KR20210145730A - 서스펜션 수단의 상태 확인 - Google Patents

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KR20210145730A
KR20210145730A KR1020217028401A KR20217028401A KR20210145730A KR 20210145730 A KR20210145730 A KR 20210145730A KR 1020217028401 A KR1020217028401 A KR 1020217028401A KR 20217028401 A KR20217028401 A KR 20217028401A KR 20210145730 A KR20210145730 A KR 20210145730A
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KR1020217028401A
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플로리안 돌트
폴커 차프
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인벤티오 아게
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Abstract

본 발명은 엘리베이터 카 (11) 에 연결되어 엘리베이터 카를 이동시킬 수 있는 서스펜션 수단 (23) 의 물리적 상태를 모니터링하기 위한 방법 및 장치 (21) 에 관한 것이다. 서스펜션 수단 (23) 은, 그의 길이를 따라, 서스펜션 수단 (23) 을 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 로 분할하는 마킹들 (25) 을 포함한다. 본 발명에 따르면, 서스펜션 수단 (23) 의 스트레인 차이 (Δε) 는 검출 장치 (29) 에 의해 검출되는 2 개의 선택된 마킹들 (25) 사이의 거리로부터 신호 처리 유닛 (31) 에 의해 결정되는 제 1 하중 (F1) 에서의 제 1 스트레인 (ε1) 및 제 2 하중 (F2) 에서의 제 2 스트레인 (ε2) 에 의해 세그먼트별로 모니터링될 수 있고, 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 탄성 거동을 나타내는 스트레인 차이 (Δε) 는 2 개의 스트레인 (ε1, ε2) 으로부터 계산되고, 2 개의 선택된 마킹들 (25) 사이에서 서스펜션 수단 (23) 에 작용하는 하중 (F1, F2) 은 하중 측정 장치 (33) 에 의해 측정될 수 있다.

Description

서스펜션 수단의 상태 확인
본 발명은 서스펜션 수단의 물리적 상태를 모니터링하기 위한 방법, 이 방법을 수행하기 위한 장치 및 이 장치를 갖는 엘리베이터 시스템에 관한 것이다.
엘리베이터 또는 엘리베이터 시스템은 승객 및/또는 물체를 수용하기 위한 엘리베이터 카, 및 일반적으로 서스펜션 수단 및 트랙션 시브를 갖는 드라이브를 포함한다. 서스펜션 수단은 엘리베이터 카에 연결되고, 트랙션 시브 위로 안내되어, 드라이브가 엘리베이터 카를 이동시킬 수 있다. 엘리베이터 시스템의 설계에 따라, 서스펜션 수단은 또한 균형추에 연결된다. 다양한 서스펜션 수단 가이드 변형도 가능하다. 서스펜션 수단 가이드 변형에 따라, 예를 들어 케이블로부터 알려진 것처럼 동력 전달 옵션이 있다. 또한, 엘리베이터 시스템은 서로 평행하게 안내되는 복수의 서스펜션 수단들을 가질 수도 있다.
엘리베이터 시스템의 가장 중요한 구성요소는 서스펜션 수단이다. 이는 한편으로는 승객을 지지하고 다른 한편으로는 높은 맥동 인장력 및 굽힘 변화와 같은 가장 높은 하중에 대한 기능으로 인해 노출되기 때문에 중요하다. 전술한 유형의 서스펜션 수단은 하중-지지 인장 부재 또는 플라스틱 외피를 가질 수 있는 강 와이어 스트랜드, 아라미드 섬유 또는 탄소 섬유로 만들어진 케이블일 수 있다. 그러나, 이는 또한 일반적으로 폴리우레탄으로 만들어지고 강 와이어 스트랜드, 아라미드 섬유 다발 및/또는 탄소 섬유 다발로 만들어진 하중-지지 인장 부재를 내부에 갖는 엘리베이터 벨트일 수 있다.
트랙션 시브를 통한 그리고 가능하게는 편향 롤러를 통한 서스펜션 수단 안내로 인해, 서스펜션 수단의 모든 길이 부분이 동일한 하중을 받는 것은 아니며, 따라서 개별 길이 부분은 특정 작동 기간 후에 상이한 마모 징후를 보인다. 이 경우, 서비스 수명을 제한하는 마모 및 찢김은 서스펜션 수단의 하중-지지 인장 부재에서 와이어 또는 섬유 파손으로 인한 베어링 단면의 감소이다.
이러한 마모 징후의 결과로서, 서스펜션 수단은 논리적으로 가장 심하게 손상된 길이 부분과 함께 주기적으로 교체되어야 한다. 지금까지, 서스펜션 수단의 굽힘 변화의 횟수는 일반적으로 서스펜션 수단의 실제 상태를 고려하지 않고서 마모의 척도로서 사용되었다. 이 교체는 매우 비싸기 때문에, 작업자는 서스펜션 수단이 작동 중에 파손될 위험이 없이 가능한한 오랫동안 서스펜션 수단을 사용하는데 매우 관심이 있다.
이러한 요구를 충족시키기 위해, US2003/0111298A1 은 엘리베이터 시스템에서 서스펜션 수단을 모니터링하는 것을 제안한다. 이를 위해, 서스펜션 수단은 마킹들에 의해 세그먼트들로 분할된다. 마킹들은 검출 장치에 의해 검출되어, 개별 세그먼트들의 길이 변화가 측정될 수 있다. 그런 다음, 개별 세그먼트들의 길이 변화는 한계값과 비교된다. 세그먼트들 중 하나가 한계값에 도달하자마자, 서스펜션 수단은 교체되어야 한다. 이러한 모니터링에 의해, 서스펜션 수단이 교체되는 시점 (종종 폐기 시점이라고도 함) 은 더 이상 작동 시간에 의존하지 않고, 엘리베이터 서스펜션 수단의 실제 상태에 의존한다.
US2003/0111298A1 의 설명에 따르면, 제안된 방법은 예를 들어 빈 엘리베이터 카로 이동할 때, 길이의 변화가 항상 동일한 하중에서 결정되어야 한다고 가정한다. 측정 목적으로 제공되는 이러한 빈 이동은 엘리베이터 시스템의 가용성을 제한한다. 또한, 측정된 길이 변화는 서스펜션 수단의 운반 능력에 영향을 미치지 않는 와이어 스트랜드 또는 섬유 다발의 세팅을 또한 포함한다. 제안된 해법은 측정 결과에 포함된 본질적으로 무해한 세팅 효과로 인해 서스펜션 수단의 조기 교체로 이어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 가용성을 제한하지 않고서 서스펜션 수단의 상태로부터 폐기 시점을 훨씬 더 정확하게 결정하는 것이다.
이 목적은, 엘리베이터 카에 연결되어 엘리베이터 카를 이동시킬 수 있는 서스펜션 수단의 물리적 상태를 모니터링하는 방법에 의해 달성된다. 서스펜션 수단은 그 길이를 따라 검출 장치에 의해 검출될 수 있는 마킹들을 가지고 있다. 마킹들은 예를 들어 컬러 인쇄에 의해 또는 레이저 번-인 프로세스와 같은 열적 프로세스에 의해 서스펜션 수단의 표면에 적용될 수 있다. 마킹들은 특히 포인트, 수평선, 매트릭스 코드, 바코드 등으로서 설계될 수 있다. 그러나, 마킹들은 또한 예를 들어 서스펜션 수단 내부에 배치된 RFID 태그 등과 같은 상이한 성질을 가질 수 있다. 따라서, 검출 장치는 사용된 마킹에 매칭되며, 레이저 스캐너, RFID 리더, 카메라 등일 수 있다.
세팅 효과가 상태 결정에 영향을 미치지 않도록, 본 발명에 따르면, 서스펜션 수단의 스트레인 차이는 길이 또는 스트레인의 순수 변화 대신에 세그먼트별로 모니터링된다. 스트레인 차이는 제 1 하중에서의 제 1 스트레인 및 제 2 하중에서의 제 2 스트레인이 검출 장치에 의해 검출되는 2 개의 선택된 마킹들 사이의 거리로부터 신호 처리 유닛에 의해 결정된다는 점에서 검출되고, 세그먼트들의 탄성 거동을 나타내는 스트레인 차이는 2 개의 스트레인으로부터 계산된다. 스트레인 측정 중에 작용하는 하중을 검출하기 위해, 2 개의 선택된 마킹들 사이에서 서스펜션 수단에 작용하는 하중을 측정할 수 있는 하중 측정 장치가 제공된다.
폐기 지점을 결정하기 위한 기준으로서 스트레인 차이를 사용하는 것은, 세팅 효과 외에도, 개별 와이어 스트랜드 또는 섬유가 파손되거나 마모되고 서스펜션 수단의 베어링 단면이 감소할 때에 추가의 길이 변화가 발생한다는 지식을 기반으로 한다. 이러한 감소는 서스펜션 수단 세그먼트가 더 유연해지거나 "더 부드러워짐" 에 따라 서스펜션 수단 세그먼트의 탄성 거동의 변경을 유발한다. 즉, 파손된 와이어 스트랜드 또는 파손된 섬유를 갖는 세그먼트의 스트레인 차이가 변화하거나 증가한다. 여기에서 폐기 지점을 결정하는 가장 중요한 기준은 제안된 방법, 즉 서스펜션 수단의 베어링 단면의 감소에 의해 사용됨을 알 수 있다. 스트레인 차이를 결정하기 위한 측정은 작용 하중을 검출함으로써 특정된 하중과는 독립적으로 수행될 수 있기 때문에, 스트레인 차이는 어느 시점에서나 따라서 통상의 작동 중에 결정될 수 있다.
계산된 스트레인 차이는 이어서 스트레인 차이 한계값과 비교될 수 있다. 세그먼트의 스트레인 차이가 스트레인 차이 한계값 이상인 경우, 신호 처리 유닛은 바람직하게는 엘리베이터 시스템의 제어 유닛 및/또는 출력 유닛에 알람 신호를 전송하여, 예를 들어, 엘리베이터 시스템을 멈추거나 서스펜션 수단을 교체해야 함을 나타낸다.
대안적으로 또는 추가적으로, 베어링 단면의 단면 손실이 스트레인 차이로부터 계산될 수 있고 최대 허용 단면 손실에 대한 한계값과 비교될 수 있거나, 파단 하중 손실이 스트레인 차이로부터 계산될 수 있고 최대 허용 파단 하중 손실에 대한 한계값과 비교될 수 있다.
세그먼트의 계산된 스트레인 차이, 계산된 단면 손실 또는 계산된 파단 하중 손실이 스트레인 차이, 단면 손실 또는 파단 하중 손실의 한계값 미만인 경우, 신호 처리 유닛은, 예를 들어 더 오래되고 결정된 스트레인 차이, 단면 손실 또는 파단 하중 손실 값과 현재 결정된 값을 외삽함으로써, 사용중인 서스펜션 수단의 잔여 서비스 수명을 계산할 수 있다. 이 잔여 서비스 수명을 통해, 예측 유지보수 계획의 견지에서 운영자와 유지보수 회사 모두를 위해 서스펜션 수단의 교체를 계획할 수 있다.
측정 및 계산으로 인한 데이터의 양을 줄이기 위해, 개별 세그먼트들의 스트레인 차이가 서로 비교될 수 있고, 그 스트레인 차이에 대한 세그먼트들의 계층이 생성될 수 있다. 세그먼트들은 이러한 계층과 유사하게 선택될 수 있으므로, 이미 증가된 스트레인 차이를 갖는 세그먼트들의 스트레인 차이가 결정되고, 변경되지 않은 스트레인 차이를 갖는 세그먼트들의 그것보다 더 자주 스트레인 차이 한계값과 비교된다. 또한, 스트레인 차이가 이전에 변경되지 않았거나 약간 변경된 세그먼트들을 임의로 선택하여 그 스트레인 차이를 결정하는 랜덤 알고리즘이 존재할 수 있다.
마킹들이 서스펜션 수단에 배치되기 때문에, 마모의 징후를 겪을 수 있다. 스트레인 차이의 방해받지 않는 결정을 계속 허용하기 위해, 마킹들의 검출가능성과 관련된 검출가능성 기준이 존재할 수 있다. 마킹들이 이 검출가능성 기준을 충족하지 않아 판독할 수 없거나 판독하기 어려운 경우, 다음의 판독가능한 마킹이 검출 장치 또는 신호 처리 유닛에 의해 선택될 수 있다.
강성 변화를 보다 정확하게 평가하기 위해서는, 제조사로부터의 표준값을 사용하지 않고 그 대신에 실제 사용된 서스펜션 수단을 새로운 상태로 분석하는 것이 유리하다. 이를 위해, 서스펜션 수단이 작동할 때, 상이한 하중에서의 세그먼트의 여러 스트레인을 측정하고 새로운 상태의 스트레인 차이를 나타내는 힘/스트레인 곡선으로서 저장함으로써, 각 세그먼트의 새로운 상태에서의 스트레인 차이를 측정하고 저장할 수 있다. 작동 중, 개별 세그먼트들의 스트레인 차이는 새로운 경우 힘/스트레인 곡선의 각각 할당된 스트레인 차이와 주기적으로 비교될 수 있다.
세그먼트의 스트레인 차이의 변화는 이 세그먼트의 베어링 단면의 단면 손실을 계산하고 그 결과를 출력 유닛에 전송하는 데에도 사용될 수 있다.
방법을 수행하려면 장치가 필요하며, 상기 장치는 마킹들에 의해 세그먼트들로 분할된 적어도 하나의 서스펜션 수단, 하중 측정 장치, 신호 처리 유닛 및 마킹들을 검출하기 위한 검출 장치를 포함한다. 하중 측정 장치는 매우 다르게 설계될 수 있다. 예를 들어, 이는 서스펜션 수단에 배치된 로드 셀을 포함할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 로드 셀은 서스펜션 수단에 배치되지 않고, 서스펜션 수단의 서스펜션 수단 단부들 중 일 단부가 카, 균형추 또는 구조의 부품에 부착되는 서스펜션 수단 단부 부착 지점의 일부이며, 이 구조는 모니터링할 서스펜션 수단을 갖는 엘리베이터 시스템을 논리적으로 포함한다.
신호 처리 유닛은, 검출 장치에 의해 검출되는 2 개의 선택된 마킹들 사이의 거리로부터, 하중 측정 장치로부터 서스펜션 수단에 작용하는 제 1 측정 하중에서의 제 1 스트레인 및 하중 측정 장치로부터 서스펜션 수단에 작용하는 제 2 측정 하중에서의 제 2 스트레인을 결정하는 신호 처리 유닛에 의해 세그먼트별로 서스펜션 수단의 스트레인 차이를 모니터링하도록 설계되고, 탄성 거동을 나타내는 스트레인 차이는 2 개의 스트레인으로부터 계산된다. 이를 위해, 신호 처리 유닛은 프로세서 및 메모리 유닛을 갖는 적절한 하드웨어뿐만 아니라 무엇보다도 도면의 설명에 나열된 공식이 구현되는 적절한 소프트웨어를 가지고 있다.
소프트웨어에 프로그래밍된 프로세스 순서에 따라, 신호 처리 유닛은 세그먼트 및 이에 따라 미리 결정된 기준에 따라 2 개의 마킹을 선택할 수 있다. 이 선택은 검출 장치에 전송될 수 있으며, 검출 장치는 2 개의 선택된 마킹들 사이의 거리를 검출한다. 이 경우 바람직하게는 광학 시스템이 사용되며, 세그먼트들의 길이는 적어도 2 개의 마킹들이 동시에 검출될 수 있도록 선택된다. 세그먼트의 스트레인을 결정하기 위해, 2 개의 선택된 마킹들 사이의 검출 시간 차이 및 검출 장치에 대한 서스펜션 수단의 속도 또는 속도 프로파일이 또한 기록 및 계산되어 2 개의 마킹들 사이의 정확한 거리 또는 세그먼트의 스트레인을 결정할 수 있다.
가장 심각한 마모 지점을 명확하게 식별할 수 있도록, 유리하게는 각 마킹은 다른 마킹과 명확하게 구별할 수 있는 식별을 갖는다.
검출을 용이하게 하기 위해, 2 개의 선택된 마킹들은 바람직하게는 서스펜션 수단 상에 차례로 배치되고, 스트레인 차이가 계산될 세그먼트를 한정한다.
그러나, 서스펜션 수단에 배치된 추가 마킹들이 세그먼트를 한정하는 2 개의 선택된 마킹들 사이에 존재할 수도 있다. 이 2 개의 선택된 마킹들이 더 이상 검출 장치에 의해 동시에 검출될 수 없는 경우, 위에서 언급한 대로 세그먼트들의 길이는 검출 시간과 속도로부터 계산되어야 한다.
전술한 장치는 엘리베이터 시스템의 고정된, 영구 구성요소일 수 있다. 그러나, 전술한 장치는 서비스 수명의 다가오는 끝을 보다 정확하게 예측할 수 있고 다가오는 교체를 더 잘 계획할 수 있도록 엘리베이터 시스템에 일시적으로만 설치되는 것도 생각할 수 있다. 물론, 기존 시스템은 설명된 장치로 개조될 수도 있다.
엘리베이터 시스템이 특성화 속성을 가진 상호연결되고 상호작용하는 컴포넌트 모델 데이터 레코드로서 디지털 형태로 엘리베이터 시스템의 물리적 컴포넌트를 포함하는 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드를 포함하는 경우에 특히 정밀한 모니터링이 달성될 수 있다. 이 경우, 신호 처리 유닛은 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드와 데이터를 교환하도록 구성된다.
신호 처리 유닛으로부터 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드로 전송된 데이터는, 특성화 속성으로서, 디지털 컴포넌트 모델 데이터 레코드로서 묘사된 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드의 서스펜션 수단의 할당된 가상 세그먼트에 전송될 수 있는 세그먼트들의 스트레인 차이를 포함할 수 있다. 여기에서, 가상 세그먼트들의 해당하는, 이전 특성화 속성 또는 스트레인 차이 값이 대체되고, 결과적으로 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드가 업데이트된다.
업데이트된 디지털 트윈 데이터 기록을 사용하여, 정적 및 동적 시뮬레이션을 수행하여 폐기 지점 또는 잔여 서비스 수명을 결정할 수 있다. 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드는 엘리베이터 시스템의 물리적 구성요소의 모든 관련 특성들을 포함하고 묘사하기 때문에 우수한 가상 시뮬레이션 환경을 제공한다. 따라서 예를 들어 강성 변화로 인한 서스펜션 수단 진동과 같은 추가 하중이 시뮬레이션될 수 있고 다른 구성요소에 대한 영향이 검사되어, 예를 들어 상응하게 감소된 베어링 단면 또는 세그먼트의 증가된 스트레인 차이가 폐기 지점을 즉시 결정하는 것이 아니라, 서스펜션 수단의 변화하는 진동 거동과 그 영향, 예를 들어 운전 편의성 및 가이드 레일, 엘리베이터 카의 가이드 슈 등과 같은 엘리베이터 시스템의 다른 구성요소에 미치는 영향이 결정한다. 이러한 방식으로 얻어진 시뮬레이션 결과는 적절하게 프로그래밍된 논리에 의해 신호 처리 유닛에서 평가될 수 있다; 필요한 경우, 경보 신호가 신호 처리 유닛에 의해 생성되어 엘리베이터 시스템의 제어 유닛 및/또는 출력 유닛에 전송될 수 있다. 출력 유닛은 다양한 디자인을 가질 수 있다. 예를 들어, 이는 확성기나 스크린과 같은 표시 수단을 가질 수 있다. 또한, 시뮬레이션 결과는 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드로부터의 추가 데이터로 처리되고 스크린에 3차원 가상 표현으로 표시될 수 있다. 이러한 표현은 또한 동적일 수 있으며, 즉 물리적 엘리베이터 시스템에서와 같이 엘리베이터 시스템의 가상 표현에서 3차원으로 표현된 컴포넌트 모델 데이터 레코드는 그의 물리적 등가물에 따라 동적으로 이동하고 동작할 수 있다.
본 발명의 실시형태는 첨부 도면을 참조하여 이하에서 설명될 것이며, 도면이나 설명은 본 발명을 제한하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다.
도 1 은 마킹들에 의해 세그먼트들로 분할된 서스펜션 수단, 마킹들을 검출하기 위한 검출 장치 및 하중 측정 장치를 갖는 본 발명에 따른 장치를 갖는 엘리베이터 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2A 내지 도 2C 는, 가능한 실시형태에서, 마킹들에 의해 세그먼트들로 분할된 서스펜션 수단의 섹션을 도시하며, 도면은 동일한 섹션의 상이한 단계들을 도시한다.
도 3 은 본 발명의 기반이 되는 힘-스트레인 곡선이 있는 다이어그램으로, 제 1 곡선은 새로운 상태에서의 세그먼트의 스트레인 차이를 나타내고 제 2 곡선은 폐기 지점에 도달하는 때의 동일한 세그먼트의 스트레인 차이를 나타낸다.
도 4 는 본 발명에 따른 장치 및 물리적 승객 운송 시스템을 묘사하는 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드 (UDTDR) 를 구비한 도 1 의 엘리베이터 시스템의 보다 상세한 3차원 도면으로, 데이터 레코드는 데이터 클라우드에 저장되고 신호 처리 유닛은 데이터를 교환할 수 있다.
도 1 은 구조물 (5) 의 엘리베이터 통로 (3) 내에 배치된 엘리베이터 시스템 (1) 을 개략적으로 도시한다. 엘리베이터 시스템 (1) 은 구조물 (5) 의 복수의 층 (7, 9) 을 수직 방향으로 연결하고, 승객 및/또는 물체를 수송하는데 사용된다.
엘리베이터 시스템 (1) 은 엘리베이터 카 (11), 트랙션 시브 (15) 를 갖는 드라이브 (13), 및 균형추 (17) 를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 장치 (21) 는 엘리베이터 시스템 (1) 에 배치되며, 이 장치는 마킹들 (25) 에 의해 세그먼트들 (S) 로 분할된 서스펜션 수단 (23), 검출 장치 (29), 신호 처리 유닛 (31) 및 하중 측정 장치(33) 를 포함한다.
와이어 케이블, 아라미드 케이블, 탄소 섬유 케이블 또는 인장 부재를 갖는 벨트는 엘리베이터 시스템의 유형에 따라 서스펜션 수단 (23) 으로서 사용된다. 인장 부재로서, 강 스트랜드, 아라미드 섬유 다발 또는 탄소 섬유 다발이 폴리우레탄 외피에 둘러싸여지고 벨트 내부에 배치될 수 있다.
도 1 에 도시된 마킹들 (25) 은 서스펜션 수단 (23) 의 길이를 따라 배열되고 작은 돌출부로서 도시된다. 운전 편의성을 손상시키지 않도록, 마킹들 (25) 은 바람직하게는 돌출되지 않고, 대신에 서스펜션 수단 (23) 의 표면에, 예를 들어 컬러 인쇄 또는 레이저 번인 (burn-in) 프로세스와 같은 열적 프로세스에 의해 적용된다. 지지 수단 (23) 의 길이방향 연장부에 횡방향으로 배치된 개구 또는 함몰부가 또한 마킹들로서 작용할 수 있다. 마킹들 (25) 은 포인트, 수평선, 매트릭스 코드, 바코드 등으로 설계될 수 있다. 그러나, 마킹들 (25) 은 또한 예를 들어 서스펜션 수단 내부에 배열된 RFID 태그 등과 같은 다른 성질을 가질 수 있다.
검출 장치 (29) 는 사용된 마킹들 (25) 에 매칭되며, 마킹들 (25) 을 용이하게 검출할 수 있도록 레이저 스캐너, RFID 리더, 카메라 등일 수 있다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 검출 장치 (29) 에 의해 여러 개의 마킹들 (25) 이 동시에 검출될 수 있다. 이는, 적어도 두 개의 인접하게 배열된 마킹들 (25) 사이의 거리 및 따라서 검출가능한 마킹들 (25) 에 의해 규정된 세그먼트 (S) 의 세그먼트 길이 (L) 가 검출 장치 (29) 에 의해 캡처된 표현으로부터 직접 결정될 수 있으며 속도와 검출 시간에 의해 두 마킹들 (25) 사이의 세그먼트 (S) 의 세그먼트 길이 (L) 를 계산하기 위해 검출 장치 (29) 를 통과하는 서스펜션 수단 (23) 의 속도를 검출할 필요가 없다고 하는 결정적인 이점을 갖는다.
도 1 에 도시된 서스펜션 수단 가이드 변형은 서스펜션 수단 (23) 을 도시하며, 이의 두 단부들은 서스펜션 수단 단부 연결부 (35) 를 통해 구조물 (5) 에 연결되고 이는 트랙션 시브 (15) 위로 그리고 엘리베이터 카 (11) 및 균형추 (17) 의 편향 롤러 (19) 위로 안내된다. 이것으로부터, 서스펜션 수단 (23) 이 엘리베이터 시스템 (1) 의 작동 동안 어떤 굽힘 변화 하중을 받는지 명확하게 알 수 있다. 또한, 서스펜션 수단 (23) 은 엘리베이터 카 (11) 와 균형추 (17) 에 의해 높은 인장력을 받는다. 엘리베이터 카 (11) 와 균형추 (17) 는 양쪽 수직 방향으로 다시 가속 및 제동되기 때문에, 인장력은 또한 맥동 인장력에 의해 중첩된다. 서스펜션 수단 (23) 에 작용하는 인장력 또는 하중은, 본 실시형태에서 양쪽 서스펜션 수단 단부 연결부 (35) 에 배치되는 하중 측정 장치 (33) 에 의해 측정될 수 있다.
하중 측정 장치 (33) 및 검출 장치 (29) 는 일점 쇄선으로 나타낸 신호 라인 (37, 39) 을 통해 신호 처리 유닛 (31) 에 연결되어 있다.
도 2A 내지 도 2C 및 도 3 을 참조하여 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 서스펜션 수단 (23) 의 상태는 대응하는 장치 (21) 를 갖는 엘리베이터 시스템 (1) 에 의해 모니터링될 수 있다. 이어서 스트레인 차이, 단면 손실 또는 파단 하중 손실에 대해 계산된 값들은 대응하는 한계 값과 비교될 수 있다. 세그먼트 (S) 의 이러한 계산된 값들이 대응하는 한계값 이상인 경우, 엘리베이터 시스템 (1) 정지 및/또는 서스펜션 수단 (23) 의 필요한 교체를 표시하는 것과 같은 추가 동작을 촉발하기 위해 신호 처리 유닛 (31) 은 엘리베이터 시스템 (1) 의 제어 유닛 (45) 에 그리고/또는 유선 또는 무선 방식으로 신호 라인 (43) 을 통해 출력 유닛 (47) 에 경보 신호를 전송할 수 있다.
도 2A 내지 도 2C 는, 가능한 실시형태에서, 상이한 단계들에서 마킹들 (25A, 25B, 25C) 에 의해 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 로 분할된 서스펜션 수단 (23) 의 동일한 섹션을 도시한다. 각각의 마킹들 (25A, 25B, 25C) 은 서스펜션 수단 (23) 의 재료에 인쇄된 매트릭스 코드이며, 명확하고 구별가능한 식별을 가지며, 이것이 도시된 마킹들 (25A, 25B, 25C) 의 참조 부호가 영숫자로 추가된 이유이다.
도 2A 에 도시된 바와 같이, 마킹들 (25A, 25B, 25C) 은 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 을 한정하고, 세그먼트 경계 (41) 는 본 실시형태에서 마킹들 (25A, 25B, 25C) 의 하부 에지에 의해 규정된다. 물론, 각 마킹 (25A, 25B, 25C) 의 중심, 상부 에지, 특정 중심점 또는 마킹 (25A, 25B, 25C) 의 다른 명확하게 식별가능한 속성이 세그먼트 경계 (41) 를 규정하는데 사용될 수 있다.
검출을 용이하게 하기 위해, 세그먼트 (S1, S2, Sn) 를 규정하기 위해 선택된 2 개의 마킹들 (25A, 25B, 25C) 은 바람직하게는 서스펜션 수단 (23) 상에 차례로 배치되고, 스트레인 차이 Δε(도 3 참조) 가 계산되어질 세그먼트 (S1, S2, Sn) 를 한정한다. 본 예에서, 이들은 세그먼트 길이가 L1 인 세그먼트 S1 및 세그먼트 길이가 L2 인 세그먼트 S2 이다.
논리적으로, 세그먼트 길이 L1, L2 를 갖는 2 개의 세그먼트 S1, S2 가 존재할 뿐만 아니라, 오히려 전체 서스펜션 수단 (23) 은 바람직하게는 도 1 에 나타낸 바와 같이 유사한 세그먼트 길이 Ln 을 갖는 세그먼트 Sn 으로 분할된다.
그러나, 마킹 (25A, 25B, 25C) 은 서스펜션 수단의 표면 상의 마모 징후로 인해 검출 장치 (29) 에 의해 더 이상 검출되지 않을 수도 있다. 이 경우, 읽을 수 없는 마킹 (25A, 25B, 25C) 을 건너뛰고 다음 마킹 (25A, 25B, 25C) 을 선택할 수 있다. 본 예에서, 3 개의 도시된 마킹들 (25B) 의 중간은 검출 장치 (29) 에 대해 읽을 수 없고, 따라서 건너뛰고, 서스펜션 수단 (23) 상에 배열된 다른 마킹 (25B) 은 세그먼트 S3 를 한정하는 2 개의 선택된 마킹들 (25A, 25C) 사이에 존재한다. 결과적으로, 이 새로 규정된 세그먼트 S3 는 세그먼트 길이 L3 를 갖는다. 이 2 개의 선택된 마킹들 (25A, 25C) 이 더 이상 검출 장치 (29) 에 의해 동시에 검출될 수 없는 경우, 위에서 언급한 바와 같이, 세그먼트 S3 의 세그먼트 길이 L3 는 두 마킹들 (25A, 25C) 의 검출 시간과 서스펜션 수단 (23) 의 속도로부터 계산되어야 한다.
서스펜션 수단 (23) 에 대한 다양한 영향을 더 잘 설명할 수 있도록, 도 2A 는 세그먼트 S1, S2 가 마킹들 (25A, 25B, 25C) 의 인쇄에 의해 생성된 세그먼트 길이 L1, L2 를 갖도록 완전히 새로운 무부하 상태의 서스펜션 수단 (23) 의 단면을 도시한다.
도 2B 는 예를 들어 새로운 상태이지만 예를 들어 최대 허용 하중 또는 엘리베이터 카 (11) 의 최대 허용 하중에 대응하는 하중 FN 하에서의 도 2A 와 동일한 단면을 도시한다. 이 경우, 서스펜션 수단 (23) 은 세그먼트 S1 이 세그먼트 길이 L1 + εNS1 을 갖고 세그먼트 S2 가 세그먼트 길이 L2 + εNS2 를 갖도록 확장된다.
도 2C 는 동일한 하중 (FN) 하에서의 도 2B 와 동일한 단면을 도시하지만, 서스펜션 수단 (23) 이 수명이 다했거나 폐기 지점에 있을 때 서스펜션 수단 (23) 을 장기간 사용한 후의 것이다. 도 2B 와 비교하여 명확히 알 수 있는 바와 같이, 제 1 세그먼트 (S1) 의 세그먼트 길이 (L1 + R + εABS1) 는 적어도 동일한 부하 (FN) 에 대해 세팅 효과 (R) 만큼 증가하였다. 세그먼트 S1 의 세팅 효과 (R) 만으로는 폐기 지점으로 이어지지 않는데, 이는 하중을 받는 인장 부재의 비가역적 정렬 및/또는 편향 롤러에 대한 롤링 효과의 결과로서 비가역적 또는 영구적 확장에 의해 실질적으로 발생하고 서스펜션 수단 (23) 의 베어링 단면이 그에 의해 크게 감소되지 않기 때문이다.
지수에서 알 수 있듯이, 폐기 지점 스트레인 (εABS1) 의 길이 부분은 새로운 상태의 스트레인 (εNS1) 의 길이 부분과 다를 수 있다. 그러나, 이는 세팅 효과 (R) 의 순수 길이 부분이 알려진 경우에만 결정할 수 있다. 그러나, 이는 스트레인으로부터 분리하여 결정할 수 없다.
세그먼트 S2 에도 세팅 효과 (R) 가 있으므로 세그먼트 길이 (L2 + R + εNS2AB) 를 갖는다. 도 2A 에 도시된 바와 같이 2 개의 세그먼트는 원래 대략 동일한 세그먼트 길이 (L1, L2) 를 갖고 도 2B 에 도시된 바와 같이 각 세그먼트 (S1, S2) 도 유사한 스트레인 (εNS1, εNS2) 및 따라서 유사한 스트레인 차이 (Δε) 를 갖기 때문에, 도 2C 의 세그먼트 길이 (L1, L2) 도 거의 동일한 길이를 가져야 한다. 그러나, 세그먼트 S2 가 세그먼트 S1 보다 훨씬 더 길기 때문에 그렇지 않다. 이 차이는 이 세그먼트 S2 에서의 스트레인 차이 Δε 의 감소로 인한 것이다. 이러한 변화는 서스펜션 수단 (23) 의 베어링 단면 감소와 직접적인 관련이 있는데, 그 이유는 세그먼트 S2 가 이러한 감소의 결과로서 "더 부드러워지고" 동일한 하중 (FN) 에서 더 확장될 수 있기 때문이다. 각 세그먼트 (S1, S2, Sn) 에 대해 엘리베이터 설비 (1) 의 작동 동안 본 발명에 따른 스트레인 차이 (Δε) 를 결정함으로써, 세팅 효과 (R) 와 관련하여 전술한 문제를 회피할 수 있다.
참조 기호 L1, L2, R, εNS1 εNS2AB 와 관련하여, 이들은 일반적인 의미에 따라 다른 단위를 갖는다는 점에 유의해야 한다. 도 2A 내지 도 2B 에서 선택된 부가는 단지 다양한 원인에 기초한 길이 변화의 비율을 나타내기 위한 것이다.
도 3 은 본 발명의 기반이 되는 힘-스트레인 곡선 DNEU, DAB 및 DS1 이 있는 다이어그램이다. 제 1 힘-스트레인 곡선 DNEU 는 새로운 상태에서의 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이 (ΔεNEU) 를 나타내고, 제 2 힘-스트레인 곡선 DAB 는 폐기 지점이 도달한 때의 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이 (ΔεAB) 를 나타낸다. 다이어그램의 세로축은 원래 세그먼트 길이 (L1, L2, Ln) 의 백분율로 주어진 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 (ε) 을 나타내고, 가로축은 세그먼트 (S1, S2, Sn) 또는 서스펜션 수단 (23) 에 작용하는 하중 (F) 을 나타낸다.
다이어그램으로부터 세팅 효과 (R) 는 서스펜션 수단 (23) 의 상태 모니터링에 영향을 미치지 않는다는 것이 분명하다. 세팅 효과 (R) 는 2 개의 힘-스트레인 곡선들 (DNEU, DAB) 사이의 순수 오프셋이다. 본 발명에 따르면, 순수 스트레인 대신에, 서스펜션 수단 (23) 의 스트레인 차이 (Δε) 는 세그먼트들에서 모니터링된다. 스트레인 차이 (Δε) 는 제 1 하중 (F1) 에서의 제 1 스트레인(ε1) 및 제 2 하중 (F2) 에서의 제 2 스트레인 (ε2) 이 검출 장치 (29) 에 의해 검출된 2 개의 선택된 마킹들 (25) 사이의 거리 또는 세그먼트 길이 (L1, L2, Ln) 로부터 도 1 에 도시된 신호 처리 유닛 (31) 에 의해 결정된다는 점에서 검출되고 탄성 거동을 나타내는 스트레인 차이 (Δε) 는 다음의 일반 공식에 따라 2 개의 스트레인 (ε1, ε2) 으로부터 계산된다:
스트레인 차이
Figure pct00001
다음은 다이어그램에 표시된 "새 상태" 및 "폐기 지점" 사례에 적용된다:
새 상태의 스트레인 차이:
Figure pct00002
폐기 지점의 스트레인 차이:
Figure pct00003
여기서 기호는 다음과 같다:
ㆍ εNEU1 = 스트레인, 하중 F1 에서의 새 상태
ㆍ εNEU2 = 스트레인, 하중 F2 에서의 새 상태
ㆍ εAB1 = 스트레인, 하중 F1 에서의 폐기 지점
ㆍ εAB2 = 스트레인, 하중 F2 에서의 폐기 지점
결정된 스트레인 차이 ΔεNEU, ΔεAB 를 사용하여, 해당 세그먼트 (S1, S2, Sn) 에서 서스펜션 수단 (23) 의 베어링 단면의 단면 손실 ΔA 도 계산할 수 있다:
단면 손실
Figure pct00004
여기서 기호는 다음과 같다:
ㆍ F1 = 제 1 하중
ㆍ F2 = 제 1 하중 F1 보다 큰 제 2 하중
ㆍ E = 베어링 단면의 탄성 계수
ㆍ ΔεNEU = 새 상태에서의 스트레인 차이
ㆍ ΔεAB 폐기 지점에서의 스트레인 차이
이 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 파단 하중 손실은 다음과 같이 계산할 수도 있다:
파단 하중 손실
Figure pct00005
여기서 기호는 다음과 같다:
ㆍ FBruch NEU = 새 상태에서의 서스펜션 수단의 파단 하중
ㆍ ANEU = 새 상태에서의 서스펜션 수단의 베어링 단면의 단면적
ㆍ ΔA = 단면 손실
앞의 설명으로부터 단면 손실 (ΔA) 또는 파단 하중 손실 (ΔF Bruch) 이 최대 허용 단면 손실 (ΔA Grenz) 또는 최대 허용 파단 하중 손실 (ΔFBruch Grenz) 에 대해 규정된 한계값과 비교될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 한계값에 도달하면, 폐기 지점에도 도달한다.
도 3 에서, 힘-스트레인 곡선 DS1 의 예는 몇 시간의 작동 후에 세그먼트 S1 의 스트레인 차이 ΔεS1 을 나타내는 점선으로 표시된다. 아직까지 진행되지 않은 세팅 효과 RS1 은 이 특정 세그먼트 S1 에서도 볼 수 있다. 이미 하중을 가한 세그먼트 S1 의 힘-스트레인 곡선 DS1 과 새 상태의 힘-스트레인 곡선 DNEU 이 평행한 경로를 나타내면, 작동 시간에도 불구하고 세그먼트 S1 의 스트레인 차이 ΔεS1 은 새 상태의 스트레인 차이 ΔεNEU 와 다르지 않고 서스펜션 수단 (23) 은 이 세그먼트 S1 과 관련하여 아직 폐기 지점에 도달하지 않았다. 세그먼트 S1 의 세팅 효과 RS1 이 세팅 효과 R 과 동일하더라도, 스트레인 차이 ΔεS1, ΔεNEU 의 차이가 없기 때문에 이 세그먼트 S1 과 관련하여 서스펜션 수단 (23) 의 폐기 지점은 아직 도달하지 않았다.
폐기 지점을 결정하기 위한 기준으로서 스트레인 차이 (Δε) 를 사용하는 것은, 세팅 효과 (R) 에 추가하여, 서스펜션 수단 (23) 의 베어링 단면의 개별 와이어 스트랜드 또는 섬유가 파손되고 그럼으로써 서스펜션 수단 (23) 의 베어링 단면이 감소하는 때에 길이의 추가 변화가 발생한다는 지식을 기반으로 한다. 이러한 감소로 인해 더 유연해지거나 "더 부드러워짐" 에 따라 파단 및 마모로 인해 약화된 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 탄성 거동이 변경된다. 즉, 파손된 와이어 스트랜드 또는 파손된 섬유가 있는 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이 (Δε) 가 변하거나 증가한다. 여기서, 폐기 지점을 결정하기 위한 가장 중요한 기준은 제안된 방법, 즉 서스펜션 수단 (23) 의 베어링 단면의 감소에 의해 사용됨을 알 수 있다. 스트레인 차이 (Δε) 를 결정하기 위한 측정이 작용 하중 (F1, F2) 을 검출함으로써 지정된 하중 (F1, F2) 과 독립적으로 수행될 수 있기 때문에, 스트레인 차이 (Δε) 는 임의의 시점에서 따라서 엘리베이터 시스템 (1) 의 정상 작동 중에 결정될 수 있다. 두 하중 (F1, F2) 은 논리적으로 상이하고, 측정은 바람직하게는 동일한 방향으로 이동하는 엘리베이터 카(11) 로 수행되어야 한다. 도 1 에 도시된 하중 측정 장치 (33) 는 서스펜션 수단 (23) 에 대한 스트레인 측정 동안 2개의 선택된 마킹들 (25) 사이에 작용하는 하중 (F1, F2) 을 검출하기 위해 제공된다.
세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 계산된 스트레인 차이 (Δε) 가 스트레인 차이 한계값 (ΔεGrenz) 미만인 경우, 신호 처리 유닛 (31) 은 예를 들어 더 오래된 결정된 스트레인 값 (Δε) 및 가장 최근의 스트레인 차이 값 (Δε) 을 추론함으로써 사용중인 서스펜션 수단 (23) 의 잔여 서비스 수명을 계산할 수 있다. 이 잔여 서비스 수명에 의해, 서스펜션 수단 (23) 의 교체는 예측 유지보수 계획의 관점에서 운영자와 유지보수 회사 모두를 위해 계획될 수 있다.
스트레인 차이 (Δε) 의 변화를 보다 정확하게 평가할 수 있도록 하기 위해서는, 제조사로부터의 표준값을 사용하지 않고 그 대신에 실제 사용되는 서스펜션 수단 (23) 을 새로운 상태에서 분석하는 것이 유리하다. 이를 위해, 서스펜션 수단 (23) 이 작동될 때, 각 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 새로운 상태에서의 스트레인 차이 (ΔεNEU) 가 새로운 상태에서의 스트레인 차이 (ΔεNEU) 를 나타내는 힘/스트레인 곡선으로서 측정되고 저장되는 상이한 하중 (F1, F2) 에서의 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 여러 스트레인들에 의해 측정 및 저장될 수 있다. 작동 중, 개별 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이는 새로운 상태에서의 각각 할당된 스트레인 차이 (ΔεNEU) 와 주기적으로 비교될 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 장치 (21) 를 구비한 도 1 의 엘리베이터 시스템 (1) 을 3차원도로 보다 상세하게 도시한다. 매우 개략적으로 도시된 도 1 과 대조적으로, 도 4 의 엘리베이터 시스템 (1) 에는 3 개의 평행한 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 이 명확히 있으며, 이 서스펜션 수단은 장치 (21) 에 속한다. 상이한 세팅 효과, 동적 하중 차이, 마찰 등으로 인해, 3 개의 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 모두가 동등하게 하중을 받는 것은 아니며, 즉 동일한 하중을 받는 것은 아니다. 이것을 고려하고 각 개별 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 의 세그먼트 (S1, S2, Sn)(도 2A 내지 2C 참조) 의 스트레인 차이 (Δε) 를 가능한한 정확하게 결정하기 위해, 하나의 하중 측정 장치 (33A, 33B, 33C) 가 3 개의 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 각각에 할당되며, 하중 측정 장치는 또한 장치 (21) 에 속한다. 장치 (21) 를 위해 제공된 검출 장치 (29) 는 3 개의 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 모두의 마킹들 (도시되지 않음) 을 검출할 수 있다.
엘리베이터 시스템 (1) 이 특성화 속성과 상호연결되고 상호작용하는 컴포넌트 모델 데이터 레코드로서 디지털 형태로 엘리베이터 시스템 (1) 의 물리적 구성요소를 포함하는 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드 (101) 를 포함하는 경우에 서스펜션 수단의 상태에 대한 특히 정밀한 모니터링이 달성될 수 있다. 이 경우, 장치 (21) 의 신호 처리 유닛 (31) 은 이중 화살표 (161) 로 표시된 바와 같이 데이터 (131) 를 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드 (101) 와 교환하도록 구성된다. 엘리베이터 설비 (1) 를 나타내는 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드 (101) 는 더 나은 가독성을 위해 UDTDR (101) 이라고 한다.
UDTDR (101) 은, 가능한한 포괄적이고 엘리베이터 시스템 (1) 의 현재 물리적 상태를 추적하는 가상 이미지이며 따라서 엘리베이터 시스템 (1) 에 할당된 가상 엘리베이터 시스템을 나타낸다. 이는, UDTDR (101) 이 대략 그 치수를 나타내는 엘리베이터 시스템 (1) 의 가상 쉘 모델일 뿐만 아니라, 엘리베이터 카 (111) 의 컴포넌트 모델 데이터 기록으로서, 샤프트 도어 (149) 의 컴포넌트 모델 데이터 기록으로서, 균형추 (117) 의 컴포넌트 모델 데이터 기록으로서 UDTDR (101) 에서 디지털화된 형태로 이 구성요소들의 가능한 특성화 속성을 갖고서, 엘리베이터 카 (11), 샤프트 도어 (49), 균형추 (17) 로부터 마지막 나사까지 모든 단일의 물리적 구성요소를 포함하고 묘사한다는 것을 의미한다. 마찬가지로, 예를 들어, 건물 (5) 에 속하는 엘리베이터 통로 (3) 와 같은 엘리베이터 시스템 (1) 의 인터페이스는 UDTDR (101) 에서 컴포넌트 모델 데이터 레코드 (103) 로서 묘사될 수 있다.
컴포넌트 모델 데이터 레코드 (111, 149, 117) 에 포함된 엘리베이터 시스템 (1) 의 물리적 대응물의 특성화 속성은 길이, 폭, 높이, 단면, 반경, 필렛 등과 같은 구성요소들의 기하학적 치수일 수 있다. 구성요소의 표면 품질, 예를 들어 거칠기, 질감, 코팅, 색상, 반사율 등도 특성화 속성의 일부이다. 또한 탄성 계수, 굽힘 변화 강도, 경도, 노치 충격 강도, 인장 강도 등과 같은 재료 값도 각 구성요소의 특성화 속성으로서 저장될 수 있다. 이는 생산 도면에서 볼 수 있는 것과 같은 이론적인 속성 (타겟 데이터) 이 아니라 물리적 구성요소에서 실제로 결정된 특성화 속성 (실제 데이터) 이다. 나사에 실제로 가해지는 조임 토크 및 그에 따른 조임력과 같은 조립-관련 사양은 바람직하게는 관련 구성요소에도 할당된다.
개별 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이들 (ΔεS1, ΔεS2, ΔεSn) 이 결정될 때마다, 이들은 신호 처리 유닛 (31) 으로부터 UDTDR (101) 에 전송될 수 있다. 개별 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 의 새로 결정된 스트레인 차이 (ΔεS1, ΔεS2, ΔεSn) 는 UDTDR (101) 을 계속해서 업데이트하기 위해 서스펜션 수단 (123A, 123B, 123C) 의 세그먼트 (S1, S2, Sn ) 로 또한 분할된 컴포넌트 모델 데이터 레코드의 기존 스트레인 차이 (ΔεS1, ΔεS2, ΔεSn) 를 대체한다.
즉, 신호 처리 유닛 (31) 으로부터 UDTDR (101) 로 전송되는 데이터 (131) 는 디지털 컴포넌트 모델 데이터 레코드로서 묘사된 UDTDR (101) 의 서스펜션 수단 (123A, 123B, 123C) 의 할당된 가상 세그먼트 (S1, S2, Sn) 에 특성화 속성으로서 전송되는 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이 (ΔεS1, ΔεS2, ΔεSn) 를 포함한다. 논리적으로, 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 측정된 길이 (L1, L2, Ln) 가 또한 전송될 수 있으므로, 서스펜션 수단 (123A, 123B, 123C) 의 컴포넌트 모델 데이터 레코드도 그 물리적 대응물의 유효 길이를 갖는다.
UDTDR (101) 은 특정 저장 위치 또는 처리 위치에 구속되지 않는다. 예를 들어, 이는 장치의 신호 처리 유닛 (31) 에 저장될 수 있지만, 또한 제어 유닛 (45), 컴퓨터 (121) 또는 복수의 컴퓨터 시스템을 갖는 네트워크에도 저장될 수 있다. 특히, 도시된 바와 같이, UDTDR (101) 은 데이터 클라우드 (50) 의 형태로 데이터를 저장하고 처리하는 컴퓨터 네트워크에서 구현될 수 있다. 이를 위해, 컴퓨터 네트워크는 메모리 또는 상징적으로 도시된 바와 같이 저장 리소스 (151) 를 데이터 클라우드 (50) 에 가질 수 있으며, 여기에는 UDTDR (101) 의 데이터 (물리적 승객 운송 시스템 (1) 의 3차원 이미지로서 점선으로 상징적으로 도시됨) 가 예를 들어 전자 또는 자기 형태로 저장될 수 있다. 이는 UDTDR (101) 이 모든 저장 위치에 저장될 수 있음을 의미한다.
UDTDR (101) 을 사용하여, 폐기 지점 또는 잔여 서비스 수명 (tAB) 을 결정하기 위해 정적 및 동적 시뮬레이션이 수행될 수 있다. UDTDR (101) 은 물리적 구성요소의 모든 관련된 특성화 속성을 포함하고 묘사하므로 우수한 가상 시뮬레이션 플랫폼을 제공한다. 시뮬레이션은 예를 들어 데이터 클라우드 (50) 에서 수행될 수 있지만 신호 처리 유닛 (31) 에서 UDTDR (101) 을 일시적으로 저장 및 처리함으로써 수행될 수도 있다. 변경된 스트레인 차이 (ΔεS1, ΔεS2, ΔεSn) 및/또는 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 의 변화된 길이로 인한 서스펜션 수단 진동과 같은 추가 하중이 시뮬레이션될 수 있고 다른 구성요소에 대한 그 효과가 검사될 수 있어서, 예를 들어 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 증가된 스트레인 차이 (ΔεS1, ΔεS2, ΔεSn) 또는 그에 따라 감소된 베어링 단면은 폐기 지점을 즉시 결정하는 것이 아니라 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 의 변화하는 진동 거동 및 예를 들어 운전 편의성 및 가이드 레일 (55), 엘리베이터 카 (11) 의 가이드 슈 등과 같은 엘리베이터 시스템 (1) 의 구성요소에 미치는 영향을 결정한다. 시간순으로 저장된 이전에 결정된 스트레인 차이 (ΔεS1, ΔεS2, ΔεSn) 를 사용하여 시뮬레이션된 보간을 통해, 잔여 서비스 수명 (tAB) 이라고도 하는 폐기 지점까지 남은 시간을 계산할 수 있다.
이러한 방식으로 획득된 시뮬레이션 결과 (159) 는 이어서 화살표 (163) 로 표시된 바와 같이 출력 유닛, 본 예에서는 휴대용 컴퓨터 (121) 의 스크린 (122) 에 전송될 수 있다. 또한, 특히 계산 및/또는 시뮬레이션이 서스펜션 수단 (23A, 23B, 23C) 이 폐기 지점에 도달했음을 나타낼 때 경보 신호 (155) 가 생성되어 출력 유닛 (122) 에 전송될 수 있다. 출력 유닛은 반드시 스크린 (122) 일 필요는 없고, 예를 들어 확성기 등이 될 수도 있다. 경보 신호 (155) 는 또한 예를 들어 물리적 엘리베이터 시스템 (1) 등의 제어 유닛 (45) 에 전달되고 거기에서 처리되어 대응하는 동작을 촉발할 수 있다.
더욱이, 화살표 (157) 에 의해 상징적으로 표시된 바와 같이, 시뮬레이션 결과는 UDTDR (101) 로부터의 추가 데이터로 처리될 수 있고, 스크린 (122) 상에 3차원 가상 표현 (128) 으로서 표시될 수 있다. 이러한 가상 표현 (128) 은 또한 동적일 수 있으며, 즉 물리적 엘리베이터 시스템 (1) 에서와 같이 엘리베이터 시스템의 가상 표현 (128) 에서, 자유도가 제공된 모든 3차원으로 표현된 컴포넌트 모델 데이터 레코드들 (111, 117, 149) 은 UDTDR (101) 의 데이터에 의해 이동될 수 있고 그들의 물리적 동등물에 따라 동적으로 거동할 수 있다.
도 1 내지 도 4 는 본 발명의 상이한 양태들에 관한 것이고 이들은 2:1 서스펜션 수단 가이드 변형을 갖는 엘리베이터 시스템 (1) 의 예를 사용하여 상세하게 설명되었지만, 설명된 방법 단계 및 대응하는 장치는 1:1, 3:1 등과 같은 다른 서스펜션 수단 가이드 변형을 갖는 엘리베이터 시스템 (1) 에 대해 동일한 방식으로 사용될 수 있다. 또한, 신호 처리 유닛 (31) 은 도 1 및 도 4 에 하드웨어 및 소프트웨어로 구성된 자립 유닛으로서 도시되어 있다. 그러나, 신호 처리 유닛 (31) 은 또한 물리적 엘리베이터 시스템 (1) 과는 별도로 예를 들어 휴대용 컴퓨터 (121) 또는 데이터 클라우드 (50) 에서 구현될 수 있다.
마지막으로, "포함하는", "갖는" 등과 같은 용어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, "일" 또는 "하나" 와 같은 용어는 복수를 배제하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 또한, 전술한 실시형태들 중 하나를 참조하여 설명된 특징 또는 단계는 또한 전술한 다른 실시형태의 다른 특징 또는 단계와 조합하여 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 청구범위의 참조 부호는 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims (14)

  1. 엘리베이터 카 (11) 에 연결되어 상기 엘리베이터 카를 이동시킬 수 있는 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 의 물리적 상태의 모니터링 방법으로서,
    상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 은, 그의 길이를 따라, 상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 을 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 로 분할하고 검출 장치 (29) 에 의해 검출될 수 있는 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 을 포함하고,
    상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 의 스트레인 차이 (Δε) 는 상기 검출 장치 (29) 에 의해 검출되는 2 개의 선택된 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 사이의 거리로부터 신호 처리 유닛 (31) 에 의해 결정되는 제 1 하중 (F1) 에서의 제 1 스트레인 (ε1) 및 제 2 하중 (F2) 에서의 제 2 스트레인 (ε2) 에 의해 세그먼트별로 모니터링되고, 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 탄성 거동을 나타내는 스트레인 차이 (Δε) 는 2 개의 스트레인 (ε1, ε2) 으로부터 계산되고, 상기 2 개의 선택된 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 사이에서 상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 에 작용하는 하중 (F1, F2) 은 하중 측정 장치 (33, 33A, 33B, 33C) 에 의해 측정될 수 있는 것을 특징으로 하는 서스펜션 수단의 물리적 상태의 모니터링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    계산된 상기 스트레인 차이 (Δε) 가 스트레인 차이 한계값 (ΔεGrenz) 과 비교되거나, 단면 손실 (ΔA) 이 상기 스트레인 차이 (Δε) 로부터 계산되어 최대 허용 단면 손실에 대한 한계값 (ΔAGrenz) 과 비교되거나, 파괴 하중 손실 (ΔFBruch) 이 상기 스트레인 차이 (Δε) 로부터 계산되어 최대 허용 파괴 하중 손실에 대한 한계값 (ΔFBruch Grenz) 과 비교되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 수단의 물리적 상태의 모니터링 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    개별 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 의 상기 스트레인 차이 (Δε) 가 서로 비교되고, 상기 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 의 계층 (hierarchy) 이 그의 스트레인 차이(Δε) 와 관련하여 생성되고, 상기 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 이 상기 계층과 유사하게 선택되어, 이미 증가된 스트레인 차이 (Δε) 를 갖는 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이 (Δε) 가 변하지 않은 스트레인 차이 (Δε) 를 갖는 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이보다 더 자주 결정되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 수단의 물리적 상태의 모니터링 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 의 검출가능성에 관한 검출가능성 기준이 존재하고, 마킹 (25, 25A, 25B, 25C) 이 상기 검출가능성 기준을 충족하지 않고 따라서 판독할 수 없거나 판독하기 어려운 경우, 다음의 판독가능한 마킹 (25, 25A, 25B, 25C) 이 선택되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 수단의 물리적 상태의 모니터링 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 이 작동될 때, 각 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 새로운 상태의 스트레인 차이 (ΔεNEU) 가 측정 및 저장되고, 작동 중에, 개별 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이 (Δε) 가 각각 할당된 새로운 상태의 스트레인 차이 (ΔεNEU) 와 주기적으로 비교되는 것을 특징으로 하는 서스펜션 수단의 물리적 상태의 모니터링 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치 (21) 로서,
    상기 장치 (21) 는 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 에 의해 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 로 분할되는 적어도 하나의 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C), 하중 측정 장치 (33, 33A, 33B, 33C), 신호 처리 유닛 (31) 및 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 을 검출하는 검출 장치 (29) 를 포함하고,
    상기 신호 처리 유닛 (31) 은, 상기 검출 장치 (29) 에 의해 검출되는 2 개의 선택된 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 사이의 거리로부터, 상기 하중 측정 장치 (33, 33A, 33B, 33C) 로부터 상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 에 작용하는 제 1 측정 하중 (F1) 에서의 제 1 스트레인 (ε1) 및 상기 하중 측정 장치 (33, 33A, 33B, 33C) 로부터 상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 에 작용하는 제 2 측정 하중 (F2) 에서의 제 2 스트레인 (ε2) 을 결정하는 상기 신호 처리 유닛에 의해, 세그먼트별로 상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 의 스트레인 차이(Δε) 를 모니터링하도록 설계되고, 세그먼트 (S1, S2, Sn) 의 탄성 거동을 나타내는 스트레인 차이 (Δε) 는 2 개의 스트레인 (ε1, ε2) 으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 장치 (21).
  7. 제 6 항에 있어서,
    세그먼트 (S1, S2, Sn) 및 상응하게 2 개의 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 은 상기 신호 처리 유닛 (31) 에 의해 미리 결정된 기준에 따라 선택될 수 있고, 선택은 상기 검출 장치 (29) 에 전송될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치 (21).
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    각각의 마킹 (25, 25A, 25B, 25C) 은 다른 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 과 명확하게 구별될 수 있는 식별을 갖는 것을 특징으로 하는 장치 (21).
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2 개의 선택된 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 은, 상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 상에 연속적으로 배치되고, 스트레인 차이 (Δε) 가 계산되어질 세그먼트 (S1, S2, Sn) 를 한정하는 것을 특징으로 하는 장치 (21).
  10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2 개의 선택된 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 은 스트레인 차이 (Δε) 가 계산되어질 세그먼트 (S1, S2, Sn) 를 한정하고, 상기 서스펜션 수단 (23, 23A, 23B, 23C) 에 배치된 추가 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 이 상기 2 개의 선택된 마킹들 (25, 25A, 25B, 25C) 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 장치 (21).
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 장치 (21) 를 포함하는 엘리베이터 시스템 (1).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 엘리베이터 시스템 (1) 은 특성화 속성을 갖는 컴포넌트 모델 데이터 레코드 (111, 117, 149) 로서 디지털 형태로 상기 엘리베이터 시스템 (1) 의 물리적 컴포넌트 (11, 17, 49) 를 포함하는 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드 (101) 를 포함하고, 상기 신호 처리 유닛 (31) 은 상기 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드 (101) 와 데이터를 교환하도록 구성되는 엘리베이터 시스템 (1).
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 신호 처리 유닛 (31) 에 의해 전송되는 데이터는, 특성화 속성으로서, 디지털 컴포넌트 모델 데이터 레코드로서 묘사된 상기 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드 (101) 의 서스펜션 수단 (123, 123A, 123B, 123C) 의 할당된 가상 세그먼트들에 전달될 수 있고 상기 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 의 대응하는 이전의 특성화 속성을 대체할 수 있는 세그먼트들 (S1, S2, Sn) 의 스트레인 차이 (Δε) 를 포함하는 엘리베이터 시스템 (1).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 업데이트된 디지털 트윈 데이터 레코드 (101) 는 폐기 지점 또는 잔여 서비스 수명 (tAB) 을 결정하기 위한 정적 및 동적 시뮬레이션을 수행할 수 있고, 시뮬레이션 결과는 상기 엘리베이터 시스템 (1) 의 제어 유닛 (45) 및/또는 출력 유닛 (122) 에 전송될 수 있는 엘리베이터 시스템 (1).
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