KR20100097023A - 엘리베이터의 로프 감시 장치 - Google Patents

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Abstract

접점 출력밖에 가지지 않는 염가의 센서에 의해, 로프의 부분적 변형, 지진에 의한 로프 올라앉음의 양쪽을 효율적으로(낮은 오판정률로) 검출하는 것을 가능하게 한 엘리베이터의 로프 감시 장치를 얻는 것을 과제로 한다.
해결 수단으로, 엘리베이터의 로프(13)가 감겨지는 권상기(12), 디플렉션 쉬브, 엘리베이터칸 상부 리턴 쉬브 등에 근접하여 마련된 로프 가이드(14)와, 로프의 부분적 변형에 의해 생기는 주행 중 로프 가이드의 진동이 문턱값을 넘은 것을 검출했을 때에 접점 출력하는 진동 검출 센서(15)와, 진동 검출 센서로부터 입력되는 접점 입력 중 노이즈에 의한 진동을 제거하고, 로프의 부분적 변형에 의해 생기는 로프 가이드의 진동으로부터 로프의 부분적 변형을 검출하는 제어반(5)을 구비한다.

Description

엘리베이터의 로프 감시 장치{ELEVATOR ROPE MONITORING DEVICE}
본 발명은 로프의 부분적 변형을 감시하는 엘리베이터의 로프 감시 장치에 관한 것이다.
종래, 엘리베이터용 로프의 부분적 변형 확인은 보수 점검원이 정기 점검시에 육안으로 확인하는 것으로 행하고 있었다. 그러나 최근에는 상시 감시하는 것이 요구되고 있다. 또, 지진이 발생한 경우는 엘리베이터 복구 전에 보수 점검원이 로프 올라앉음의 발생 유무를 직접 확인할 필요가 있었으나, 로프 올라앉음의 발생 유무의 확인을 자동으로 정확하게 검출하는 방법이 요구되고 있다. 이들 양쪽을 확인하기 위해, 로프 가이드가 받는 진동을 센서로 검출하는 방법이 고려되고 있다.
종래 기술로서, 엘리베이터 권상기의 쉬브 및 디플렉션 쉬브의 근방부에 로프 래치 장치를 마련하여, 지진이 발생하고 로프가 쉬브의 홈부로부터 탈락하여 인접한 로프와 쉬브 홈부 사이에 올라앉은 경우는 래치부가 변형함으로써 작동 스위치를 작동시킴으로써 검출하거나, 작동 스위치 대신에 비접촉으로 검출 가능한 변위 센서 등을 이용한 엘리베이터의 로프 래치 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허 문헌 1 참조).
선행 기술 문헌
특허 문헌 1: 일본 특개 2001-163541호 공보
종래의 엘리베이터의 로프 래치 장치에서, 로프 올라앉음 발생의 확인은 할 수 있지만, 로프의 부분적 변형의 확인은 할 수 없었다. 또, 주행 중 로프 가이드의 진동을 센서로 검출하는 방법을 이용하여, 로프 올라앉음 발생의 확인과 로프의 부분적 변형의 확인을 동시에 해결하기 위해서는, 로프의 부분적 변형에 의한 진동이 작고, 높은 S/N을 얻을 수 없어서, 로프 올라앉음 발생과 로프의 부분적 변형을 구별하여 판별할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 접점 출력밖에 가지지 않는 염가의 센서 기판에 의해, 로프의 부분적 변형, 지진에 의한 로프 올라앉음의 양쪽을 효율적으로(낮은 오판정률로) 검출하는 것을 가능하게 한 엘리베이터의 로프 감시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 엘리베이터의 로프 감시 장치에 있어서는, 엘리베이터의 로프가 감겨지는 권상기, 디플렉션 쉬브, 엘리베이터칸 상부 리턴 쉬브 등에 근접하여 마련된 로프 가이드와; 로프의 부분적 변형에 의해 주행 중에 로프 가이드가 받는 진동이 문턱값을 넘은 것을 검출했을 때에 접점 출력하는 진동 검출 센서와; 진동 검출 센서로부터 입력되는 접점 입력 중 노이즈에 의한 진동을 제거하고, 주행 중에 로프 가이드가 받는 진동으로부터 로프의 부분적 변형을 검출하는 제어반을 구비한 것이다.
또, 제어반은 진동 검출 센서로부터 입력되는 접점 입력을 시각 정보 및 엘리베이터칸 위치 정보와 관련지어 기록하는 것이다.
또, 제어반은 진동 검출 센서로부터 입력되는 접점 입력 중, 무작위로 발생하는 진동을 노이즈에 의한 진동이라고 판단하여 제거하고, 동일 위치에서 발생하는 진동을 로프의 부분적 변형에 의한 진동이라고 판단하는 것이다.
또, 제어반은 엘리베이터칸 위치가 미리 정한 범위 내에 있는 상태에서의 접점 입력 빈도가 문턱값 이상으로 되었을 때에 로프의 부분적 변형의 발생이라고 판단하는 것이다.
또, 제어반은 엘리베이터칸 위치가 미리 정한 범위 내에 있는 상태에서의 접점 입력 빈도의 증가율이 문턱값 이상으로 되었을 때에 로프의 부분적 변형의 발생이라고 판단하는 것이다.
또, 제어반은 엘리베이터의 시동시 및 정지시에 발생하는 진동에 기초한 접점 입력을 마스크하는 것이다.
또, 진동 검출 센서는 로프 가이드의 장착 기부측(基部側) 또는 장착 근방의 장착 커버에 마련한 것이다.
또, 제어반은 지진 발생에 의해 엘리베이터가 정지했을 때에, 과거의 접점 입력 시각과 지진 발생 시각, 또는 엘리베이터 정지 시각을 비교하여 로프 올라앉음의 유무를 검출하는 것이다.
본 발명에 의하면, 접점 출력밖에 가지지 않는 염가의 센서에 의해, 로프의 부분적 변형, 지진에 의한 로프 올라앉음의 양쪽을 효율적으로(낮은 오판정률로) 검출할 수 있다고 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치의 전체 구성을 나타내는 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치의 센서측의 개략 구성을 나타내는 주요부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치의 센서측을 권상기에 외팔보 로프 가이드로 장착한 상태를 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서, 로프의 부분적 변형으로서 스트랜드 파단(破斷)이 발생하고, 이것이 로프 가이드에 충돌하는 빈도의 시계열 변화를 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 있어서, 로프의 부분적 변형으로서 스트랜드 파단이 발생하고, 주행 중에 이것이 로프 가이드에 충돌하는 것에 의한 진동 상황 및 진동 발생 빈도의 산출 상황을 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치에 의한 시동시 및 정지시의 진동을 마스크하는 것을 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치의 센서측 및 제어반측의 기본 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치에 의한 로프의 부분적 변형의 검출 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치에 의한 지진 발생시의 로프 올라앉음을 검출하는 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치에 의한 로프의 부분적 변형의 검출 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치의 전체 구성을 나타내는 블록 구성도, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치의 센서측의 개략 구성을 나타내는 주요부의 단면도, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치의 센서측을 권상기에 외팔보 로프 가이드로 장착한 상태를 나타내는 설명도, 도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서, 로프의 부분적 변형으로서 스트랜드 파단이 발생하고, 이것이 로프 가이드에 충돌하는 빈도의 시계열 변화를 나타내는 설명도, 도 5는 본 발명의 실시예 1에 있어서, 로프의 부분적 변형으로서 스트랜드 파단이 발생하고, 주행 중에 이것이 로프 가이드에 충돌하는 것에 의한 진동 상황 및 진동 발생 빈도의 산출 상황을 나타내는 설명도, 도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치에 의한 시동시 및 정지시의 진동을 마스크하는 것을 나타내는 설명도, 도 7은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치의 센서측 및 제어반측의 기본 동작을 설명하는 플로차트, 도 8은 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치에 의한 로프의 부분적 변형의 검출 동작을 설명하기 위한 플로차트, 도 9는 본 발명의 실시예 1에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치에 의한 지진 발생시의 로프 올라앉음을 검출하는 동작을 설명하기 위한 플로차트다.
도 1에 있어서, 1은 엘리베이터의 로프 감시 장치의 센서측이며, 로프 가이드 진동 검출 수단(2), 연산 장치(3), 접점 출력 수단(4)으로 구성되어 있다. 5는 로프 감시 장치의 제어반측이며, 지진 검출 수단(6), 정지 수단(7), 시각 기록 수단(8), 엘리베이터칸 위치 기록 수단(9), 연산 장치(10), 기록 장치(11)로 구성되어 있다.
본 발명에 의한 로프 가이드 진동 검출 수단(2)은 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같은 구성이다. 즉, 권상기 쉬브(12)에 감겨진 로프(13)의 외주(外周)에 지진 내진 대책으로 장착되어 있는 로프 가이드(14) 또는 그 근방에, 로프의 부분적 변형에 의한 주행 중 로프 가이드(14)의 진동을 포착하는 것이 가능한 가속도계나 마이크나 접촉 센서 등의 진동 검출 센서(15)를 추가하여 장착하고, 이 진동 검출 센서(15)에 의해 로프의 부분적 변형을 검출하는 것이다. 지진 내진 대책으로 장착되어 있는 로프 가이드(14)는 로프(13)가 지진의 진동으로 권상기 쉬브(12)의 홈으로부터 벗겨지는 것을 방지하기 위해, 로프(13)에 접근하도록 마련되어 있기 때문에, 로프의 부분적 변형에 의한 주행 중 로프 가이드(14)의 진동을 포착할 수 있고, 이 진동 검출 센서(15)에 의해 로프의 부분적 변형을 검출하는 것이다.
도 3은 권상기 쉬브(12)에 크랭크 형상의 외팔보 로프 가이드(14a)에 의해 진동 검출 센서(15)가 장착된 상태를 나타내는 설명도이다. 진동 검출 센서(15)는 크랭크 형상의 외팔보 로프 가이드(14a)의 권상기 쉬브(12)의 장착 커버(16)로의 장착 기부 근방(장착 위치 a), 크랭크 형상의 외팔보 로프 가이드(14a)의 중간부(장착 위치 b), 및 크랭크 형상의 외팔보 로프 가이드(14a)의 선단부(先端部)(장착 위치 c) 중 어느 것에 설치되는 것이다. 진동 검출 센서(15)의 장착 위치는 장착 작업성의 면에서 보면, 권상기 쉬브(12)의 장착 커버(16)로의 장착 기부 근방(장착 위치 a)이나, 크랭크 형상의 외팔보 로프 가이드(14a)의 중간부(장착 위치 b)가 바람직하고, 선단부(장착 위치 c)는 로프(13)가 닿아서 파손되거나 장착 작업성이 나쁜 경우가 있다. 또한, 로프 가이드 진동 검출 수단(2)은 권상기에 한정되지 않으며, 디플렉션 쉬브나 컴펜세이션 쉬브, 엘리베이터칸 상부 리턴 쉬브 등에 마련해도 되는 것이다. 또, 지진 내진 대책으로 장착되어 있는 로프 가이드는 크랭크 형상의 외팔보 로프 가이드(14a)에 한정되지 않으며 직선 형상의 양팔보 로프 가이드이어도 된다.
도 4는 로프의 부분적 변형으로서 스트랜드 파단이 발생하고, 이것이 로프 가이드에 충돌하는 빈도의 시계열 변화를 나타내는 설명도이며, 파단 발생 초기는 스트랜드 충돌 발생 빈도는 낮지만(도 4a 참조), 파단 발생 후 시간이 경과하면 스트랜드 충돌 발생 빈도가 높아진다(도 4b 참조).
또, 도 5는 로프의 부분적 변형에 의한 로프 가이드의 진동 상황 및 진동 발생 빈도의 산출 상황을 나타내는 설명도이며, 엘리베이터의 왕복 운전을 N회 행했을 때, 로프의 부분적 변형에 의한 진동이 매회 거의 동일한 위치에서 발생하고, 그 진동 레벨이 문턱값을 넘고 있음을 알 수 있다. 한편, 노이즈에 의한 진동은 무작위로 매회 다른 위치에서 발생하며, 그 진동 레벨이 문턱값을 넘고 있음을 알 수 있다(도 5a 참조). 이상으로부터, 제어반(5)측에서 각 구간에서의 과거 N회 중 진동 발생 빈도를 산출한다. 로프의 부분적 변형에 의한 진동의 경우는 일정 이상의 빈도로 발생하므로, 노이즈에 의한 진동과 구별하여 로프의 부분적 변형을 조기에 검출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 무작위로 발생하는 노이즈에 의한 진동은 진동 레벨이 문턱값을 넘고 있어도 로프의 부분적 변형에 의한 진동이 아니라고 판단하고 제거한다. 또한, 제어반(5)의 엘리베이터칸 위치 기록 수단(9)은 인코더 데이터에 의해 엘리베이터칸 위치 정보를 관리하고 있기 때문에, 예를 들어 인코더 100 펄스마다 구간을 적절히 구분할 수 있다(도 5b 참조).
또, 도 6은 엘리베이터의 시동시 및 정지시의 진동을 마스크하는 것을 나타내는 설명도이며, 엘리베이터의 시동시에 발생하는 진동 및 정지시(브레이크시)에 발생하는 진동은 그 진동 레벨이 비록 문턱값을 넘었다 해도 접점 입력을 마스크한다. 또한, 제어반(5)은 제어 신호로부터 제동(시동, 브레이크) 상태를 판정하고, 이 전후에 접점 입력이 있어도 무시하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해 안전한 센서 기판으로 구성이 가능하게 된다.
다음으로, 도 7에 의해 로프 감시 장치의 센서측 및 제어반측의 기본 동작에 대해 설명한다.
센서(1)측에서는 진동 검출 센서(15)에 의해 진동 데이터를 취입하고(단계 S1), 단계 S2에서 연산 장치(3)에 의해 문턱값 판정을 행하여, 문턱값을 넘고 있으면 접점 출력 수단(4)으로부터 접점 출력을 출력한다(단계 S3). 단계 S2에서 문턱값 이하이면 무시한다(단계 S4, 도 7a 참조). 한편, 제어반(5)측에서는 센서(1)측의 접점 출력 수단(4)으로부터 연산 장치(10)에 접점 입력이 입력되고(단계 S5), 단계 S6에서 제어반(5)의 시각 기록 수단(8) 및 엘리베이터칸 위치 기록 수단(9)에 의해 시각/엘리베이터칸 위치 기록과 관련지어져 기록 장치(11)에 기록된다(도 7b 참조).
다음으로, 도 8에 의해 로프 감시 장치의 로프의 부분적 변형의 검출 동작에 대해 설명한다. 제어반측에 의한 로프의 부분적 변형의 판정 동작은 우선 단계 S11에서 판정 동작을 개시하여, 기록 장치(11)로부터 접점 입력 구간 기록을 독출하고(단계 S12), 단계 S13에서 각 구간의 접점 입력 빈도를 산출한다. 단계 S14에서 접점 입력 빈도가 문턱값 이상으로 되는 구간이 있는지의 여부를 판정하고, 접점 입력 빈도가 문턱값 이상으로 되는 구간이 있으면, 로프의 부분적 변형을 검출하고 알린다(단계 S15). 또한, 단계 S14에서 접점 입력 빈도가 문턱값 이상으로 되는 구간이 없으면, 일정 시간 대기 후 판정 동작을 개시한다(단계 S16).
다음으로, 도 9에 의해 로프 감시 장치에 의한 지진 발생시의 로프 올라앉음을 검출하는 동작에 대해 설명한다.
로프 올라앉음의 제어반측 판정 동작은 우선 단계 S21에서 지진 발생 등에 의해 엘리베이터가 정지하고, 기록 장치(11)로부터 예를 들어 과거 K회의 접점 입력 시각 T=T1 ~ Tk를 독출하고(단계 S22), 단계 S23에서 기록 장치(11)로부터 예를 들어 지진 발생 검지 시각 Tearthquake를 독출한다. 이어서, 단계 S24에서 │Tearthquake-T│가 문턱값 이하로 되는 T=T1 ~ Tk가 있는지의 여부를 판정하고, │Tearthquake-T│가 문턱값 이하로 되는 T=T1 ~ Tk가 있으면, 로프 올라앉음이라고 판정한다(단계 S25). 또한, 단계 S24에서 │Tearthquake-T│가 문턱값 이하로 되는 T=T1 ~ Tk가 없으면, 로프 올라앉음 없음이라고 판정한다(단계 S26). 또한, 지진 발생 시각 대신에 엘리베이터 정지 시각을 이용해도 된다.
실시예 2
도 10은 본 발명의 실시예 2에 있어서 엘리베이터의 로프 감시 장치에 의한 로프의 부분적 변형의 검출 동작을 설명하기 위한 플로차트이다.
상기 실시예 1에서는 기록 장치(11)로부터 접점 입력 구간 기록을 독출하고(단계 S12), 단계 S13에서 각 구간의 접점 입력 빈도를 산출하는 경우에 대해 설명하였으나, 이 실시예 2에 있어서는 도 10에 나타내는 바와 같이, 제어반측에 의한 로프의 부분적 변형의 판정 동작은 우선 단계 S31에서 판정 동작을 개시하여, 기록 장치(11)로부터 접점 입력 빈도 기록을 독출하고(단계 S32), 단계 S33에서 각 구간의 접점 입력 빈도의 증가율을 산출한다. 단계 S34에서 접점 입력 빈도의 증가율이 문턱값 이상으로 되는 구간이 있는지의 여부를 판정하고, 접점 입력 빈도의 증가율이 문턱값 이상으로 되는 구간이 있으면, 로프의 부분적 변형을 검출하고 알린다(단계 S35). 또한, 단계 S34에서 접점 입력 빈도의 증가율이 문턱값 이상으로 되는 구간이 없으면, 일정 시간 대기 후 판정 동작을 개시한다(단계 S36). 또한, 접점 입력 빈도의 증가율 산출 방법의 일례로는 연속하는 복수 점으로부터 최소제곱법에 의해 기울기를 산출하는 방법이 고려된다.
1 로프 감시 장치의 센서측
2 로프 가이드 진동 검출 수단
3 연산 장치
4 접점 출력 수단
5 로프 감시 장치의 제어반측
6 지진 검출 수단
7 정지 수단
8 시각 기록 수단
9 엘리베이터칸 위치 기록 수단
10 연산 장치
11 기록 장치
12 권상기 쉬브
13 로프
14 로프 가이드
14a 크랭크 형상의 외팔보 로프 가이드
15 진동 검출 센서
16 장착 커버

Claims (8)

  1. 엘리베이터의 로프가 감겨지는 권상기, 디플렉션 쉬브, 엘리베이터칸 상부 리턴 쉬브 등에 근접하여 마련된 로프 가이드와,
    상기 로프의 부분적 변형에 의해, 주행 중에 상기 로프 가이드가 받는 진동이 문턱값을 넘은 것을 검출했을 때에 접점 출력하는 진동 검출 센서와,
    상기 진동 검출 센서로부터 입력되는 접점 입력 중 노이즈에 의한 진동을 제거하고, 주행 중에 로프 가이드가 받는 진동으로부터 로프의 부분적 변형을 검출하는 제어반을 구비한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제어반은 진동 검출 센서로부터 입력되는 접점 입력을 시각 정보 및 엘리베이터칸 위치 정보와 관련지어 기록하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    제어반은 진동 검출 센서로부터 입력되는 접점 입력 중, 무작위로 발생하는 진동을 노이즈에 의한 진동이라고 판단하여 제거하고, 동일 위치에서 발생하는 진동을 로프의 부분적 변형에 의한 진동이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    제어반은 엘리베이터칸 위치가 미리 정한 범위 내에 있는 상태에서의 접점 입력 빈도가 문턱값 이상으로 되었을 때에 로프의 부분적 변형의 발생이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    제어반은 엘리베이터칸 위치가 미리 정한 범위 내에 있는 상태에서의 접점 입력 빈도의 증가율이 문턱값 이상으로 되었을 때에 로프의 부분적 변형의 발생이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치.
  6. 엘리베이터의 로프가 감겨지는 권상기, 디플렉션 쉬브, 엘리베이터칸 상부 리턴 쉬브 등에 근접하여 마련된 로프 가이드와,
    상기 로프의 충돌에 의해, 주행 중에 상기 로프 가이드가 받는 진동이 문턱값을 넘은 것을 검출했을 때에 접점 출력하는 진동 검출 센서와,
    상기 진동 검출 센서로부터 입력되는 접점 입력 중 노이즈에 의한 진동을 제거하고, 주행 중에 로프 가이드가 받는 진동으로부터 로프의 충돌을 검출하는 제어반을 구비한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치에 있어서,
    제어반은 지진 발생에 의해 엘리베이터가 정지했을 때에, 과거의 접점 입력 시각과 지진 발생 시각, 또는 엘리베이터 정지 시각을 비교하여 로프 올라앉음의 유무를 검출하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    제어반은 엘리베이터의 시동시 및 정지시에 발생하는 진동에 기초한 접점 입력을 마스크하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    진동 검출 센서는 로프 가이드의 장착 기부측(基部側) 또는 장착 근방의 장착 커버에 마련한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 로프 감시 장치.
KR1020100014507A 2009-02-24 2010-02-18 엘리베이터의 로프 감시 장치 KR101653003B1 (ko)

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