JPS6260352B2 - - Google Patents

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
エレベータの異常速度を速やかに検出し、安全に
運行するに好適なエレベーターの制御装置に関す
る。

エレベーターの制御装置が何等かの原因で故障
した場合、その故障態様によつては速度の異常増
速あるいは減速を生じ、非常に危険であるので、
速やかにこれを検知し、安全に運行しなければな
らない。

このような場合の従来方式について、誘導電動
機を駆動源とする交流エレベーターを例にとつて
述べる。交流エレベーターの速度制御は、逆並列
接続サイリスタを誘導電動機の１次側の２相ある
いは３相に挿入し、このサイリスタの位相制御に
より誘導電動機の１次電圧制御を行なつて駆動ト
ルクを制御する駆動トルク制御要素と、サイリス
タを含む整流回路の出力を誘導電動機に供給し、
このサイリスタの位置制御により誘導電動機の直
流制動トルクを制御する制動トルク制御要素を用
い、エレベーターの起動から着床までの全速度範
囲に亘つて基準速度指令と実速度の偏差に応じ
て、上記誘導電動機の駆動力及び制動力を速度帰
還制御する方法が採用されている。このような制
御方式において、上記トルク制御要素としてのサ
イリスタ等が故障すると、エレベーターは次のよ
うな異常動作をする。

例えば、エレベーターの運転方向が上昇で乗か
ご内の荷重が軽い場合や、運転方向が下降で乗か
ご内の荷重が重い場合に、前記駆動トルク制御側
のサイリスタが非導通で電動機に定格電圧が印加
されないような故障時は、上記乗かご側の重さと
カウンタウエイト側の重さとの差で定まるアンバ
ランストルクでエレベーターは漸次増速する。こ
の速度が前記電動機の同期速度をこえても、電動
機には所定の電圧が印加されていないため回生制
動トルクが発生せず、したがつてエレベーターは
定格速度以上の危険な速度まで増速する。

また、制動トルク制御側のサイリスタが導通の
ままでゲート制御が不可能なダイオードと同様の
動作となる故障の場合は、電動機に過大な直流制
動電流が流れ、大きな制動トルクを発生して、エ
レベーターは急減速し、乗客に異常なシヨツクを
与えることになる。

この他にも、駆動トルクと制動トルクを制御す
るサイリスタの故障の組合せや、これらのサイリ
スタを制御する装置が故障しても、エレベーター
は前記したと同様の異常動作をする。

そこで、このような場合は次のような方法によ
り、故障検出をおこなつていた。

まず、電動機に電圧が印加されないで増速する
故障の場合は、電動機に流れる電流を検出して、
電流が零の場合は直ちに電源遮断し、電磁ブレー
キをかけて停止させている。

しかしながら、駆動トルクと制動トルクを全速
度範囲に亘つて連続的に制御しているため、これ
らのトルクの切替点では必ず電流が零になる期間
が発生する。このため、上記トルクの切替期間は
上記した方法による検出を無視しなければならな
い。

したがつて、これらの期間内に上記故障が発生
した場合は故障検出ができない。

次に、制動トルク制御側のサイリスタが故障し
て急減速するような場合は、制動電流の上限値を
検出し、電流がこの値を越えたならば異常とみな
し、電源を遮断し、電磁ブレーキをかけて停止さ
せる。

この場合、電磁ブレーキトルクは上記故障時の
直流制動トルクよりもかなり小さいので、このよ
うな方法で故障検出し停止させても乗客へのシヨ
ツクは全直流制動で停止したときよりも小さい。

しかしながら、上記方法では電動機のトルク特
性や電流検出器の検出特性のばらつきなどのた
め、上記制動電流の異常を検出するための上限値
を正常制御時の上限値よりもかなり上に設定しな
ければならないので、異常が発生しても上記検出
器は直ちに動作せず、充分な検出ができない。

このように、上記した従来の方法では、トルク
制御要素が故障してエレベーターが異常動作して
も充分な検出ができないという欠点があつた。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなく
し、駆動トルク及び制動トルク制御要素などが故
障しても（特に、端階の減速開始点付近等で異常
が発生した場合）これを直ちに検出して、エレベ
ーターが異常に増速又は減速することがない安全
なエレベーターの制御装置を提供するにある。

本発明は、減速開始点に達する前までの最高速
度を検出装置してこれを記憶しておき、減速開始
後、所定位置にてエレベーターの実速度を検出し
て記憶した最高速度との差を検出し、この速度差
が所定値以下になつたときエレベーター速度の異
常を検出してエレベーターを停止させるものであ
る。

第１図は本発明を適用するエレベーターの速度
制御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を介してシーブ４につるべ状
に吊られている。

シーブ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には三相式の交流
速度発電機８が連結されている。

この交流速度発電機８の出力電圧および周波数
は上記電動機６の回転数に比例するので、この出
力電圧を波形整形回路１３でパルス化してこれを
積算し、エレベーターの走行位置を検出すると同
時に交流速度発電機８は、この出力を整流して直
流に変換し、これと基準速度指令とを比較し、こ
の差に応じて上記電動機６の駆動力および制動力
を制御するためのものである。

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ダイオー
ドの組合で駆動トルク制御要素及び制動トルク制
御要素が構成されており、これらのサイリスタは
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３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、加速時は時間の経過に伴
なつて増大し、減速時は減速位置に応動して減少
する指令とするため、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お
よび内部クロツクを入力として、マイクロコンピ
ユータ１４などによつて作成される。

すなわち、加速指令を得るための時間はマイク
ロコンピユータ１４の内部クロツクを、減速指令
に必要な位置信号は上記波形整形回路１２の位置
信号及び速度発電機８のパルスを数え、内部クロ
ツク及び速度発電機８のパルスの所定数をカウン
トする毎に、あるいは波形整形回路１２が位置信
号を発生する毎に、マイクロコンピユータ１４に
割込みをかけ、後述するマイクロコンピユータ１
４のROM（リードオンリメモリ）に記憶してあ
る速度指令データを読出し、これをＤ／Ａ変換器
でアナログ量に変換して第２図ａの階段状に増大
及び減少する指令とし、さらに平滑回路で平滑し
て第２図ｂに示すような速度指令を作成する。

ここで上記位置信号は、減速パターンの補正に
用いるためのもので、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を介して得られたものである。

マイクロコンピユータ１４は第３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MPUの動作タイミングを決定
するクロツク、特定の時間間隔をMPUに知らせ
るタイマー３３、交流速度発電機８の出力パルス
を入力して、パルスが１個入る毎にカウンタの内
容が１減じ、零になつた後さらに１個パルスが入
ると最大値、例えば16ビツトカウンタならば16進
数のFFFFとなり、またこのカウンタの内容は
MPU２０からはいつでも読み出すことができる
プログラム可能なカウンタ・タイマー要素、略し
てPTM２２、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），２３，２４，２
５、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３０、フイルタ回路３１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３２を
介してPIA２５に入力される。

このような回路構成により、マイクロコンピユ
ータ１４のROM２６に記憶してある異常速度を
チエツクするためのデータとエレベーターの実速
度とを比較して、エレベーターが正常か否かを検
出するものである。

第４図はこの場合のエレベーター速度と異常速
度チエツクパターンの関係を示す図で、曲線イは
エレベーターの速度、ロは異常速度チエツクパタ
ーンの上限、ハは同下限曲線で、エレベーターが
同図のロとハの間で運行するときは正常、ロとハ
からはみ出て運行するときは異常とする。

この場合、エレベーターの全速度範囲に亘つ
て、一定時間間隔毎にタイマー３３によりマイク
ロコンピユータ１４に割込みを発生させて、エレ
ベーターの実速度を検出し、これと第４図の曲線
ロとハに対応するROM２６に記憶しているデー
タとを比較して速度が正常か異常かのチエツクを
おこなう。

上記異常速度チエツクデータは、第４図の曲線
ロの最大値から０までを、第２図ａの減速時の速
度指令の階段数に合わせて適当に配分し、これら
のデータD₀〜Ｄ_oを第５図に示すROM２６のメモ
リマツプのアドレスADDS〜ADDS＋Ｎに格納す
る。

すなわち、D₀〜Ｄ_oは異常速度の上限となり、
D₀はこのデータの最大値である。

異常速度チエツクデータの下限は他のアドレス
に格納してもよいが、メモリ容量を減らす意味か
ら、第４図の曲線ロとハの差ΔＶに相当するデー
タＤ〓を第５図のアドレスADDS＋Ｎ＋１に格納
し、下限速度のチエツク時に上限データとＤ〓の
差をとつて下限データを作成する。

上記速度チエツクデータは、エレベーターの加
速中（第４図のＴ_aの期間）は速度の上限のみを
検出するため、データD₀を読出し、Ｔ_a後は上限
と下限とを検出するため上限データのみならず下
限データを上記した方法で作成し実速度と比較す
る。

なお、エレベーターの減速開始点後は異常速度
チエツクデータをD₀，D₁，D₂……Ｄ_oの順に読出
す必要がある。したがつて、次に読出すデータの
格納されているアドレスを、エレベーターが所定
の位置に達して速度指令が降下する毎に（減速指
令発生用位置の割込み）、第６図に示すRAMのア
ドレスA₁，A₂に一時記憶する。そして、前記し
たタイマー割込みが発生したならば、A₁，A₂の
内容で指定されるアドレスの内容、すなわち今回
の速度チエツクデータを取込み、これとエレベー
ターの実速度とを比較する。

第７図は上記方法を実現するためのROM２６
に書かれた手順書（プログラム）である。

すなわち、電源ON時はマイクロコンピユータ
１４のフラグ、変数類のリセツト、PIA２３，２
４，２５、PTM２２、PAM２７等のリセツトを
おこなうイニシヤライズ処理100、エレベーター
停止中にエレベーターの動きを制御するステツプ
200、エレベーターの運転開始のためのステツプ
300、タイマー割込みか位置の割込みかを判断す
るステツプ400，500、位置の割込みの場合は異常
速度チエツクデータの格納しているアドレスを更
新するステツプ600、タイマー割込みの場合はエ
レベーターの実速度を検出するステツプ700、エ
レベーターの実速度と異常速度チエツクデータと
を比較し、エレベーターの速度が正常か否かを判
断するステツプ800、異常の場合はエレベーター
を停止させるステツプ900、正常の場合はエレベ
ーターが所定の距離走行し、減速して着床点に達
したかを判断し、着床点に達したならば停止処理
200へ、達していない場合は次の割込みを待つス
テツプへ飛ばす処理1000から成つている。

まず、エレベーター停止のステツプ200は、エ
レベーターが停止したとき、運転に用いたレジス
タ及びフラグ類のリセツトを行ない、次の運転に
備える処理からなつている。

エレベーター運転開始のステツプ300は、エレ
ベーター制御装置１９から運転開始信号が発生さ
れたとき、PIM２２のカウンタに最大値FFFFを
セツトし、ROM２６に格納されている異常速度
チエツクデータの先頭アドレスADDSを第６図の
RAMのアドレスA₁，A₂に格納する処理などであ
る。

異常速度チエツクデータが格納されているアド
レスを更新する処理600は、上記の如く減速指令
発生に必要な位置信号が発生する毎に、第５図に
示す異常速度チエツクデータが格納されているア
ドレスADDS，ADDS＋１，……，ADDS＋Ｎを
第６図に示すRAMのアドレスA₁，A₂に順次格納
する処理である。

エレベーターの実速度を検出する処理700は、
タイマー３３の割込信号発生間隔をＴとすると、
第６図のRAMのアドレスA₃に記憶してあるＴ時
間前のPTM２２のカウンタの内容と今回のPTM
２２のカウンタの内容との差を求め、これを
RAMのアドレスA₄に格納し、今回のPTM２２の
カウンタの内容をアドレスA₃に格納する処理で
ある。

ここで求めたＴ時間前のPTMのカウンタの内
容と今回のPTMのカウンタの内容との差は、Ｔ
時間に走行したエレベーターの移動距離であるの
で、これは速度のデイメンジヨンをもつことにな
り、これをエレベーターの実速度とする。

したがつて、第５図の異常速度チエツクデータ
は上記した方法によつて検出した速度と同じデイ
メンジヨンにしなければならないことは言うまで
もない。

第８図にエレベーターの速度と異常速度チエツ
クデータとを比較し、エレベーターの速度が正常
か否かを判定する処理800を示す。

第８図において、エレベーターの起動からＴ_a
時間経過したか又は減速開始後かをステツプ
801，802で判断し、起動後Ｔ_a時間以内で末だ減
速開始点に達していないときは、第６図のRAM
のアドレスA₁，A₂の内容で示されるアドレスの
内容、すなわち第５図のアドレスADDSの内容D₀
を取込む（ステツプ803）。

このデータD₀はエレベーター速度の上限値を
チエツクするためのもので、第４図の曲線ロの最
大値に相当し、これはエレベーターの定格速度と
機械的にエレベーターの異常速度の上限を検出す
るための速度調速機が動作する速度との間の任意
の値に設定する。

次に、ステツプ700で検出し、RAMに一時記憶
してあるエレベーターの実速度Ｄ_V（第６図のア
ドレスA₄の内容）とD₀とをステツプ805で比較
し、エレベーター速度が異常速度チエツクデータ
の上限値よりも大きな場合はエレベーターを停止
させるステツプ900で直ちにエレベーターを停止
させる。

エレベーター速度が異常でない場合は次のステ
ツプ1000へ進む。

エレベーターが走行し、起動からＴ_a時間後か
あるいは減速開始点後の場合はエレベーター速度
の上限のチエツクのみならず下限のチエツクも行
なう。

まず、RAM２７のアドレスA₁，A₂（第６図の
メモリマツプを参照）に記憶している次に取込む
べき異常速度チエツクデータが格納されているア
ドレスADDS＋ｎの内容、すなわち第５図のデー
タＤ_oを取込み（ステツプ806）、さらにすでに検
出してあるエレベーター速度Ｄ_Vをステツプ807で
取込み、この両者をステツプ808で比較し、速度
が異常速度の上限か否かをチエツクする。

そして、速度が異常速度チエツクデータの上限
よりも大きいならばエレベーターを停止させ、上
限を越えていない場合は、次のステツプで速度の
下限をチエツクする。

ステツプ809では、先に取込んだ異常速度チエ
ツクデータの上限Ｄ_oから第５図に示すROM２６
のアドレスADDS＋Ｎ＋１に格納されている一定
のデータＤ〓を差し引いて、異常速度チエツクデ
ータの下限値Ｄ_U＝Ｄ_o−Ｄ〓を作成する。そし
て、これとエレベーター速度Ｄ_Vとを比較し、速
度Ｄ_Vが異常速度チエツクデータの下限値Ｄ_U以下
の場合は、直ちに電源を遮断し、電磁ブレーキを
かけてエレベーターを停止させ（ステツプ900）、
Ｄ_V＞Ｄ_Uの場合は、エレベーターは正常に運行し
ているので、次のステツプ1000へ進み、エレベー
ターが着床位置に達したかを判断する。エレベー
ターが着床位置に達した場合はエレベーターを停
止させ、着床位置に達していない場合は次のタイ
マー割込みが発生するのを待つループに入り、次
のタイマー割込が発生すると上記と同様の方法で
エレベーター速度のチエツクを行うものである。

なお、上記した例では起動後一定時間内は速度
の上限のみをチエツクするようにしたが、全速度
範囲にわたつて、上限のみならず下限もチエツク
する必要がある場合は、次のような方法によつて
行う。すなわち、第９図に示すように、エレベー
ターの速度曲線イよりもΔV₀だけ大きい速度の
上限チエツク用パターンロと、ΔＶ_Uだけ小さい
下限速度チエツクパターンハを求め、これらのパ
ターンより上限および下限速度チエツクデータを
作成し、これをROMに記憶する。

そして、加速期間中の上記データは一定時間々
隔毎に、又は加速指令発生に同期して更新し、減
速中のデータは減速指令発生に同期して更新し、
これらのデータとエレベーターの実速度とを比較
してエレベーターの速度をチエツクする。

このように、上記例によれば、エレベーターの
速度が正常か否かをチエツクするためのデータを
ROMに記憶しておき、これとエレベーターの実
際の速度とを比較して、エレベーター速度の上限
と下限をチエツクするようにしたので、エレベー
ターのトルク制御装置などが故障した場合に、こ
れを速やかに検出し、直ちに電磁ブレーキにより
エレベーターを停止させることができ、安全性の
高いエレベーター制御装置を得ることができると
いう効果がある。

なお、上記した異常速度チエツクデータをエレ
ベーター実速度に非常に接近させて設定すると、
エレベーター制御装置や電動機特性のばらつき、
減速開始点検出装置の検出特性などのばらつきな
どにより、エレベーター実速度曲線も多少変化す
るので、上記した異常速度チエツクデータはある
程度余裕をもつた値に設定しなければならない。

この場合、上記異常速度チエツクデータをあま
り余裕をもつて設定すると、最上階又は最下階の
減速開始点付近で異常が発生した場合、検出ポイ
ントが遅れることになり、再起動可能な位置に余
裕をもつて停止させることができないことが考え
られる。

そこで、本発明の構成を採ることより所定の範
囲内に停止させることができる。

すなわち、エレベーターがある位置に達しても
所定の速度まで減速していないときは電磁ブレー
キをかけて停止させるようにすればよい。このと
きの速度をチエツクする位置は、この位置で電磁
ブレーキをかけてエレベーターを停止させても、
エレベーターが自動的に起動してドアオープンゾ
ーン内に着床することができる位置でなければな
らない。

第１０図はこの場合のエレベーター速度と速度
指令の関係で、第１１図は上記方法を実行するた
めのフローチヤートである。

第１０図において、ａはエレベーターの速度曲
線、ｂは速度指令、Ｐは減速開始点、Ｒは停止
点、Ｑはこの点でエレベーターの速度が正常かど
うかをチエツクする位置である。

マイクロコンピユータ１４により、これまでの
最高速度Ｖ_Mを計測して、これをRAMに記憶し、
エレベーターがＱ点に達したときこの位置におけ
るエレベーター実速度Ｖと先に検出した最高速
度Ｖ_Mとを比較し、両者の差がある値以下のとき
は異常とみなし電磁ブレーキをかける。

エレベーターの最高速度の検出は、第７図のス
テツプ700で、Ｔ時間前の速度と今回の速度との
電差をとり、この差が０になつたときの今回の速
度を最高速度Ｄ_M（Ｖ_Mに相当）とし、RAM２７
に記憶する。

また、正常運転時のＱ点の速度は、上記方法に
より計測した最高速度以下の速度まで減速してい
るので、減速開始点からＱ点通過時までに速度が
減少する量Ｄ〓を設定し、これをROM２６に格
納する。

第１０図において、エレベーターが減速しＱ点
に達したかどうかの判断をステツプ1101でおこな
う。この判断は、例えば先に述べた第６図の
RAMのメモリA₁，A₂に記憶してある異常速度チ
エツクデータが格納されているアドレスがどこま
で更新されたかをチエツクし、A₁，A₂の内容が
Ｑ点に対応するアドレスまで更新されたときをも
つてＱ点の位置とする。

そして、上記した方法により、すでに検出して
ある最高速度データＤ_Mと、この位置におけるエ
レベーターの実速度データＤ_V（第１０図のＶ
に相当）とをとり込み、これらの差Ｄ_M−Ｄ_Vが
ROM２７に格納されている許容差Ｄ〓とを比較
して、Ｄ_M−Ｄ_VＤ〓ならばエレベーターは正常
に減速しており、Ｄ_M−Ｄ_V＜Ｄ〓ならば所要の速
度まで減速していないので異常とみなし、停止処
理900でエレベーターを停止させる。

この方法によれば、再起動が可能な位置に停止
させることができるので、通常の異常速度チエツ
クデータが広くとれ、電動機や、エレベーター制
御装置特性、減速開始点検出装置の検出特性など
がばらついても、安定した異常速度のチエツクが
できるという効果がある。

このように、本発明によれば、減速開始後、エ
レベーターの実速度と予め記憶した最高速度との
速度差を検出して、エレベーターの速度が正常か
否かをチエツクするようにしたので、特に端階の
減速開始点付近等で異常が発生した場合に速やか
にこれを検出してエレベーターを停止させること
ができ、安全性の高いエレベーターの制御装置を
得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は動作原理を説明する概略図、第２図は
エレベーターの速度指令特性図、第３図はマイク
ロコンピユータの概略図、第４図はエレベーター
の速度と異常速度チエツクパターン及び速度指令
との関係を示す特性図、第５図はROMのメモリ
マツプ図、第６図はRAMのメモリマツプ図、第
７図、第８図はエレベーターの異常速度を検出す
るためフロートチヤート図、第９図は、エレベー
ター速度と速度指令との関係を示す特性図、第１
０図は、本発明にかかるエレベーターの速度と速
度指令との関係を示す特性図、第１１図は本発明
の実施例を実行するためのフローチヤートであ
る。 １……エレベーターのかご、６……エレベータ
ー駆動用交流電動機、８……速度発電機、１０，
１１……位置検出器、１２，１３……波形整形回
路、１４……マイクロコンピユータ、１５……移
相器、１６……サイリスタ制御装置、１８……速
度指令、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
（MPU）、２３，２４，２５……局辺入出力装置
（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、３
０……Ｄ／Ａ変換器、３１……フイルタ、２２…
…プログラマブルタイマユニツト（PTM）、３３
……タイマー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エレベータ−の速度を検出する速度検出装置
   と、減速開始点に達する前までの最高速度を検出
   し、これを記憶する記憶装置と、減速開始後の所
   定位置を検出する位置検出装置と、この位置検出
   装置動作時に、前記速度検出装置の出力と前記記
   憶装置に記憶されている最高速度との差を検出す
   る速度検出差装置装置と、この速度差検出装置装
   置の出力が所定値以下になつたとき、上記エレベ
   ーターを停止させる信号を発生する停止信号発生
   装置とを備えて成るエレベーターの制御装置。