KR20000051991A - 에스컬레이터의 운전 제어 장치 및 방법 - Google Patents

에스컬레이터의 운전 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에스컬레이터의 브레이크에 고장이 발생될 때 제로 스피드 명령으로 비상운전을 수행하는 기술에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 상기 감산기(31)에 의해 구해진 속도지령과 실제 속도의 차성분과, 유도전동기(35)의 실제 전류값을 근거로 3상의 전압지령을 발생하는 속도제어부(32)와; 상기 3상의 전압지령에 따라 상기 컨버터(33)로부터 입력되는 직류전원을 스위칭하여 에스컬레이터구동용 유도전동기(35)에 교류전력을 공급하는 PWM 인버터(34)와; 상기 PWM 인버터(34)에 의해 구동되어 에스컬레이터의 컨베이어를 주행시키기 위한 동력을 발생하는 유도전동기(35)와; 상기 유도전동기(35)의 회전동작을 강제로 중지시키기 위한 브레이크(36) 및 그의 회전속도에 상응하는 개수의 펄스를 출력하는 로터리 엔코더(37)와; 상기 로터리 엔코더(37)의 출력펄스를 참조하여 상기 속도지령을 발생하고, 안전스위치(39) 등이 동작할 때 상기 브레이크(36)에 동작지령을 발생한 다음 소정 시간 후 컨베이어의 움직임이 검출될 때 제로 스피드로 제어하여 정지시키는 운전제어부(38)에 의해 달성된다.

Description

에스컬레이터의 운전 제어 장치 및 방법{OPERATION CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR ESCALATOR}
본 발명은 에스컬레이터의 브레이크에 고장이 발생될 때 비상운전을 수행하는 기술에 관한 것으로, 특히 브레이크 동작 지령 후 소정의 시간이 경과되었을 때 컨베이어의 움직임이 검출되면 브레이크에 고장이 발생된 것으로 판단한 다음 전동기를 제로 스피드로 제어하여 정지시키는 에스컬레이터의 운전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 에스컬레이터의 운전 제어 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 정지지령에 따라 작동하여 이동체(1)를 정지시키는 브레이크(8)와; 상기 이동체(1)가 정지된 것을 감지하여 정지검출신호를 발생하는 정지검지장치(17)와; 상기 정지지령이 출력될 때부터 상기 이동체(1)가 통상 정지할 때까지 필요한 기준시간을 경과할 때 신호를 발생하는 시계장치(19)와; 상기 시계장치(19) 및 상기 정지검지장치(17)의 출력신호에 따라 작동하는 발신장치(24)로 구성된 것으로, 이의 작용을 첨부한 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 에스컬레이터(1)가 정지중 정지검지수단(17)이 "하이" 신호를 출력하면, 이에 의해 노아게이트(21)에서 로우 신호가 출력되고, 플립플롭(22)의 출력단자(Q)에서 "로우" 신호가 출력되어 발신장치(24)가 오프된다.
이후, 에스컬레이터(1)를 상승시키는 경우, 상승운전버튼(12)을 누르면,제어전원단자(+)→정지스위치(10)→안전스위치(11)→상승운전버튼(12)→상폐접점(15D)→상승운전접촉기(13)→상폐접점(24A)→제어전원단자(-)의 폐로가 구축된다.
이에 따라 상기 상승운전접촉기(13)의 상개접점(13a),(13b)에 의한 폐로가 구축되고, 이에 의해 브레이크 코일(8A)이 여자되어 브레이크(8)가 개방됨과 아울러 전동기(6)가 상승방향으로 회전된다. 이로 인하여 축(7), 감속기(4), 구동체인(5) 및 구동스프라킷(3)을 통해 스텝체인(2)을 상승시키게 된다.
도 3의 (a)에서와 같이 오아게이트(18)는 t0 시점에서 "하이" 신호를 출력하여 시계장치(19)에 입력되고, 이에 의해 그 시계장치(19)에서 "로우" 신호가 출력된다. 잠시후 전동기(6)가 기동하여 정지검지장치(17)는 펄스발생기(16A)로부터 펄스가 입력되어 시간 t1에서 "하이" 신호가 "로우" 신호로 전이된다.
노아게이트(21)는 상기 시계장치(19)에서 출력되는 "하이" 신호에 의해 "로우" 신호를 출력하여 결국, 플립플롭(22)은 "로우" 신호를 출력하여 상기 발신장치(24)가 계속 오프상태를 유지한다.
이후, 상승운전을 계속하여 에스컬레이터(1)를 정지시킨 경우에는 정지스위치(10)를 눌러 정지지령을 출력한다. 상승운전접촉기(13)는 오프되어 이의 상개접점 (13A),(13B),(13C),(13E)이 개방되고, 상폐접점(13E)이 단락된다.
이에 따라 전동기(6)가 오프되고, 브레이크(8)가 축(7)을 통해 에스컬레이터(1)를 제동한다.
상개접접(13E)의 개방에 따라 오아게이트(18)의 출력은 도 3의 시간 t2에서 "로우"로 된다. 하지만, 시계장치(19)의 출력신호는 계속 "하이" 상태를 유지하다가 시간 t4에서 "로우" 상태로 전이된다.
한편, 에스컬레이터(1)는 시간 t4보다 조금 전의 시간 t3에 정지하고, 이때 정지검지장치(17)에서 "하이" 신호가 출력된다. 따라서, 상기 노아게이트(21)에서 "로우" 신호가 계속 출력되어 상기 플립플롭(22)의 출력도 그대로 "로우" 상태로 유지된다.
그러나, 브레이크(8)의 제동력이 약한 경우에는 도 3의 (b)에서와 같이, 시계장치 (19)의 출력이 "하이"에서 "로우"로 전이될 때 에스컬레이터(1)는 움직여 정지검지장치 (17)의 출력은 계속 "로우" 상태를 유지한다. 이후, 시간 t5에서 에스컬레이터(1)가 정지하여 정지검지장치(17)의 출력이 최초로 "하이" 상태로 된다.
이와 같은 경우, 시간 t4에서부터 t5까지의 기간은 정지검지장치(17) 및 시계장치(19)의 출력신호가 모두 "로우"로 되어 노아게이트(21)의 출력신호는 "하이"로 된다.
이의 "하이" 신호에 의해 상기 플립플롭(22)의 출력단자(Q)에 "하이" 신호가 출력된다. 이에 의해 발신장치(24)가 구동되므로 이의 상폐접점(24A)이 개방된다. 이에 따라, 이후 상승운전버튼(12)이 눌려지더라도 상승운전 접촉기(13)가 구동되지 않아 에스컬레이터(1)를 구동시킬 수 없게 된다.
브레이크(8)의 제동력을 조정한 후, 리세트버튼(23)을 누른다. 이때, 노아게이트 (21)는 "로우" 신호를 출력하고 있으므로, 상기 리세트버튼(23)에 의해 플립플롭 (22)이 리세트되어 "로우" 신호를 출력한다. 이에 의해 발신장치(24)가 오프된다. 이의 상폐접점(24A)이 다시 단락되므로 이후 상승운전버튼(12)을 눌러 에스컬레이터(1)를 재기동시킬 수 있게 된다.
이후, 에스컬레이터(1)를 하강시키는 경우에는 하강운전버튼(14)을 눌러 하강운전 접촉기(15)를 구동시킴으로써 이의 상개접점(15A),(15B)이 단락되고, 이에 의해 전동기(6)가 역회전된다. 이후의 운전과정은 상기 상승운전의 경우와 동일하므로 별도의 설명을 생략한다.
그러나, 이와 같은 종래의 에스컬레이터에 있어서는 브레이크의 고장 발생시 안전장치 동작 등에 의한 비상정지 지령에 적절하게 대응하지 못하게 되어 있어 안전사고가 발생되거나 탑승객에게 불편함을 주게 되는 결함이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 브레이크 동작 지령 후 소정의 시간이 경과되었을 때 컨베이어의 움직임이 검출되면 브레이크에 고장이 발생된 것으로 판단한 다음 전동기를 제로 스피드로 제어하여 컨베이어가 정지될 때 하차 안내를 실시하는 에스컬레이터의 운전 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래기술에 의한 에스컬레이터의 운전 제어 블록도.
도 2는 도 1에서 각 스위칭의 제어 회로도.
도 3의 (a),(b)는 도 1에서 의 동작 타이밍도.
도 4는 본 발명에 의한 에스컬레이터의 운전 제어장치의 일실시 예시 블록도.
도 5는 도 4에서 운전 제어부의 일실시 구현예를 보인 상세 블록도.
도 6은 본 발명에 의한 에스컬레이터의 운전 제어방법의 신호 흐름도.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
31,32B,32C : 감산기32 : 속도제어부
32A : 속도제어기32D : 전류제어기
32E : 2상/3상 변환기32F : 3상/2상 변환기
33 : 컨버터34 : PWM 인버터
35 : 유도전동기36 : 브레이크
37 : 로터리엔코더38 : 운전제어부
39 : 안전스위치
도 4는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 에스컬레이터의 운전 제어장치에 대한 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 운전제어부(38)에서 하달된 속도지령(Wm *)과 로터리 엔코더(37)를 통해 검출한 실제 속도와의 차성분을 구하는 감산기(31)와; 상기 감산기(31)에 의해 구해진 속도의 차성분과 전류검출기 (CT1),(CT2)를 통해 검출한 유도전동기(35)의 전류값을 근거로 3상의 전압지령 (Va*),(Vb*),(Vc*)을 발생하는 속도제어부(32)와; 3상교류전원(AC)을 정류 및 평활하는 컨버터(33) 및 콘덴서(C)와; 상기 3상의 전압지령(Va*),(Vb*),(Vc*)에 따라 상기 컨버터(33)로부터 입력되는 직류전원을 스위칭하여 에스컬레이터구동용 유도전동기 (35)에 교류전력을 공급하는 PWM 인버터(34)와; 상기 PWM 인버터(34)에 의해 구동되어 에스컬레이터의 컨베이어를 주행시키기 위한 동력을 발생하는 유도전동기 (35)와; 상기 유도전동기(35)의 회전동작을 강제로 중지시키기 위한 브레이크(36)와; 상기 유도전동기(35)의 구동축에 연결되어 그의 회전속도에 상응되는 개수의 펄스를 발생하는 로터리 엔코더(37)와; 상기 로터리 엔코더(37)의 출력펄스를 참조하여 속도지령(Wm*)을 발생하고, 안전스위치(39) 등이 동작할 때 상기 브레이크 (36)에 동작지령을 발생한 다음 소정 시간 후 컨베이어의 움직임이 검 출될 때 제로 스피드로 제어하여 정지시키는 운전제어부(38)와; 에스컬레이터 운행도중 안전상에 문제가 발생될 때 동작하는 안전스위치(39)로 구성하였다.
상기 속도제어부(32)는 상기 감산기(31)에 의해 구해진 차성분에 상응되는 D,Q축 전류지령(Ids e*),(Iqs e*)을 발생하는 속도제어기(32A)와; 상기 속도제어기(32A)의 전류지령(Ids e*),(Iqs e*)에서 후술할 3상/2상변환기(32F)에 의해 구해진 전류값 (Ids e), (Iqs e)을 각기 감산하여 그 차성분의 전류값을 출력하는 감산기(32B),(32C)와; 상기 차성분의 전류값을 D,Q축의 전압지령(Vds e*),(Vqs e*)으로 변환하는 전류 제어기(32D)와; 상기 전압지령(Vds e*),(Vqs e*)을 3상의 전압지령(Va*),(Vb*),(Vc*)으로 변환하는 2상/3상변환기(32E)와; 전류검출기(CT1),(CT2)를 통해 검출한 상기 유도전동기(35)의 전류값을 D,Q축의 전류값(Ids e),(Iqs e)을 분리하여 출력하는 3상/2상변환기 (32F)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
3상교류전원(AC)이 입력되면, 이는 컨버터(33) 및 콘덴서(C)를 통해 정류 및 평활되어 펄스폭변조(PWM)인버터(34)에 공급되고, 이 PWM인버터(34)는 속도제어부(32)로부터 입력되는 전압지령(Va*),(Vb*),(Vc*)에 따라 그 직류전원을 스위칭하여 에스컬레이터구동용 유도전동기(35)에 교류전력이 공급된다. 이에 따라 그 유도전동기 (35)가 그 교류전력에 의해 소정 속도로 회전되고, 이에 의해 에스컬레이터의 이동체(컨베이어)가 상승 또는 하강방향으로 운행되기 시작하게 된다.
이후 에스컬레이터의 운행속도가 목표속도를 추종하도록 하기 위한 제어과정을 설명하면 다음과 같다.
운전제어부(38)는 로터리 엔코더(37)의 속도검출신호를 참조하여 속도지령(Wm*)을 발생하고, 안전스위치(39) 등의 안전상태 검출신호가 입력될 때 그에 따른 운전지령과 브레이크(36)의 동작지령을 발생한다.
즉, 운전제어부(38)는 도 5에서와 같이, 속도검출기(38A)는 로터리 엔코더(37)의 출력신호를 근거로 유도전동기(35)의 실제 회전속도를 연산하여 그 연산결과를 속도지령 발생기(38C)측으로 출력하고, 안전스위치 동작확인부 (38D)는 안전스위치 (39)의 동작여부를 체크하여 그 체크 결과를 속도지령 발생기(38C)측으로 출력한다. 상기 속도지령 발생기(38C)는 상기 입력신호를 근거로 속도지령 (Wm*)을 발생하고, 브레이크 동작지령부(32E)는 유사시 브레이크(36)에 동작지령을 출력한다.
감산기(31)는 상기 운전제어부(38)에서 출력되는 속도지령 (Wm*)과 로터리 엔코더 (37)를 통해 실제 검출된 속도지령(Wm)의 차성분을 구하고, 속도제어기(32A)는 그 차성분에 상응되는 D,Q축 전류지령(Ids e*),(Iqs e*)을 발생한다.
한편, 3상/2상변환기(32F)는 전류검출기(CT1),(CT2)를 통해 검출한 상기 유도전동기(35)의 전류값을 D,Q축의 전류값(Ids e),(Iqs e)을 분리하여 출력하고, 감산기 (32B),(32C)는 상기 속도제어기(32A)의 전류지령(Ids e*),(Iqs e*)에서 상기 전류값 (Ids e),(Iqs e)을 각기 감산하여 그 차성분의 전류값을 출력한다.
전류제어기(32D)는 상기 차성분의 전류값을 D,Q축의 전압지령(Vds e*),(Vqs e*)으로 변환하여 출력하고, 2상/3상변환기(32E)는 그 전압지령(Vds e*),(Vqs e*)을 3상의 전압지령 (Va*),(Vb*),(Vc*)으로 변환하여 상기 PWM인버터(34)에 공급하게 되므로 상기 유도전동기(35)가 목적한 회전속도로 정확하게 회전되고, 이에 의해 컨베이어의 운행속도를 목표속도로 정확하게 제어할 수 있게 된다.
도 6은 상기 운전 제어부(38)에 의한 운전 제어과정의 신호 흐름도로서 이를 참조하여 그 운전 제어부(38)의 작용을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
승객이 컨베이어에 탑승하여 운행하고 있는 도중에 승객의 안전 등의 문제로 인하여 컨베이어의 운행을 정지시키고자 하는 경우 예로써 안전스위치(39)가 동작하는 경우, 상기 운전 제어부(38)는 속도제어부(32)측으로 정지 지령을 발생하여 유도전동기(35)의 속도지령을 0으로 하고, 이로부터 소정의 시간이 경과될 때 그 유도전동기 (35)의 전원을 차단하고, 브레이크 동작지령부(38E)를 통해 브레이크 동작지령을 하달하여 브레이크(36)를 동작시킨다.(S1-S6)
상기 운전 제어부(38)가 브레이크(36)에 동작지령을 하달한 후 소정의 시간이 경과하였을 때 컨베이어의 움직임이 검출되면 즉, 슬립이 검출되면, 그 브레이크(36)에 고장이 발생된 것으로 판단하여 브레이크 동작지령을 차단하고, 유도전동기(35)의 전원을 재 투입하여 그 유도전동기(35)를 제로 스피드(Zero speed)로 제어 한다.(S7-S11)
그러나, 상기에서 슬립이 발생하지 않았거나 제로 스피드로 제어하여 컨베이어의 속도가 0이 되면, 탑승한 승객들이 하차하도록 안내하고, 이로부터 소정의 시간이 경과될때 유도전동기(35)의 전원을 차단하여 컨베이어의 운행동작을 완전히 중지시킨다.(S12-S14)
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 브레이크 동작 지령 후 소정의 시간이 경과되었을 때 컨베이어가 완전히 정지하지 못하고 움직임 상태에 있는지 확인하여 움직임이 있는 경우에는 브레이크에 고장이 발생된 것으로 판단한 다음 전동기를 제로 스피드로 제어하여 컨베이어를 정지시킴으로써 브레이크 고장 발생시에도 안전사고를 유발시키지 않고 승객을 안전하게 하차시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 제품의 신뢰감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 상기 감산기(31)에 의해 구해진 속도지령과 실제 속도의 차성분과, 유도전동기(35)의 실제 전류값을 근거로 3상의 전압지령을 발생하는 속도제어부(32)와; 상기 3상의 전압지령에 따라 상기 컨버터(33)로부터 입력되는 직류전원을 스위칭하여 에스컬레이터구동용 유도전동기(35)에 교류전력을 공급하는 PWM 인버터(34)와; 상기 PWM 인버터(34)에 의해 구동되어 에스컬레이터의 컨베이어를 주행시키기 위한 동력을 발생하는 유도전동기(35)와; 상기 유도전동기(35)의 회전동작을 강제로 중지시키기 위한 브레이크(36) 및 그의 회전속도에 상응하는 개수의 펄스를 출력하는 로터리 엔코더(37)와; 상기 로터리 엔코더(37)의 출력펄스를 참조하여 상기 속도지령을 발생하고, 안전스위치(39) 등이 동작할 때 상기 브레이크(36)에 동작지령을 발생한 다음 소정 시간 후 컨베이어의 움직임이 검출될 때 제로 스피드로 제어하여 정지시키는 운전제어부(38)로 구성한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 운전 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 속도제어부(32)는 상기 감산기(31)에 의해 구해진 차성분에 상응되는 D,Q축 전류지령을 발생하는 속도제어기(32A)와; 상기 속도제어기(32A)의 D,Q축 전류지령에서 후술할 3상/2상변환기(32F)에 의해 구해진 실제 전류값을 각기 감산하여 그 차성분의 전류값을 출력하는 감산기(32B),(32C)와; 상기 차성분의 전류값을 D,Q축 전압지령으로 변환하는 전류 제어기(32D)와; 상기 D,Q축 전압지령을 3상의 전압지령으로 변환하는 2상/3상변환기(32E)와; 전류검출기(CT1),(CT2)를 통해 검출한 상기 유도전동기(35)의 전류값을 D,Q축의 전류값을 분리하여 출력하는 3상/2상변환기(32F)로 구성한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 운전 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 운전제어부(38)는 로터리 엔코더(37)의 출력신호를 근거로 유도전동기(35)의 실제 회전속도를 연산하는 속도검출기(38A)와; 시간정보를 출력하는 시계장치(38A)와; 평상시 상기 속도검출기(38A)의 출력신호를 참조하여 속도지령을 발생하고, 후술할 안전스위치 동작확인부(38D)로부터 동작 검출신호가 입력되고, 상기 브레이크(36)가 정상적으로 동작하지 않는 것으로 판명될 때 제로 스피드로 제어하기 위한 속도제어명령을 하달하는 속도지령 발생기(38C)와; 안전스위치(39)의 동작여부를 체크하여 그 체크 결과를 출력하는 안전스위치 동작 확인부(38D)와; 브레이크(36)에 동작지령을 출력하는 브레이크 동작지령부(32E)로 구성한 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 운전 제어 장치.
  4. 에스컬레이터의 운행 도중 속도제어부측으로 정지 지령을 발생하여 유도전동기의 속도지령을 0으로 하고, 이로부터 소정의 시간 후 그 유도전동기의 전원을 차단하고, 브레이크에 동작지령을 하달하는 제1과정과; 브레이크에 동작지령을 하달한 후 소정의 시간이 경과되었음에도 불구하고 컨베이어의 움직임이 검출되면, 브레이크 동작지령을 차단하고, 유도전동기의 전원을 재 투입하여 제로 스피드로 제어하는 제2과정과; 컨베이어의 속도가 0이 될때 탑승한 승객들이 하차하도록 안내하고, 이로부터 소정의 시간이 경과될때 유도전동기의 전원을 차단하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 운전 제어 방법.
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