DE112014005549T5

DE112014005549T5 - Aufzugsanlage und Verfahren zu ihrer Steuerung

Info

Publication number: DE112014005549T5
Application number: DE112014005549.2T
Authority: DE
Inventors: Rikio Kondo; Kenji Utsunomiya
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-09-29
Also published as: JP6058160B2; CN105793183B; CN105793183A; JPWO2015083407A1; WO2015083407A1

Abstract

In einer Aufzugsanlage erzeugt ein Rotationsdetektor (8) ein Signal, das einer Rotation einer Treibscheibe (4) entspricht. Eine Schlupf-Schätzeinrichtung (22) schätzt den Schlupf zwischen der Treibscheibe (4) und einem aufgehängten Körper (10) auf der Grundlage von Information, die ein unausgeglichenes Gewicht angibt, das auf die Treibscheibe (4) wirkt, von Information, die eine Drehgröße der Treibscheibe (4) angibt, der auf der Grundlage des Signals von dem Rotationsdetektor (8) detektiert wird, von Information, die eine Antriebskraft angibt, die von der Fördermaschine (3) erzeugt wird, von Information, die eine träge Masse der Treibscheibe (4) und einem mit ihr zusammen angetriebenen Element angibt, und von Information, die eine träge Masse des aufgehängten Körpers (10) und einer damit zusammen betriebenen Komponente angibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufzugsanlage vom Typ eines Seilaufzugs und ein Verfahren zu ihrer Steuerung.
Technischer Hintergrund
In einer herkömmlichen Aufzugsanlage ist ein erster Resolver zur Detektion einer Geschwindigkeit einer Treibscheibe an der Treibscheibe vorgesehen, und ein zweiter Resolver zur Detektion der Geschwindigkeit eines Hauptkabels ist an einem Geschwindigkeitsbegrenzer vorgesehen. Signale des ersten und zweiten Resolvers werden an eine Vergleichsvorrichtung übertragen. Die Vergleichsvorrichtung detektiert einen Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem Hauptkabel durch Vergleichen der Geschwindigkeit der Treibscheibe mit der Geschwindigkeit des Hauptkabels (siehe beispielsweise PTL 1).
Stand der Technik

PTL1: Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP H10-007 350 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Normalerweise wird in einer Aufzugsanlage ein Sensor zur Detektion der Geschwindigkeit der Treibscheibe benötigt, um den Betrieb einer Kabine zu steuern. In der oben beschriebenen gewöhnlichen Aufzugsanlage wird jedoch zusätzlich zu dem ersten Resolver der zweite Resolver verwendet, um einen Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem Hauptkabel zu detektieren, was zu einer Erhöhung der Kosten führt.
Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung des beschriebenen Problems konzipiert. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Aufzugsanlage und ein Verfahren zu ihrer Steuerung anzugeben, mit denen ein Schlupf zwischen einer Treibscheibe und einem hängenden Körper mit einem hohen Genauigkeitsgrad mittels einer einfachen Anordnung abgeschätzt werden kann.
Lösung des Problems
Eine Aufzugsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: eine Fördermaschine mit einer Treibscheibe und einem Fördermaschinenmotor, der die Treibscheibe antreibt; einen aufgehängten Körper, der um die Treibscheibe herumgeschlungen ist; eine Kabine und ein Gegengewicht, die an dem aufgehängten Körper in einem Schacht aufgehängt sind, so dass sie in Reaktion auf eine Antriebskraft, die von dem Fördermaschinenmotor erzeugt wird, aufsteigen und absinken; einen Rotationsdetektor der ein Signal erzeugt, das der Rotation der Treibscheibe entspricht; und eine Schlupf-Schätzeinrichtung, die einen Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper abschätzt, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung den Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper abschätzt auf der Grundlage von Information, die ein unausgeglichenes Gewicht angibt, das auf die Treibscheibe wirkt, von Information, die eine Drehgröße der Treibscheibe angibt, die auf der Grundlage des Signals von dem Rotationsdetektor detektiert wird, von Information, die eine Antriebskraft angibt, die von der Fördermaschine erzeugt wird, von Information, die eine träge Masse der Treibscheibe und einem mit ihr zusammen angetriebenen Element angibt, und von Information, die eine träge Masse des aufgehängten Körpers und einer damit zusammen betriebenen Komponente angibt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei der Aufzugsanlage gemäß der Erfindung wird der Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper auf der Grundlage der Information, die ein unausgeglichenes Gewicht angibt, das auf die Treibscheibe wirkt, der Information, die eine träge Masse der Treibscheibe und einem mit ihr zusammen angetriebenen Element angibt, und der Information, die eine träge Masse des aufgehängten Körpers und einer damit zusammen betriebenen Komponente angibt, abgeschätzt.
Dadurch kann der Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper mit hoher Genauigkeit mittels einer einfachen Konfiguration abgeschätzt werden, ohne einen Sensor zu verwenden, der die Geschwindigkeit des aufgehängten Körpers detektiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Zeichnungen zeigen in
1 eine Ansicht eines Aufbaus einer Aufzugsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zeigt, das von einer Schlupf-Schätzeinrichtung gemäß 1 durchgeführt wird, um ein Schlupfverhältnis zu berechnen.
3 ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zeigt, das von einer Schlupf-Schätzeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angewandt wird, um das Schlupfverhältnis zu berechnen.
4 eine Ansicht eines Aufbaus einer Aufzugsanlage gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
5 eine Ansicht eines Aufbaus einer Aufzugsanlage gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
6 eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines Haltestellenpositions-Sensors gemäß 5 zeigt.
7 einen Graph, der ein Geschwindigkeitsmuster einer Kabine während der Korrektur variierender Terme gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 einen Graph, der ein Beschleunigungsmuster zeigt, das dem Geschwindigkeitsmuster gemäß 7 entspricht.
9 ein Ablaufdiagramm, das einen Arbeitsablauf zur Korrektur der variierenden Terme gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Ansicht, die einen Aufbau einer Aufzugsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In der Figur ist ein Triebwerkraum 2 in einem oberen Teil eines Aufzugsschachts 1 angeordnet. In dem Triebwerkraum 2 ist eine Fördermaschine 3 vorgesehen. Die Fördermaschine 3 weist eine Treibscheibe 4, einen Fördermaschinenmotor 5, der die Treibscheibe 4 antreibt, und eine Fördermaschinenbremse 6 auf, die die Drehung der Treibscheibe 4 bremst.
Als Fördermaschinenbremse 6 wird eine elektromagnetische Bremse verwendet. Die elektromagnetische Bremse besitzt einen Bremsschuh, der ein Bremsrad (eine Bremstrommel oder eine Bremsscheibe) 7 kontaktiert und sich von dieser löst, die sich integral mit der Treibscheibe 4 dreht, eine Bremsfeder, die den Bremsschuh gegen das Bremsrad 7 drückt, und einen Elektromagneten, der den Bremsschuh von dem Bremsrad 7 gegen die Bremsfeder weg zieht.
An der Fördermaschine 3 ist ein Rotationsdetektor 8 vorgesehen, der ein Signal erzeugt, das der Rotation der Treibscheibe 4 entspricht. Als Rotationsdetektor 8 kann beispielsweise ein Messgeber oder ein Resolver verwendet werden.
In der Nähe der Treibscheibe 4 ist eine Umlenkrolle 9 vorgesehen. Ein aufgehängter Körper 10 ist um die Treibscheibe 4 und die Umlenkrolle 9 herumgeschlungen. Als aufgehängter Körper 10 werden eine Vielzahl von Seilen oder eine Vielzahl von Riemen verwendet.
Eine Kabine 11 ist mit einem ersten Ende des aufgehängten Körpers 10 verbunden. Ein Gegengewicht 12 ist mit einem zweiten Ende des hängenden Körpers 10 verbunden. Die Kabine 11 und das Gegengewicht 12 werden durch den aufgehängten Körper 10 in dem Aufzugsschacht 1 derart in der Schwebe gehalten, dass sie in Reaktion auf eine Antriebskraft von der Fördermaschine 3 in dem Aufzugsschacht 1 aufsteigen und absinken. Die Rotation der Treibscheibe 4 wird auf den hängenden Körper 10 durch Reibungskraft übertragen, die zwischen der Treibscheibe 4 und dem hängenden Körper 10 erzeugt wird.
In dem Aufzugsschacht 1 sind ein Paar (nicht gezeigter) Kabinenführungsschienen zur Führung des Aufsteigens und Absinkens der Kabine 11 und ein Paar (nicht gezeigter) Gegengewichtführungsschienen zur Führung des Aufsteigens und Absinkens des Gegengewichts 12 angeordnet.
In einem unteren Teil der Kabine 11 ist eine Sicherheitsvorrichtung 13 installiert, die einen Not-Halt der Kabine 11 bewirkt, indem sie mit den Kabinenführungsschienen in Eingriff kommt. In einem Verbindungsbereich des aufgehängten Körpers 10, durch den der aufgehängte Körper 10 mit der Kabine 11 verbunden ist, ist eine Wiegevorrichtung 14 vorgesehen, die ein Signal erzeugt, das einem Lastgewicht der Kabine 11 entspricht.
In einem oberen Teil des Aufzugsschachts 1 ist ein Geschwindigkeitsbegrenzer 15 vorgesehen. Der Geschwindigkeitsbegrenzer 15 ist mit einer Begrenzerscheibe 16, einer (nicht gezeigten) Seilfangvorrichtung und Ähnlichem versehen. Um die Begrenzerscheibe 16 ist in Form einer geschlossenen Schlaufe ein Begrenzerseil 17 herumgeschlungen.
Das Begrenzerseil 17 ist mit einem Betätigungshebel der Sicherheitsvorrichtung 13 verbunden. Ferner ist das Begrenzerseil 17 um ein Aufnahmerad 18 herumgeschlungen, das in einem unteren Bereich des Aufzugsschachts 1 angeordnet ist. Wenn sich die Kabine 11 bewegt, zirkuliert das Begrenzerseil 17 derart, dass die Begrenzerscheibe 16 mit einer Drehgeschwindigkeit rotiert, die einer Bewegungsgeschwindigkeit der Kabine 11 entspricht.
In dem Geschwindigkeitsbegrenzer 15 sind ein erster Überschreitungs-Geschwindigkeitswert, der höher als eine zulässige Geschwindigkeit ist, und ein zweiter Überschreitungs-Geschwindigkeitswert, der höher als der erste Überschreitungs-Geschwindigkeitswert ist, eingestellt. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Kabine 11 den ersten Überschreitungs-Geschwindigkeitswert erreicht, unterbricht der Geschwindigkeitsbegrenzer 15 die Energiezufuhr des Fördermaschinenmotors und führt einen Nothalt der Kabine 11 aus, indem er die Fördermaschinenbremse 6 verwendet. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Kabine 11 ferner den zweiten Überschreitungs-Geschwindigkeitswert erreicht, hält der Geschwindigkeitsbegrenzer 15 das Begrenzerseil 17 an, indem er mit der Seilfangvorrichtung das Begrenzerseil 17 ergreift, und aktiviert die Sicherheitsvorrichtung 13.
An Stellen, die einer Vielzahl von Haltestellen in dem Aufzugsschacht 1 entsprechen, sind jeweils Erkennungsplatten 19a vorgesehen. In die Kabine 11 ist ein Kabinenseiten-Sensor 19b zur Erkennung der Erkennungsplatten 19a eingebaut. Ein Haltestellenpositions-Sensor 19 zur Bestimmung, ob die Kabine 11 sich in einer Haltestellenposition befindet oder nicht, weist die Erkennungsplatten 19a und den Kabinenseiten-Sensor 19b auf.
Eine Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 steuert den Fahrbetrieb der Kabine 11 durch Steuerung des Betriebs der Fördermaschine 3. Die Energieversorgung des Fördermaschinenmotors 5 und die Energieversorgung der Fördermaschinenbremse 6 werden von der Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 gesteuert. Wenn die Kabine 11 anhält, aktiviert die Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 die Fördermaschinenbremse 6, um die Kabine 11 in einem stationären Zustand zu halten.
An die Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 ist eine Schlupf-Schätzeinrichtung 22 zur Abschätzung eines Schlupfs zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 angeschlossen. Signale von der Wiegevorrichtung 14, dem Rotationsdetektor 8 und dem Fördermaschinenmotor 5 werden in die Schlupf-Schätzeinrichtung 21 eingegeben.
Die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 detektiert das Lastgewicht der Kabine 11 auf der Grundlage des Signals von der Wiegevorrichtung 14. Weiterhin detektiert die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 einen Rotationsbetrag der Treibscheibe 4 auf der Grundlage des Signals von dem Rotationsdetektor 8. Außerdem detektiert die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 die von dem Fördermaschinenmotor 5 abgegebene Antriebskraft auf der Grundlage des Signals von dem Fördermaschinenmotor 5.
Die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 schätzt den Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 ab, indem sie den Schlupf konstant auf der Grundlage des Lastgewichts der Kabine 11, des Rotationsbetrags der Treibscheibe 4 und der Antriebskraft des Fördermaschinenmotors 5 überwacht. Des Weiteren übermittelt die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 Information, die den Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 angibt, an die Aufzugssteuerungsvorrichtung 21.
Die Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 speichert die von der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 empfangene Information und nutzt die Information zur Steuerung der Aufzugsanlage. Anders ausgedrückt, es hält die Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 den Fahrbetrieb der Kabine 11 an, wenn der Schlupf als anormal bestimmt wird.
Wenn der Schlupf beispielsweise derart anwächst, dass ein gesamter Schlupfbetrag einen festgesetzten Wert erreicht, bewegt die Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 die Kabine 11 zu einem nächstliegenden oder bestimmten Stockwerk und hält dann den Fahrbetrieb der Aufzugsanlage an. Außerdem führt die Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 einen Nothalt der Kabine 11 durch, wenn ein Schlupfbetrag pro Zeiteinheit einen festgesetzten Wert übersteigt (wenn ein schneller Schlupf auftritt).
Die Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 und die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 weisen jeweils unabhängige Mikrocomputer auf. Eine Funktion der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 kann durch die Durchführung von Berechnungen realisiert werden, die auf dem Mikrocomputer ausgeführt werden.
Als Nächstes wird der Ablauf der Schlupfabschätzung, die von der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 durchgeführt wird, beschrieben. Gleichung (1) ist zunächst eine Bewegungsgleichung, die gültig ist, wenn die Aufzugsanlage durch die Reibungskraft zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 angetrieben wird.
In Gleichung (1) bezeichnet J eine träge Masse der Treibscheibe 4 und der mit ihr zusammen angetriebenen Elemente, und umfasst zusätzlich zu der Treibscheibe 4 die träge Masse eines Rotors in dem Fördermaschinenmotor 5 und so weiter. J’ bezeichnet eine träge Masse des aufgehängten Körpers 10 und der damit zusammen betriebenen Komponenten umfasst zusätzlich zu dem aufgehängten Körper 10, der Kabine 11 und dem Gegengewicht 12 die träge Masse von Kabeln (ein Einspeisungskabel, ein Ausgleichskabel und so weiter), die an der Umlenkrolle 9 und der Kabine 11 hängen.
T bezeichnet die von dem Fördermaschinenmotor 5 ausgegebene Antriebskraft. F bezeichnet die Reibungskraft, die zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 wirkt. L bezeichnet ein nicht ausgeglichenes Gewicht, das auf die Treibscheibe 4 wirkt, wobei das nicht ausgeglichene Gewicht eine Differenzkraft zwischen einer Zugkraft an dem aufgehängten Körper 10 auf der Seite der Kabine 11 und einer Zugkraft an dem aufgehängten Körper 10 auf der Seite des Gegengewichts 12 ist, wenn die Kabine 11 angehalten ist.
Die Zugkraft an dem aufgehängten Körper 10 auf der Seite der Kabine 11 wird nicht nur von dem Gewicht der Kabine 11 und dem Lastgewicht in der Kabine 11 beeinflusst, sondern auch von dem Gewicht des aufgehängten Körpers 10 von der Treibscheibe 4 zu der Kabine 11 dem Gewicht der Kabel, die an der Kabine 11 hängen. In ähnlicher Weise wird die Zugkraft an dem aufgehängten Körper 10 auf der Seite des Gegengewichts 12 nicht nur von dem Gewicht des Gegengewichts 12 beeinflusst, sondern auch von dem Gewicht des aufgehängten Körpers 10 von der Treibscheibe 4 zu dem Gegengewicht 12 und dem Gewicht der Kabel, die an dem Gegengewicht 12 hängen.
W bezeichnet die Drehzahl der Treibscheibe 4, und V bezeichnet eine Fördergeschwindigkeit des aufgehängten Körpers 10. Weiterhin bezeichnet ein Punkt über einem W eine zeitliche Ableitung von W, und ein Punkt über V bezeichnet eine zeitliche Ableitung von V.
Wenn eine Schlupfgeschwindigkeit als ein Verhältnis δ (ein Schlupfverhältnis) relativ zu der Drehzahl der Treibscheibe 4 definiert wird, erhält man Gleichung (2). δ = W – V / W Gleichung (2).
Entsprechend erhält man, wenn man Gleichung (1) in einen numerischen Ausdruck umwandelt, einen relationalen Ausdruck, der in Gleichung (3) gezeigt ist. δ . = 1 / W × {W .(1 – δ + J / J´) – T + L / J´} Gleichung (3)
Gleichung (3) zeigt eine Relation zwischen den trägen Massen J und J´, der Drehzahl W der Treibscheibe 4, dem Antriebsmoment T des Fördermaschinenmotors 5, dem nicht ausgeglichenen Gewicht L und dem Schlupfverhältnis δ in Gestalt einer Differentialgleichung. Die Schlupf-Schätzvorrichtung 22 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet das Schlupfverhältnis auf der Grundlage der Gleichung (3).
Um das Schlupfverhältnis zu berechnen, müssen die jeweiligen Werte außer δ in der Gleichung bestimmt werden. Unter diesen Werten sind J und J´ träge Massen und können daher gemäß einer Systemkonfiguration berechnet werden. Ferner ist W die Drehzahl der Treibscheibe 4 und kann daher auf der Grundlage des Signals des Rotationsdetektors 8 berechnet werden. Weiterhin ist T die von dem Fördermaschinenmotor 5 ausgegebene Antriebskraft und kann daher durch Konversion eines Antriebsstroms des Fördermaschinenmotors 5 berechnet werden.
Ferner variiert das unausgeglichene Gewicht L mit dem Lastgewicht in der Kabine 11 und kann daher auf der Grundlage des Signals von der Wiegevorrichtung 14 berechnet werden. Wie oben beschrieben, erhält man die jeweiligen Werte außer δ in Gleichung (3) aus der normalen Systemkonfiguration und Signalen von Vorrichtungen der Aufzugsanlage. Daher kann das Schlupfverhältnis auf der Grundlage von Gleichung (3) berechnet werden, ohne einen Sensor oder Ähnliches hinzuzufügen.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur Herleitung des Schlupfverhältnisses auf der Grundlage von Gleichung (3) zeigt. 2 zeigt Methoden zur Berechnung des Schlupfverhältnisses δ unter Verwendung des Antriebsmoments T des Fördermaschinenmotors 5, des unausgeglichenen Gewichts L und eines relationalen Ausdrucks 1 + J/J´ als Eingabe.
In dreieckigen Blöcken in der Zeichnung wird ein Eingabewert mit einem Koeffizienten in dem Block multipliziert und das Resultat ausgegeben. Ein 1/S-Block bezeichnet einen Integrator, der ein Eingangssignal integriert und das Resultat ausgibt. Weiterhin wird an einem Punkt, an dem zwei Pfade zusammenlaufen, eine Addition/Subtraktion auf die zusammenlaufenden Signale angewandt. Ein „+“-Zeichen und ein „–“-Zeichen sind neben den jeweiligen Input-Signallinien gezeigt, um jeweils einen Verarbeitungsschritt zur Addition des Eingangssignals und einem Verarbeitungsschritt zur Subtraktion des Eingangssignals anzugeben.
Darüber hinaus ist ein Rückpfad vorgesehen, in den das Schlupfverhältnis-Signal δ unmittelbar vor der Ausgabe abzweigt, so dass das abgezweigte Signal als Input in einer vorangegangenen Prozedur verwendet werden kann. Ein Wert des Inputs, der entlang des Rückpfads läuft, ist in einem Schritt vor der Berechnung des auszugebenden Werts δ nicht bestimmt, und daher kann der Input nicht verwendet werden.
Daher wird die Verarbeitung des gesamten Blockdiagramms während des Verpackens periodisch durchgeführt, wobei das Schlupfverhältnis δ, das in einem vorigen Durchlauf berechnet worden ist, als Input-Signal verwendet wird, das entlang des Rückpfads läuft. Zu diesem Zeitpunkt variiert das Schlupfverhältnis δ von Moment zu Moment. Daher tritt ein Fehler zwischen dem Schlupfverhältnis, das im vorigen Durchlauf berechnet worden ist, und dem Schlupfverhältnis, das während der Berechnung erhalten wird, auf. Dieser Ausgabefehler kann allerdings reduziert werden, indem die Verarbeitungszeit verkürzt wird.
Bei diesem Typ von Aufzugsanlage wird der Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 berechnet auf der Grundlage von Information, die das unausgeglichene Gewicht, das auf die Treibscheibe 4 wirkt, angibt, von Information, die eine Drehgröße der Treibscheibe 4 angibt, die auf der Grundlage des Signals von dem Rotationsdetektor 8 detektiert wird, von Information, die die von der Fördermaschine 3 erzeugte Antriebskraft angibt, von Information, die die träge Masse der Treibscheibe 4 und der mit ihr zusammen angetriebenen Elemente angibt, und von Information, die die träge Masse des aufgehängten Körpers 10 und der damit zusammen betriebenen Komponenten angibt.
Dadurch kann der Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper mit hoher Genauigkeit mittels einer einfachen Konfiguration abgeschätzt werden, ohne einen Sensor zu verwenden, der die Geschwindigkeit des aufgehängten Körpers 10 detektiert.
Außerdem berechnet die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 das unausgeglichene Gewicht, das auf die Treibscheibe 4 wirkt, auf der Grundlage des Signals von der Wiegevorrichtung 14, so dass das unausgeglichene Gewicht genauer detektiert werden kann.
Es sei angemerkt, dass die Wiegevorrichtung 14 nicht auf eine Vorrichtung beschränkt ist, die in einem Verbindungsbereich des aufgehängten Körpers 10, durch den der aufgehängte Körper 10 mit der Kabine 11 verbunden ist, angebracht ist. Sie kann beispielsweise ebenso eine Vorrichtung sein, die in einem unteren Bereich einer Kabinenkammer oder ähnlich angebracht ist. Außerdem ist in dem oben beschriebenen Beispiel die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 getrennt von der Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 vorgesehen, aber die Funktion der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 kann in der Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 vorgesehen sein. Außerdem kann die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 durch einen analogen Schaltkreis gebildet sein.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine Aufzugsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform wird eine Technik zur Abschätzung des Schlupfs auf der Grundlage einer Bewegungsgleichung der Aufzugsanlage in einem beliebigen Zustand beschrieben. Hingegen wird bei der zweiten Ausführungsform die Genauigkeit der Schlupfabschätzung verbessert, indem der Vorgang zur Schlupfschätzung hinsichtlich der Kabinenposition modifiziert wird, in Anbetracht der Tatsache, dass sich Bedingungen abhängig von einer vertikalen Position der Kabine 11 ändern. Die restliche Konfiguration ist identisch mit der ersten Ausführungsform.
Gleichung (4) gibt eine Bewegungsgleichung der Aufzugsanlage unter Berücksichtigung einer Variation der Bedingungen mit der Kabinenposition wieder.
In Gleichung (4) ist die Differenzkraft (das unausgeglichene Gewicht) zwischen der Zugkraft des aufgehängten Körpers 10 auf der Seite der Kabine 11 und der Zugkraft des aufgehängten Körpers auf der Seite des Gegengewichts 12 als L´ + f(X) gesetzt. X bezeichnet die Position der Kabine 11, und L´ ist ein Term, der dem Lastgewicht der Kabine 11 entspricht.
Weiter ist f(X) ein Term, der eine Gewichtsänderung angibt, die durch eine Veränderung bei der Länge des aufgehängten Körpers 10, der von der Treibscheibe 4 herabhängt, und der Längen der Kabel (das Einspeisungskabel und so weiter), die an der Kabine 11 hängen, in Abhängigkeit von der Kabinenposition verursacht wird. Entsprechend wird f(X) als ein Wert gesetzt, der von der Kabinenposition X abhängig ist.
Genauer gesagt, es kann, wenn eine Tendenz eines lasterzeugenden Kabels, im Verhältnis zu der Position im Gewicht zu variieren, berücksichtigt wird, f(X) als eine lineare Funktion f(X) = A × X + B definiert werden, wobei A × X ein Term ist, der sich proportional zur Kabinenposition ändert, und B ein konstanter Term zur Herstellung eines Ausgleichs ist, indem die Differenzkraft zwischen der Zugkraft an dem aufgehängten Körper 10 auf der Seite der Kabine 11 und der Zugkraft an dem aufgehängten Körper 10 auf der Seite des Gegengewichts 12 korrigiert wird, wenn die Kabinenposition X bei 0 ist. Im Ergebnis kann ein Fehler, der durch den Effekt dieses unausgeglichenen Gewichts erzeugt wird, ausgeglichen werden.
Außerdem werden die hängenden Teile der Kabel, die an der Kabine hängen, länger, wenn die Kabine aufsteigt, und daher beeinflussen diese Teile auch die träge Masse. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache ist die träge Masse der Komponenten, die in Verbindung mit dem aufgehängten Körper 10 betrieben werden, in der Bewegungsgleichung als L´+ g(X) gesetzt, wobei der Teil, der von der Kabinenposition X abhängig ist, als g(X) definiert ist.
Das Gewicht der Kabel variiert proportional zur Position, und daher kann g(X) beispielsweise als eine lineare Funktion definiert werden, indem g(X) ebenfalls spezifisch gesetzt wird, ähnlich wie f(X).
Außerdem wird in der Bewegungsgleichung ein Effekt einer Fahrwiderstandskraft berücksichtigt, die wirkt, wenn die Kabine aufsteigt und absinkt, indem D(X) als ein Term vorgesehen wird, der die Widerstandskraft bezeichnet. Die Fahrwiderstandskraft umfasst eine Reibungskraft zwischen der Kabine 11 und den Kabinenführungsschienen und eine Reibungskraft zwischen dem Gegengewicht 12 und den Gegengewichtführungsschienen. Deren Größe ist abhängig von einem Kontaktzustand mit den Führungsschienen, der mit der Kabinenposition variiert.
Anders gesagt, es wird die Reibungskraft durch das Vorhandensein lokaler Biegungen in den Führungsschienen beeinflusst, durch den Zustand der vertikalen Genauigkeit der Führungsschienen beim Einbau, und Bedingungen wie Schmutz, Öl und Ähnliches, die an den Führungsschienen haften. Da all diese Bedingungen mit der Position an den Führungsschienen variieren, ändert sich die Größe der Reibungskraft mit der Kabinenposition. Entsprechend ist die Fahrwiderstandskraft D(X) in einer Form vorgesehen, die von X abhängt.
Außerdem wirkt die Fahrwiderstandskraft in einer Gegenrichtung zu der Fahrrichtung. Daher wird die Tatsache, dass ihr Vorzeichen gegenüber der Fahrrichtung umgekehrt ist, in der Bewegungsgleichung berücksichtigt, indem die Fahrwiderstandskraft als ±D(X) gesetzt wird. Hierbei variiert D(X) mit dem Kontaktzustand mit den Führungsschienen, und variiert daher stark zwischen verschiedenen Aufzugsanlagen. Daher kann die Fahrwiderstandskraft so bestimmt werden, dass sie den Variationseffekt zwischen einzelnen Anlagen einschließt, indem die Variation D(X) der Fahrwiderstandskraft anhand der Kabinenposition auf der Grundlage der Antriebskraft T bestimmt wird, die ausgegeben wird, wenn der Fördermaschinenmotor 5 tatsächlich betrieben wird.
Genauer gesagt, es kann die Antriebskraft T(X), die in Abhängigkeit von der Position variiert, auf der Grundlage von Gleichung (5) erhalten und verwendet werden, die aus Gleichung (4) hergeleitet ist. T(X) = (J´´ + L´ + g(X)) × V . + J × W . + (L´ + f(X)) ± D(X) Gleichung (5).
Insbesondere während einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit können Beschleunigung und Abbremsung ignoriert werden, und die zeitliche Ableitung von V und die zeitliche Ableitung von W können beide als 0 behandelt werden. Im Ergebnis wird effektiv eine in Gleichung (6) gezeigte Relation aufgestellt. T(X) = (L´ + f(X)) ± D(X) Gleichung (6)
In dieser Gleichung gibt ±D(X) an, dass das Vorzeichen in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung umgekehrt wird. Daher wird jeweils eine Relation Tup(X) zwischen der Antriebskraft und der Kabinenposition während der Fahrt in Aufwärtsrichtung und eine Relation Tdn(X) zwischen der Antriebskraft und der Kabinenposition während der Fahrt in Abwärtsrichtung erhalten, wie in Gleichung (7) gezeigt.
Man erhält Gleichung (8) aus einer Differenz zwischen den zwei Ausdrücken in Gleichung (7). Wenn die Berechnung durchgeführt wird, die in Gleichung (8) gezeigt ist, kann die Relation D(X) zwischen der Fahrwiderstandskraft und der Kabinenposition bestimmt werden. D(X) = Tup(X) – Tdn(X) / 2 Gleichung (8).
Weiterhin kann f(X) bestimmt werden, indem die Berechnungsdurchführung implementiert wird, die in Gleichung (9) gezeigt ist und die man aus der Summe der beiden Ausdrücke in Gleichung (7) erhält. D(X) = Tup(X) + Tdn(X) / 2 – L´ Gleichung (9).
f(x) ist eine Charakteristik, die gemäß der Struktur der Aufzugsanlage bestimmt wird. Daher kann, indem f(X) unter Verwendung der tatsächlich gemessenen Antriebskraft bestimmt wird, ein struktureller Fehler zwischen der Messung und dem tatsächlichen System eliminiert werden. Darüber hinaus kann ein Fehler in dem Lastgewicht L´ in der Kabine 11, das von der Wiegevorrichtung 14 detektiert wird, korrigiert werden.
Es sollte angemerkt werden, dass ein leichter Schlupf aufgrund der zeitlich variierender Reibungsbedingungen zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 auftreten kann, was dazu führt, dass die zeitlichen Ableitungen von V und W leicht von 0 abweichen. Daher werden D(X) und f(X) bevorzugt bestimmt, wenn die Reibungsbedingungen stabil sind, beispielsweise unmittelbar nach der Installation der Aufzugsanlage, um einen Berechnungsfehler im Schlupfverhältnis zu reduzieren.
g(x) kann derweil bestimmt werden, indem die Berechnungsdurchführung gemäß Gleichung (10) implementiert wird, die als eine Relation hergeleitet werden kann, in der die zeitliche Ableitung von V in Gleichung (5) nicht auf 0 gesetzt wird, oder, anders gesagt, eine Relation, die Beschleunigung und Abbremsung beinhaltet.
Hier wird das Schlupfverhältnis δ benötigt, um g(X) zu berechnen, aber es kann auch das Schlupfverhältnis δ verwendet werden, das als Verarbeitungsergebnis in einem vorherigen Durchlauf während der periodischen Berechnungsdurchführung erhalten worden ist, ähnlich der Verarbeitung, die mit Verwendung des Signals, das entlang des Rückpfads läuft, bei der ersten Ausführungsform implementiert worden ist.
Es sei bemerkt, dass, obwohl lineare Funktionen, die von der Kabinenposition abhängig X sind, als Beispiele für f(X) und g(X) genannt worden sind, jeweilige Modelle dafür in Übereinstimmung mit tatsächlichen Charakteristiken gewählt werden können. Dementsprechend können f(X) und g(X) mit einer Charakteristik mit Annäherungstendenz, wie etwa einer multidimensionalen Funktion oder einer Exponentialfunktion genähert werden. In diesem Fall können Werte, die einer Kabinenposition X entsprechen, in einem Datenstring gespeichert werden und während der Berechnung verwendet werden.
Außerdem kann die Kabinenposition X als eine absolute Position ermittelt werden, indem eine Bewegungsgröße der Kabine 11 unter Verwendung des Rotationsdetektors 8 von einer Referenzposition, wie z. B. einer Stockwerk-Haltestellenposition aus integriert wird.
Ferner kann die Kabinenposition, wenn Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 auftritt, noch genauer ermittelt werden, in dem der Schlupfbetrag zu dem vorgenannten integrierten Wert addiert oder von diesem abgezogen wird, um so den integrierten Wert zu korrigieren. Diese Methode des Ermittelns des Schlupfbetrags wird detailliert bei einer vierten Ausführungsform beschrieben.
Gleichung (11) zeigt eine Relation des Schlupfverhältnisses δ, wobei Bedingungsvariationen gemäß der Kabinenposition berücksichtigt werden, die in der oben beschriebenen Weise bestimmt werden. δ . = 1 / W × {W .(1 – δ + J / J´´ + L´ + g(X))) – T + (L´ + f(X)) ± D(X) / (J´´ + L´ + g(X))} Gleichung (11).
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren zur konstanten Abschätzung des Schlupfverhältnisses δ auf der Grundlage von Gleichung (11) zeigt. Definitionen und Berechnungsprozesse der jeweiligen in 3 gezeigten Blöcke sind identisch mit den in der ersten Ausführungsform beschriebenen in 2. Durch Ausführen der Prozesse, die durch die Blöcke definiert sind, kann man das Output-Schlupfverhältnis δ erhalten.
Gemäß dieser Aufzugsanlage kann der Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 mit erhöhter Genauigkeit abgeschätzt werden, indem ein Abschätzvorgang durchgeführt wird, der Bedingungen berücksichtigt, die mit der Kabinenposition variieren.
Dritte Ausführungsform
4 ist eine Ansicht eines Aufbaus einer Aufzugsanlage gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Bei der dritten Ausführungsform ist die Wiegevorrichtung 14 der ersten Ausführungsform nicht vorgesehen. Stattdessen ist ein Lastgewichtschätzer 23 zwischen der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 und dem Fördermaschinenmotor 5 und Rotationsdetektor 8 vorgesehen. Signale von dem Fördermaschinenmotor 5, dem Rotationsdetektor 8 und der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 werden in den Lastgewichtschätzer 23 eingegeben.
Wenn der Lastgewichtschätzer 23 das Signal von dem Rotationsdetektor 8, die Antriebskraft von dem Fördermaschinenmotor 5 und das Schlupfverhältnis-Ausgangssignal von der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 verarbeitet, schätzt der Lastgewichtschätzer 23 das unausgeglichene Gewicht ab, das auf die Treibscheibe 4 wirkt, und das Lastgewicht in der Kabine 11, und gibt ein geschätztes Lastgewichtsignal an die Schlupf-Schätzvorrichtung 22 aus.
Genauer gesagt, es schätzt der Lastgewichtschätzer 23 das unausgeglichene Gewicht aus einer Relation ab, die in Gleichung (13) gezeigt ist. Man erhält Gleichung (13), indem die Gleichung (12), die man durch Ableiten von Gleichung (2) erhält, in Gleichung (1) eingesetzt wird. V . = W . – δ . × W – δ × W . Gleichung (12) L = (J + J´) × W . – J´ × (W .δ + Wδ .) – T Gleichung (13).
Die rechte Seite von Gleichung (13) wird aus den trägen Massen J, J`, der Antriebskraft T, der Geschwindigkeit W der Treibscheibe 4 und dem Schlupfverhältnis δ bestimmt, und daher werden alle Werte durch Eingabe erhalten. Das unausgeglichene Gewicht L, das auf die Treibscheibe 4 wirkt kann dann aus diesen Werten bestimmt werden.
Weiter kann das Lastgewicht L´ bestimmt werden, indem die Berechnungen durchgeführt werden, die nachstehend in Gleichung 14 gezeigt sind.
Man erhält Gleichung (14), indem man die Relation aus Gleichung (2) in dem Ausdruck verwendet, der in Gleichung (4) gezeigt ist und bei der zweiten Ausführungsform bestimmt worden ist. Außerdem kann Gleichung (15) auf der Grundlage von Gleichung (6) hergeleitet werden, wenn eine konstante Fahrtgeschwindigkeit angenommen wird, so dass Beschleunigung und Abbremsung ignoriert werden können. Das Lastgewicht kann abgeschätzt werden, indem der Berechnungsvorgang durchgeführt wird, der in Gleichung (15) gezeigt ist. L´ = T(X) – f(X) ∓ D(X) Gleichung (15).
Der Lastgewichtschätzer 23 kann in Form eines Computers gebildet sein, der unabhängig von der Aufzugssteuerungsvorrichtung 21 und der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 ist. Die restliche Konfiguration ist identisch mit den ersten und zweiten Ausführungsformen.
Gemäß dieser Aufzugsanlage wird der Lastgewichtschätzer 23 verwendet. Daher kann der Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper mittels eines einfachen Aufbaus mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden, ohne einen Sensor zu verwenden, der den Lastzustand in der Kabine 11 detektiert.
Es ist zu bemerken, dass die Funktion des Lastgewichtschätzers 23 von dem Computer der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 ausgeführt werden kann. Außerdem kann der Lastgewichtschätzer 23 in Form von einem analogen Schaltkreis ausgebildet sein.
Vierte Ausführungsform
5 ist eine Ansicht eines Aufbaus einer Aufzugsanlage gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Bei der vierten Ausführungsform wird die Funktion der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 unter der Bedingung korrigiert, dass festgestellt wird, dass kein Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 aufgetreten ist. Es muss jedoch angemerkt werden, dass in diesem Fall das Abschätzungsergebnis der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 nicht verwendet werden kann, um zu bestimmen, dass kein Schlupf aufgetreten ist. Daher wird eine Bewegungsentfernung der Kabine auf der Grundlage der Information über die Position der Kabine detektiert, woraufhin das Vorhandensein von Schlupf bestimmt wird, indem das Detektionsergebnis mit der Drehgröße der Treibscheibe 4 verglichen wird.
Genauer gesagt, es wird das Vorhandensein von Schlupf bestimmt, indem die Entfernung, die die Kabine 11 zwischen einem Punkt, an dem die Kabine 11 einen Referenzpunkt in dem Aufzugsschacht 1 passiert, und einem Punkt, an dem die Kabine 11 denselben Referenzpunkt oder einen anderen Referenzpunkt passiert, mit dem Wert, um den die Treibscheibe 4 in der gleichen Zeit rotiert, verglichen wird.
5 zeigt eine Konfiguration, in der der vorhandene Haltestellenpositions-Sensor 19 als Vorrichtung zur Detektion des Referenzpunktes verwendet wird, um die Bewegungsentfernung der Kabine 11 zu detektieren. Entsprechend wird ein Signal von dem Haltestellenpositions-Sensor 19 in die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 eingegeben.
6 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines Haltestellenpositions-Sensors 19 aus 5 zeigt. Wird dieser Typ von Haltestellenpositions-Sensor 19 verwendet, kann bestimmt werden, dass die Kabine 11 in einer Haltestellenposition ist, wenn der Kabinenseiten-Sensor 19b die Erkennungsplatte 19a detektiert. Dabei hat die Erkennungsplatte 19a eine feste Länge in vertikaler Richtung. Daher ist die Haltestellenposition ein Bereich, der sich über die Länge der Erkennungsplatte 19a erstreckt, und kein Punkt.
Daher kann bei Verwendung des Haltestellenpositions-Sensors 19 als Vorrichtung zur Detektion des Referenzpunktes entweder ein Punkt, an dem der Kabinenseiten-Sensor 19b beginnt, die Erkennungsplatte 19a zu detektieren, oder ein Punkt, an dem der Kabinenseiten-Sensor 19b aufhört, die Erkennungsplatte 19a zu detektieren, als Referenzpunkt gesetzt werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Bestimmung des Vorhandenseins von Schlupf durch Vergleichen der Bewegungsentfernung der Kabine 11 mit der Drehgröße der Treibscheibe 4 beschrieben. Zuerst kann ein tatsächlicher Transportwert des aufgehängten Körpers 10 aus der Bewegungsentfernung der Kabine 11 detektiert werden, und kann somit aus einer Entfernung zwischen Referenzpunkten bestimmt werden, die die Kabine 11 passiert. Der Fördermenge des aufgehängten Körpers 10 kann dabei in einem Fall, in dem kein Schlupf aufgetreten ist, berechnet werden, indem die Drehgröße der Treibscheibe 4 unter Verwendung eines effektiven Radius der Treibscheibe 4 umgerechnet wird.
Daher kann, wenn die Entfernung zwischen Referenzpunkten und dem Transportwert des aufgehängten Körpers 10, die durch Umrechnung der Drehgröße der Treibscheibe 4 ermittelt worden ist, als identisch angesehen wird, bestimmt werden, dass kein Schlupf aufgetreten ist. In Anbetracht der Tatsache, dass ein leichter Schlupf selbst dann auftritt, wenn die Treibscheibe 4 unter normalen Reibungsbedingungen rotiert, können die zwei verglichenen Werte während dieses Bestimmungsvorgangs ebenso als identisch angesehen werden, wenn die Werte innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen.
Der Anteil des leichten Schlupfs, der unter normalen Reibungsbedingungen auftritt, unterscheidet sich je nach Typ des aufgehängten Körpers 10. Unter den meisten normalen Reibungsbedingungen bleibt der Schlupf jedoch in einem Bereich von 4 % relativ zu der Rotation der Treibscheibe 4. Daher kann dieser Bereich als Bestimmungsreferenz gesetzt werden. Anders ausgedrückt, es können die beiden Werte als identisch angesehen werden, wenn sie in einem Bereich von 4 % liegen.
Weiterhin können unbrauchbare fehlerhafte Bestimmungen vermieden werden, indem die Bestimmung durchgeführt wird, wenn ein Fehler beim effektiven Radius der Treibscheibe 4 und ein Detektionsfehler des Rotationsdetektors 8 enthalten ist.
Es ist anzumerken, dass die Bewegungsentfernung der Kabine 11 eine bestimmte Größe hat, wenn die Bewegungsentfernung der Kabine 11 als der Abstand zwischen zwei verschiedenen Referenzpunkten gesetzt wird. Wenn aber nur ein Referenzpunkt verwendet wird, oder wenn, mit anderen Worten, die Bewegungsentfernung von einem Punkt, an dem die Kabine 11 einen Referenzpunkt passiert, bis zu einem Punkt, an dem die Kabine 11 denselben Referenzpunkt passiert, detektiert wird, ist die Bewegungsentfernung der Kabine 11 gleich Null. Dies entspricht beispielsweise einem Fall, in dem die Kabine 11 in einem bestimmten Stockwerk hält und sich dann von dem Stockwerk in eine entgegengesetzte Richtung fortbewegt und so denselben Referenzpunkt derselben Erkennungsplatte 19a erreicht.
Als Nächstes wird der Korrekturvorgang beschrieben. Wenn bestimmt wird, dass kein Schlupf aufgetreten ist, wird der Schlupfbetrag während der Fahrt der Kabine 11 zu Null angenommen. Daraufhin kann eine Verarbeitung auf der Grundlage einer in Gleichung (16) gezeigten Bewegungsgleichung vorgenommen werden, in der angenommen wird, dass die Beschleunigung der Treibscheibe 4 und die Beschleunigung des aufgehängten Körpers 10 gleich sind. V . = W . Gleichung (16)
Wenn der relationale Ausdruck von Gleichung (16) in Gleichung (6) verwendet wird, kann eine in Gleichung (17) gezeigte Relation hergeleitet werden. T(X) = (J + J`` + L` + G(X)) × W . + (L` + f(X)) ± D(X) Gleichung (17).
Weder die Geschwindigkeit V noch das Schlupfverhältnis δ des aufgehängten Körpers ist in Gleichung (17) enthalten. Somit besteht kein Bedarf, einen geschätzten Wert zu verwenden. Im Ergebnis kann das Problem von Fehlern, die beim Abschätzungsvorgang auftreten, eliminiert werden. Daher kann, anstelle Gleichung (10) zu verwenden, unter Verwendung von Gleichung (18), die aus Gleichung (17) hergeleitet ist, g(X) mit erhöhter Genauigkeit bestimmt werden, was zu einer Verbesserung der Genauigkeit führt, mit der das Schlupfverhältnis auf der Grundlage von Gleichung (5) abgeschätzt wird. g(X) = –(J + J`` + L`) + T(X) – (L` + f(X)) ∓ D(X) / ẇ Gleichung (18).
Darüber hinaus kann anstelle von Gleichung (13) bei der Konfiguration der dritten Ausführungsform, in der das Lastgewicht von dem Lastgewichtschätzer 23 abgeschätzt wird, durch die Verwendung von Gleichung (19), die aus Gleichung (17) hergeleitet ist, die Genauigkeit, mit der das Lastgewicht abgeschätzt wird, verbessert werden. L` = T(X) – (J + J`` + g(X)) × ẇ – f(X) ∓ D(X) / 1 + ẇ Gleichung (19).
Mit der Durchführung der oben beschriebenen Verarbeitung kann der von der Schlupf-Schätzvorrichtung 22 ermittelte Schätzwert so korrigiert werden, dass er mit dem tatsächlichen Schlupfwert übereinstimmt. Daher kann der abgeschätzte Schlupfwert in Reaktion auf unvorhergesehene Bedingungsveränderungen korrigiert werden. Die restliche Konfiguration ist identisch mit denen bei der ersten, der zweiten und der dritten Ausführungsform.
Gemäß dieser Aufzugsanlage kann der abgeschätzte Schlupfwert so korrigiert werden, dass er mit dem tatsächlichen Schlupfwert übereinstimmt. Daher kann der abgeschätzte Schlupfwert so korrigiert werden, dass unvorhergesehene Effekte mit einbezogen werden. Im Ergebnis kann der Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper mit erhöhter Genauigkeit abgeschätzt werden.
Außerdem bestimmt die Schlupf-Schätzeinrichtung 22 die Bewegungsentfernung der Kabine 11 auf der Grundlage von mindestens einem Referenzpunkt in dem Aufzugsschacht 1. Daher kann, wenn der abgeschätzte Schlupfwert so korrigiert wird, dass er mit dem tatsächlichen Schlupfwert übereinstimmt, die Bewegungsentfernung der Kabine 11 unter Verwendung eines Referenzpunktes einer Fördereinrichtung bestimmt werden, der typischerweise in einem Aufzug vorgesehen ist.
Es sei bemerkt dass bei der vierten Ausführungsform das Nichtvorhandensein von Schlupf durch die Verwendung des Haltestellenpositions-Sensors 19 bestätigt wird. So lange es jedoch möglich ist, zu bestimmen, dass die Kabine 11 einen Referenzpunkt in dem Aufzugsschacht 1 passiert hat, kann beispielsweise ein Zonensensor, der einen zulässigen Türöffnungs-/schließ-Bereich detektiert, ein im Aufzugsschacht 1 angeordneter Schalter oder Ähnliches anstatt des Haltestellenpositions-Sensors 19 verwendet werden.
Außerdem kann in einem speziellen Fall, in dem das Vorhandensein von Schlupf bestimmt wird, indem ein Abstand von einem Punkt, an dem eine Haltestellenposition detektiert wird, zu einem Punkt, an dem sich die Kabine 11 von der Haltestellenposition wegbewegt, als Referenz verwendet wird, das Nichtvorhandensein von Schlupf unmittelbar nach dem Beginn der Fahrt bestimmt werden. Daher kann das Lastgewicht unmittelbar nach dem Beginn der Fahrt bestimmt werden.
Fünfte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine Aufzugsanlage gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung erläutert. Bei der fünften Ausführungsform wird ein Verfahren zur genaueren Korrektur der Funktion der Schlupf-Schätzeinrichtung 22 beschrieben. Um das Schlupfverhältnis δ genauer abzuschätzen, ist es notwendig, die Terme g(X), f(X) und D(X) (im Folgenden als variierende Terme bezeichnet) zu bestimmen, die als Korrektursubjekte dienen, indem sowohl eine Korrektur während der Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, wie bei der zweiten Ausführungsform beschrieben, als auch eine Korrektur unter einer stabilen Bedingung ohne Schlupf, wie bei der vierten Ausführungsform beschrieben, durchgeführt wird.
Genauer gesagt, es wird die Korrektur ausgeführt, indem die Kabine 11 in Betriebsmustern, wie in 7 und 8 gezeigt, betrieben wird, die sowohl „Beschleunigungs- und Abbremszonen“ als auch eine „Zone mit konstanter Geschwindigkeit“ beinhalten, ähnlich einem typischen Aufzugsdienst. Es sei angemerkt, dass die in 7 und 8 gezeigten Geschwindigkeits- und Beschleunigungsgrößen positiv sind, wenn die Kabine 11 in Aufwärtsrichtung betrieben wird.
Um die variierenden Terme zu korrigieren, werden D(X) und f(X) jeweils aus Gleichung (8) und Gleichung (9) bestimmt, indem Antriebskraftdaten Tup(X) und Tdn(X) verwendet werden, die in der Zone mit konstanter Geschwindigkeit während einer einzelnen auf und ab erfolgenden Bewegung ermittelt werden. Ferner kann g(X) aus Gleichung (18) unter Verwendung von Antriebskraftdaten bestimmt werden, die in der Beschleunigungszone oder der Abbremszone während eines Teils einer einzelnen auf und ab erfolgenden Bewegung ermittelt werden.
9 zeigt Prozeduren, einschließlich der Datenerfassung, zur Korrektur der variierenden Terme, wie oben beschrieben. Zuerst wird in einer ersten Prozedur bestätigt, dass die Kabine 11 nicht beladen ist (Schritt S1). Dadurch kann eine Situation, in der ein Rauschen, das durch Fahrgastbewegungen oder Ähnliches während eines Betriebs erzeugt wird, zu den ermittelten Daten hinzugefügt wird, verhindert werden. Das ermöglicht eine Verbesserung in der typischen Präzision der variierenden Terme.
Wenn das Ladegewicht von der Wiegevorrichtung 14 oder Ähnlichem ermittelt werden kann, so kann die Prozedur von Schritt S2 an ausgeführt werden. Da aber ein Messfehler der Wiegevorrichtung 14 oder Ähnlichem zu einer Abnahme der Abschätzgenauigkeit führt, wird die Genauigkeit bevorzugterweise beibehalten, indem sichergestellt wird, dass die Kabine 11 nicht beladen ist.
Als Nächstes wird die Antriebskraft-Information Tup(X) und Tdn(X) ermittelt, während die Kabine 11 dazu veranlasst wird, sich auf und ab zu bewegen (Schritt S2). Als Nächstes wird bestimmt, ob Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 während der Auf- und Abbewegung aufgetreten ist oder nicht (Schritt S3). Ein Verfahren, ähnlich dem gemäß der vierten Ausführungsform beschriebenen, wird verwendet, um den Schlupfbetrag zu bestimmen. Wenn bestätigt werden kann, dass kein Schlupf aufgetreten ist, werden D(X) und f(X) aufeinanderfolgend präzisiert, wobei die Antriebskraft-Information verwendet wird, die in der Zone mit konstanter Geschwindigkeit ermittelt worden ist (Schritte S4 und S5). Wenn während dieses Vorgangs f(X) aus Gleichung (9) unter Verwendung von Antriebskraft-Information bestimmt wird, die speziell in einem unbeladenen Zustand ermittelt worden ist, kann angenommen werden, dass L’ = 0.
Als Nächstes wird g(X) aus Gleichung (18) bestimmt, wobei von den ermittelten Informationen die in der Beschleunigungszone und der Abbremszone ermittelte Antriebskraft verwendet wird (Schritt S6). Der Vorgang kann durchgeführt werden, indem nur die Daten verwendet werden, die entweder in der Beschleunigungszone oder der Abbremszone ermittelt worden sind. Wenn aber die Daten verwendet werden, die sowohl in der Beschleunigungszone als auch in der Abbremszone ermittelt worden sind, wird Information einbezogen, die in weit auseinanderliegenden Kabinenpositionen X ermittelt worden ist. Dadurch kann die Abhängigkeitscharakteristik von g(x) von der Kabinenposition X klar bestimmt werden.
Bis zu diesem Punkt wird die Fahrwiderstandskraft als D(X) behandelt, die eine Charakteristik ist, die nur von der Kabinenposition X abhängt. Indem aber die Abhängigkeitscharakteristik der Fahrwiderstandskraft von der Geschwindigkeit V berücksichtigt wird, so dass die Fahrwiderstandskraft als D(X, V) gesetzt wird, kann die Abschätzgenauigkeit sogar noch weiter erhöht werden. In diesem Fall kann eine Verbesserung bei der Abschätzgenauigkeit des Abschätzvorgangs verwirklicht werden, indem D(X) mit D(X, V) in den Abschätzformeln zur Abschätzung des Schlupfs und des Gewichts ersetzt wird. Der variierende Term D(V, X) kann als Charakteristik mit entweder linearer oder nichtlinearer Abhängigkeit von der Geschwindigkeit V behandelt werden.
In dem Vorgang zur Bestimmung von D(X, V) wird die Kabine 11 in Betriebsmustern betrieben, die verschiedene abgestufte Geschwindigkeiten haben, so dass Antriebskraft-Information ermittelt wird, die den verschiedenen abgestuften Geschwindigkeiten entspricht. Die variierenden Terme können dann auf der Grundlage der jeweils ermittelten Antriebskraft-Information bestimmt werden. Genauer gesagt, es wird, wenn D(X, V) beispielsweise als eine Charakteristik mit linearer Abhängigkeit von der Geschwindigkeit V verarbeitet wird, die Kabine 11 zunächst in zwei Betriebsmustern betrieben, die abgestufte Geschwindigkeiten V1 und V2 haben, um so Antriebskraft-Information in den jeweiligen Zonen mit konstanter Geschwindigkeit zu ermitteln.
Obwohl die jeweiligen Geschwindigkeiten verschieden sind, haben beide feste Werte. Daher werden die zwei Informationssätze nicht von Geschwindigkeitsänderungen beeinflusst. Die zwei Informationssätze werden allerdings durch Variationen bei der Kabinenposition X beeinflusst. Daher kann die Fahrwiderstandskraft, die von der Kabinenposition X abhängt, zu D(X, V1) in Bezug auf die abgestufte Geschwindigkeit V1, und zu D(X, V2) in Bezug auf die abgestufte Geschwindigkeit V2 bestimmt werden, indem ein identischer Verarbeitungsvorgang zu dem bei der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. Dann kann auf der Grundlage dieser Werte D(X, V) unter Berücksichtigung der linearen Abhängigkeit von der Geschwindigkeit unter Verwendung der nachstehenden Gleichung bestimmt werden. D(X, V) = D(X, V1) + D(X, V2) – D(X, V1) / V2 – V1 × V Gleichung (20).
Es sei bemerkt, dass bei dem Betrieb, der ausgeführt wird, wenn Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 bei der ersten Ausführungsform auftritt, entweder der Betrieb der Kabine 11 gestoppt wird, nachdem die Kabine 11 zu dem nächstliegenden Stockwerk oder zu einem bestimmten Stockwerk bewegt worden ist, wenn der Schlupfbetrag einen vorgegebenen Wert erreicht, oder es wird ein Nothalt ausgeführt, wenn ein Schlupfbetrag pro Zeiteinheit einen festgesetzten Wert übersteigt (wenn ein schneller Schlupf auftritt).
Der Betriebsablauf, der gemäß dieser Erfindung durchgeführt wird, wenn Schlupf zwischen der Treibscheibe 4 und dem aufgehängten Körper 10 auftritt, ist nicht auf den obigen Betriebsablauf begrenzt. Stattdessen kann auch ein Nothalt durchgeführt werden, wenn der Schlupfbetrag einen gesetzten Wert übersteigt, und die Kabine 11 kann angehalten werden, nachdem sie zu dem nächstliegenden Stockwerk bewegt worden ist oder Ähnliches, wenn schneller Schlupf auftritt. Alternativ kann die Kabine 11 angehalten werden, ohne noch größeren Schlupf zu induzieren, indem der Betrieb der Kabine 11 durch sanftes Abbremsen angehalten wird, wenn der Schlupfbetrag einen gesetzten Wert übersteigt oder wenn ein schneller Schlupf auftritt.
Weiterhin können Mittel und Einrichtungen zur Übertragung von Information vorgesehen sein, die den Zustand der Kabine 11 einem Kabinenbenutzer angibt; beispielsweise, dass ein Nothalt oder ein Betriebshalt der Kabine 11 erfolgt, wenn ein solcher Schlupf auftritt, dass ein Nothalt oder ein Betriebshalt der Kabine 11 durchgeführt wird. Dadurch kann der Nutzer ein Gefühl von Sicherheit erhalten und so weiter. Konkrete Beispiele für Mittel und Einrichtungen zur Übertragung von Zustandsinformation umfassen eine Sprachansage, eine Anzeige, die ein Bild verwendet, eine Lampe oder Ähnliches, elektronische Kommunikation mit einem Handy des Benutzers und so weiter.
Außerdem können Mittel und Einrichtungen zur Übertragung von Information vorgesehen sein, die den Zustand der Kabine 11 der Außenseite der Kabine 11 mitteilt, wenn ein solcher Schlupf auftritt, dass ein Nothalt oder ein Betriebshalt der Kabine 11 durchgeführt wird. Dadurch können ein Wartungsbetreiber, eine Wartungsfirma oder Ähnliches, die für die Instandhaltung der Aufzugsanlage verantwortlich sind, zu einem frühen Zeitpunkt erfahren, dass die Kabine 11 aufgrund von Schlupf in einem nicht funktionsfähigen Zustand ist, und früh Maßnahmen ergreifen, um die Aufzugsanlage zu reparieren.
Konkrete Beispiele für Mittel und Einrichtungen zur Übertragung von Zustandsinformation umfassen Sprachansagen an den Außenbereich der Kabine 11, eine Anzeige, die ein Bild verwendet, eine Lampe oder Ähnliches, elektronische Kommunikation mit einem Handy, elektronische Kommunikation mit der Aufzugssteuerungsvorrichtung und so weiter.
Wenn eine elektronische Kommunikation mit einem Handy oder der Aufzugssteuerungsvorrichtung, wie oben beschrieben, eingesetzt wird, kann auch Information übermittelt werden, die angibt, dass der Schlupfbetrag aufgrund von einer Abnutzung der Treibscheibe 4 allmählich zunimmt oder Ähnliches. Somit kann eine Wartung durchgeführt werden, bevor ein Zustand eintritt, in dem der Betrieb der Kabine angehalten werden muss. Dadurch kann die Kabine 11 durchgehend betrieben werden, so dass Nutzern keine Unannehmlichkeiten durch einen Betriebsstillstand entstehen.
Es ist anzumerken, dass die allgemeine Gestaltung der Aufzugsanlage nicht auf die in 1 gezeigte Gestaltung beschränkt ist. Diese Erfindung kann beispielsweise auch in einer Aufzugsanlage mit einer 2:1-Aufhängung, einer Aufzugsanlage, in der die Fördermaschine im unteren Teil des Aufzugsschachts angeordnet ist und so weiter angewendet werden.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung bei jedem Typ von Aufzugsanlage verwendet werden, so wie z.B. bei einem Aufzug ohne Maschinenraum, einem Doppeldeckeraufzug, und einem Aufzug mit einem Schacht und mehreren Kabinen, in dem eine Vielzahl von Kabinen in einem gemeinsamen Aufzugschacht angeordnet sind.

Claims

Aufzugsanlage, die Folgendes aufweist: – eine Fördermaschine mit einer Treibscheibe und einem Fördermaschinenmotor, der die Treibscheibe antreibt; – einen aufgehängten Körper, der um die Treibscheibe herumgeschlungen ist; eine Kabine und ein Gegengewicht, die an dem aufgehängten Körper in einem Aufzugschacht aufgehängt sind, so dass sie in Reaktion auf eine Antriebskraft, die von dem Fördermaschinenmotor erzeugt wird, aufsteigen und absinken; – einen Rotationsdetektor, der ein Signal erzeugt, das der Rotation der Treibscheibe entspricht; und – eine Schlupf-Schätzeinrichtung, die einen Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper abschätzt, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung den Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper abschätzt auf der Grundlage von Information, die ein unausgeglichenes Gewicht angibt, das auf die Treibscheibe wirkt, Information, die eine Drehgröße der Treibscheibe angibt, die auf Grundlage des Signals von dem Rotationsdetektor detektiert wird, Information, die eine Antriebskraft angibt, die von der Fördermaschine erzeugt wird, Information, die eine träge Masse der Treibscheibe und einem mit ihr zusammen angetriebenen Element angibt, und Information, die eine träge Masse des aufgehängten Körpers und einer damit zusammen betriebenen Komponente angibt.
Aufzugsanlage nach Anspruch 1, die ferner eine Wiegevorrichtung aufweist, die ein Signal erzeugt, das einem Lastgewicht in der Kabine entspricht, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung das unausgeglichene Gewicht, das auf die Treibscheibe wirkt, auf der Grundlage des Signals von der Wiegevorrichtung berechnet.
Aufzugsanlage nach Anspruch 1, die ferner einen Lastgewichtschätzer aufweist, der ein Lastgewicht in der Kabine abschätzt, wobei der Lastgewichtschätzer das Lastgewicht in der Kabine abschätzt, indem er das Signal von dem Rotationsdetektor, eine Antriebskraft von dem Fördermaschinenmotor und ein Schlupfverhältnis-Ausgangssignal von der Schlupf-Schätzeinrichtung verarbeitet, und ein abgeschätztes Lastgewichtsignal an die Schlupf-Schätzvorrichtung ausgibt.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung die von der Fördermaschine erzeugte Antriebskraft aus einem Antriebsstrom des Fördermaschinenmotors berechnet.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung den Schlupfabschätzvorgang in Abhängigkeit von einer Position der Kabine modifiziert.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung den Schlupfabschätzvorgang in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit der Kabine modifiziert.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung den Schlupfabschätzvorgang in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit und einer Position der Kabine modifiziert.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung den Schlupfabschätzvorgang unter Verwendung einer Antriebskraft, die in einer Zone mit konstanter Geschwindigkeit ermittelt worden ist, modifiziert.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung eine Bewegungsentfernung der Kabine mit einer Drehgröße der Treibscheibe vergleicht, und den Schlupfabschätzvorgang modifiziert, wenn eine Differenz zwischen der Bewegungsentfernung und der Drehgröße in einem vorgegebenen Bereich liegt.
Aufzugsanlage nach Anspruch 9, wobei die Schlupf-Schätzeinrichtung die Bewegungsentfernung der Kabine auf der Grundlage von mindestens einem Referenzpunkt bestimmt, der in dem Aufzugsschacht angeordnet ist.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner Einrichtungen zur Übertragung von Information, die einen Zustand der Kabine angibt, an die Außenseite aufweist.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner Einrichtungen zur Übertragung der Information, die einen Zustand der Kabine angibt, an einen Kabinenbenutzer aufweist, wenn Schlupf auftritt, so dass ein Nothalt oder ein Betriebshalt der Kabine durchgeführt werden.
Aufzugsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, die ferner Einrichtungen zur Übertragung der Information, die einen Zustand der Kabine angibt, an die Außenseite aufweist, wenn Schlupf auftritt, so dass ein Nothalt oder ein Betriebshalt der Kabine durchgeführt werden.
Steuerverfahren für eine Aufzugsanlage, die Folgendes aufweist: – eine Fördermaschine mit einer Treibscheibe und einem Fördermaschinenmotor, der die Treibscheibe antreibt, – einen aufgehängten Körper, der um die Treibscheibe herumgeschlungen ist, – eine Kabine und ein Gegengewicht, die an dem aufgehängten Körper in einem Aufzugsschacht aufgehängt sind, so dass sie in Reaktion auf eine Antriebskraft, die von dem Fördermaschinenmotor erzeugt wird, aufsteigen und absinken, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Abschätzen eines Schlupfs zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper auf der Grundlage von Information, die ein unausgeglichenes Gewicht angibt, das auf die Treibscheibe wirkt, von Information, die eine Drehgröße der Treibscheibe angibt, von Information, die die von der Fördermaschine erzeugte Antriebskraft angibt, von Information, die eine träge Masse der Treibscheibe und einem mit ihr zusammen angetriebenen Element angibt, und von Information, die eine träge Masse des aufgehängten Körpers und einer damit zusammen betriebenen Komponente angibt; und – Anhalten eines Betriebs der Kabine, wenn der Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper als anormal bestimmt wird.
Steuerverfahren für eine Aufzugsanlage gemäß Anspruch 14, wobei dann, wenn der Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper so anwächst, dass ein gesamter Schlupfbetrag einen vorgegebenen Wert erreicht, die Kabine zu einem nächstliegenden Stockwerk oder einem bestimmten Stockwerk bewegt wird, woraufhin der Betrieb der Aufzugsanlage angehalten wird.
Steuerverfahren für eine Aufzugsanlage gemäß Anspruch 14, wobei dann, wenn der Schlupf zwischen der Treibscheibe und dem aufgehängten Körper so anwächst, dass ein gesamter Schlupfbetrag einen vorgegebenen Wert erreicht, ein Nothalt der Kabine durchgeführt wird.
Steuerverfahren für eine Aufzugsanlage gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei dann, wenn ein Schlupfbetrag pro Zeiteinheit einen vorgegebenen Wert überschreitet, ein Nothalt der Kabine durchgeführt wird.
Steuerverfahren für eine Aufzugsanlage gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei dann, wenn ein Schlupfbetrag pro Zeiteinheit einen vorgegebenen Wert überschreitet, die Kabine zu einem nächstliegenden Stockwerk oder einem bestimmten Stockwerk bewegt wird, woraufhin der Betrieb der Aufzugsanlage angehalten wird.