KR920001300B1 - 엘리베이터의 안전장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엘리베이터의 안전장치

제1도는 이 발명의 엘리베이터 안전장치를 표시하는 전체구성도.

제2도는 제1도에 표시한 레벨변환기의 상세한 회로도.

제3도는 제1도에 표시한 결상(缺相) 검출수단의 상세한 회로도.

제4a,b도는 제1도의 동작원리를 나타내는 파형도.

제5도는 레벨변환기의 상세한 회로도.

제6도-제10도는 제1도에 표시한 장치의 동작을 나타내는 플로차트.

제11도는 종래 엘리베이터의 안전장치를 표시한 전체 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 3상교류전원 2 : 변환기

3 : 레벨변환기 4 : 결상검출수단

이 발명은 엘리베이터의 안전장치에 관한 것으로서, 특히 마이크로 컴퓨터를 사용한 제어장치에도 적용시킬 수 있는 염가의 결상(缺相) 검출수단을 가진 안전장치에 관한 것이다.

엘리베이터의 운행관리를 제어하기 위한 제어회로는 통상적으로 3상 교류전원을 직류전원으로 변환하고, 이 직류전원을 전원으로 하고 있다. 그 이유는 직류전원을 사용한 회로는 엘리베이터로서 필요한 기계식 접점으로서의 거버너(governor)접점, 도어(door)접점 등을 사용하여 접점의 신뢰성을 높은 계전기에 의한 시퀀스(sequence)회로를 용이하게 구성할 수 있기 때문이다. 한편, 엘리베이터카(이하 카로 약칭한다)를 구동시키는 교류모터의 구동전원은, 또는 카의 도어를 구동시키는 교류모어모터의 구동전원은 3상 교류전원이 사용되고 있다.

따라서, 건물의 3상 교류전원이 결상되면, 카 구동 교류모터 및 도어구동모터가 회전불능 혹은 역전되므로 매우 위험한 상태가 발생한다. 또 건물의 3상 교류전원이 결상되면 제어회로가 정상 기능을 발휘할 수 없다. 따라서, 종래의 엘리베이터 장치에 있어서, 3상 교류전원이 결상된 경우에는 카를 급정지시켜 승객의 안전을 확보하는 안전장치가 사용되고 있다.

제11도는 종래 엘리베이터의 안전장치를 표시한 회로도인데, 1은 건물의 3상 교류전원, 2는 3상 교류전원(1)의 출력을 3상 전파 정류시키는 변환기로 다이오드에 의하여 구성되어 있다. 5는 3상 교류전원(1)의 각 출력단간에 접속된 결상검출릴레이, 6은 카급 정지 지령을 출력시키는 엘리베이터의 안전릴레이인데, 도시하지 않은 기계식 거버너의 상개접점 G₁및 결상 검출릴레이(5)의 상개접점 P₁을 통하여 변환기(2)의 출력단간에 접속되어 있다.

7은 도시하지 않은 카 구동모터에 상승 지령을 출력시키는 상승 콘덱터(contactor)인데, 도시하지 않은 상승방향 지령 릴레이의 상개접점 UA₁및 안전릴레이(6)의 상개접점 A₁를 통하여 변환기(2)의 출력단간에 접속되어 있다.

8은 카 구동모터에 하강 지령을 출력시키는 하강 콘덱터인데 도시하지 않은 하강방향지령 릴레이의 상개접점 DA₁및 안전릴레이(6)의 상개접점 A₁을 통하여 변환기(2)의 출력단간에 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 엘리베이터의 안전장치에 있어서, 3상 교류전원(1)의 출력이 정상인 경우에는 결상검출릴레이(5)가 여자되므로 인하여 그 접점 P₁이 닫혀진다. 접점 P₁이 닫혀지면, 전원(＋)－결상검출릴레이(5)의 상개접점 P₁－기계식 거버너 상개접점 G₁－안전릴레이(6)－전원(－)의 경로를 전류가 흐름으로써 안전릴레이(6)가 여자된다. 안전릴레이(6)가 여자되면 그 접점 A₁이 닫혀지므로 인하여 전원(＋)－접점 A₁－접점 UA₁－상승콘덱터(7)－전원(1)의 경로가 형성되어 상승콘덱터(7)는 여자된다.

여기에서, 상승운전중에 어떤 원인에 의하여 3상 교류전원의 어느 한상이 결상되면, 결상검출릴레이(5)의 여자가 해제되어 그 접점 P₁이 개방됨으로써 안전릴레이(6)의 여자가 해제된다. 인전릴레이(6)의 여자가 해제되면 그 접점 A₁이 개방됨으로써 상승콘덱터(7)가 소자(消磁)되어서 카 구동모터로의 전원공급이 차단됨으로써 카의 상승운전이 급정지 된다. 그리고, 이러한 동작은 하강운전중에 있어서도 동일하게 동작하게 된다. 또, 상술한 결상검출장치는 미국에서는 ANSI, CODE에 의하여 또 구라파에서는 CEN, CODE에 의하여 안전장치로서 설치하는 것을 의무화하고 있다.

종래의 엘리베이터의 안전장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 결상검출릴레이와 같이 전용기기를 사용하지 않으면 안되며, 이에 수반하여 장치가 고가로 되어 버린다. 또, 마이크로 컴퓨터에 의한 엘리베이터의 제어장치에 있어서는, 결상검출릴레이와 같은 접점구성에 의한 기기의 출력신호를 수신하기 위하여는 인터페이스가 필요하게 되는등 결점이 있다.

이 발명은 이상과 같은 문제점으로 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 마이크로 컴퓨터를 사용한 엘리베이터의 제어장치에도 적용시 밀수있는 염가의 결상검출수단을 가진 안전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이 발명에 관한 엘리베이터의 안전장치는 3상 교류전원을 정류시켜 얻은 직류전원의 전압을 레벨변화시키는 레벨변환기와, 이 레벨변환기의 출력인 논리신호를 시분할 처리에 의하여 결상을 검출하는 것이다.

이 발명의 엘리베이터의 안전장치는 3상 교류전원을 정류시켜 얻은 직류전원의 전압을 레벨 변환시키고 이 이 변환전압을 시분할 처리에 의하여 결상을 검출하는 것이기 때문에 전압신호를 엘리베이터에 있어서 다른 안전 접점의 신호와 용이하게 도면에 의하여 설명한다.

이 발면의 한 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제1도에 있어서, 1은 건물의 3상 교류전원, 2는 3상 교류전원(1)의 출력을 전파정류시키는 변환기인데, 다이오드 등에 의하여 구성되어 있다. 3은 변환기(2)의 출력을 전압논리레벨로서의 마이크로 컴퓨터의 입력에 적합한 5V로 변환시키는 레벨변환기, 4는 레벨변환기(3)의 출력신호를 시분할에 의하여 처리(예컨대, 마이크로 컴퓨터에 의한 처리)함으로써 결상검출하는 결상검출수단이다.

제2도는 제1도에 표시한 레벨변환기(3)의 상세한 회로도이다. 이 도면에 있어서, R₁－R₃는 저항, PH는 포토커플러(photo coupler) 3_a는 출력신호이다.

제3도는 제1도에 표시한 결상검출수단(4)의 상세한 회로도이다. 이 도면에 있어서, 41은 중앙연산처리장치(이하 CPU라 한다), 42는 리드원리메모리(read only memory, 이하 ROM이라 한다), 43은 랜덤 액세스 메모리(random access memory, 이하 RAM이라 한다), 44는 출력포트, 45는 인터럽트 타이머(interrupt timer), 46은 입력포트, 47은 버스(BUS)인데, 상기 각부는 버스(47)를 통하여 서로 접속되어 있다.

여기에서, 변환기(2)에서 공급되는 제어회로의 직류전환은 레벨변환기(3)에 있어서 논리레벨로 변환되며 이 변환출력신호(3a)가 입력포트(46)를 통하여 CPU(41)에 입력된다. 그리고 이 CPU(41)는 다중 주기에 의하여 연산을 실행하는 것으로서, 단주기는 1.25m sec마다, 또 장주기는 50m sec마다 연산되는 것으로 한다. 예컨대, CPU(41)로서 8085A(Intel 사제)를 사용하면 인터럽트(45)로서 8155(Intel 사제)를 사용할 수 있으며 이 경우에는 1,25m sec마다 혹은 50m sec마다 프로그램의 인터럽트 제어신호로 사용할 수 있다. 또 결상 여부의 판단은 상기 마이크로 컴퓨터 시스템이 실행한다.

제4도에는 이 발명에 의한 엘리베이터의 안전장치의 동작원리를 설명하기 위한 것으로서, 3상 교류전원이 정상일때, 제1도에 표시한 변환기(2)를 통하여 공급되는 직류전압의 파형은 제4a도에 표시한 것과 같이 되어 있다. 이에 대하여 3상 교류전원내의 1상이 결상될 경우에 변환기(2)의 직류전압파형은 제4b도에 표시한 것과 같이 된다.

따라서, 제4a,b도에 있어서, 레벨 ℓ을 기준으로 하여 이 레벨 ℓ보다 높은 경우를 “1”이라 판단하며 또 레벨 ℓ보다 낮은 경우를 “0”이라 판단함으로써, 결상이 생겼을 경우에만, “0”이 인식되게 된다. 그러므로, 3상 교류전원(1)이 결상되어 있는지의 여부는 레벨변환기93)의 출력신호가 “1”인지, “0”인지를 시계렬(時系列)로서 처리하면 판단할 수 있는 것이다.

예컨대, 통상 3상교류는 50Hz 또는 60Hz이므로 레벨변환기(3)의 출력신호(3a)를 1－2m sec마다 판독하여 “0”의 상태가 존재하면 결상이며, “1”의 상태가 계속되면 정상이라고 판단할 수 있다. 제6도-제10도를 사용하여 제1도-제3도에 표시한 실시예와 동작을 상세하게 설명한다.

제5도는 거버너접점 G₁을 통하여 공급되는 신호를 논리레벨신호로 변환시키는 회로로서 제2도에 표시한 회로에 해당하는 것이다. 그리고 양자의 상이점은 제2도에 표시한 회로가 직류신호를 직접 입력하는데 대하여 제5도는 엘리베이터 카가 정격속도를 초과하여 위험한 속도로 주행하였음에도 동작하는 거버너 접점을 통하여 직류신호가 수신되도록 되어 있다.

제6도는 결상검출수단(4)에 있어서, 동작의 일부를 표시한 프로차트인데, 특히 제3도에 표시한 ROM(42)에 저장되어 있으며, 짧은 연산주기인 상기 1.25m sec마다 실행된다. 그리고, 이 경우에 변수 I는 포인터(pointer)이며, 제5도에 표시한 레베변환기(3)의 출력신호(3a)를 프로그램상에서는 CR신호로서 배열변수 ARPP(I)에 논리레벨을 반전시켜 저장한다. 그리고 스텝(61)에 있어서는 포인터 I를 플러스 I로 한다. 단, 배열변수 ARPP(I)는 64개 분만 구역(area)이 확보되어 있으므로 mod 64로서의 잉여 연산을 한다.

다음에, 스텝 62에 있어서는 제5도에 표시한 거버너접점 G₁의 on, off상태를 CR신호에 논리레벨의 “0”/“1”로서 입력됨으로써 배열변수 ARPP(I)에 반전되어 저장된다.

제7도는 결상검출수단(4)에 있어서, 동작의 일부를 표시하는 프로차트인데, 특히 제3도에 표시한 ROM(42)에 저장되어 있으며 긴 연산주기인 상기 50m sec마다 실행된다. 우선, 스텝(71)에 있어서는 제6도에 표시한 처리에 있어서 저장된 ARPP(I)신호에 의하여 거버너접점의 상태를 판정한다. 다음 스텝(72)에 있어서는 엘리베이터 카가 정지중인지의 여부를 판정하여, 정지중이면 스텝(73)으로 이행하고 가동중이면 스텝(75)으로 이행한다. 스텝(73)에 있어서는 제6도에 표시한 처리에 있어서는 저장된 ARPP(I) 신호에 의하여 직류전원이 단상전파로 변환되어 있으며, 그 주기를 검출한다.

스텝(74)에 있어서는, 스텝(73)의 결과에 따라 3상 교류전원이 결상되어 있는지의 여부를 판정한다. 또 스텝(75)에 있어서는 결상플래그(flag) PPAK를 off로 세트시킨다. 상기 설명에 있어서는 스텝(71)에 표시한 거버너 접점의 on, off상태의 판정과, 스텝(73), (74)에 표시한 3상 교류전원의 결상판정을 구별하였지만, 이것은 엘리베이터의 관리 시퀀스상 엘리베이터 카가 과대속도로 되어 거버너가 동작하였는지, 전원이 결상하였는지를 구별하기 위한 것이다.

또 어느 이상이라 하더라도 엘리베이터 카에 급정지 명령을 출력시키는 것은 동일한 것이며 제3도에 표시한 마이크로 컴퓨터 시스템에 의하여 급정지 지령을 출력시킨다. 또 3상 교류전원의 결상을 검출하였는데는 제4b도에 표시한 판정레벨 ℓ을 어느정도 높게 설정하지 않으면 제2도에 표시한 레벨변환기의 출력신호(3a)가 확실하게 “1”, “0”으로는 되지 않는다.

결국, 판정레벨 ℓ이 낮으면, 출력신호 3a)는 대부분의 시각에 있어서 “1”이 되며 마이크로 컴퓨터 시스템의 단주기인 1.25m sec에서는 “0”의 상태를 검출할 수 없게 된다. 또, 판정레벨 ℓ이 높으면 상기한 불합리성은 없어지지만 거버너 접점 G₁의 신호로서 생각하면 노이즈에 의하여 오동작, 결국 한 순간 off로 판정해버리는 확률이 높아진다.

이 때문에 스텝(71)과 스텝(73), (74)는 명확하게 구별하는 것이 바람직한 상태가 된다. 또 스텝(73), (74)의 처리를 엘리베이터 카가 정지하고 있는 기간에 한정한 것은 다음의 이유에 있는 것이다. 엘리베이터 카가 주행중이면 엘리베이터 카 구동모터를 다이리스터 등의 파워변환기를 사용하여 제어하는 경우에, 3상 교류전원에 다이리스터 제어등에 의한 전원왜곡(notch)이 발생한다.

그리고, 전원왜곡에 의하여 결상 검출수단이 오동작하지 않도록 하기 위하여는 엘리베이터 카가 주행을 정지하고 있는 기간중에만 판정할 수 있도록 한정하는 것이 좋기 때문이다. 또, 결상 판정수단으로서의 마이크로 컴퓨터 시스템은 엘리베이터 카의 호출 및 승강장의 호출처리, 운행, 정지제어, 엘리베이터 카 구동모터의 토크제어기능도 겸용시킬 수 있는 것이다.

제8도는 제7도의 스텝(71)에 표시한 CR처리의 상세한 것을 표시한 프로차트이다. 배열변수 ARPP(I)에는 “1” 또는 “0”이 합계 64개가 저장되어 있으므로 이들의 전합계가 계산하여 설정치(FC는 8정도를 선택함)와 비교하여 설정치보다 크면 급정지 지령 EST를 off로 세트하며 설정치보다 작으면 급정지 지령 EST를 on으로 세트한다.

그리고 스텝(81)에 있어서는 포인터 J를 0, 합계 S를 0으로 세트한다. 다음에 스텝(82)에 있어서는,

S←ARPP(J)＋S

J←J＋1

를 실행한다.

스텝(83)에 있어서는 J가 64 미만이면 스텝(82)으로 이행하며, J가 64 이상이면 스텝(84)으로 이행하는 처리를 실행한다. 스텝(84)에 있어서는 합계가 미리 정해진 설정치 FC보다 크면 스텝(85)으로 이행하고 합계가 미리 정해진 설정치 FC 미만이면 스텝(86)으로 이행하는 처리를 실행한다. 스텝(85)에서는 급정지 지령 EST를 off시킨다. 스텝(86)에서는 급정지지령 EST를 on시킨다.

제9도는 제7도의 스텝(73)에 표시한 결상주기검출의 상세한 프로차트로서, J는 포인터, K는 배열 ARPP(I)의 64개중 41개를 사용하는 것이며 K는 0-41의 값, M는 결상주기배열 SYPP(.)의 개수(3개) L은 결상주기배열 SYPP(.)의 포인터이다. 그리고 스텝(91)에 있어서는 각종 변수의 초기 설정이 실행된다. 다음에, 스텝(92), (93), (94)에 있어서는 배열변수 ARPP(.)중에서 최초에 “0”이 되는 것을 찾는 처리를 실행한다.

스텝(98)에 있어서는 스텝(97)에서 ARPP(.)＝1로 되었을때의 변수 K를 결상주기배열 SYPP(.)에 기억시킨다. 스텝(99)에 있어서는 결상주기배열 SYPP(.)에 기억시키는 것을 최대 3개분으로 한다. 또, 최종적으로는 SYPP(O), SYPP(1), SYPP(2)에 배열변수 ARPP(.)가 “1”로 상승한 시점에서의 시각이 기록된다.

제10도는 제7도에 스텝(74)으로 표시한 결상판정의 상세한 것을 표시한 프로차트로서, 스텝(1θ1)에 있어서는 SYPP(0)-SYPP(2)를 TIME에 기록한다.

결국, 배열변수 ARPP(.)상에서 “0”으로부터 “1”로 상승한 점을 3개 포착하고 그 시간차를 TIME에 기억시킨다. 스텝(102), (103)에 있어서는, TIME이 MIN과 MAX의 사이에 있으면 스텝(104)으로 이행하며, TIME과 MIN의 사이에 없으면 스텝(105)으로 이행한다.

여기에서, MAX과 MAX는 미리 설정된 값으로서 예컨대 10과 27 정도로 선택하면 된다. 즉 10×1.25＝12.5m sec와 27×1.25＝33.3m sec한다.

50Hz에 있어서 결상이면, 20m sec때에 결상이라 판단할 수 있으며 또 60Hz에 있어서 결상이면, 16.7m sec에 결상이라 판단할 수 있는 것이다.

따라서 50/60Hz 공통으로 판정하는데는, 상기와 같이 설정하면 된다. 또 오동작 대책으로서는 최소와 최대치의 범위내에 있는지의 여부를 확실하게 검출할 수 있는 것이다.

다음에 스텝(104)에 있어서는 결상플래그 PPAK를 on시키고 스텝(105)에 있어서는 결상플래그 PPAK를 off시킨다. 이와 같이 상기 결상플래그 PPAK가 on이면 엘리베이터에 급정지지령을 출력시킨다. 이것은 제3도에 표시한 마이크로 컴퓨터 시스템이 다른 기능으로서 예를 들면 엘리베이터 카의 운행관리도 제어하고 있으므로 용이하게 실현할 수 있다. 직접적으로 제3도의 출력포트(44)를 통하여 신호(4a)로서 급정지지령을 출력시킨다.

이상과 같이 이 발명에 의하면 3상 교류전원을 전파정류시켜 직류전원으로서 엘리베이터 제어회로를 구성시킨 것에 있어서, 3상 교류전원의 결상을 직류전원측에 전압신호로서 샘플링함으로서 시계열처리하여 판정하도록 하였기 때문에 상기 전압신호는 다른 엘리베이터에 있어서 안전접점의 신호와 겸용할 수 있음과 동시에 마이크로 컴퓨터 시스템을 사용한 엘리베이터 제어장치에도 적합하며, 또 염가의 장치가 얻어지는 등의 여러가지 우수한 효과가 있다.

Claims (13)

1. 3상 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 변환기와, 상기 변환기에서 출력되는 직류전원을 전원으로 하는 엘리베이터의 제어회로와, 상기 변환기에서 출력되는 상기 직류전원의 전압을 논리레벨로 변환시키는 레벨변환기와, 상기 레벨변환기의 출력신호를 시분할에 의하여 처리하고, 시분할된 신호를 연산함으로써 3상 교류전원의 결상을 검출하는 결상검출수단을 갖춘 엘리베이터의 안전장치.
2. 제1항에 있어서, 레벨변환기는 엘리베이터의 안전장치에 대한 변환기와 겸용하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 안전장치.
3. 제1항에 있어서, 결상검출수단은 통상의 엘리베이터 관리를 제어하는 마이크로 컴퓨터에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 안전장치.
4. 3상 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 변환기와, 상기 변환기에 출력된 직류전원을 전원으로 하는 엘리베이터의 제어회로와, 상기 변환기에서 출력된 직류전원의 전압을 논리레벨로 변환시키는 레벨변환기와, 상기 레벨변환기의 출력신호를 미리 설정된 기준신호와 비교연산하여 상기 3상 교류전원의 결상을 검출하는 결상검출수단을 구비한 엘리베이터의 안전장치.
5. 제4항에 있어서, 3상 교류전원을, 엘리베이터 카를 구동시키는 교류모터의 구동전원으로 하는 엘리베이터의 안전장치.
6. 제4항에 있어서, 레벨변환기는 기계식 거버너의 접점을 통하여 변환기에 접속된 엘리베이터의 안전장치.
7. 제4항에 있어서, 레벨변환기가 변환시키는 논리레벨을 마이크로 컴퓨터를 구동시키는 엘리베이터의 안전장치.
8. 제7항에 있어서, 레벨변환기는 포트커플러를 갖고 있는 엘리베이터의 안전장치.
9. 제4항에 있어서, 결상검출수단을 마이크로 컴퓨터로 구성시킨 엘리베이터의 안전장치.
10. 제9항에 있어서, 마이크로 컴퓨터는 엘리베이터의 운행관리를 제어하는 엘리베이터의 안전장치.
11. 제10항에 있어서, 마이크로 컴퓨터는 호출에 대한 처리, 엘리베이터 카의 운행, 정지제어, 엘리베이터 카 구동모터의 모크를 제어하는 엘리베이터의 안전장치.
12. 제9항에 있어서, 결상검출수단은 엘리베이터 카가 주행정지기간에만 검상판정하는 엘리베이터의 안전장치.
13. 제12항에 있어서, 결상판정은 레베변환기의 출력신호를 시분할에 의하여 처리하는 엘리베이터의 안전장치.

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