KR0167184B1 - 엘리베이터 속도지령 방법 및 장치 - Google Patents

엘리베이터 속도지령 방법 및 장치 Download PDF

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KR0167184B1 KR1019950034097A KR19950034097A KR0167184B1 KR 0167184 B1 KR0167184 B1 KR 0167184B1 KR 1019950034097 A KR1019950034097 A KR 1019950034097A KR 19950034097 A KR19950034097 A KR 19950034097A KR 0167184 B1 KR0167184 B1 KR 0167184B1
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Abstract

본 발명은 엘리베이터 속도지령 방법 및 장치에 관한 것으로, 이는 엘리베이터 카의 속도지령을 가속단계에서 부터 감속단계까지 전 구간에 걸쳐 카의 이상적인 속도지령을 계획하고 이를 적분하여 얻은 이상적인 카의 위치 프로파일을 추종해 가도록 매 제어주기 마다 카의 위치를 궤환제어하고 카가 이상적인 속도지령을 추종하도록 한 것이다.
이와 같은 본 발명은 운전시퀀스 관리장치로 부터의 현재 등록된 부름들중 우선순위에 따른 운전지령 발생시 설정된 가속도 패턴으로 부터의 가가속도와 응답시간을 정하여 엘리베이터를 가동하는 과정과; 상기 정해진 가가속도와 응답시간을 가지고 각 구간별 기준속도 프로파일을 연산하는 과정과; 상기 연산된 각 구간별 기준속도 프로파일을 적분하여 카의 기준위치 프로파일을 연산하는 과정과; 상기 각 구간별마다 연산된 기준위치 프로파일과 현재의 카 위치값을 가지고 속도지령값을 연산하여 엘리베이터의 카를 추종 운전시키는 과정으로 이루어짐으로써 달성된다.

Description

엘리베이터 속도지령 방법 및 장치
제1도는 일반적인 엘리베이터의 속도지령 발생시 사용하는 통상의 가속도 패턴도.
제2도는 종래 엘리베이터 속도지령 제어장치의 구성도.
제3도는 종래 엘리베이터의 속도지령에 대한 신호흐름도.
제4도는 본 발명의 엘리베이터 속도지령 제어장치의 구성도.
제5도는 제4도에 따른 승차감 및 착상오차를 고려한 속도 및 위치 프로파일을 보인 그래프도.
제6도는 제4도에 따른 정격속도에서 엘리베이터에 대한 프로파일 결과도로서, (a)는 엘리베이터 위치 프로파일이고, (b)는 엘리베이터 가속도 프로파일이다.
제7도는 본 발명 승차감 및 착상오차를 고려한 엘리베이터 속도지령방법의 제 1 실시예 신호흐름도.
제8도는 본 발명 탑승객 유무를 고려한 엘리베이터 속도지령방법의 제 2 실시예 신호흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
104 : 카위치검출부 105 : 엘리베이터 카
106 : 구동장치 107 : 균형추
109 : 카부름단추 110 : 홀부름단추
200 : 운전시퀀스 관리장치 201 : 속도지령 발생부
201a : 가산기 201b : 비례제어부
202 : 전력증폭부
본 발명은 엘리베이터 속도지령에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 엘리베이터의 카(CAR)에 승객의 탑승 유무 및 긴급상황 발생시에 그에 따른 해당 속도지령을 각각 발생시켜 승강장의 승객대기 시간을 줄이고, 또한 카의 승차감 향상은 물론 서비스시간과 착상오차를 최소화하도록 하는 엘리베이터의 속도지령 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 엘리베이터에서는 승객이나 화물을 싣는 카를 위아래로 이동시키기 위하여 건물 내 승강로 상에서 균형추와 로프로 연결하고 로프를 직류 전동기나 유도 전동기, 리니어 전동기로 순방향이나 역방향으로 회전시키거나 유압 기구로 카를 직접 이동시키는 방법을 사용한다.
그런데, 이와 같은 엘리베이터의 제어에서 매우 중요한 것 중의 하나가 카의 속도지령을 적절히 내림으로서 좋은 승차감을 유지하면서 시스템의 효율을 높이고 착상오차를 최소화하는 것이다.
즉, 엘리베이터를 탑승한 승객의 승차감을 좋게 하고 승강장에 대기하고 있는 승객의 대기시간을 초소로 하면서 제어하는 것이 통상의 방법이다.
승차감과 대기시간을 줄이는 일은 트레이드 오프(TRADE OFF)관계에 있으므로 대기시간을 줄이기 위해 빠른 속도 프로파일을 발생하면 승차감이 나빠지고 또한 승차감을 너무 고려하다 보면 빠른 속도를 내어 엘리베이터를 제어할 수 없는 것이 현실이다.
이와 같은 종래의 엘리베이터의 속도지령 제어장치는 첨부된 도면 제2도에 도시된 바와 같이, 승객의 탑승과 짐을 실을 수 있는 엘리베이터의 카(105)와; 상기 카(105)와 로프(108)로 연결되어 카(105)의 균형을 잡아주고 전력소모를 줄여주기 위한 균형추(107)와; 상기 균형추(107)와 카(105)를 연결하는 로프(108)를 지지하여 카(105)를 상,하로 이동시키는 도르래, 전동기를 포함하는 구동장치(106)와; 상기 구동장치(106)의 전동기를 통해 카(105)의 현재 위치를 측정하는 카위치 검출부(104)와; 상기 카(105) 내부 및 승강장의 홀에 취부되어 승객들의 부름을 입력받는 카부름단추(109) 및 홀부름단추(110)와; 상기 카부름단추(109) 및 홀부름단추(110)를 통해 등록된 카부름 및 홀부름 데이터를 통신라인(111)(112)을 통해 입력받아 승객부름이 하나 이상 발생할 경우 서비스 우선순위를 결정하고 안전계통을 종합적으로 감시제어하는 운전시퀀스 관리장치(100)와; 상기 운전시퀀스 관리장치(100)로 부터의 우선순위가 가장 높은 승객부름이 있는 층에 카(105)를 정확하고 안락하게 도착하도록 가속구간에서는 개-루프(open loop)에 의한 위치제어를 행하고 감속구간에서는 상기 카위치 검출부(104)에서 검출한 카의 위치값(P(KT))을 가지고 폐-루프(close loop)에 의한 궤환 위치 제어를 하여 가산기(101a)를 통해 속도지령값(V(KT))을 발생하는 속도지령 발생부(101); 상기 속도지령 발생부(101)로 부터 발생된 속도지령값(V(KT))을 충분한 크기로 전력 증폭하여 구동장치(106)의 전동기를 통해 카(105)를 제어하는 전력증폭부(102)로 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 종래 엘리베이터 속도지령 제어장치를 제1도 및 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 홀에서 대기중인 승객이나 카(105)에 탑승한 승객들이 홀부름단추(110) 및 카부름단추(109)를 눌러 카(105)를 부르게 되면 이 홀부름데이터 및 카부름 데이터는 두 통신라인(111)(112)을 통해 운전시퀀스 관리장치(100)에 등록된다.
상기 운전시퀀스 관리장치(100)는 상기 카부름단추(109) 및 홀부름단추(110)를 통해 현재 등록된 부름들 중 우선순위를 검색하여 우선순위가 가장 높은 것부터 서비스하도록 속도지령 발생부(101)로 현재 엘리베이터의 속도지령을 내려 엘리베이터를 기동하게 된다(ST1).
상기 속도지령 발생부(101)는 운전시퀀스 관리장치(100)로부터 입력되는 우선순위와 현재의 엘리베이터 속도지령상태를 검사하고(ST2) 현재 엘리베이터 카(105)의 속도지령 상태가 가속 또는 감속구간인가를 검색하게 된다(ST3).
상기 검색한 결과 현재 엘리베이터 카(105)의 속도지령상태가 가속 또는 감속구간이면 그 가속 및 감속에 대한 제어명령에 따라 제1도와 같은 통상의 가속도 패턴을 이용하여 하기의 식(1)을 통해 속도지령값(V(KT))을 구하고(ST4)(ST5) 이를 전력증폭부(102)에 공급하게 된다.
즉, 상기 속도지령 발생부(101)는 하기의 식(1)과 같이, 가속구간과 등속구간에서는 현재 카(105)의 위치와 속도에 관계없이 경과시간에 따라 증대하는 시간베이스 속도 패턴대로 속도지령을 내리는 개-루프에 의한 위치제어를 하고, 감속구간에서는 착상오차를 줄이기 위해 카위치 검출부(104)에서 측정한 현재 카(105)의 위치값(P(KT))에서부터 착상위치까지 남은 거리에 따라 속도지령을 내리는 폐-루프에 의한 궤환 위치제어를 하게 된다.
V(KT) = V가속( KT) = α1× (KT)
여기서, α1=최대 가속값, K = 가속 및 등속구간, K∈{0, 1, 2, ···}
V(KT) = V감속(KT) = 2α2× (desk - p(KT)) ---- (식1).
상기에서 α2는 최대 감속값이고, k는 감속구간이고, T는 제어주기이며, P(KT)는 현재 카(105)의 위치이다.
즉, 다시 말해서 제1도에서와 같이, 통상의 가속도 패턴에서, 가속 전반구간(I1), 등가속구간(I2), 가속후반구간(I3)을 포함하는 가속구간과 등속구간(I4)에서는 현재 카(105)의 위치와 속도에 관계없이 경과시간에 따라 증대하는 시간베이스 속도 패턴대로 속도지령값(V(KT))을 내려 이를 전력증폭부(102)에 제공하게 되고, 감속전반구간(I5), 등감속구간(I6), 감속후반구간(I7)을 포함하는 감속구간에서는 착상오차를 줄이기 위해 현재 카(105)의 위치에서부터 착상위치까지 남은 거리에 따라 속도지령값(V(KT))을 출력하게 된다.
또한, 상기 식에서 알수 있듯이, 승강부름 및 홀부름에 상관없이 가속전반구간(I1) 동안 경과되는 시간(주기; T1)을 일정한 값으로 고정시켜 속도지령값(V(KT))을 발생하여 전력증폭부(102)에 공급하게 된다.
그런데, 상기 속도지령 발생부(101)로부터 제1도에서와 같이, 매 주기(T1 내지 T7)마다 출력되는 전기적신호는 전력이 매우 낮아 그대로는 구동장치(106)의 전동기나 유압장치를 직접 구동할 수 없으므로 전동기나 유압장치에 맞도록 상기 속도지령 발생부(101)에서 발생된 속도지령값(V(KT))을 상기 전력증폭부(102)를 통하여 충분한 크기로 전력증폭하여 구동장치(106)의 전동기 또는 유압장치로 전달하게 된다.
상기 구동장치(106)의 전동기 또는 유압장치는 전력증폭부(102)에서 제공되는 속도지령값에 의해 구동하여 로프(108)에 의해 균형추(107)와 연결된 카(105)를 목적지로 이동시키고 목적지에 도착하면(ST6) 엘리베이터의 기동을 중지하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래 엘리베이터 속도지령 제어장치에서의 속도지령은 상기 식(1)과 같이, 크게 가속구간과 등속구간에서는 현재 카의 위치와 속도에 관계없이 경과시간에 따라 증대하는 시간베이스 속도 패턴대로 속도지령을 내리는 개-루프에 의한 위치제어를 하고, 감속구간에서는 착상오차를 줄이기 위해 현재 카의 위치부터 착상위치까지 남은 거리에 따라 속도지령을 내리는 폐-루프에 의한 궤환 위치제어를 하게 된다.
따라서, 가속 또는 등속도 구간에서 감속구간으로 이행될 때 시스템이 크게 바뀌게 되므로 전력증폭부의 속도 및 토크 이득(gain)이 틀리게 되어 순간적으로 진동이나 쇼크가 발생함은 물론 순간적으로 큰 속도차가 발생할 수 있어 승차감이 나빠지고, 또한 카를 제어하는 전동기 제어기의 출력이 충분히 크고 오차가 없는 이상적인 경우를 제외하고는 가속 및 등속도 구간에서 시간베이스 속도패턴을 카가 따라가지 못하므로 이때 누적된 위치오차를 보정하기 위해서는 서비스 시간을 충분히 연장하거나 승차감과 착상오차를 고려하지 않고 무리한 감속을 시도해야 하는 문제점이 있다.
또한, 상기 속도지령 발생부에서, 카에 탑승한 승객의 유무에 관계없이 가속전반구간(I1) 동안 경과되는 제어주기(시간; T1)를 일정한 값으로 고정함으로 인하여 승차감은 어느정도 향상되나 엘리베이터 카에 승객이 탑승하지 않은 경우 또는 기타 위급상황이 발생시 보다 빠른 속도 프로파일을 발생시켜 승강장에 있는 승객의 서비스 요구를 신속하게 처리할 수 있음에도 불구하고 가속전반구간 동안 경과되는 시간을 일정한 값으로 제약함으로 인하여 비효율적인 속도지령을 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 엘리베이터 카의 속도지령을 가속단계에서부터 감속단계까지 전 구간에 걸쳐 카의 이상적인 속도지령을 계획하고 이를 적분하여 얻은 이상적인 카의 위치 프로파일을 추종해 가도록 매 제어주기 마다 카의 위치를 궤환 제어하고 카가 이상적인 속도지령을 추종하도록 하여 최대한의 승차감을 유지하도록 하는 엘리베이터 속도지령 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 전술한 바와 같이, 궤환 위치제어를 통해 엘리베이터 카가 이상적인 속도지령을 추종하도록 하여 서비스 시간 및 착상오차를 최소화 하도록 하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 엘리베이터의 카에 승객이 탑승한 경우와 탑승하지 않은 경우를 나누어 서로 다른 속도지령을 발생시켜 승객이 탑승한 경우에는 승차감을, 탑승하지 않은 경우에는 승객 대기시간을 고려하여 운행하도록 하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 승차감이 어느정도 무시되어질 수 있는 환경(화재, 소방운전등과 같은 긴급상황)에서 카내의 승객이 탑승한 경우라도 가속구간(가속전반구간) 동안 경과되는 시간을 연장시켜 보다 빠른 시간에 승객을 대피시키도록 속도지령 프로파일을 발생시키는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 엘리베이터 속도지령 방법은 운전시퀀스 관리장치로 부터의 현재 등록된 부름들중 우선순위에 따른 운전지령 발생시 설정된 가속도 패턴으로부터의 가가속도와 응답시간을 정하여 엘리베이터를 기동하는 과정과; 상기 정해진 가가속도와 응답시간을 가지고 각 구간별 기준속도 프로파일을 연산하는 과정과; 상기 연산된 각 구간별 기준속도 프로파일을 적분하여 카의 기준위치 프로파일을 연산하는 과정과; 상기 각 구간별마다 연산된 기준위치 프로파일과 현재의 카 위치값을 가지고 속도지령값을 연산하여 엘리베이터의 카를 추종 운전시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기에서, 엘리베이터의 카를 기동시키는 과정은 승강장 및 카내의 부름여부를 검색하는 제 1 단계와; 상기 검색한 결과 승강장의 유무에 관계없이 카내의 부름이 있으면 상기에서 구한 가가속도 구간의 기준속도 프로파일 값으로 설정된 시간 동안 승강장 부름 서비스를 행하는 제 2 단계와; 상기 제 1 단계에서 검색한 결과 승강장 부름의 유무에 관계없이 카내의 부름만 없으면 승차감을 고려치 않은 상기 제 2 단계의 가가속구간의 설정시간을 가변시켜 기준속도 프로파일로 승강장 부름 서비스를 행하는 제 3 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 엘리베이터 속도지령 장치는 승강장 부름 또는 카부름의 유무를 판단하여 엘리베이터 카에 지령할 속도 패턴을 결정하고 현재 등록된 부름들중 우선순위를 결정하여 속도패턴을 발생하는 운전시퀀스 관리장치와; 상기 운전시퀀스 관리장치로 부터의 현재 등록된 부름들중 우선순위 및 승강장 또는 카부름의 유무에 따른 속도패턴 발생시 엘리베이터 카의 각 구간별로 설정된 가속도 패턴으로부터의 가가속도와 응답시간을 정하여 각 구간별 기준속도 프로파일을 구하고 이를 적분하여 얻어진 기준위치 프로파일과 카위치 검출수단으로부터 검출된 현대 엘리베이터 카의 위치값의 차에 비례하는 속도지령을 구하여 발생하는 속도지령발생수단과; 상기 속도지령발생수단에서 발생된 속도지령값을 충분한 크기의 전력으로 증폭하여 엘리베이터의 카가 기준 속도 프로파일을 추종하도록 운전하는 전력증폭수단을 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4도는 본 발명 엘리베이터 속도지령 제어장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이, 홀부름단추(110) 및 카부름단추(109)에 의한 승강장 부름 또는 카부름의 유무를 판단하여 엘리베이터 카에 지령할 속도 패턴을 결정하고 현재 등록된 부름들중 우선순위를 결정하여 속도패턴을 발생하는 운전시퀀스 관리장치(200)와; 상기 운전시퀀스 관리장치(200)로 부터의 현재 등록된 부름들중 우선순위 및 상기 승강장 또는 카부름의 유무에 따른 속도패턴 발생시 설정된 가속도 패턴으로부터의 가가속도(J)와 응답시간(K1T)을 정하여 각 구간별 기준속도 프로파일을 구하고 그 각 구간별 기준속도 프로파일을 적분하여 얻어진 카(105)의 기준위치 프로파일과 현재의 카위치검출부(104)로부터 검출된 카(105)의 위치값을 가지고 속도지령값을 구하는 속도지령 발생부(201)와; 상기 속도지령 발생부(201)에서 발생된 각 구간별 속도지령값을 충분한 크기로 증폭하여 엘리베이터의 카(105)가 기준속도 프로파일을 추종하도록 도르래, 전동기를 포함하는 구동장치(106)를 운전하는 전력증폭부(202)로 구성한 것으로, 도면중 종래의 기술과 동일 부분에 대하여는 동일부호를 부여한다.
상기에서 속도지령 발생부(201)는 상기 운전시퀀스 관리장치(200)의 제어명령에 따라 입력되는 기준위치 프로파일(P(kT))과 상기 위치검출부(104)에서 입력되는 현재 카(105)의 위치값(P(kT))을 가산하여 각 구간별마다 위치오차를 구하는 가산기(201a)와; 상기 가산기(201a)에서 구해진 위치오차를 비례제어하여 속도지령값을 발생하는 비례제어부(201b)로 구성한다.
그리고, 제7도는 본 발명 승차감 및 착상오차를 고려한 엘리베이터 속도지령방법의 제 1 실시예 신호흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이, 홀부름 또는 카부름을 등록하는 과정(ST100)과; 상기 등록된 부름의 우선순위를 정하여 속도지령 발생부(201)에 속도지령을 내리는 과정(ST101)과; 상기 속도지령 발생시 승차감을 고려한 가속도 패턴으로부터의 가가속도(J)와 응답시간(K1T)을 정하고 엘리베이터를 기동하는 과정(ST102)(ST103)과; 상기 정해진 가가속도와 응답시간을 가지고 각 구간별 기준속도 프로파일(V1(kT) - V7(kT))을 연산하는 과정(ST104)과; 상기 연산된 각 구간별 기준속도 프로파일을 적분하여 카(105)의 기준위치 프로파일(P(kT))을 연산하는 과정(ST105)과; 상기 각 구간별마다 연산된 기준위치 프로파일과 현재 카(105)의 위치값(P(kT))을 가지고 속도지령(V(kT))을 연산하여 엘리베이터의 카(105)를 추종 운전시키는 과정(ST106)과; 상기 속도지령값에 따른 엘리베이터 카(105)가 목적지에 도달하였는가를 검색하여 미달 시에는 상기 과정(ST103) 이후의 과정을 반복하고 도착이면 엘리베이터 기동을 중지시키는 과정(ST107)으로 이루어진다.
상기에서 엘리베이터의 카를 기동시키는 과정(ST103)은 제8도에 도시한 바와 같이, 자동운전 모드상태에서(ST10) 승강장 및 카내의 부름여부를 검색하는 단계(ST11 - ST13)와; 상기 검색한 결과 승강장 부름의 유무에 관계없이 카내의 부름이 있으면 상기 과정(ST104)에서 구한 가가속도(J) 구간(I1)의 기준속도 프로파일 값으로 설정된 시간(T1)동안 승강장 부름 서비스를 행하는 단계(ST14)(ST15)와; 상기 단계(ST11∼ST13)에서 검색한 결과 승강장 부름의 유무에 관계없이 카내의 부름이 없으면 승차감을 고려치 않은 상기 단계의 가가속구간(I1) 설정시간(T1)을 가변시켜 기준속도 프로파일로 승강장 부름 서비스를 행하는 단계(ST16)(ST17)와; 엘리베이터 기동시 화재 및 소방모드를 세팅하는 단계(ST18)와; 상기 화재 및 소방모드 세팅시 승차감을 고려치 않은 상기 단계의 가가속구간(I1)의 설정시간(T1)을 가변시켜 기준속도 프로파일로 부름을 서비스하는 단계(ST19)로 이루어진다.
이와 같이, 이루어진 본 발명의 작용 효과를 제4도 내지 제8도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제7도를 통해 승차감과 착상오차를 줄이기 위한 제1실시 예부터 설명하면, 홀에서 대기중인 승객이나 카(105)에 탑승한 승객들이 홀부름단추(110) 및 카부름단추(109)를 눌러 카(105)를 부르게 되면 이 홀부름데이터 및 카부름 데이터는 두 통신라인(111)(112)을 통해 운전시퀀스 관리장치(200)에 등록된다(ST100).
상기 운전시퀀스 관리장치(200)는 상기 카부름단추(109) 및 홀부름단추(110)를 통해 현재 등록된 부름들 중 우선순위를 정한 후 우선순위가 가장 높은 것부터 서비스하도록 속도지령 발생부(201)에 속도지령을 내리게 된다(ST101).
그리고, 상기 속도지령 발생부(201)는 운전시퀀스 관리장치(200)로부터 입력되는 속도지령에 따라 승차감을 고려한 가가속도(J)와 응답시간(K1T)을 정하게 된다(ST102).
이와 같이 승차감을 고려하여 가가속도(J)와 응답시간(K1T)을 정한 후에 상기 속도지령 발생부(201)는 엘리베이터 카(105)를 기동하게 된다(ST103).
이후 엘리베이터 카(105)가 기동을 시작하게 되면 상기 속도지령 발생부(201)는 상기에서 정해진 가가속도(J)와 응답시간(K1T)을 가지고 각 구간별, 즉 제1도의 통상의 가속도 패턴에서 가속전반구간(I1), 등가속구간(I2), 가속후반구간(I3)을 포함하는 가속구간과 등속구간(I4), 감속전반구간(I5), 등감속구간(I6), 감속후반구간(I7)을 포함하는 감속구간의 기준속도 프로파일 V1(kT) - V7(kT)을 하기의 식(3)을 통해 구하게 된다(ST104).
V1(kT) = J/2 (kT)2
V2(kT) = J(k1T)(kT) + V1(k1T)
V3(kT) = -j/2 (kT)2+ J(k1T)(kT) + V2(k2T)
V4(kT) = J(k1T)2+ J(k1T)(k2T)
V5(kT) = -J/2 (kT)2+ V4(0)
V6(kT) = J(k1T)(kT) + J/2 (k1T)2+ J(k1T)(k2T)
V7(kT) = J/2 (kT)2- J(k1T)(kT) + J/2 (k1T)2, -----(식 2)
상기 조건에서, J = 가가속도, T = 제어주기(10ms), k1T = 응답시간, V4(0) = 등속구간(I4)에서의 정격속도이다.
이와 같이 상기 식(2)에 의해 각 구간별(I1 - I7) 기준속도 프로파일(V1(kT)) 내지 (V7(kT))이 구해지면 이를 적분하여 엘리베이터 카(105)의 기준위치 프로파일 P(kT)을 하기의 식(3)을 통해 구하게 된다(ST105).
P(kT)=∫Vi·dt,i=1,2,3···7,------(식3)
상기 식(3)을 통해 엘리베이터 카(105)의 기준위치 프로파일(P(kT))이 구해지면 매 제어주기(T)마다 현재 엘리베이터 카(105)의 위치(P(kT))를 카위치감지부(104)로부터 읽어들여 기준위치 프로파일(P(kT))을 가산기(201a)를 통해 가산하여 위치오차를 구하고, 그 위치오차에 비례하는 속도지령 V(kT)을 하기 식(4)와 같이 비례제어부(201b)를 통해 계산하여 전격증폭부(202)에 공급하게 된다(ST106).
속도지령 V(kT) = KP·(P(kT) - P(kT)), KP= 비례이득, - - -(식4)
상기 전력증폭부(202)는 속도지령 발생부(201)의 비례이득부(201b)로 공급된 속도지령(V(kT))을 충분한 크기로 전력증폭하여 도르래, 전동기를 포함하는 구동장치(106) 또는 유압장치를 구동시켜 엘리베이터 카(105)를 목적지로 이동시키게 된다.
이후 엘리베이터 카(105)가 목적지에 도달하였는가를 운전시퀀스 관리장치(100)로부터 검색하여(ST107) 목적지에 도달하지 않았으면 상기 단계(ST103) 이후의 과정을 반복 수행하고 목적지에 도달하였으면 엘리베이터의 운행을 정지시키게 된다.
일실시예로, 속도가 120m/min인 엘리베이터의 속도제어를 가가속도가(J = 0,5m/sec3)이고 응답시간이 k1T = 1sec가 되게 궤환위치제어 방식으로 속도지령을 내릴 경우, 제5도와 같이, 기준속도(b) 및 위치프로파일(a)일에 대해 실제 카(105)의 속도(f) 및 위치프로파일(e)이 좋은 승차감을 유지하면서 따라감을 알 수 있다.
제5도에서의 c는 기준가가속도를 나타낸 것이고, d는 전력증폭부(202)에 내려지는 속도지령을 나타낸 것이다.
그리고, 제6도의 제 2 실시예는 긴급상황 발생시에 탑승객의 승차감은 어느정도 무시하거나 또는 엘리베이터 카(105)에 승객이 탑승하지 않은 경우 빠른시간내에 승강장에서 대기하고 있는 승객의 대기시간을 최소로 하기 위한 것으로서, 특히 제1도의 가속구간에 포함되는 가가속구간(가속전반구간)(I1) 구간동안 경과되는 시간(T1)을 연장시켜 보다 빠른 시간에 승객을 대피 또는 승강장에서 대기하는 승객의 대기시간을 최소로 하기 위한 실시예이다.
이를 제7도를 참조하여 구체적으로 설명하면, 먼저, 엘리베이터의 카(105)가 운행을 시작하여 자동모드로 들어갔을 경우(ST10) 운전시퀀스 관리장치(200)는 먼저 승강장 부름의 유무를 검색하고(ST11) 다시 엘리베이터카(105)내의 부름 유무를 검색(승객이 카내에 탑승했는지를 판단)하여(ST12)(ST13) 엘리베이터 카(105)에 지령할 속도패턴을 결정하게 된다.
상기 속도패턴이 결정되면 이를 속도지령 발생부(201)에 내리게 된다.
즉, 상기 단계(ST11)(ST12)에서 검색한 결과 승강장 부름이 있고 카(105)의 부름이 있으면 승차감을 고려한 제1도에 있어서의 구간(가속전반부)(I1)에 경과되는 시간(T1)을 고정시켜 속도지령 발생부(201)에 전달하게 된다.
따라서, 상기 속도지령 발생부(201)는 상기 운전시퀀스 관리장치(200)로부터 전달된 속도패턴에 따라 가속전반부 구간(I1) 동안 경과되는 고정된 시간(T1)을 사용하여 상기 식(2, 3, 4)에서 구한 속도지령(V(kT))으로 승강장 부름서비스를 하게 된다(ST14).
그리고, 승강장 부름이 있고 카(105)내의 부름이 없으면, 상기 운전시퀀스 관리장치(200)는 승차감을 고려하지 않은 제1도에 있어서의 가속전반수 구간(I1) 동안 경과되는 시간(T1)을 가변(연장)시켜 속도지령 발생부(201)에 발생시켜 주므로서, 상기 속도지령 발생부(201)는 가속전반부 구간(I1)에서 그 연장된 시간(T1)동안 속도명령을 발생하여 승강장 부름이 발생한 층으로 신속히 엘리베이터 카(105)를 운행하게 된다(ST16).
또한 상기 단계(ST11)(ST13)에서 검색한 결과 승강장 부름이 없고 카(105)내의 부름이 있을 경우에는 전술한 바와 같은 방법으로 승차감을 고려한 제1도에 있어서 가속전반부 구간(I1) 동안 경과되는 시간(T1)을 고정시켜 속도지령 발생부(201)에 전달하여 줌으로서, 속도지령 발생부(201)는 가속전반부 구간(I1)에서 그 고정된 시간(T1)동안 속도지령을 발생하여 카(105)를 목적지로 운행시키게 된다(ST15).
또한 승강장 부름과 카(105)내의 부름이 없으면 전술한 바와 같은 방법으로 가속전반부 구간(I1)동안 경과되는 시간(T1)을 연장시켜 신속히 엘리베이터 카(105)를 기준층으로 복귀시켜 대기시키게 된다(ST17).
또한 엘리베이터가 운행을 시작하여 건물에 화재와 같이, 긴급한 상황이 발생하여 엘리베이터 운전모드가 화재 및 소방모드로 들어갔을 경우(ST18)에는 카(105)내의 부름이 있더라도(즉, 승객이 카내에 탑승한 경우) 승차감을 고려하지 않고 가속전반부 구간(I1)동안 경과되는 시간(T1)을 연장하여 건물 내에 있는 인명을 신속하게 구출할 수 있도록 속도 프로파일을 생성할 수 있도록 한다(ST19).
즉, 다시 말해서 제1도의 가속전반부 구간(I1)동안 경과되는 시간(T1)의 상한 값은 제1도의 각 구간(I1, I2, I3)의 면적의 합이 정격속도(MAX - V)를 넘을 수 없다는 사실로부터 다음의 식(5)으로 표현된다.
제6도는 본 발명의 제 2 실시예에서 동작을 정격속도가 120(m/min)인 엘리베이터에 적용하는 한 예이다.
제6도의 경우는 제1도의 가속도 패턴에서 가가속도(J)를 0.5(m/sec3)로 고정하면 상기 식(5)로부터 시간(T1)의 제한값은 2초로 주어진다.
가속전반부 구간(I1)의 경과시간 T1을 2초의 범위 안에 드는 1초와 0.5초로 한 경우에 대해서 시뮬레이션 한 결과이다.
T1을 0.5초로 한 경우 20m를 가는데 18.5초 걸리고, T1을 1초로 한 경우에는 15초가 걸리는 것을 알 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1, 제 2 실시예에 따르면 엘리베이터 카의 속도지령을 내릴경우 서비스 시간을 최소로 할 수 있고, 서비스 시간을 미리 알 수 있으므로 카 자체의 효율뿐 아니라 복수개의 엘리베이터를 제어하는 군관리 시스템의 효율도 크게 향상시킬 수 있고 승차감의 향상과 착상오차를 줄일 수 있다.
또한, 카내에 승객이 탑승하지 않은 경우 또는 긴급상황이 발생시에 가속전반부 구간 동안 경과되는 시간을 고정값으로 하지 않고 가변시켜 줌으로써, 승강장에 대기하는 승객의 대기시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 운전시퀀스 관리장치로 부터의 현재 등록된 부름들중 우선순위에 따른 운전지령 발생시 설정된 가속도 패턴으로부터의 가가속도와 응답시간을 정하여 엘리베이터를 기동하는 과정과; 상기 정해진 가가속도와 응답시간을 가지고 각 구간별 기준속도 프로파일을 연산하는 과정과; 상기 연산된 각 구간별 기준속도 프로파일을 적분하여 카의 기준위치 프로파일을 연산하는 과정과; 상기 각 구간별마다 연산된 기준위치 프로파일과 현재의 카 위치값을 가지고 속도지령값을 연산하여 엘리베이터의 카를 추종 운전시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 각 구간별 기준속도 프로파일은 하기의 조간을 만족하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령 방법.
    V1(kT) = J/2 (kT)2
    V2(kT) = J(k1T)(kT) + V1(k1T)
    V3(kT) = -j/2 (kT)2+ J(k1T)(kT) + V2(k2T)
    V4(kT) = J(k1T)2+ J(k1T)(k2T)
    V5(kT) = -J/2 (kT)2+ V4(0)
    V6(kT) = J(k1T)(kT) + J/2 (k1T)2+ J(k1T)(k2T)
    V7(kT) = J/2 (kT)2- J(k1T)(kT) + J/2 (k1T)2
    상기 조건에서, J = 가가속도, T = 제어주기(10ms), k1T = 응답시간, V4(0) = 등속구간(I4)에서의 정격속도이다.
  3. 제 1 항에 있어서, 카의 기준위치 프로파일은 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령 방법.
    P(kT)=∫Vi·dt,i=1,2,3···7
  4. 제 1 항에 있어서, 속도지령은 하기 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령 방법.
    V(kT) = KP·(P(kT) - P(kT)), KP= 비례이득,
    상기 조건에서 KP는 비례이득이고, P(kT)는 카의 기준위치 프로파일이며, P(kT)는 현재 카의 위치값이다.
  5. 제 1 항에 있어서, 엘리베이터의 카를 기동시키는 과정은 승강장 및 카내의 부름여부를 검색하는 제 1 단계와; 상기 검색한 결과 승강장의 유무에 관계없이 카내의 부름이 있으면 상기에서 구한 가가속도 구간의 기준속도 프로파일 값으로 설정된 시간 동안 승강장 부름 서비스를 행하는 제 2 단계와; 상기 제 1 단계에서 검색한 결과 승강장 부름의 유무에 관계없이 카내의 부름만 없으면 승차감을 고려치 않은 상기 제 2 단계의 가가속구간의 설정시간을 가변시켜 기준속도 프로파일로 승강장 부름 서비스를 행하는 제 3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 시간 가변은 가가속구간에만 행하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 가가속구간 동안 경과되는 시간의 상한 값은 하기 조간을 만족하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령 방법.
    상기 조건에서, (MAX - V)는 정격속도이고, J는 가가속도이다.
  8. 제 5 항에 있어서, 엘리베이터가 운행을 시작하여 화재모드 및 소방모드로 세팅될 경우 승객 부름의 유무에 관계없이 가속전반부 구간의 시간을 가변시켜 속도 프로파일을 생성하도록 하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령 방법.
  9. 승강장 부름 또는 카부름의 유무를 판단하여 엘리베이터 카에 지령할 속도 패턴을 결정하고 현재 등록된 부름들중 우선순위를 결정하여 속도패턴을 발생하는 운전시퀀스 관리장치와; 상기 운전시퀀스 관리장치로 부터의 현재 등록된 부름들중 우선순위 및 승강장 또는 카부름의 유무에 따른 속도패턴 발생시 엘리베이터 카의 각 구간별로 설정된 가속도 패턴으로부터의 가가속도와 응답시간을 정하여 각 구간별 기준속도 프로파일을 구하고 이를 적분하여 얻어진 기준위치 프로파일과 카위치 검출수단으로 부터 검출된 현대 엘리베이터 카의 위치값의 차에 비례하는 속도지령을 구하여 발생하는 속도지령발생수단과; 상기 속도지령발생수단에서 발생된 속도지령값을 충분한 크기의 전력으로 증폭하여 엘리베이터의 카가 기준속도 프로파일을 추종하도록 운전하는 전력증폭수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 속도지령 발생수단은 상기 운전시퀀스 관리장치에서 발생되는 속도패턴에 따라 카의 기준속도 프로파일을 정하고 이를 적분한 기준위치 프로파일과 현재 카의 위치값을 가산하여 위치오차를 구하는 가산기와; 상기 가산기에서 구해진 위치오차에 비례하는 속도지령을 발생하는 비례제어수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터 속도지령장치.
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