するための信号を人力す
る。たとえば、かごのボタン信号や乗場のボタン信号を
入力する。

また、かご速度信号■□を検出するために、パルスジェ
ネレータ１１−計数回路１２を経て、マイクロコンピュ
ータ１３の人力１３１からかご速度ＶＴを人力する処理
もここで実施される。

次のステップ２１は速度指令信号ｖＰを発生する演算ル
ーチンであり、加速時には時間対応で速度指令信号■、
を立ち上げ、減速時には着床すべき階床の床までの残距
離に応じて速度指令信号■。

を漸減させる。

次のステップ２２は速度制御演算ルーチンであり、第３
図に示したようにＧＣ（Ｓ）（ＶＰ−ドア）を演算し、
トルク指令値を決定する。

また、ステップ２３はエレベータの外部機器に必要な信
号を出力する。また、ここでステップ２２で演算された
トルク指令を出力ボート１３５を介して電力変換回路１
４に出力する。

ステップ２４は第３図のかご速度推定手段の伝達関数Ｇ
、　（Ｓ）を用いてＧ、（Ｓ）ＶＰを計算して、かご速
度推定信号■アを出力する。

ステップ２５はかご速度■７とかご速度推定信号■、を
用いて現在のかご速度が異常か否か判定する。

ステップ２６はその他演算を実行するルーチンで、エレ
ベータのドアの開閉制御や呼びの登録・キャンセルまた
エレベータの起ｆｈ・停止決定などを行なうルーチンで
ある。

この第４図に示したプログラムは、５０ｍ５ｅｃ周朋つ
まり５Ｑｍｓｅｃに１回だけステップ２０からステップ
２６まで演算されるものとする。また、このプログラム
は第２図のＲＯＭ１３３に格納されている。

第５図は第４図のステップ２４のかご速度推定演算の詳
細フローチャートである。かご速度を推定する方法はい
ろいろ考えられる。精密に求には、 である、この（３）式において、 である。

しかし、かご速度を監視するには、もっと簡略化しても
十分であり、 Ｇ、（Ｓ）　＝　８−”’　　　　　　　　・−・・・
−（４）としてもよい。これは、エレベータシステム全
体に単にむだ時間Ｔ８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Ｇ、　（Ｓ）は次のよ
うに離散時間系の伝達関数 Ｇ、（Ｚ）＝Ｚ−ｋ（ＺはＺ演算子を示す）に変換され
る（これは制御論理の教えるところによって、アナログ
系の伝達関数はＺ変換されて離散時間系の伝達関数とな
る）。

以上述べたことをプログラム化すると第５図となる。こ
の第５図において、ステップ２７はインデックスｉを（
ｋ−１）に初期設定する。

ステップ２８は（ｋ−ｉ）時刻前のかご速度推定信号■
ア箕ｉ）をに−ｉ＋１時刻前のかご速度推定信号Ｖげ（
１＋１）に代入する。

ステップ２９はインデックスｉを「１」だけ減らす。

ステップ３０はｉがｒＯＪ以上ならばステップ２８へ進
み、また、ｉが「０」未満ならば、ステツブ３１へ進む
。

ステップ３１はに時刻前のかご速度推定信号■？（０）
に、現時刻の速度指令信号■、を代入する。

第６図はかご速度推定信号■７”の配列を示す。

これは第２図のＲＡＭ１３４の内部の一部を示す。

第７図は第４図のステップ２５のチェック演算の詳細フ
ローチャートである。この第７図において、ステップ３
２は現時刻のかご速度信号■７が（現時刻のかご速度推
定信号ＶＴ”（ｈ））プラス（一定のバイアス値Ｖ　ａ
ｎ）よりも大か否か判定し、「ＹｅｓＪならばステップ
１３４へ進み、ｒＮｏＪならばステップ３３へ進む。

ステップ３３は現時刻のかご速度信号■１が（現時刻の
かご速度推定信号Ｖｔ”（ｈ）　）マイナス（一定のバ
イアス値ＶＩＩＬ）よりも大か否かを判定し、ｒＹｅｓ
Ｊならばステップ３４へ進み、ｒＮｏＪならばこのルー
チンを終了する。

ステップ３４は非常停止指令フラグｔｉｓＴＯＰをＯＮ
にする。このフラグによって、エレベータに非常停止指
令を出力する（図示しない）。

ステップ３２では、かご速度の異常高速を検出し、ステ
ップ３３ではかご速度の異常低速を検出していて、これ
によって、エレベータに非常停止指令をかける。

第８図はこの発明の第５図ないし第７図を時間対応で示
したものである。この第８図が示しているように、速度
指令信号Ｖ、からかご速度推定信号ｖ７′を算出し、■
、＋に一定のバイアスを加減算して、かご速度の異常高
速と異常低速をチェックしようとするものである。

したがって、かご速度が精度よく推定でき、しかも異常
が発生したときには迅速に異常が検知できる。

なお、上記の実施例では、バイアス値ＶＩＩＬと■、工
は異なる値を選んだが、同一の値を用いてよいのはもち
ろんのことである。

また、いままで述べた実施例では、かご速度推定手段の
伝達関数Ｇ、　（Ｓ）をむだ時間によって近似したが、
もっと精密な次のような近似式を採用してもよい。これ
はむだ時間と一次遅れの直列近似である。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、速度指令信号を入力し
てかご速度推定信号を算出するかご速度推定手段を設け
、実際のかご速度とこのかご速度推定信号とを比較して
かごの速度の異常を検出するようにしたので、従来のよ
うにかご速度の異常が発見できないというような不具合
が解消できる。

また、速度制御装置の故障やモータの焼損やロックある
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
トールしてしまう不具合を未然に、しかも迅速に精度よ
く検出することができる。

さらに、この発明はソフトウ王アで現実することにより
、ハードウェアのコストアップなしに実施できるもので
ある。

【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
基本的構成を示すブロック図、第２図はこの発明のエレ
ベータの安全装置の具体的実施例の構成を示すブロック
図、第３図は同上エレベータの安全装置による伝達関数
による構成図、第４図は同上エレベータの安全装置の動
作の流れを示すフローチャート、第５図は第４図のフロ
ーチャートにおけるステップ２４の詳細を示すフローチ
ャート、第６図は同上エレベータの安全装置におけるか
ご速度推定信号■ア”の配列を示す図、第７図は第４図
のステップ２５の詳細を示すフローチャート、第８図は
第４図〜７図を時間対応で示した図、第９図ないし第１
１図はそのそれぞれ従来のエレベータの安全装置におけ
るかご速度の異常検出方法を説明するための図である。 １・・・速度指令発生手段、２・・・かご速度検出手段
、３・・・速度制御手段、４・・・かご速度推定手段、
５・・・チェック手段、６・・・かご、１０・・・モー
タ、１１・・・パルスジェネレータ、１２・・・計数回
路、１３・・・マイクロコンピュータ、１４・・・電力
変換回路第　２（！１ Ｍ　４　図 第　５１！１ １１１１１！１ ｔ４　　１体し〜シ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 速度指令信号を発生する速度指令発生手段、エレベータ
   のかご速度を表わすかご速度信号を検出する手段、上記
   速度指令信号と上記かご速度信号とによりエレベータの
   かご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速度を推定することによりか
   ご速度推定信号を出力する推定手段、上記かご速度信号
   と上記かご速度推定信号とによりエレベータのかご速度
   の異常を検出するチェック手段を備えてなることを特徴
   とするエレベータの安全装置。