JP2007197155A - エレベータの制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数台の巻上機で1台のかごを昇降させるエレベータの制御装置において、ある巻上機あるいは巻上機制御部が故障しても、閉じ込めが発生することを抑制する制御装置を提供する。
【解決手段】統合制御装置301,303により制御されると共に動作が監視されるそれぞれの巻上機制御部108,208を有する複数台の巻上機104,204で1台のかご11の昇降運転を行い、上記統合制御装置が、巻上機及び巻上機制御部の少なくとも一方に故障が発生した時に、残りの正常な巻上機によりかごの昇降運転を行わせ、故障発生後に行われる運転に必要な時間が予め設定された最大トルク走行制御可能時間内である時に、過負荷検出時に発生されるエレベータ停止指令を一時的に無効にする。
【選択図】図1

Description

この発明は、エレベータの制御装置、特に複数台の巻上機で1台のかごの昇降を行うエレベータの制御装置に関する。
つるべ式エレベータの駆動装置では、かごと釣合錘を吊るすためのメインロープを綱車に巻き掛け、かごと釣合錘とのバランスをとりつつ、綱車を巻上機により駆動することにより昇降運転を行う。通常運転時に比べると、加減速運転時にはかごと釣合錘による慣性力が影響するため、より大きな駆動力が必要となる。この加減速時の所要駆動力を満たす駆動装置を実現するため、特に高速・大容量エレベータでは大容量の巻上機の開発等が必要となる。
従来、大きな駆動力が必要となる高速・大容量エレベータでは、2台の巻上機で1台のかごを駆動することで、巻上機と制御装置の小型化を計っているエレベータの制御装置があった(例えば特許文献1参照)。
また、2台のインバータ装置を使用し、インバータ装置の一方が動作不能となった時、接続を変更することにより運転を継続するエレベータの制御装置があった(例えば特許文献2参照)。
特開平8−26606号公報 特開平8−324901号公報
このようなエレベータの制御装置では、複数の巻上機のトルクで動作しているため、何らかの理由により特定の巻上機にのみ大きな負荷がかかる状態では、その巻上機の過負荷運転となり、通常は安全回路が働いて動作を停止してしまう。このため、かごに乗客がいた場合には、閉じ込め状態となってしまうという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、ある巻上機あるいは巻上機制御部が故障しても、閉じ込めが発生することを抑制するエレベータの制御装置を提供することを目的とする。
この発明は、統合制御装置により制御されると共に動作が監視されるそれぞれの巻上機制御部を有する複数台の巻上機で1台のかごの昇降運転を行うエレベータの制御装置であって、上記統合制御装置が、巻上機及び巻上機制御部の少なくとも一方に故障が発生した時に、所定条件下で残りの正常な巻上機によりかごの昇降運転を行わせることを特徴とするエレベータの制御装置にある。
この発明では、複数台の巻上機によりかごが駆動されるエレベータにおいて、1台の巻上機が故障した場合でも閉じ込め故障の発生を最小限にすることができるエレベータの制御装置を実現できる。
実施の形態1.
図1はこの発明一実施の形態によるエレベータの制御装置の構成を示す図である。かご11はロープ15により釣合錘16とつるべ式に掛けられており、巻上機MA104,巻上機MB204によって昇降される。またロープ15を通すためのかご11のそらせ車14、昇降路上部のそらせ車12、および釣合錘16を吊るためのそらせ車13が設けられている。
巻上機MA104の駆動部に関し、3相交流電源101につながれたコンバータ102及びコンデンサ107により交流が直流に整流され、整流された直流がインバータ103により交流に変換される。巻上機MA制御部108のインバータ制御信号ICaに従ってインバータ103が制御され、モータを含む巻上機MA104は、インバータ制御信号ICaに基づくインバータ103からの出力に従って運転される。以下、巻上機をモータと同一のものとして説明する。巻上機MA制御部108は巻上機MA104のブレーキ104aも制御し、ブレーキ制御信号BCCaにより制御すると共にブレーキ104aからブレーキ状態信号BSaを受ける。回転検出器105は巻上機MA104の回転を検出し、回転検出信号ROaが巻上機MA制御部108に入力される。電流検出器106は巻上機MA104に流れる電流を検出し、電流検出信号IDaが巻上機MA制御部108に入力される。なお101〜103、107は巻上機MA104の駆動部を構成する。
同様に、巻上機MB204の駆動部に関し、3相交流電源201につながれたコンバータ202及びコンデンサ207により交流が直流に整流され、整流された直流がインバータ203により交流に変換される。巻上機MB制御部208のインバータ制御信号ICbに従ってインバータ203が制御され、モータを含む巻上機MB204は、インバータ制御信号ICbに基づくインバータ203からの出力に従って運転される。以下、巻上機をモータと同一のものとして説明する。巻上機MB制御部208は巻上機MB204のブレーキ204aも制御し、ブレーキ制御信号BCCbにより制御すると共にブレーキ204aからブレーキ状態信号BSbを受ける。回転検出器205は巻上機MB204の回転を検出し、回転検出信号RObが巻上機MB制御部208に入力される。電流検出器206は巻上機MA204に流れる電流を検出し、電流検出信号IDbが巻上機MB制御部208に入力される。なお201〜203、207は巻上機MB204の駆動部を構成する。
後述する過負荷検出無効指令出力部303と共に統合制御装置を構成する統合制御部301は、巻上機MA制御部108、巻上機MB制御部208を総合的に制御し、巻上機MA104,巻上機MB204を制御するための速度指令信号SCa,SCb、トルク指令信号TCa,TCb、及びこれらのブレーキ104a、ブレーキ204aを制御するためのブレーキ指令信号BCa,BCbを出力し、また巻上機MA制御部108,巻上機MB制御部208からの運転状態信号RCa、を受け取り、正しく制御されているかどうかを監視する。
過負荷検出部302は、巻上機MA制御部108、巻上機MB制御部208のための過負荷検出を行うもので、統合制御部301から巻上機MA制御部108、巻上機MB制御部208へのそれぞれのトルク指令信号TCa,TCbを監視し、通常運転において必要であると考えられるトルク指令値を基に予め設定(記憶)した過負荷検出レベルOLDLと巻上機MA制御部108、巻上機MB制御部208へのそれぞれのトルク指令信号TCa,TCbとを比較し、過負荷検出レベルOLDLよりもトルク指令信号TCa,TCbが大きくなった場合に過負荷検出とし、統合制御部301にエレベータ停止指令ESCを出力する。
過負荷検出無効指令出力部303には、巻上機MA制御部108、巻上機MB制御部208がそれぞれ最大トルクで走行制御可能な時間、ひいては巻上機MA104、巻上機MB204がそれぞれ最大トルクで走行制御可能な時間(最大トルク走行制御可能時間MTRPT)が予め設定(記憶)されており、過負荷検出部302が過負荷を検出し、統合制御部301にエレベータ停止指令ESCを出力している場合に、統合制御部301より救出運転に必要な時間(救出運転時間RRT)の情報を受け取り、それが最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下であった場合に、統合制御部301に過負荷検出部302が出力するエレベータ停止指令ESCを無効とする停止無効指令SACを出力する。
図2,3には図1の制御装置の動作を説明するためのフローチャートを示し、以下これに従って動作を説明する。通常運転時においては、かご11が最適な動作をするための指令値である速度指令信号SCa,SCbとトルク指令信号TCa,TCbが統合制御部301から巻上機MA制御部108、巻上機MB制御部208に出力される。過負荷検出部302は、巻上機MA制御部108、巻上機MB制御部208へのそれぞれの巻上機のトルク指令信号TCa,TCbの値を監視し、予め設定(記憶)されている過負荷検出レベルOLDLに基づき過負荷が検出された場合、エレベータ停止指令ESCを統合制御部301に出力する。統合制御部301では、過負荷検出無効指令出力部303がエレベータ停止指令ESCを無効とする停止無効指令SACを出力している場合には、エレベータ停止指令ESCを無効として制御を行う。
そして巻上機MA制御部108側で故障が生じた場合を例に挙げて説明すると、巻上機MA制御部108により、巻上機MA104に故障が発見されると、巻上機MA制御部108から統合制御部301に運動状態信号RCaとして巻上機MA104の故障発生を示す信号が出力される(図2のステップS1)。巻上機MA制御部108では、例えば制御信号(ICa,ICb、BCCa,BCCb等)に対してフィードバック信号(IDa,IDb、BSa,BSb、ROa,ROb等)が異常な状態を示していることにより故障が検出され、これが運動状態信号RCaとして出力される。また巻上機MA制御部108は自らの故障に関しても、運動状態信号RCaとして統合制御部301に出力する。
統合制御部301では、巻上機MA104のブレーキ104aがブレーキ故障して閉じた状態にあり、開放不能か否かを判断する(ステップS2)。これはブレーキ104aからのブレーキ状態信号BCaに基づく巻上機MA制御部108からの運動状態信号RCaに従って行われる。そして、ブレーキ故障している場合は、巻上機MB204が運転を続けるとロープ15が巻上機MA104上で摩耗されることになり危険であるため、巻上機MB204も非常停止させ、エレベータすなわちかご11を緊急停止させる(ステツブS3)。
次に統合制御部301で、巻上機MA104のブレーキ104aのブレーキシューが非常ブレーキ運転装置で吸引可能か否かの判断がされる(ステツブS4)。これは例えば、統合制御部301が、ブレーキ指令信号BCaで巻上機MA制御部108にブレーキ操作をさせる指令を与えると、巻上機MA制御部108はこれに従ってブレーキ制御信号BCCaで、ここでは非常ブレーキ運転装置(図示省略)を駆動させてこれに対するブレーキ104aの状態を示すブレーキ状態信号BSaを得て、この結果を運転状態信号RCaとして統合制御部301に送ることにより行われる。
吸引不可能の場合には、かご11を動かすためには手動で巻上機MA104のブレーキ104aを開放する必要があるため、自動での運転は不可能となる(ステツブS5)。このためこの場合、保守員による救出をする必要があり、そのための表示を行ってもよい。但し、かごの扉が開けられる状態にかご位置がある場合は戸開して、閉じ込めを回避する。
吸引可能の場合には、統合制御部301は、かご内負荷と釣合錘16の重量との比較に基づき、かご内負荷が釣合錘16の重量以下の時は上方向に、以上の時は下方向にそれぞれ救出可能な階を設定する(ステツブS6)。この際、統合制御部301は、例えばかご11の運転制御装置(図示省略)等から現在のかご内の総重量を示すかご内負荷信号LO得て、予め設定(記憶)されている釣合錘16の重量との比較を行う。さらに同様にかご11の運転制御装置から現在のかご11の昇降路内での位置を示すかご位置信号PO得て、予め設定(記憶)されている各階の昇降路内での位置と比較して階を設定する。
次に統合制御部301は、かご11の救出可能な階への運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生可能か否か(ステップS7のaかbのいずれか又はcの判断)、さらに上記判断で可能であれば運転の際の巻上機MB204が過負荷状態(過負荷検出)とならないか否か(ステップS7のa又はbの判断)の判断を行い、巻上機MB204の制御を決める(ステップS7)。これは例えば、トルクが発生可能か否かは、上述の現在のかご内の総重量を示すかご内負荷信号LOと予め設定(記憶)されている釣合錘16の重量との差と、予め設定(記憶)されている巻上機MB204の能力・仕様とから判断し、過負荷状態になるか否かは、過負荷検出部302と同様に予め設定(記憶)されている過負荷検出レベルOLDLと運転の際に出力すべき巻上機MB204のためのトルク指令信号TCbとから判断する。また、巻上機MB204を実際に試験的に駆動させ、その結果に基づき上記判断を行ってもよい。
そして、救出可能な階への運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生可能で過負荷検出とならない場合には、巻上機MB204を再起動し、救出可能な階まで通常走行制御する(ステップS8)。また、救出可能な階への運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生不可能な場合には、巻上機MB204だけではエレベータの救出運転ができないので、危険防止のため再起動不能、すなわちエレベータ運転不可とする(ステップS10)。この場合、保守員による救出をする必要があり、そのための表示を行ってもよい。但し、かごの扉が開けられる状態にかご位置がある場合は戸開して、閉じ込めを回避することができる。
また、救出可能な階への運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生可能で過負荷検出となってしまう場合には、統合制御部301は救出可能な階への運転に必要な時間(救出運転時間RRT)を算出する(ステップS9)。これは例えば、上述の現在のかご11の昇降路内での位置を示すかご位置信号POの値と救出可能な階の昇降路内での位置との差、及び救出可能な階への運転時に出力すべき速度指令信号SCbから算出される。
そして統合制御部301には過負荷検出無効指令出力部303と同様に、巻上機MA制御部108、巻上機MB制御部208のそれぞれの最大トルクで走行制御可能な時間である最大トルク走行制御可能時間MTRPTが予め設定(記憶)されている。そして、算出した救出運転時間RRTが巻上機MB204側の最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下であるか否かを判断することで巻上機MB204の動作を決める(ステップS11)。
救出運転時間RRTが最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下である場合には、巻上機MB204を再起動し、同時に、算出された救出運転時間RRTを過負荷検出無効指令出力部303に送る。これにより、過負荷検出無効指令出力部303から過負荷検出無効指令である停止無効指令SACが、例えば巻上機MB204側の最大トルク走行制御可能時間MTRPTの間、出力されるので、巻上機MB204側が過負荷状態になって過負荷検出部302がエレベータ停止指令ESCを出力(過負荷検出状態)しても無効にされ、救出可能な階までの走行を行う(ステップS12)。
一方、救出運転時間RRTが最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下でない場合には、巻上機MB204だけではエレベータの救出運転ができないので、危険防止のため再起動不能、すなわちエレベータ運転不可とする(ステップS13)。この場合、保守員による救出をする必要があり、そのための表示を行ってもよい。但し、かごの扉が開けられる状態にかご位置がある場合は戸開して、閉じ込めを回避することができる。
ステップS2に戻り、巻上機MA104のブレーキ104aがブレーキ故障していない場合には、巻上機MA104の電源の遮断は行うが、巻上機MA104のブレーキ104aには給電(給電部図示省略)を続け、かご11を停止させること無くエレベータの運転を継続する(ステップS14)。
そして統合制御部301は、かご11が走行を継続すると運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生可能か否か(ステップS15のfかgのいずれか又はhの判断)、さらに上記判断で可能であれば運転の際の巻上機MB204が過負荷状態(過負荷検出)とならないか否か(ステップS15のf又はgの判断)の判断を行い、巻上機MB204の制御を決める(図3のステップS15)。これは例えば、トルクが発生可能か否かは、上述の現在のかご内の総重量を示すかご内負荷信号LOと予め設定(記憶)されている釣合錘16の重量との差と、予め設定(記憶)されている巻上機MB204の能力・仕様とから判断し、過負荷状態になるか否かは、過負荷検出部302と同様に予め設定(記憶)されている過負荷検出レベルOLDLと運転の際に出力すべき巻上機MB204のためのトルク指令信号TCbとから判断する。また、巻上機MB204を実際に試験的に駆動させ、その結果に基づき上記判断を行ってもよい。
そして、かご11が走行を継続すると運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生可能で過負荷検出とならない場合には、そのまま運転を継続し、目的階まで通常走行を行う(ステップS16)。
また、必要な巻上機MB204のトルクが発生可能であるが過負荷検出となってしまう場合には、統合制御部301は目的階への運転に必要な時間(目的階運転時間RRTa)を算出する(ステップS17)。これは例えば、上述の現在のかご11の昇降路内での位置を示すかご位置信号POの値と目的階の昇降路内での位置との差、及び目的階への運転時に出力すべき速度指令信号SCbから算出される。
そして統合制御部301は、算出した目的階運転時間RRTaが巻上機MB204側の最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下であるか否かを判断することで巻上機MB204の動作を決める(ステップS19)。
目的階運転時間RRTaが最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下である場合には、算出された救出運転時間RRTを過負荷検出無効指令出力部303に送る。これにより、過負荷検出無効指令出力部303から過負荷検出無効指令である停止無効指令SACが、例えば巻上機MB204側の最大トルク走行制御可能時間MTRPTの間、出力されるので、巻上機MB204側が過負荷状態になって過負荷検出部302がエレベータ停止指令ESCを出力(過負荷検出状態)しても無効にされ、目的階までの走行が行われる(ステップS20)。
そしてステップS19で目的階運転時間RRTaが最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下でない場合、及びステップS15でかご11が走行を継続すると運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生不可能な場合は、巻上機MB204だけでは走行を継続できないので、一旦、エレベータ緊急停止とし、かご11を止める(ステップS18)。
そしてエレベータ緊急停止後、ステップS21〜S28で救出可能な階までの運転制御を行うが、この動作は図2のステップS6〜S13の動作とそれぞれ同じであり、簡単に説明すると、ステップS22でかご内負荷と釣合錘16の重量との比較に基づき救出可能な階を設定し、ステツブS22で、かご11の救出可能な階への運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生可能か否か(ステップS22のkかlのいずれか又はmの判断)、さらに上記判断で可能であれば運転の際の巻上機MB204が過負荷状態(過負荷検出)とならないか否か(ステップS22のk又はlの判断)の判断を行い、巻上機MB204の制御を決める。
そして、救出可能な階への運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生可能で過負荷検出とならない場合には、ステップS23で巻上機MB204を再起動し、救出可能な階まで通常走行制御する。また、救出可能な階への運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生不可能な場合には、ステップS25で巻上機MB204だけではエレベータの救出運転ができないので、危険防止のため再起動不能、すなわちエレベータ運転不可とする。
また、救出可能な階への運転に必要な巻上機MB204のトルクが発生可能で過負荷検出となってしまう場合には、ステップS24で救出可能な階への運転に必要な時間(救出運転時間RRT)を算出し、救出運転時間RRTが最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下である場合には、ステップS27で巻上機MB204を再起動し、過負荷検出無効指令出力部303から過負荷検出無効指令である停止無効指令SACが出力されるようにして、救出可能な階までの走行を行う。一方、救出運転時間RRTが最大トルク走行制御可能時間MTRPT以下でない場合には、ステップS28で巻上機MB204だけではエレベータの救出運転ができないので、危険防止のため再起動不能、すなわちエレベータ運転不可とする。
また、エレベータの閉じ込めの発生を抑制するための運転より機器の保護を優先させなければならない時は、上記の条件によらず、閉じ込めとすることもあり得る。
なお、上記説明では、巻上機MA制御部108側で故障が生じた場合を説明したが、巻上機MB制御部208側で故障が生じた場合には、巻上機MA104を同様にして駆動させることで、閉じ込めを回避するための運転を行わせることが可能となる。
さらに、上記説明では巻上機が2台の組み合わせ時のことについて示したが、巻上機が3台以上で構成されたエレベータであっても、1台の巻上機が故障した場合に残りの巻上機に対して上述した条件に相当する条件で場合分けをし、これに基づき閉じ込めを回避するための運転を行わせることが可能となる。
さらにまた、巻上機の位置は、そらせ車12、13、14の位置にあっても同様である。
この発明一実施の形態によるエレベータの制御装置の構成を示す図である。 この発明一実施の形態によるエレベータの制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図2の続きのフローチャートである。
符号の説明
11 かご、12,13,14 そらせ車、15 ロープ、16 釣合錘、101,201 3相交流電源、102,202 コンバータ、103,203 インバータ、104 巻上機MA、204 巻上機MB、104a,204a ブレーキ、105,205 回転検出器、106,206 電流検出器、107,207 コンデンサ、108 巻上機MA制御部、208 巻上機MB制御部、301 統合制御部(統合制御装置)、302 過負荷検出部、303 過負荷検出無効指令出力部(統合制御装置)、BCa,BCb ブレーキ指令信号、BCCa,BCCb ブレーキ制御信号、BSa,BSb ブレーキ状態信号、ESC エレベータ停止指令、ICa,ICb インバータ制御信号、IDa,IDb 電流検出信号、LO かご内負荷信号、MTRPT 最大トルク走行制御可能時間、OLDL 過負荷検出レベル、PO かご位置信号、RCa,RCa 運動状態信号、ROa,ROb 回転検出信号、RRT 救出運転時間、RRTa 目的階運転時間、SAC 停止無効指令、SCa,SCb 速度指令信号、TCa,TCb トルク指令信号。

Claims (3)

  1. 統合制御装置により制御されると共に動作が監視されるそれぞれの巻上機制御部を有する複数台の巻上機で1台のかごの昇降運転を行うエレベータの制御装置であって、上記統合制御装置が、巻上機及び巻上機制御部の少なくとも一方に故障が発生した時に、残りの正常な巻上機によりかごの昇降運転を行わせることを特徴とするエレベータの制御装置。
  2. 上記統合制御装置から各巻上機制御部へ送られる指令信号を監視し過負荷が検出された時に上記統合制御装置にエレベータ停止指令を送る過負荷検出部をさらに備え、上記統合制御装置が、故障発生後に行われる運転時に、上記エレベータ停止指令を一時的に無効にすることを特徴とする請求項1に記載のエレベータの制御装置。
  3. 上記統合制御装置が、故障発生後に行われる運転に必要な時間が予め設定された最大トルク走行制御可能時間内である時に、上記エレベータ停止指令を一時的に無効にすることを特徴とする請求項2に記載のエレベータの制御装置。
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