TW201437137A

TW201437137A - 提升電梯安全性之控制方法及其系統

Info

Publication number: TW201437137A
Application number: TW102109419A
Authority: TW
Inventors: qi-zhong Zhang; Xi-Huang Peng
Original assignee: Here Industry Co Ltd E
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-10-01

Abstract

本發明創作係關於一種提升電梯安全性之控制方法，主要係透過智能控制之手段，當電梯車廂處於靜止狀態，卻偵測到電梯升降馬達的轉動速度超過一速度預設值時，表示煞車器產生問題而無法有效制動住轉輪，便會驅動一變頻器來逐漸調降馬達的轉動速度，以降低電梯車廂的移動速度，直到降至零為止，藉此來提升電梯運作的安全係數，當煞車器失靈時無須倚靠軌道制動器，便可避免電梯車廂墜落或衝頂，以確保電梯車箱內乘客的人身安全、降低電梯的損害範圍。

Description

提升電梯安全性之控制方法及其系統

本發明創作係一種電梯控制系統的控制方法，尤其指一種防止電梯車廂在煞車器故障時，能夠保護電梯車廂在安全的速度下，移動到安全的位置，避免電梯車廂以極其危險的自然重力加速度，往電梯坑道底部墜落，或是往電梯坑道頂端上衝，危害到電梯車廂內乘客的生命以及財產安全。

請參閱第一圖所示，一般的電梯系統(B)裡，電梯車廂(B3)如果處在停止狀態，沒有上行或下行的運轉時，都依靠煞車器(B2)來夾緊轉輪(B1)，避免該電梯車廂(B3)移動，此時可能是正在開門讓人員離開該電梯車廂(B3)，或是進入該電梯車廂(B3)。
如前所述種種因素，萬一此時該煞車器(B2)發生故障，無法夾緊該轉輪(B1)，則該電梯車廂(B3)將無法固定在定點，如果這時候的該電梯車廂(B3)重量加上該電梯車廂(B3)內總乘員的體重大於配重側(B4)時，該電梯車廂(B3)將受地心引力影響，而產生自然重力加速度，順勢往下滑動，或者是配重側(B4)的重量大於電梯車廂(B3)重量加上人員重量時，則電梯車廂(B3)將會被配重牽引而往上滑行。
電梯車廂(B3)向下墜落時，必須達到超過電梯系統(B)設定的最大運行速度的130%以上時，才會引發調速機的機械作動，拉起軌道制動器，用以卡死電梯車廂(B3)在電梯車廂軌道上，然而因其高速度的關係，仍將造成人員受傷，以及機械嚴重毀損，整體結構的永久性損傷。萬一電梯車廂(B3)側較輕於配重側(B4)重量，而產生電梯車廂(B3)往上加速度衝往坑道頂端時，則可能因為沒有在配重側(B4)安裝制動器，使得電梯車廂(B3)完全不會停止，而直衝頂端，其後果之嚴重不言可喻。
也因如此，本發明創作者認為此種電梯系統(B)之問題實有改善之必要，應有一種手段得以提升整體的安全係數，令該電梯車廂(B3)於靜止狀態，卻移動速度超過速度預設值時，無須透過該軌道制動器，便可先對該電梯車廂(B3)進行減速甚至逐漸趨於停止，避免電梯車廂(B3)墜落或衝頂，以確保電梯車廂(B3)內乘客的人身安全、降低損害範圍。

有鑒於先前技術所述不足之處，本發明創作者構思出一種提升電梯安全性之控制方法，包括下列步驟：
(1)以電梯升降馬達驅使電梯車廂之升降。
(2)以速度偵測器持續偵測電梯升降馬達之轉速，而持續得到速度偵測訊號。
(3)一處理器接收該速度偵測訊號，並執行一第一保護程式，該第一保護程式可供該處理器執行：當電梯煞車器制動電梯轉輪以令電梯車廂處於制動狀態，且該處理器未發出控制訊號給變頻器時，之後若速度偵測訊號所代表的值大於速度預設值時，則驅動該變頻器降低該電梯升降馬達之轉動速度。
本發明創作的目的，即在當電梯系統裡的該電梯煞車器發生故障，使該電梯車廂產生不正常的移動時，無論是往上或是往下滑動，及時啟動控制系統裡原有的馬達驅動用變頻器，輸出一個電氣的制動，透過電梯升降馬達的軸承傳達力量取代機械煞車以制動該轉輪，使得該電梯車廂的自然滑動速度得以減緩，而至逐漸停止滑動，進而使該電梯車廂停止在安全的位置，在危險的時機裡避免人員傷亡、降低財產損失。
此外，根據廣義同一發明，本發明創作者亦提出一種提升電梯安全性之控制系統，包括：
一處理器：
該處理器可供分別電性連接一電梯煞車器及一速度偵測器，該速度偵測器可供持續偵測電梯升降馬達之轉動速度而得到速度偵測訊號；一變頻器分別電性連接電梯升降馬達及該處理器；該處理器寫入一第一保護程式，該第一保護程式可供該處理器執行：當電梯煞車器制動電梯轉輪以令電梯車廂處於制動狀態，且該處理器未發出控制訊號給變頻器時，之後若速度偵測訊號所代表的值大於速度預設值時，則驅動該變頻器降低該電梯升降馬達之轉動速度。

(A)．．．電梯系統

(B)．．．電梯系統

(C)．．．控制系統

(B1)．．．轉輪

(B2)．．．煞車器

(B3)．．．電梯車廂

(B4)．．．配重側

(1)．．．電梯車廂

(11)．．．車廂門

(21)．．．電梯轉輪

(22)．．．電梯升降馬達

(23)．．．鋼纜

(3)．．．速度偵測器

(4)．．．變頻器

(5)．．．處理器

(6)．．．緩衝器

(7)．．．警報器

(8)．．．電梯煞車器

第一圖係習用電梯之示意圖
第二圖係本新型創作之電梯示意圖

以下說明請參閱第二圖所示，本發明創作的目的，即在當電梯系統(A)裡的煞車器(8)發生故障，使電梯車廂(1)產生不正常的移動時(無論是往上或是往下滑動)，及時啟動該變頻器(4)，使其輸出一個電氣的制動，透過電梯升降馬達(22)的軸承傳達力量取代機械煞車以制動該電梯轉輪(21)，使得電梯車廂(1)的自然滑動速度得以減緩，而至逐漸停止滑動，進而使電梯車廂(1)停止在安全的位置，在危險的時機裡避免人員傷亡、降低財產損失。
本發明創作的原理，乃是基於智能控制之手段，由變頻器(4)來驅動電梯升降馬達(22)做為動力，經由電梯轉輪(21)帶動鋼纜(23)牽引該電梯車廂(1)來運轉的。在變頻器(4)驅動的系統裡，都附帶有電梯升降馬達(22)運轉的回授裝置---“編碼器”，控制系統時時刻刻都在接受此回授訊號，監測該電梯車廂(1)的位置與移動方向和移動速度。本發明創作的智能控制方法，即是利用監測此位置與速度回授訊號，當在控制系統(C)沒有發出運轉命令給變頻器(4)，以驅動該電梯升降馬達(22)使電梯運轉時(此時該煞車器(8)處於啟動狀態)，卻發現該電梯車廂(1)有自然移動滑行的現象，而且達到或超過設定的預設速度值時，立即關閉車廂門(11)並且響起警報，同時依監視到的移動方向，對變頻器(4)發出相對應方向的零速度啟動命令，使得該電梯升降馬達(22)因為受到該變頻器(4)的電磁限制轉動力量，從而減緩該電梯車廂(1)的滑動速度。
控制系統(C)即進入保護模式運作，並且記錄此一故障現象而得到一紀錄資料，當電梯車廂(1)滑動速度漸緩至接近停止時，系統即解除變頻器(4)的零速制動命令，如果電梯車廂(1)因為解除變頻器(4)限制轉動力量後，又再次的被監測到滑動現象發生時，本保護控制程式將會以更低速度的設定標準，來啟動此一保護功能，再次對變頻器(4)下達指令，發揮電磁制動效果，使電梯車廂(1)滑動速度控制在安全的範圍內。若使發生故障時，電梯車廂(1)側輕於配重側，電梯車廂(1)往上滑移，可經由本控制方法使得電梯車廂(1)緩速上移，等到配重側達到坑道底端停止時，電梯車廂(1)自然停止。反之，若使發生故障時，電梯車廂(1)側重於配重側，電梯車廂(1)往下滑移，則可經由本控制方法使得電梯車廂(1)緩速下移，等到電梯車廂(1)達到坑道底端停止時，電梯車廂(1)自然停止。
所以經由本發明創作的智能控制模式，即可確保縱使在該煞車器(8)發生故障，而失去正常功能的情況下，仍能很安全的保障乘客的人身安全。
本發明創作的應用，僅需在控制的程式邏輯中充分利用原有設備，並不需額外增加設備，且又能在發生故障時發出警報請求救援，又能記錄此故障事件，提示保修人員了解事故的發生，達到及時且恰當的緊急處理效果。此一功能在目前已知的電梯控制系統中，尚未有人思考到此控制方法，乃是本發明創作人的創新研發應用，其具有新穎性應無疑慮。本發明創作所具有之獨特功能，確實能使原有控制系統更具有其創新的功能性提升安全性，而符合我國專利法有關發明專利申請要件之規定，乃依法提起專利申請。
請參閱第二圖所示，基於廣義同一發明，本發明創作者亦同時提出一種提升電梯安全性之控制系統，該控制系統可在不變動原本的電梯系統之架構下，提升電梯系統整體的安全性，以確保電梯乘客之安全，以下係該控制系統(C)之介紹：
一處理器(5)：
請參閱第二圖所示，該處理器(5)可供分別電性連接該電梯煞車器(8)及該速度偵測器(3)，且一變頻器(4)分別電性連接一電梯升降馬達(22)及該處理器(5)。當該電梯車廂(1)因該電梯煞車器(8)制動該電梯轉輪(21)，而處於靜止狀態時，此時若該速度偵測器(3)偵測到該電梯升降馬達(22)有不正常移動時(即該速度偵測訊號所代表的值大於該速度預設值時)，則第一保護程式會提供處理器(5)執行：則控制該變頻器(4)作動以降低該電梯升降馬達(22)之轉動速度，較佳係降至零為止，以令該電梯車廂(1)得以緩速升降至停止，可避免該電梯車廂(1)墜落或衝頂，以確保該電梯車箱(1)內乘客的人身安全、降低整體損害範圍。
接著，由於該處理器(5)較佳係寫有一警報程式，並電性連接一警報器(7)，所以當該第一保護程式被執行的同時，該警報程式可供該處理器(5)執行：緊急關閉該車廂門(11)，並控制該警報器(7)開始警示或警鳴，藉此來避免乘客進入該電梯車廂(1)內部，並可提醒周遭人員或管理人員注意該電梯系統(A)已發生異常。
此外，該處理器(5)也可以寫入一第二保護程式，當該處理器(5)執行完該第一保護程式後，該第二保護程式會驅使該處理器(5)執行：降低該速度預設值，令控制系統(C)對於該電梯升降馬達(22)之異常運轉更為敏感，藉此進一步提升整體的安全性。
綜上所述，當該處理器(5)未下達指令給該電梯升降馬達(22)(此時該煞車器(8)夾制住該電梯轉輪(21))，但該速度偵測器(3)所測得的速度卻超過該速度預設值時，代表該煞車器(8)發生故障，而無法有效夾制住該電梯車廂(1)。此時，若該電梯車廂(1)的總重大於該垂重器時，使得該電梯車廂(1)下降的速度高於該速度預設值時，該處理器(5)會驅動該變頻器(4)，逐漸降低該電梯升降馬達(22)之轉動速度直到零為止、或是令該電梯車廂(1)下降的速度逐漸趨緩，直到降至該緩衝器(6)為止，而無需透過該軌道制動器來讓該電梯車廂(1)停止移動，藉此來保障乘客的安全，以及防止電梯(A)的損害擴大。
另外，若是該電梯車廂(1)的總重低於該配重側，使該電梯車廂(1)上升速度超過該速度預設值時，其作動原理如上所述，直到該配重側緩速降至該緩衝器為止(一般電梯於該垂重器之下方亦會設置該緩衝器)。
而且，該處理器(5)寫入一紀錄程式，該紀錄程式可供該處理器(5)執行：當執行完該第一保護程式後，則產生一紀錄資料。令維修人員可根據該紀錄資料，了解事故的發生，而可對該電梯系統(A)進行即時且恰當的緊急維修、處理。
爰此，本發明創作主要有下列優點：
1.可提高該電梯系統(A)的安全係數，透過智能控制的手段，當該處理器(5)未下達指令給該電梯升降馬達(22)(代表該電梯車廂(1)處於靜止狀態)，卻偵測到該電梯升降馬達(22)的轉動速度超過速度預設值時，則控制該變頻器(4)逐漸降低該電梯升降馬達(22)的轉動速度，甚至降至為零，在不需使用該軌道制動器的條件下，便可令該電梯車廂(1)得以停止下來，不僅可保護內部乘客的安全，也可避免電梯的損害擴大。
2.本發明創作之控制系統，可以在不額外變動電梯系統(A)原本設備的條件下，即可達成上述之效果，而不需額外增加設置硬體成本。
3.該煞車器(8)發生故障時，會緊急關閉該車廂門(11)以避免其他乘客進入該電梯車廂(1)內，同時會啟動該警報器(7)，以警示附近人員及安全管理人員該電梯系統(A)已發生故障。
4.維修人員可根據該紀錄資料，了解事故的發生，而可對該電梯系統(A)進行即時且恰當的緊急維修、處理。