JPS5822283A - エレベ−タ−の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエレベータ−の異常検出に関し、特に、エレベ
ータ−の走行距離に応じたパルス発生器を備えたエレベ
ータ−に好適な異常検出装置に係る。

エレベータ−の制御装置が何等かの原因で故障した場合
、その故障態様によっては速度の異常増速あるいは減速
を生じ、非常に危険であるので、速やかにこれを検知し
、安全に運行しなければならない。

このような場合の従来方式について、誘導電動機を駆動
源とする交流エレベータ−を例にとって述べる。交流エ
レベータ−の速度制御は、逆並列接続サイリスタを誘導
電動機の１次側の２相あるいは３相に挿入し、このサイ
□リスタの位相制御により誘導電動機の１次電圧制御を
行なって駆動トルクを制御する駆動トルク制御要素と、
サイリスタを含む整流回路の出力を誘導電動機に供給し
、このサイリスタの位置制御により誘導電動機の直流制
動トルクを制御する制動トルク制御要素を用い、エレベ
ータ−の起動から着床までの全速度範囲に亘って基準速
度指令と実速度の偏差に応じて、上記誘導電動機の駆動
力及び制動力を速度帰還制御する方法が採用されている
。このような制御方式において、上記トルク制御要素と
してのサイリスタ等が故障すると、エレベータ−は次の
ような異常動作をする。

例えば、エレベータ−の運転方向が上昇で乗かご内の荷
重が軽い場合や、運転方向が下降で乗かご内の荷重が重
い場合に、前記駆動トルク制御側のサイリスタが非導通
で電動機に定格電圧が印加されないような故障時は、上
記乗かご側の重さとカウンタウェイト側の重さとの差で
定まるアンバランストルクでエレベータ−は漸次増速す
る。この速度が前記電動機の同期速度をこえても、電動
機には所定の電圧が印加されていないため回生制動トル
クが発生せず、したがってエレベータ−は定格速度以上
の危険な速度まで増速する。

また、制動トルク制御側のサイリスタが導通のままでゲ
ート制御が不可能なダイオードと同様の動作となる故障
の場合は、電動機に過大な直流制動電流が流れ、大きな
制動トルクを発生して、エレベータ−は急減速し、乗客
に異常なショックを与えることになる。

この他にも、駆動トルクと制動トルクを制御するサイリ
スタの故障の組合せや、これらのサイリスタを制御する
装置が故障しても、エレベータ−は前記したと同様の異
常動作をする。

そこで、従来このような場合は次のような方法により、
故障検出をおこなっていた。

まず、電動機に電圧が印加されないで増速する故障の場
合は、電動機に流れる電流を検出して、電流が零の場合
は直ちに電源遮断し、電磁ブレーキをかけて停止させて
いた。

しかしながら、駆動トルクと制動トルクを全速度範囲に
亘って連続的に制御しているため、これらのトルクの切
替点では必ず電流が零になる期間が発生する。このため
、上記トルクの切替期間は上記した方法による検出を無
視しなければならない。

したがって、これらの期間内の上記故障は検出ができな
い。

次に、制動トルク制御側のサイリスタが故障して急減速
するような場合は、制動電流の上限値を検出し、電流が
この値を越えたならば異常とみなし、電源を遮断し、電
磁ブレーキをかけて停止させる。

この場合、電磁ブレーキトルクは上記故障時の電流制動
トルクよりもかなり小さいので、このような方法で故障
検出し停止させても乗客へのショックは全直流制動で停
止したときよりも小さく抑えることができる。

しかしながら、上記方法では電動域の負荷およびトルク
特性や電流検出器の検出特性のばらつきなびのため、上
記制動電流の異常を検出するための上限値を正常制御時
の上限値よりもかなシ大きく設定しなければならないの
で、異常が発生しても上記検出器は直ちに動作せず、充
分な検出ができない。

このように、従来の方法では、エレベータ−の異常動作
を充分検出できず、また、故障要素毎に検出器が必要と
いう欠点があった。

そこで、エレベータ−の実速度を監視し、この実速度を
設定値と比較して異常検出する方法が知られている。し
かしながら、エレベータ−速度は負荷によって変動する
ため、設定値は余裕を持たせる必要がある。このため、
異常検出が遅れるという問題があった。

本発明の目的は、エレベータ−の殆んどの異常を速やか
に検出することのできる異常検出装置を提供し、もって
安全性の高いエレベータ−を実現するにある。

本発明の特徴は、複数の時点間におけるエレベータ−実
速度の速度差に応じて変化する変化要素が許容値を越え
たことからエレベータ−の異常を検出することにより、
故障等による異常速度に至る前に、直ちにその異常を検
出するようにしたところにある。この変化要素は、例え
ば単位時間当ことができ、実施例ではこの速度変化率を
例に挙げて詳細するが、単純に速度差に比例した値とし
ても良い。

本発明はさらに、上記目的および特徴の外、エレベータ
−の走行パルスを用いたデジタル演算による高精度な装
置を実現するものであるが、この点については以下述べ
る実施例で詳述する。

第１図は本発明の詳細な説明図であり、第１図囚は速度
曲線図、同（Ｂ）は加速度曲線図である。

図においてＶは正常時の速度曲線、ａｖはその時の加速
度曲線である。

このような速度曲線Ｖに対して、制御装置の故障により
速度曲線ｖ１に示すように異常加速したとする。

この場合、従来の設定値Ｓ２と比較する方式では、０点
に至るまで異常検出することができず、また運転状態に
応じた設定値Ｓ１と比較する方式であっても、０点まで
異常検出することができない。

本発明では、上記した通り、その時の速度変化率、すな
わち加速度ａｖ、を求め、監視している。

したがって、例えば、一定の許容値ＰＴを設定し、これ
と比較して異常検出する場合であっても、０点で直ちに
検出することができる。これから解るように、本発明に
よれば、従来の方式に比ベエレベーターの異常を早く検
出することができる。また、本発明において、加速度の
許容値をＰＨ及びＰＬで示すように、実際の加速度を模
擬し、上限および下限夫々を設定しておくと、その検出
速度は一層早くすることができ、上記の場合０点で瞬時
のうちに異常を検出することができる。

このように、本発明によれば、エレベータ−の異常を極
めて早く検出することができる。特に、将来異常速度に
なるであろう初期の段階で、その異常を検出することが
できるので、エレベータ−の安全性を向上する上で極め
て有効でおる。さらに、エレベータ−の故障が、最終的
には速度に現われることを考慮するならば、本発明によ
υ殆んどの異常を速やかに検出することができる。

以下、本発明を具体的実施例を用いて説明する。

第２図は本発明を適用するエレベータ−制御装置のブロ
ック図である。

エレベータ−の乗かと１はカラ／タウエイト２とともに
、ロープ３を介してシープ４につるべ状に吊られている
。

シープ４は減速機５を介してエレベータ−駆動用三相誘
導電動機６および電磁ブレーキ７に連結されており、上
記誘導電動機６には三相式の交流速度発電機８が連結さ
れている。

この交流速度発電機８の出力電圧および周波数は上記電
動機６の回転数に比例する。したがって、この出力電圧
を波形整形回路１３でノくルス化し、エレベータ−制御
用コンピュータ１４へ入力する。

このコンピュータ１４は、第４図に示すようなマイクロ
コンピュータ等で構成され、とのノ；ルスを積算してエ
レベータ−の走行位置を検出すると同時に速度指令の算
出等を行なう。また、上記速度発電機８の整流電圧を上
記回路１３から取り出し、これを移相器１５へ入力して
上記電動機６の駆動力および制動力を制御する。

Ｒ，、’ｆ’、　８は三相交流電源で、主接点回路１７
の開閉器の組合せで上昇、下降、保守運転９通常運転等
の切替えを行ない、サイリスタ制御装置１６に接続され
ている。ここで、サイリスタ制御装置１６は、サイリス
タ又はサイリスタとダイオードの組合で駆動トルク制御
要素及び制動トルク制御要素から構成されており、これ
らのサイリスタは移相器１５によって制御されている。

この移相器１５は、上記エレベータ−制御用コンピュー
タ１４からの速度指令１８および前記速度帰還信号を入
力して帰還制御を行なう。この帰還制御によって、エレ
ベータ−の乗かと１は、コンピュータ１４によって発生
された速度指令１８と相似の速度で運行することができ
る。

上記速度指令１８は、加速時は時間の経過に伴なって増
大し、減速時は減速位置に応動して減少する指令である
。

すなわち、加速指令を得るための時間はコンピュータ１
４の内部クロックを、減速指令に必要な位置信号は上記
波形整形回路１２の位置信号及び速度発電機８のパルス
を計数し、内部クロック及び速度発電機８のパルスの所
定数をカウントする毎に、あるいは波形整形回路１２が
位置信号を発生する毎に、コンピュータ１４に割込みを
かけ、後述するコンピュータ１４のＲＯＭ　（リードオ
ンリメモリ）に記憶しである速度指令データを読出し、
これをＤ／Ａ変侠器でアナログ量に変換して第３図（ａ
）の階段状に増大及び減少する指令とし、さらに平滑回
路で平滑して第３図（ｂ）に示すような速度指令を作成
する。

ここで上記位置信号は、減速パターンの補正に用いるだ
めのもので、乗かご１に取付けられた位置検出器１０．
１１が塔内に設けられたしゃへい板を横切ったときに動
作するときの信号を波形整形回路１２を介して得られた
ものである。

上記コンピュータおよびその周辺装置を第４図の破線部
に示す。マイクロプロセッサ（略してＭＰＵ）２０．こ
のＭＰＵの動作タイミングを決定するクロックおよび特
定の時間間隔をＭＰＵに知らせるタイマー３３、プログ
ラム可能なカウンタ・タイマー要素（略してＰＴＭ）２
２、マイクロコンピュータ１４とデジタルの外部信号を
やりとりするためのペリフェラルインターフェイス（Ｐ
ＩＡ）２３，２４，２５、ＭＰＵ２０の動作の手順書が
書込まれているＲＯＭ（リードオンリメモリ）２６、Ｍ
ＰＵ２００作業エリアとして一時記憶に用いられるＲＡ
Ｍ（ランダムアクセスメモリ）２７、各素子間のデータ
をやりとりするデータバス２８、メモリ等のアドレスや
素子を選択したり、クロック、割込信号等をやりとりす
るコントロールパス２９からなっている。

なお、前記ＰＴＭ２２は、通常プログラマブル・タイマ
ー・モジュールと称し、ここでは、交流速度発電機８か
らのパルスを入力して、カウンタの内容を減算し、零に
なった後さりにパルスが入ると最大値を示す値となる。

このカラ／りの内容ＦｉＭＰＵ２０によっていつでも読
み出しできる。

波形整形回路１２からの位置信号は入出力装置３２を介
してデジタル信号を入力とするように設定されるＰＩＡ
２３に入力される。速度指令１８は、ＰＩＡ２４の出力
であるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変
換器３０、フィルタ回路３１を介して出力される。また
、エレベータ−の保守員の操作盤やエレベータ−の制御
回路１９（第１図）からの入力も、入出力装置３２を介
してＰＩＡ２３に入力される。

このような回路構成によシ、マイクロコンピュタによる
エレベータ−の制御が行なわれる。

エレベータ−の異常検出は、前記動作原理に基づき、こ
のマイクロコンピュータ１４（７）ＲＯＭ２６に記憶し
である速度変化率の許容値とエレベータ−実速度の変化
率とを比較して、エレベータ−の制御装置が正常か否か
を検出することができる。しかしながらここでは、理解
を容易にし、かつコンピュータの負荷率を低減するため
、異常検出回路３３を専用ハードで構成した場合につき
説明する。この回路３３の構成および動作説明図を、第
５図〜第７図に示す。

第５図は、第４図の波形成形回路１３０ＰＧ出力パルス
の間隔時間を検出する回路の一実施例である。図におい
て、５１はｇ４図のＭＰＵ２０の動作タイミングを決定
するクロック２１の出力信号と等価なりロック信号であ
る。５２は反転回路、５３は論理積回路、５４は時間遅
れ要素、５５゜６１．６２はカウンタ、５６，５７Ｉｌ
ｉラツチ、５８はＰＧ出力パルス信号、５９．６０はラ
ッチの出力を示している。

これに対して、エレベータ実速度の変化率の検出は、下
町のごとく行なわれる。

クツツク信号５１の立ち下りＷよりカウントを開始する
カウンタ５５が一定値に達したときに出力信号を発して
、反転回路５２の出力信号が発せられたとき、すなわち
、クロック信号５１の立ち下りを一定の回数分カウント
されたときに論理積回路５３が出力信号を発する。この
出力信号が発せられるとカウンタ５５はリセットされ、
再び、上記のカウントを開始する。ゆえに、この回路に
より、第６図に示す、一定時間（たとえばＴＩ）の割込
み信号７１が作られる。

一方、ＰＧ出力パルス信号５８の立ち下りを検出するカ
ウンタ６２は、ＰＧ出力パルス信号５８の立ち下りによ
りカウントを開始し、次のＰＧ出力パルス信号の立ち下
りにより、カウンタ６２のＱ２より信号が出て、カウン
トを終了する。また、このカウンタ６２は、割込み信号
７１によりリセットされるため、割込み信号７１の割込
み後の最初のＰＧ出力パルス信号５８の立ち下りから、
次の立ち下りまで、出力信号を出す。この信号と、クロ
ック信号５１の立ち下りにより、カウンタ６１はセット
される。この信号が第５図に示すＡ〜Ｄ点となる。ゆえ
に、カウンタ６１は、第６図に示すクロック信号５１を
Ａ−Ｂ点まで、また６〜０点までカウントする。このカ
ウンタ６１も、割込み信号７１によりリセットされるた
め、Ａ点および０点でのカウント値は、たとえば、Ａ点
で＄００００にリセットされており、ＰＧ出力パルスの
最初の立ち下りからカウントを開始し、Ｂ点では＄０Ｏ
ＦＦ　Ｎ　Ｄ点では＄０ＯＦＯとい、う値が、カウンタ
６１でカウントされる。

このカウント値を、割込み信号７１によりゲートをたた
かれたランチ５６に、入力する。ラッチ５７も、同様に
、割込み信号７１によりラッチ５６からカウント値を読
み出す。

ここで、ラッチ５６、ラッチ５７、カウンタ６１．６２
のゲート信号、およびリセット信号は、時間遅れ要素５
４の分だけ、１つずつ遅れて入力される。したがって、
ラッチの内容５９．６０は、１つずつずれ、たとえば、
ラッチ５６の出力５９は１Ｂ点の値＄０ＯＦＦ、ラッチ
５７の出力６０はＤ点の値＄００ＦＯとなる。

以上述べた、回路構成によれば、ラッチの内容５９．６
０は、ＰＧ出力パルスの間隔時間となる。

ここで、ラッチの内容５９をＴＰＬｌ、ラッチの内容６
０をＴＰＬ２とすると、実速度の変化率は、ＴＰＬＩと
ＴＰＬ２の差を割込み信号７１の割込み間隔時間Ｔ１で
除した値として求めることができる。したがって、上記
ＴＰＬ１とＴＰＬ２をＰＩＡ２５を介してコンピュータ
１４へ入力し、その実速度の変化率を算出し、コンピユ
ータ１４内部のＲＯＭ２６に予め書き込んである許容値
と比較して、許容値を越えたら、故障のフラグを立てる
ことにより異常検出を行なうことができる。

これによれば、マイクロコンピュータで少数点をもつ除
算を行なうため、１００ｍ５程度の演算時間遅れはある
が、上記ＴＰＬ１と’Ｉ’ＰＬ２の算出処理が不要とな
る効果はある。

しかしながらここでは、上記異常検出処理をも異常検出
回路３３内で行なう場合について説明する。第７図はそ
の為の回路構成であり、ここでは除算機能を用いてない
で実現している。したがって、コンピュータで処理する
場合も、本方式を用いれば処理が容易となる。

図において、８１は減算器、８２は乗算器、８３は倍数
器、８４Ｕ比較器である。

との回路では、第６図で述べた、ＴＰＬｌとＴＰＬ２の
差を減算器８１で求め、ＴＰＬＩとＴＰＬ２の積を乗算
器８２で求め、さらにＴＰＬＩとＴＰＬ２の積に、実速
度の変化率の許容値をかける倍数器８３により減算、乗
算を行なう。そして、減算器８１と倍数器８３の出力を
比較器８４で比較することによって、減算器８１の出力
が犬であれば、実速度の変化率が許容値を越えたと判断
して、異常検出信号ＡＮを出力する。

スナワち、ＴＰＬｌおよびＴＰＬ２の逆数は速度に相当
し、許容値をＰＴとすると、 の関係が成り立つ。

そこで、この（１）式を変形すると１ 、’、ＴＰＬ２−ＴＰＬＩ＞ＰＴ（ＴＰＬＩ・ＴＰＬ２
）　　・・・（２）となる。

そこで、上記回路は、この（２）式を実行することによ
シ、除算を不要としたわけである。

したがって、図において、ｓｗｌを加速時にオンする接
点、ＳＷ２を定走行１時にオンする接点、８Ｗ３を加速
時にオンする接点とし、倍数器８３゜８５．８６の倍率
を夫々加速時の許容値ＰＴＩ、定走行時の許容値ＰＴ２
、減速時の許容値ＰＴ３とすることにより、第１図（２
）に示した通りエレベータ−の状態に応じた異常検出を
行なうことができる。

さらにまた、上記倍数器８３，８５．８６の夫夫に許容
値の上昇値（ＰＨ）および下限値（ＰＬ）を設定し、夫
々について算出して比較器８４で比較判断するか、ある
いは倍数器８３，８５．８６には標準的な許容値を設定
しておき、その算出値を比較器８４にて所定の不感領域
を設けて比較判断することにより、第１図（５）に示し
た通り、速度変化率の上限（ＰＨ）および下限（Ｐ　Ｌ
）についても異常判断することができる。

このようにして異常検出した信号ＡＮを、ＰＩＡ２５を
介してコンピュータ１４へ入力することにより、コンピ
ュータ１４ではエレベータ−の保護装置を作動して、乗
客の安全を図る。

以上述べた実施例では、コンピュータ１４の外部に専用
の異常検出回路３３を設けている。したカッチ、コンピ
ュータ１４の負荷率を低減するととができ、また、コン
ピュータ１４の異常をも含めた異常検出が可能となる。

したがって、上記異常検出信号ＡＮを、コンピュータ１
４へ入力することの外、この信号ＡＮによって直接ブレ
ーキ等の安全装置を作動させることによシ、コンピュー
タ１４の異常時にもエレベータ−の安全を図ることがで
きる。

しかしながら本発明は、このよりな一実施例に限定され
るものではなく、例えば第５図〜第７図の処理を、コン
ピュータ１４のプログラムによって実行させることが容
易である。この場合、異常検出のためのハードが減少で
きる反面、その効果も失なわれる。

また、第６図に述べたように、割込み信号７１の割込み
間隔の間にＰＧ出力パルス間隔時間を１回分だけ測定す
るのではなく、例えば３個のＰＧ出力パルス間隔時間を
検出して、その中で、大きいものと小さいものを除いた
ＰＧ出力パルス間隔時間を求め、次の割込み信号７１が
入ったあとは、同様にして、比較することにより、エレ
ベータ−の振動などによる誤動作を防止して、安定した
異常検出を行なうことができる。

また、上記実施例では、速度を検出するためにＰＧ出力
パルスの間隔時間をクロック信号を用いて測定すること
により、高精度の検出を可能としている。しかしながら
これに限らず、第８図に示すように、割込み信号７１の
間に生じるＰＧ出力パルス５８のパルス数を計数するこ
とによっても、実速度を簡単に検出することができる。

以上述べたように、本発明によれば、エレベータ−の異
常を早く検出することができる。したがって、エレベー
タ−の安全性向上に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明を適用
するエレベータ−制御装置の一ブロック図、第３図は速
度指令の発生方法説明図、第４図はコンピュータとその
周辺回路図、第５図は本発明による異常検出装置の実速
度検出部の一例図、第６図は第５図の動作説明図、第７
図は本発明による異常検出装置の異常判定部の一例図、
第８図は他の速度検出方法説明図である。 １・・・乗かご、１４・・・コンピュータとその周辺回
路、１５・・・移相器、３３・・・異常検出回路、５１
・・・クロッ・り信号、５８・・・走行パルス、５５，
６１．６２・・・カウンタ、５６，５７・・・ラッチ、
８１・・・減算器、８２・・・乗算器、８３，８５，８
６・・・倍数器、８４・・・比較器、ＳＷ１〜ＳＷ３・
・・エレベータ−運転状第　１　ｚ （Ａ） ｌ 篤　２２ 拓　３　凹 （υ） 峙閉 躬　４１２］ 纂　Ｓ　口 娯　　ら　　〔〕 Ｉρρ０６　　　　＄ｔｐｏｉｐ　　　　１０／／６　
　Ｊρθｆθも　７　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　多階床間を走行するエレベータ−において、複数
   の時点間における上記エレベータ−の速度差に応じて変
   化する変化要素、この変化要素が許容値を越えたことか
   ら上記エレベータ−の異常を検出することを特徴とする
   エレベータ−の異常検出装置。 ２、上記変化要素は、単位時間当りの上記複数時点間に
   おける速度差から求まる速度変化率とした特許請求の範
   囲第１項記載のエレベータ−の異常検出装置。 ３、上記エレベータ−の走行距離に応じたパルスを発生
   する手段を備えたものにおいて、第１の時点における上
   記パルス間隔時間と、この第１の時点から単位時間後の
   第２の時点における上記パルス間隔時間との差から、上
   記速度変化率を算出するようにした特許請求の範囲第２
   項記載のエレベータの異常検出装置。 ４、上記パルス間隔時間は、複数個のパルス間隔時間の
   平均値とした特許請求の範囲第３項記載のエレベータ−
   の異常検出装置。 ５、上記許容値は、エレベータ−の運転状態に応じて変
   化させるようにした特許請求の範囲第１項記載のエレベ
   ータ−の異常検出装置。 ６、上記エレベータ−の走行距離に応じたパルスを発生
   する手段を備えたものにおいて、第１の時点における所
   定時間内の上記パルス数と、この第１の時点から単位時
   間後の第２の時点における上記パルス数との差から、上
   記速度変化率を算出するようにした特許請求の範囲第２
   項記載のエレベータ−の異常検出装置。 ７、上記エレベータ−を制御するデジタルコンピュータ
   を備えたものにおいて、このコンピュータとは別に設け
   た専用回路により、上記エレベータ−の異常を検出する
   ように構成した特許請求の範囲第１項記載のエレベータ
   −の異常検出装置。 ８、上記エレベータ−を制御するデジタルコンピュータ
   を備えたものにおいて、このコンピュータにより、上記
   エレベータ−の異常を検出するように構成した特許請求
   の範囲第１項記載のエレベータ−の異常検出装置。