KR950002524B1

KR950002524B1 - 엘리베이터 제어장치

Info

Publication number: KR950002524B1
Application number: KR1019910009601A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 이케지마; 시게미 이와다; 마사유키 요시다
Original assignee: 미쓰비시덴키가부시키가이샤; 시키모리야
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1991-06-11
Publication date: 1995-03-21
Also published as: KR920000607A; CN1057816A; US5441127A; DE4119253A1; CN1021701C; DE4119253C2

Abstract

내용 없음.

Description

엘리베이터 제어장치

제 1 도는 이 발명의 한 실시예에 의한 엘리베이터 제어장치의 블록도.

제 2 도는 상기 한 실시예의 동작표시도.

제 3 도는 이 발명의 다른 실시예에 의한 엘리베이터 제어장치의 전체구성을 나타내는 블록도.

제 4 도는 상기 다른 실시예의 기능블록도.

제 5 도는 상기 다른 실시예에서 사용된 마이크로 컴퓨터의 블록도.

제 6 도 a∼c는 각종 로핑방법의 개략도.

제 7 도는 종래의 엘리베이터 제어장치의 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 카위치연산장치 3 : 보정장치

5 : 속도제어장치 10 : 엘리베이터 카

11 : 로프바퀴 13 : 균형추

17, 25 : 부하계량장치 26 : 마이크로 컴퓨터

이 발명은 엘리베이터 제어장치에 관한 것으로, 특히 부하계량장장치를 이용한 엘리베이터 제어장치에 관한 것이다.

근년, 엘리베이터의 제어장치는 마이크로 컴퓨터 및 파워일렉트로닉스의 발전으로 인하여 서브시스템으로서의 전자·전기제어장치가 개량되고 있다. 또 엘리베이터의 기계부분의 성능도 기계공학의 발전으로 개선되고 있다. 예를들면 전기 및 에너지의 절약을 촉진하기 위하여 엘리베이터의 호이스트에 고효율의 웜기어, 헬리컬기어등이 사용되고 있다. 이러한 호이스트를 사용하는 엘리베이터는 기동시, 주행시, 정지시에 엘리베이터 카(이하 "카"로 약칭함)측의 부하, 즉 무부하에서 정격부하까지를 고효율로 제어하기 위하여 부하계량장치를 구비하고 있다.

이 부하계량장치의 첫째역할은 카내부하를 검출하고, 이 부하상당분의 토크를 미리 모터토크에 가산하여, 기동, 주행, 정지시에 승차감 및 착상정도를 개선하는 것이다.

이 둘째역할은 카내부하에 따라 엘리베이터 카의 운행을 제어하는 것이다. 예를들면 엘리베이터 카내에 승객이 초과 탑승하게 되면 부하계량장치는 승객에 그 사실을 알리고, 또 카내승객의 비율에 따라 통상정지하는 승강장을 통과시키며, 복수카중 만원이 아닌 엘리베이터를 할당한다. 이 둘째 역할을 하는 부하계량장치를 제어계량장치라 한다.

제 7 도는 이와 같은 종류의 엘리베이터 제어장치를 표시한다. 제 7 도에서, 제어장치는 로프바퀴(11), 로프바퀴(11)에 걸치는 로프(12), 균형추(13), 로프(12) 선단에 섀클스프링(도시생략)을 통하여 로프(12)와 연결된 카프레임(14), 카프레임(14)내에 위치하는 카실(15), 카실(15)을 지지하는 방진고무(16), 방진고무(16)와 병렬배치되고 소정의 신호(17a)를 출력하는 부하계량장치, 카에 전력을 공급 및 신호의 수수를 위한 전력선 신호선 등의 케이블(18), 로프바퀴(11)를 구동하는 구동용모터(19), 모터(19)구동을 위한 전력변환장치(20), 엘리베이터의 운행제어 및 관리의 핵심이며 전력변환장치(20)로 토크지령(21a)을 출력하는 마이크로 컴퓨터(21)에 의하여 구성되어 있다.

22, 34 및 24는 최상층, 전승강행정 중심이 되는 중심층, 그리고 최하층을 각각 표시한다.

제어장치에 있어서, 카실(15)의 중량과 카실(15)내의 승객 및 하물의 중량은 부하계량장치에 의하여 검출된다. 이 부하계량장치(17)는 통상 복수의 접점이 있으며 승객이 카실(15)에 탑승하여 방진고무(16)가 변형되면 변형량에 따라서 몇개의 접점이 "온"상태가 된다. 이들 복수의 접점은 정격부하를 25%, 50%, 75%, 110%등 단계적으로 작동하도록 설정되어 있다. 이들의 각 접점에서 마이크로 컴퓨터(21)로 신호(17a)가 출력된다.

마이크로 컴퓨터(21)는 엘리베이터의 운행제어 및 관리의 핵심작용을 하며, 승강장버튼 및 카버튼의 등록, 점등, 소등에 관한 지령을 내린다. 또한 마이크로 컴퓨터(21)는 엘리베이터 도어의 개폐, 카의 기둥·주행·정지를 제어하는 동시에 모터(19)구동용의 전력변환장치(20)로 엘리베이터 주행에 적절한 토크지령(21a)을 공급한다.

상기 구성의 엘리베이터 제어장치의 의하면 예를들어 너무 많은 승객이 카실(15)내에 탑승하여 정격부하를 초과하면은 부하계량장치(17)의 110% 접점이 "온"되고 이때 신호(17a)가 접점에서 마이크로 컴퓨터(21)로 출력된다. 마이크로 컴퓨터(21)는 정원초과임을 버저등으로 승객에 알리고 엘리베이터의 도어를 개문상태로 유지하도록 지령한다.

고효율의 호이스트의 경우는 로프바퀴축의 불균형토크가 모터(19)에 부가되는 증부하의 원인이었다. 그런데, 로프바퀴축의 불균형토크는 카내 부하에 상당하는 토크에 부가하여 카축 및 균형추측의 불균형 로프중량과 케이블(18) 중량에 상당하는 토크가 포함되나 종래의 부하계량장치(17)로는 불균형 로프중량, 케이블(18)의 중량등을 검출할 수 없었다. 그리고 카에 연결된 전력선과 신호선을 포함하는 케이블(18)은 무겁기 때문에 부하계량장치(17)의 출력만을 기준한 로프바퀴축의 불균형토크를 정확하게 보정할 수 없었다. 그러므로 로프(12) 및 케이블(18)의 중량이 카 기동시 보정되어 있지 않아 승차감이 좋지 않았다. 더욱이 동일한 이유로 착상시의 승차감 및 착상정밀도도 좋지 않았다.

이 발명의 목적은 승차감을 개선할 수 있는 엘리베이터 제어장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 이 발명의 엘리베이터 제어장치는 토크지령을 발생하는 토크지령발생수단과, 카 구동용모터로 전력을 공급하는 변환장치와, 카의 현위치를 연산하는 카위치 연산수단과, 상기 토크 지령발생수단에서 발생된 토크지령 및 카위치 연산수단에 의하여 연산된 엘리베이터의 현위치로부터 카측 및 균형추측 불균형 로프토크를 연산하는 보정수단과, 카내 부하를 검출하는 부하계량장치와, 그리고 상기 보정수단 및 부하계량장치의 출력을 토크지령발생수단에 의하여 발생된 토크지령에 가산하여 최종토크지령으로서의 토크지령을 변환장치로 공급하는 최종토크지령공급수단으로 구성된다.

다음은 이 발명의 한 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제 1 도는 이 실시예에 의한 엘리베이터 제어장치의 블록도이다. 이 도면에서, 로프(12)는 로프바퀴(11)에 걸려있으며, 이 로프(12)의 일단이 엘리베이터 카(10)에 연결되고, 그 타단이 균형추(13)에 연결된다. 카(10)내부하검출용의 부하계량장치(17)는 카(10)저부에 배치된다. 모터(19)는 로프바퀴(11)에 연결되어 로프바퀴(11)를 구동하며 모터(19)의 회전속도를 검출하는 속도검출기(1)는 모터(19)에 접속된다. 카위치연산장치(2)는 속도검출기(1)에 접속되고 이들은 카위치연산수단을 구성한다. 보정장치(3)는 카위치연산장치(2)에 접속된다. 속도제어연산장치(5)는 감산기(4)를 통하여 속도검출기(1)에 연결된다. 그리고 보정장치(3) 및 속도제어연산장치(5)의 출력은 제 1 가산기(6)에 입력된다. 제 1 가산기(6) 및 부하계량장치(17)의 출력은 제 2 가산기(7)를 통하여 모터(19)를 구동제어하는 변환장치 예를들면 인버터장치(8)로 입력된다. 도시생략된 속도지령발생장치에 의하여 발생된 속도지령 Wp는 감산기(4)로 입력된다. 그리고, 감산기(4) 및 속도제어연산장치(5)는 토크지령 발생수단을 구성하고, 보정장치(11)과 제1 및 제 2 의 가산기(6)(7)은 보정수단을 구성한다.

다음은 이 발명에 의한 한 실시예의 동작을 설명한다.

속도검출기(1)는 모터(19)의 회전속도를 검출하고 감산기(4)로 속도신호 ωr를 출력한다. 감산기(4)는 속도지령발생장치(도시생략)로 부터의 출력인 속도지령 ωp에서 속도신호 ωr를 감산하고 속도제어연산장치(5)는 감산기(4)의 출력에 기준하여 토크지령 Te를 발생한다. 속도검출기(1)로 부터의 속도신호 ωr는 또한 카위치연산장치(2)에 입력되어 카(10)의 현위치(최하층으로 부터의 거리)를 연산하게 된다.

보정장치(3)는 카위치연산장치(2)에 의하여 연산된 카(10)의 현위치와 속도제어연산장치(5)에 의하여 발생된 토크지령 Te에 기준한 로프(12)와 관련된 불균형토크를 연산한다.

계속하여, 보정장치로 부터의 불균형토크는 제 1 가산기(6)에서 속도제어연산장치(5)로 부터의 토크지령 ωr에 가산되고, 또한 부하계량장치(17)의 출력인 카(10)내부하가 제 2 가산기에서 가산되어 최종토크지령으로서 인버터장치(8)로 출력한다. 인버터장치(8)는 이 최종토크지령에 의하여 모터(19)의 구동을 제어한다.

예를들면, 정격부하가 카내하물로서 적재된 카(10)가 최하층과 최상층으로 부터 운행할때 토크지령 Te가 제 2 도에 표시한 바와 같이 속도제어연산장치(5)로 부터 출력된다. 제 2 도에서, 수평축은 카(10)의 위치 즉, 최하층으로 부터의 거리를 표시하면, X₁, X₂, X₃, 및 X₄는 카(10)의 가속이 완료되었을 때의 카위치, 카(10)와 균형추(13)가 서로 교차하는 위치, 정속주행후 감속이 개시된 카의 위치 및 최상층 위치를 각각 표시한다.

정속주행에 관한한 위치 X₁에서의 토크는 로프(12)의 불균형중량을 카(10)와 균형추(13)간의 중량차에 가산한 중량에 의한 불균형 토크이다. 이때 로프(12)의 불균형 중량은 로프바퀴(11)에 대한 카측 로프중량에서 균형추(13)측 로프중량을 감안하여 구한 값(〉0)이다. 반대로 위치 X₃에서의 토크는 로프(12)의 불균형중량이 부(負)가 되므로 위치 X₁에서의 토크에 비하여 작게 된다. 중앙위치 X₂에서는 로프(12)의 불균형중량이 영(0)이므로 이때의 토크는 카(10)와 균형추(13)간의 중량차에 의한 불균형토크와 같으며 부하계량장치(17)의 출력에 상당한다.

위치 X₁과 X₃간의 토크차가 △T₀라고 하면, 로프불균형으로 인한 최상층과 최하층간의 토크차 △T₁는 아래와 같으며 제 2 도에서 파선표시되어 있다.

△T₁=△T₀·X₄/(X₃-X₁) (1)

그러므로 부하 불균형토크 T는 카(10)가 임의의 위치 X에서 아래와 같다.

T =T₂+△T₁(X₂-X))/2X₁=T₂+△T₁(X₂-X)/X₄(2)

T₂는 위치 X₂에서의 토크이다. (2)식에서 제 1 항은 부하계량장치(17)의 출력치와 같고, 제 2 항은 로프불균형의 보정치와 같다. 보정장치(3)는 제 2 항의 보정치를 연산한다.

다음은 보정장치(3)에 의한 보정방법에 관하여 설명한다. 통상적으로 엘리베이터는 설치 또는 보수시에 계층높이 기록동작을 실시한다. 이 동작에서, 엘리베이터가 최하층에서 최상층으로 주행중 각 계층에 모두 설치된 검출스위치(도시생략)가 동작할때 마다 카위치연산장치(2)에서 카(10)가 최하층으로 부터 주행한 거리를 연산 기억하게 된다.

계층높이 기록동작에서, 보정장치(3)는 다음 스텝을 실행한다.

(1) 엘리베이터의 속도가 일정하게 되었을 때의 위치 X₁및 토크지령 Te를 기억한다.

(2) 엘리베이터의 속도가 감속개시시의 위치 X₃및 토크지령 Te를 기억한다.

(3) 최상층의 위치 X₄에 기준하여 중간위치 X₂를 연산한다.

(4) (1)식에 의하여 △T₁을 연산한다.

정상주행동작에서, (2)식의 제 1 항은 상기 스텝(4)에서 연산된 △T₁과 카위치연산장치에서 항상 연산되는 카(10)의 현위치 X에 의하여 산출하고 제 1 항으로서의 부하계량장치(17)의 출력을 가산한 결과를 부하불균형토크 T로 하여 인버터장치(8)로 출력한다.

이와 같이 부하불균형이 보정되므로 엘리베이터의 승차감이 개선된다.

다음은 이 발명의 실시예를 도면에 의하여 설명한다.

제 3 도는 이 실시예에 의한 엘리베이터 제어장치의 전체구성을 나타내는 블록도이다.

이 도면에서, 로프(12)는 로프바퀴(11)에 걸려있으며, 이 로프(12)의 일단은 균형추(13)에 연결되고 그 타단은 카(10)에 연결되어 있다. 카(10)는 카프레임(14), 카프레임(14)내에 위치하는 카실(15) 및 카실(15)을 지지하는 방진고무(16)로 구성된다. 케이블(18)은 카(10)에 전력을 공급 및 카(10)에서 수수되는 신호를 송수신한다. 모터(19)는 로프바퀴(11)에 연결되어 로프바퀴(11)를 구동하며, 마이크로 컴퓨터(26)는 전력변환장치(20)를 통하여 모터(19)에 연결되어 있다.

22, 23 및 24는 최상층, 중간층 및 최하층을 각각 표시한다. 바꾸어 말하면, 이 다른 실시예가 제 7 도의 종래의 제어장치와 다른 것은 부하계량장치(17) 대신 부하계량장치(25)가 카프레임(14)상부에 설치된 것과, 마이크로 컴퓨터(21)대신 마이크로 컴퓨터(26)가 설치된 것이다.

부하계량장치(25)는 카(10), 카실(15)내의 승객 및 케이블(18)의 전체중량을 측정하고, 카실(15)내의 승객 및 케이블(18)의 전체중량을 측정하고, 이 측정치를 아날로그 신호(25a)로 마이크로 컴퓨터(26)에 출력한다.

제 4 도는 다른 실시예의 기능블록도이다. 이 제 4 도에서, 부하검출수단(101)은 카내부하검출수단(101A)과 로프바퀴부하검출수단(101B)로 구성된다. 101a 및 101b는 카내부하검출수단(101A)의 출력으로서의 제어중량신호 및 로프바퀴부하검출수단(101B)의 출력으로서의 구동중량신호를 각각 표시한다. 카중량검출수단(102)은 카중량을 검출하며 부하계량장치(25)에 상당한다. 계량기준치 기억수단(103)은 카중량검출수단(102)의 제로(0)점 및 게인을 결정하여 기억한다.

행정계량치차(値差)기억수단(104)은 카(10)의 승강행정에 있어서 최상층과 최하층간 카중량검출수단(102)의 출력치 차를 검출하고 기억한다. 카현위치검출수단(105)은 카의 현위치를 검출한다. 행정불균형토크검출수단(106)은 카의 승강행정에서 최상층과 최하층간 모터(19)의 토크지령(26a)치차를 검출하고 기억한다.

카내부하보정연산수단(108)은 제어중량신호(101a) (카내 부하를 검출하는 신호)를 출력하도록 보정한다. 로프바퀴부하보정연산수단(109)은 구동중량신호(101b)(로프바퀴(11)에 대한 불균형중량을 검출하는 신호)를 출력하도록 보정한다.

마이크로 컴퓨터(26)는 제 5 도와 같이 cpu(31), 입력포트(32), 출력포트(33), ROM(34), RAM(35), 전기신호에 의하여 기록 및 소거가 가능한 연속성 메모리인 E²PROM(36), 그리고 마이크로 컴퓨터(26) 내부의 정보전달로인 버스(37)로 구성된다. 32a, 32b 및 32c는 카내가 무부하일때 계량치를 E²PROM(36)으로 기록하기 위한 스위치, 카내가 균형부하일때의 계량치를 E²PROM(36)으로 기록하기 위한 스위치, 엘리베이터에 계층높이를 측정시키는 계층높이 기록동작을 위한 스위치를 각각 표시한다.

부하계량장치(25)의 신호(25a)는 아날로그 신호이며, 이 아날로그 신호를 입력포트(32)에서 디지탈신호로 변환되어서 cpu(31)로 부터의 지령에 응답하여 RAM(35)혹은 E²PROM(36)에 기억된다.

이 실시예의 엘리베이터 제어장치는 상기와 같이 구성되고, 카내부하(제어계량치) 및 로프바퀴부하(구동계량치)를 검출한다. 제어계량치 K(Zn, α)는 제어계량치의 검출에 관한 다음의 (3)식에 연산할 수 있으며, 구동계량치 S(Zn, α)는 또한 구동계량치의 검출에 관한 다음의 (4)식(카정지시) 혹은 (5)식(카주행시)에 의하여 연산할 수 있다.

(4)식과 (5)식은 실제로 동일하다. Zn는 카의 위치를 표시하며, α는 카내부하가 100%인 것을 표시한다.

여기서, 계량검출의 원리를 설명한다. 먼저, 제 3 도와 같이 1 대 1 로핑의 엘리베이터의 경우를 설명한다. 이 경우에 다음 조건을 설정한다.

Wcar-카(10)의 자중(카프레임(14) 및 카실(15)의 합계중량)

L-정격부하

Z-최하층(24)으로 부터 측정한 카(10)위치

WC(Z)-부하계량장치(25)에 의하여 검출된 케이블중량

ε-균형추(13)에 포함되어 있는 케이블의 불균형량

Wr(Z)-모터(19)가 검출하는 로프 및 케이블의 중량(모터축에 대한 불균형중량만)

V(Z, r)-카위치 Z, 부하율 r(r=카내부하/정격부하 L)일때의 계량치

ZB-카위치가 최하층(24)임을 나타내는 정수

ZC-카위치가 중간층(23)임을 나타내는 정수

ZT-카위치가 최상층(22)임을 나타내는 정수

단 wc(Z) 및 wr(Z)는 카위치(Z)에 대하여 선형(線形)이다. 또 엘리베이터 설치시에 다음 값이 설정된다.

엘리베이터의 설치 및 보수시, 조정원이 NL(카내무부하) 및 BL(카내 균형부하)를 카내에 적재하고 카의 승강로 중앙층(23)에 카를 정지시킨다. 이때 제 5 도의 스위치(32a) 및 (32b)를 누르면, 이때의 계량출력치가 아래와 같이 E²PROM(36)에 자동기록되며, 계량치는 아래와 같다.

V(ZC, O)=Wcar +wc(ZC)-카위치가 중심층, 부하가 NL일때의 계량치

V(ZC, β)=Wcar +βL +wc(ZC)-카위치가 중심층, 부하가 BL일때의 계량치 β는 균형추율을 표시한다.

V(ZC, O) 및 V(ZC, β)의 값은 기준계량치로서 E²PROM(36)에 기억된다.

다음은 제어계량의 검출에 관하여 설명한다.

상술한 바와 같이, 제어계량은 카내부하 즉 카내 승객중량만을 측정하는 기능이다.

우선, 보조적으로 엘리베이터의 운행전에 미리 검출해둘 값을 계층높이 기록동작으로 측정한다. 이 측정은 카가 최상층(22) 및 최하층(24)에 정지시에 실행된다.

부하가 L일때의 최상층 및 최하층에서 계량치는 아래와 같다.

V(ZB, r)=Wcar +rL +wc(ZB)

V(ZT, r)=Wcar +rL +we(ZT)

그러므로 행정계량치차는 아래와 같다.

V(ZT, r)-V(ZB, r)=wc(ZT)-wc(ZB)=C(정수)

이 행정계량치는 임의의 부하로 측정하면 된다.

지금, n층에서 αL의 부하가 카내에 적재되어 있다고 하면, 이때의 계량치는 아래와 같다.

V(Zn, α=Wcar +αL+wc(ZN)

그리고 검출된 제어계량치가 K(α)이면은

K(α)=αL=V(Zn, α)-Wcar -wc(Zn)

=V(Zn, α)-[Wcar +wc(ZC)] -

[wc(Zn) -wc(ZC)]

이 식에서 Wcar +Wc(ZC)에 상당하는 계량치는 V(ZC, O)이며, wc(Zn)-wc(ZC)는 Zn에 관한 1차식이다.

바꾸어 말하면,

wc(Zn)={c/ (ZT -ZB)}×(Zn -ZC) +wc(ZC),

wc(Zn)-wc(Zc)={c/ (ZT -ZB)}×(Zn -Zc)

이므로,

K(ZN, α)=V(ZN, α)-V(ZC, O)-{c/ (ZT)-(ZB)}×(Zn-Zc) (3)

여기서 V(Zn, α)는 현시각의 계량치이고, V(Zc, O)는 부하가 중심층(23)에서 0일때의 계량치이다. {c/ (ZT-ZB)}×(Zn-ZC)는 케이블 보정치이며, 연산에 의하여 구하게 된다. 또 V(VC, O) 및 C는 이미 E²PROM(36)에 기록되어 있으므로 나머지는 이 기록치를 사용하여 cpu(31)에서 연산된다.

다음은 구동계량의 검출에 대하여 설명한다.

상술한 바와 같이, 구동계량은 로프바퀴축에 대하여 카측 및 균형추측간 불균형 중량을 검출하는 기능이다.

먼저 보조적으로 미리 검출해둘 값이 계층높이 기록동작으로 측정된다.

이 측정은 최상층(22) 및 최하층(24) 부근 주행중에 실행된다. 이들 값은 로프 및 케이블의 모터축에 대한 불균형중량에 일치된다.

카가 어떤부하 rL로 정속주행중 최상층(32) 및 최하층(24)에서의 모터토크지령치 TM는 아래와 같다.

TM(ZB, r)=[{(r-β)L +wr(ZB)-ε}/η] +wlos

TM(ZT, r)=[{(r-β)L +wv(ZT)-ε}/η] +wlos

카측중량≒Wcar +rL, 균형추측중량=Wcar +βL +ε이며 이중에는 로프 및 케이블의 중량은 포함되어 있지 않다.

η 및 wlos는 효율 및 주행손실을 각각 표시한다. 부하율 r=카내승객중량/정격부하 L이며 예를들어 부하율이 0.5이면은 카내승객의 중량이 정격부하의 절반임을 표시하며, 여기서 rL는 카내승객중량을 표시한다.

그러므로 행정토크치 차는

TM(ZT, r) -TM(ZB, r)={wr(ZT) -wr(ZB)}/η≒R(정수)

로 되어 카내부하에 관계없이 일정하게 된다.

지금 n층에서 αL의 부하가 카내에 적재되어 있다면 계량치는 아래와 같다.

V(Zn, α)=Wcar +αL +wc(Zn)

=[Wcar +βL +wc(ZC)] +[(α-β)L +wr(Zn) -ε] +[wc(Zn) -wc(ZC)] -[wr(Zn) -β]

여기서 Wcar+βL+wc(ZC)=V(ZC, β)

제 1 가정으로서, 효율 n=1, 주행손실 wlos=0이라 한다.

그리고 구동계량치를 S(Zn, α)로 하면

S(Zn, α)=(α -β)L+wr(Zn) -ε이므로

S(Zn, α)=V(Zn, α)-V(Zc, β) -[wc(Zn) -wc(ZC)] +[wr(Zn) -ε]

이 된다. 이 식에서 wc(Zn) -wc(C)는 Zn에 관한 1차식이며, 상술한 바와 같다.

wc(Zn) -wc(ZC)={c/ (ZT -ZB)}×(Zn -Zc)

또한 wr(Zn) -ε도 Zn에 관한 1차식이며, 아래와 같다.

wc(Zn) -ε={R/ ZT -ZB)}×(Zn -Zc)

제 2 가정으로서, wc(ZC)=ε이라 한다.

즉 카내부하가 βL로 카위치가 중심층(23)일때 완전한 균형이 유지되도록 균형추(13)가 설정된다. 이때 S(ZC, β)=0이며, 실제로 모터(19)가 검출할 수 있는 것은 w(rZn)이 아니고 wr(Zn) -ε이다.

따라서,

S(Zn, α)=V(Zn, α) -V(Zc, β) -{c/ (ZT -ZB)×(Zn-Zc)} +{R/ (ZT-ZB)}×(Zn -Zc) (4)

그리고 V(Zn, α)는 현시각의 계량치이고, V(ZC, β)는 카위치가 중심층(23)이고 부하가 βL일때의 계량치이다. {c/ (ZT -ZB)}×(Zn -ZC)는 케이블(18)의 불균형중량, {R/ ZT -ZB)}×(Zn -ZC)는 로프(12) 및 케이블(18)의 불균형중량을 각각 표시한다.

이어서 카주행중 구동계량치에 관하여 설명한다.

이 구동계량치는 카 운행중(착상보정용)에 또한 사용된다. 지금 n층에서 카내부하 αL로 카가 기동개시하여 S층을 주행하고 있다고 한다.

이 경우, 카가 n층에 정지시 계량치는 아래와 같다.

V(Zn, α)=Wcar +αL +wc(Zn)

카가 s층에 정지하면은,

V(Zs, α)=Wcar +αL +wc(Zs)

따라서,

V(Zs, α) -V(Zn, α)

=wc(Zs) -wc(Zn)

{c/ (ZT -ZB)}×(Zs -Zn)

V(Zs, α)=V(Zn, α) +{c/ (ZT -ZB)}×(Zs -Zn)

이 된다.

또 카가 n층에서 출발하여 s층을 주행중일때의 구동계량치는 아래와 같다.

S(Zs, α)=V(Zs, α) -V(ZC, β)

-{c/ (ZT -ZB)}×(Zs -ZC)

+{R/ (ZT -ZB)}×(Zs -ZC)

=V(Zn, α) +{c/ (ZT -ZB)}×(Zs -Zn)

-V(ZC, β) -{C×(ZT -ZB)}×(Zs -ZC)

+{R/ (ZT -ZB)}×(Zs -ZC)

따라서,

S(Zs, α)=V(Zn, α) -V(ZC, β)

-{C/ (ZT -ZB)}×(Zn -ZC)

+{R/ (ZT -ZB)}×(Zs -ZC) (5)

V(Zn, α)는 출발시각(카정지시)의 계량치이며, V(ZC, β)는 카위치가 중앙층(23)이고 부하가 βL일때의 계량치이다. 또 {C/(ZT-ZB)}×(Zn-ZC)는 출발시각(카정지시)의 케이블(18)의 불균형중량이고, {R/(ZT-ZB)}×(Zs-ZC)는 현시각의 로프(12) 및 케이블(18)의 불균형중량이다.

이와 같이 제어계량치 K(α)는 (3)식에 의하여, 구하고 구동계량치 S(Zn, α)는 (4)식(카정지시), 혹은 (5)식(카주행시)에 의하여 구하게 된다.

엘리베이터는 층높이 기록동작으로 층높이 측정이 가능하며, 이 동작중에는 반드시 최하층(24) 및 최상층(22)에서 정지한다.

그러므로, 카가 그곳에 정지시, V(ZB, r), V(ZT, r), TM(ZT, r) 및 TM(ZB, r)이 E²PROM(36)에 기억된다.

(3)(4) 및 (5)식은 상기와 같은 원리에 기준하여 제 5 도에 표시한 마이크로 컴퓨터(26)에서 연산됨으로써, 제어계량치 및 구동계량치를 구하게 된다. 또 (3)식에서 V(ZC, O) 및 C 그리고 (4)(5)식에서 V(ZC, β), C 및 R는 각각 엘리베이터의 고유치이므로 제 5 도의 마이크로 컴퓨터(26)내 E²PROM(36)에 기억시킴으로써 전원차단시에도 상기 각 고유치 상실이 방지된다.

이 실시예의 엘리베이터 제어장치를 사용하지 않고 제어계량치 및 구동계량치를 구하기 위하여는 제품출하시에 설계자는 (3)(4) 및 (5)식으로 C 및 R를 계산하여 ROM(34), E²PROM(36)등에 C 및 R를 기록할 필요가 있다.

그런데 이들 C 및 R은 엘리베이터마다 다르므로, 연산 및 기록에 많은 시간과 노력이 소요된다. 한편, 제어장치 및 구동계량치는 이 실시예에서 마이크로 컴퓨터(26)의 연산에 의하여 구할 수 있으므로 극히 효율적이다.

그런데 상기 다른 실시예에서는 제 3 도의 1 대 1 로핑 엘리베이터에 대하여 설명하였으나, 1 대 1 로핑외의 다른 로핑방법의 엘리베이터라도 동일한 계량검출을 할 수있다.

제 6 도a∼b는 1 대 1 로핑 엘리베이터, 2 대 1 로핑 엘리베이터, 및 특수로핑방법의 엘리베이터를 표시한다.

예를들면, 제 6도b의 2 대 1 로핑 엘리베이터의 경우에도 1 대 1 로핑 엘리베이터와 같은 방법으로 중량을 검출할 수 있다.

그러나, 2 대 1 로핑 엘리베이터의 경우, 카의자중 Wcar 즉 상기 1 대 1 엘리베이터의 카 자중을 1/2 Wcar로 변경하고, 정격부하 L를 1/2L로 변경하며, 계량장치(25)에 의하여 검출된 케이블의 중량 wc(Z)를 부하계량장치(25)에 의하여 검출된 로프 및 케이블의 중량 wc(Z)로 변경하고 기타는 동일한 조건으로 설정한다. 특히 카위치는 Z, 균형추(13)에 포함된 케이블(18)의 불균형중량, 모터(19)가 검출하는 로프 및 케이블의 중량 wr(Z), 카위치가 Z부하율 r시 계량치 V(Z, r), 카위치가 최하층(24)임을 나타내는 정수 ZB, 카위치가 중심층(23)임을 나타내는 정수 ZC, 카위치가 최상층(22)임을 나타내는 정수 ZT, 제 1 가정, 제 2 가정은 그대로 사용된다.

이 결과, 1 대 1 로핑 엘리베이터와 같은 방법으로 2 대 1 로핑 엘리베이터에서 제어계량치 및 구동계량치가 검출된다.

상기 1 대 1 및 2 대 1 로핑 엘리베이터외에 제 6 도c의 특수로핑의 엘리베이터에서도 마찬가지로 제어계량치 및 구동계량치가 검출된다.

상술한 바와 같이, 다른 실시예에 의한 엘리베이터 제어장치는 카내부하, 즉 카내 승객중량을 카내부하검출수단(101A)에 의하여 정확히 검출할 수 있다. 이 검출이 제어계량장치의 기능이다.

이로인하여 카내 승객초과를 검출하고 정원초과임을 승객에 알릴 수 있다. 또한 승객이 만원시 그 이상 승객이 탑승하지 않도록 승객호출에 응답하지 않게(승강장통과기능)할 수도 있다. 더욱이 군관리된 복수의 엘리베이터중에서 최적의 엘리베이터를 할당할 수도 있다. 즉 검출은 엘리베이터의 안전상 및 운행효율상 대단히 중요하다. 그러므로 검출정밀도가 향상될수록 안전성 및 운행효율도 개선되는 것은 당연하다.

이 실시예의 엘리베이터 제어장치는 카내검출수단(101A)(101B)에 추가하여 로프바퀴측 부하를 검출하는 로프바퀴부하검출수단(101B)을 설치함으로써 로프바퀴에 대한 카측과 균형추측간 중량차와 같은 로프바퀴측 부하를 정확히 검출할 수가 있다.

이 검출은 구동계량장치의 기능이다. 이에 의하여 엘리베이터의 기동시 충격을 피할 수 있도록 모터구동전에 모터에 불균형중량을 보정하는 토크를 발생시킬 수 있으며 착상정밀도도 개선된다.

상술한 바와 같이, 엘리베이터 제어장치에서 부하검출수단(101)은 제어계량장치로서 작용하는 카내부하검출수단(101A)와 구동계량장치로서 작용하는 로프바퀴부하검출장치(101B)로 구성된다.

제어계량장치 및 구동계량장치는 기능자체는 상이하지만, 양자공히 엘리베이터의 부하검출에는 필요한 기능이다. 그리고 이 장치에 의한 연산은 계량장치(25)로 부터의 신호(25a)에 기준하여 실행된다.

엘리베이터 카 밑에 설치된 아날로그 출력방법의 종래의 계량장치(17)에서도 카내불균형부하를 무시할 수 있으면 계량장치(17)로 부터의 출력(17a)을 보정없이 제어계량장치로서 사용할 수 있다. 그러나, 계량장치(17)에서 카내 불균형부하를 무시할 수 없는 경우에는 제 3 도와 같이 카(10)상에 계량장치(25)를 설치하는 것이 바람직하다.

이때문에 다른 실시예에서는 카내중량인 카내부하와, 로프바퀴에 대한 불균형토크에 상당하는 로프바퀴측 중량인 로프바퀴측 부하(로프(12) 및 케이블(18)의 중량) 공히 연속적으로 또한 정밀도있게 검출할 수 있다.

로프바퀴측 중량 즉 카프레임(14), 로프(12) 및 케이블(18)의 중량을 검출할 수 있으며, 이 검출치를 카위치에 따라서 보정함으로써 로프(12) 및 케이블(18)에 내장되고 카에 접속된 전력선 및 신호선이 항상 고려되고 이들의 불균형중량이 모터토크지령에 적정하게 반영된다. 이 결과 승차감, 착상시의 승차감 및 착상 정밀도가 향상된다. 더욱이, 계량장치(25)가 카상에 설치되어 있으므로 카프레임(14), 카실(15), 카내의 승객하물, 케이블등의 전중량을 정밀도있게 검출할 수 있으며, 카내의 바닥에 불균형부하가 있는 경우에도 정확히 검출된다.

이 계량장치(25)는 로프섀클스프링의 변위만을 검출하면 되므로 제조비는 염가이다.

또한 이 장치의 출하시 설계자는 연산에 의하여 계량장치(25)의 제로점 및 게인의 조정을 할 필요가 없으므로 대단히 제작효율이 높게 된다.

Claims

일단에 엘리베이터 카실의 중량을, 타단에 균형추의 중량을 지지하는 엘리베이터 로프와, 이 엘리베이터 로프를 구동시켜 상기 엘리베이터 카를 승강시키는 전동기에 전력을 공급하는 변환장치와, 이 변환장치에 부여되는 소요의 토크지령을 발생하는 토크지령발생장치와, 상기 카실의 부하를 검출하는 계량장치와, 상기 엘리베이터의 카위치를 검출하는 카위치검출장치로 구성되는 엘리베이터의 제어장치에 있어서, 이 카위치 검출장치에서 구해진 카위치와 상기 토크지령발생장치에서 구해진 토크지령으로 부터, 상기 엘리베이터 로프의 카측과 균형추측에 걸리는 중량의 차로부터 생겨 카위치에 의해 변화하는 불평형 로프토크를 연산하는 보정장치와, 이 보정장치와 상기 계량장치의 각각에 출력을 상기 토크지령발생장치의 출력인 토크지령에 가산해서 상기 변환장치에 상기 토크지령대신에 최종토크지령으로서 출력하는 최종 토크지령발생장치를 구비한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 카위치연산수단은 상기 엘리베이터 카의 구동모터에 접속된 속도검출기와 이 속도검출기에서 검출한 상기 모터의 속도에 기준하여 상기 엘리베이터 카의 위치를 연산하는 카위치연산장치를 포함하는 엘리베이터 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 부하계량장치는 상기 엘리베이터 카의 저부에 설치하는 엘리베이터 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 최종토크지령공급수단은 가산기인 엘리베이터 제어장치.
일단에 엘리베이터 카실의 중량을, 타단에 균형추의 중량을 지지하는 엘리베이터 로프와, 이 엘리베이터 로프를 구동해서 상기 엘리베이터 카를 승강시키는 전동기에 전력을 공급하는 변환장치와, 이 변환장치에 부여되는 소요의 토크지령을 발생하는 토크지령발생장치와, 상기 엘리베이터의 카위치를 검출하는 카위치검출장치로 구성되는 엘리베이터의 제어장치에 있어서, 엘리베이터 로프의 카측에 걸리는 중량을 검출하는 카중량 검출장치와, 소정의 카내부하 및 소정의 카위치에서 이 카중량검출장치의 검출치를 기준중량으로 기억하는 기준중량치 기억장치와, 소정의 카내부하시에 이 카중량검출장치에 있어서, 상층에서 검출한 값과 하층에서 검출한 값과의 차를 근거로 그 측정위치에 대응시켜서 연산해서 기억하는 행정차 중량치 기억장치와, 이 기준중량치 기억장치의 기억치인 기준중량과 이 행정차 중량치 기억장치의 기억치인 행정차중량과 상기 카위치 검출장치에서 구한 카위치에 의해, 카중량검출장치의 출력을 보정해서 카내부하를 연산하는 카내계량보정치를 구비한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
제 5 항에 있어서, 상기 카중량검출수단은 상기 엘리베이터 카상부에 설치되고, 카프레임, 카실, 상기 카실내의 승객 및 하물 그리고 상기 엘리베이터 카에 접속된 케이블을 포함하는 엘리베이터 카의 전체중량을 검출하는 엘리베이터 제어장치.
일단에 엘리베이터 카실의 중량을, 타단에 균형추의 중량을 지지하는 엘리베이터 로프와, 이 엘리베이터 로프를 구동해서 상기 엘리베이터 카를 승강시키는 전동기에 전력을 공급하는 변환장치와, 이 변환장치에 부여하는 소요의 토크지령을 발생하는 토크지령발생장치와, 상기 엘리베이터의 카위치를 검출하는 카위치검출장치로 구성되는 엘리베이터의 제어장치에 있어서, 엘리베이터 로프의 카측에 걸리는 중량을 카중량 검출장치와, 소정의 카내부하 및 소정의 카위치에서 이 카중량검출장치의 검출치를 기준중량으로 기억하는 기준중량치 기억장치와, 소정의 카내부하시에 이 카중량검출장치에 있어서, 상층에서 검출한 값과, 하층에서 검출한 값과의 차를 기준으로 그 측정위치에 대응시켜서 연산하고 기억하는 행정차 중량치 기억장치와, 이 토크지령발생장치에 있어서, 상층에서 발생시키는 토크지령치와 하층에서 발생시키는 토크지령의 차를 기준으로 그 측정위치에서 대응시켜서 연산하고 기억하는 행정불평형 토크치 기억장치와, 이 기준중량치 기억장치의 기억치인 기준중량과 이 행정차 중량치 기억장치의 기억치인 행정차 중량과 상기 카위치검출장치에서 구한 카위치와 이 행정불평형 토크치 기억장치의 기억치인 행정불평형 토크치에 의해, 카중량검출치의 출력을 보정해서 엘리베이터 로프의 카측의 카내부하와 균형추측 중량사이의 불평형 중량을 연산하는 로프측 불평형 계량보정장치를 구비한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
제 7 항에 있어서, 상기 카중량검출수단은 상기 엘리베이터 카의 상부에 설치되고, 카프레임, 카실, 이 카실내의 승객 및 하물, 그리고 상기 엘리베이터 카에 접속된 케이블을 포함한 상기 엘리베이터 카의 전체중량을 검출하는 엘리베이터 제어장치.