JP6049902B2 - Elevator diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、エレベータのロープの劣化を診断するエレベータ診断装置に関するものである。 The present invention relates to an elevator diagnostic apparatus for diagnosing deterioration of an elevator rope.
エレベータで使用されるワイヤーロープは、複数本の鋼線（以下、「素線」という。）を撚って構成されており、エレベータ利用に伴う経年的な疲労や磨耗などの劣化により、ワイヤーロープを構成する素線が細くなり、ワイヤーロープの直径の減少や素線の破断にいたることがある。一方、エレベータの保守員による定期点検では、ワイヤーロープの直交性が所定値以降であることや、素線の破断数が所定数以下であることを、確認している。これらの定期点検において不具合が発見されたときは、ワイヤーロープは寿命を超えたと判断されて、交換が行われる。 Wire ropes used in elevators are constructed by twisting multiple steel wires (hereinafter referred to as “element wires”), and due to deterioration over time, such as fatigue and wear associated with the use of elevators, wire ropes are used. The wire forming the wire may become thin, leading to a decrease in the diameter of the wire rope or breakage of the wire. On the other hand, in periodic inspections by elevator maintenance personnel, it has been confirmed that the orthogonality of the wire rope is not less than a predetermined value and that the number of broken wires is not more than a predetermined number. When a defect is found in these periodic inspections, it is determined that the wire rope has exceeded its life and is replaced.
これに対して、従来のエレベータ診断装置では、保守員の点検作業を軽減すると同時にワイヤーロープの損傷が軽微なものか重度なものか容易に把握するために、ワイヤーロープの素線切れを検出する素線切れ検出部を備え、素線切れ検出部の出力とこの出力の閾値越え数の相関関係から算出したレベルに基づいて、ワイヤーロープの損傷レベルを検出している。（例えば、特許文献１参照） In contrast, conventional elevator diagnostic devices detect wire rope breaks in order to reduce maintenance work and to easily grasp whether wire rope damage is minor or severe. A wire breakage detection unit is provided, and the damage level of the wire rope is detected based on the level calculated from the correlation between the output of the strand breakage detection unit and the number of outputs exceeding the threshold value. (For example, see Patent Document 1)
しかしながら、ロープの素線切れが顕著に発生するまではワイヤーロープの損傷を検出することが難しく、ロープ劣化を早期に検出するのが困難であるという問題があった。 However, there is a problem that it is difficult to detect the damage of the wire rope until the wire breakage of the rope is noticeable, and it is difficult to detect the rope deterioration at an early stage.
本発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、エレベータロープの劣化に伴う異常を高精度に検出し、ロープ劣化を早期に検出するエレベータ診断装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an elevator diagnostic apparatus that detects an abnormality associated with deterioration of an elevator rope with high accuracy and early detects the rope deterioration. .
本発明によるエレベータ診断装置は、乗りかごがつり下げられているロープの劣化を診断するエレベータ診断装置において、ロープにつり下げられた乗りかごの位置を検出する位置センサと、位置センサの出力からロープにつり下げられた乗りかごの加振用かご固有振動数を求める加振用かご固有振動数計算手段と、加振用かご固有振動数で乗りかごを加振する加振パターンを生成するかご加振パターン生成手段と、かご加振パターン生成手段の出力に基づいてロープにつり下げられた乗りかごが縦方向に揺れるように乗りかごを加振する加振装置と、加振装置によって加振されたロープにつり下げられた乗りかごの振動を検出する振動センサと、振動センサの出力からかご固有振動数を推定するかご固有振動数推定手段と、かご固有振動数推定手段によって推定されたかご固有振動数とかご固有振動数基準値とを比較することにより異常を検出する異常判定手段とを備えるものである。 Elevator diagnostic apparatus according to the present invention, the rope in an elevator diagnostic apparatus for diagnosing the deterioration of the rope is the car is suspended, a position sensor for detecting the position of the suspended car on the ropes, the output of the position sensor The car natural frequency calculation means for determining the car natural frequency for vibration of the car suspended in the car and the car generating the vibration pattern for vibrating the car at the car natural frequency for vibration A vibration pattern generating means, a vibration device that vibrates the car so that the car suspended on the rope based on the output of the car vibration pattern generating means swings in the vertical direction, and the vibration device a vibration sensor for detecting the vibration of the suspended car to the rope, and your natural frequency estimation means or to estimate the car the natural frequency from the output of the vibration sensor, the car the natural frequency In which and an abnormality judging means for detecting an abnormality by comparing the estimated squirrel natural frequency and the car eigenfrequency reference value by a constant means.
本発明によれば、乗りかごの位置を検出する位置センサと、位置センサの出力から加振用かご固有振動数を求める加振用かご固有振動数計算手段と、加振用かご固有振動数で乗りかごを加振する加振パターンを生成するかご加振パターン生成手段と、かご加振パターン生成手段の出力に基づいて乗りかごを加振する加振装置と、加振装置によって加振された乗りかごの振動を検出する振動センサと、振動センサの出力からかご固有振動数を推定するかご固有振動数推定手段と、かご固有振動数推定手段によって推定されたかご固有振動数とかご固有振動数基準値とを比較することにより異常を検出する異常判定手段とを備えているので、エレベータロープの劣化に伴う異常を高精度に検出し、ロープ劣化を早期に検出することができる。 According to the present invention, the position sensor for detecting the position of the car, the vibration car natural frequency calculating means for obtaining the vibration car natural frequency from the output of the position sensor, and the vibration car natural frequency A car vibration pattern generating means for generating a vibration pattern for vibrating the car, a vibration device for vibrating the car based on the output of the car vibration pattern generating means, and a vibration apparatus A vibration sensor for detecting the vibration of the car, a car natural frequency estimating means for estimating the car natural frequency from the output of the vibration sensor, a car natural frequency and a car natural frequency estimated by the car natural frequency estimating means. Since the abnormality determining means for detecting an abnormality by comparing with a reference value is provided, an abnormality accompanying the deterioration of the elevator rope can be detected with high accuracy, and the rope deterioration can be detected at an early stage.
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１によるエレベータ診断装置を備えたエレベータシステムの一例を示したものである。本発明の実施の形態１によるエレベータ診断装置を備えたエレベータシステムは、エレベータ昇降路上部に巻上機１が設置されており、巻上機１に巻きかけられた巻き上げロープ２の両端には、それぞれ、乗りかご３と釣合おもり４がつり下げられている。巻き上げロープ２と乗りかご３はシャックルバネ５を介して連結されており、巻き上げロープ２と釣合おもり４はシャックルバネ６で連結されている。巻上機１は、制御盤７にある駆動手段１２によって駆動される。巻上機１は、駆動手段１２に入力される電流を検出する電流センサ１３の情報と、巻上機１に設置され乗りかご３の位置を検出する位置センサ１１との情報に基づいて、乗りかご３を昇降させる。秤装置８は、乗客を含めた乗りかご３の重量を測定する。エレベータ診断装置２０は、例えば、エレベータ走行路上部に設置されている。
FIG. 1 shows an example of an elevator system including an elevator diagnostic apparatus according to
図２は、本発明の実施の形態１によるエレベータ診断装置２０の一例を示したものである。本発明の実施の形態１によるエレベータ診断装置２０は、加振用かご固有振動数計算手段２１、かご加振パターン生成手段２２、かご固有振動数推定手段２３、記憶手段２４、異常判定手段２５を備えている。異常判定手段２５において「異常」と判定したときに、その信号を通報手段２６に出力し、通報手段２６では警告灯の点灯あるいは音声による通知などによって「異常」であることを通報する。
FIG. 2 shows an example of the elevator
図３は、本発明の実施の形態１によるエレベータ診断装置の処理を示すフローチャートである。ステップＳ１において、秤装置８の出力から乗りかご３に乗客がいないことを確認する。ステップＳ２において、駆動手段１２に信号を出力し、乗りかご３をエレベータ診断実施のための所定位置に移動させる。ステップＳ３では、乗りかご３の位置を位置センサ１１から取得し、乗りかご３の位置に応じた加振用かご固有振動数を加振用かご固有振動数計算手段２１によって計算し、結果をかご加振パターン生成手段２２に出力する。ステップＳ４では、かご加振パターン生成手段２２において、入力された加振用かご固有振動数の情報からかご加振パターンを生成し、駆動手段１２を通して巻上機１を動作させることにより乗りかご３を加振する。
FIG. 3 is a flowchart showing processing of the elevator diagnostic apparatus according to
図４に、かご加振パターンの一例を示す。図４では、巻上機１の回転速度の時間変化を示している。よって、このかご加振パターンによって乗りかご３を加振すると、乗りかご３は縦方向に揺れることになる。また、図４に示したかご加振パターンは、加振用かご固有振動数計算手段２１の出力である加振用かご固有振動数の正弦波で所定時間ｔ１だけ乗りかご３を加振する加振パターンと、速度ゼロで乗りかご３を保持するゼロ速度パターンを組み合わせたものとなっている。
FIG. 4 shows an example of the car vibration pattern. In FIG. 4, the time change of the rotational speed of the hoisting
図４に示すように、所定時間ｔ１まで加振パターンによって乗りかご３を揺らした後、ゼロ速度パターンによって巻上機１の動きを抑制すると、加振パターンによって揺れが励起された乗りかご３が縦方向に揺れ続けようとするため、巻上機１は固有振動数の外乱を受けることになる。このとき、巻上機１はゼロ速度パターンに追従しようとするため、外乱を打ち消すような電流応答を示す。この電流応答は電流センサ１３で検出され、かご固有振動数推定手段２３に送信される。
As shown in FIG. 4, after the
ステップＳ５では、かご固有振動数推定手段２３において、かご加振パターン生成手段２２の出力と電流センサ１３の出力から、かご固有振動数を推定する。具体的には、かご加振パターン生成手段２２の出力からステップＳ４における図４のゼロ速度パターンのタイミングを取得し、このときの電流センサ１３の出力を取得する。図５は、このときの電流センサ１３の出力を周波数解析した結果である。かご固有振動数推定手段２３では、周波数解析の結果として最もゲインが大きな周波数ｆｒを、かご固有振動数の「推定値」として記憶手段２４および異常判定手段２５に出力する。
In step S5, the car natural frequency estimating means 23 estimates the car natural frequency from the output of the car vibration pattern generating means 22 and the output of the
ステップＳ６では、異常判定手段２５において、かご固有振動数の推定値と基準値との比較を行う。まず、記憶手段２４には、乗りかご３の各停止位置においてエレベータロープが正常な状態のときのかご固有振動数である「基準値」が保存されている。基準値の作成方法については、後ほど詳しく説明する。ステップＳ６では、位置センサ１１からの位置情報に対応した乗りかご３の停止位置における固有振動数の「基準値」と、かご固有振動数推定手段２３の出力である固有振動数の「推定値」とを比較し、差分を計算する。
In step S6, the abnormality determination means 25 compares the estimated value of the car natural frequency with a reference value. First, the storage means 24 stores a “reference value” that is a car natural frequency when the elevator rope is in a normal state at each stop position of the
ステップＳ７では、ステップＳ６で計算した差分が所定値を超えているときは、「ロープは劣化している」と判断し、ステップＳ１０において通報手段２６が異常を通報し、診断を終了する。
In step S7, when the difference calculated in step S6 exceeds a predetermined value, it is determined that “the rope has deteriorated”, and in step S10, the
ステップＳ６で計算した差分が所定値を超えていないときは、「ロープは劣化していない」と判断する。このときは、ステップＳ８において乗りかご３の全ての停止位置において診断を実施したかどうかを確認し、診断が終了していない場合は、ステップＳ９において診断が未実施な位置へ乗りかご３を移動させた後、ステップＳ３からステップＳ７の工程を実施する。ステップＳ８において、乗りかご３の全ての停止位置において診断を実施したことが確認できたときは、診断を終了する。
When the difference calculated in step S6 does not exceed the predetermined value, it is determined that “the rope has not deteriorated”. At this time, in step S8, it is confirmed whether or not the diagnosis has been performed at all the stop positions of the
次に、加振用かご固有振動数計算手段２１において乗りかご３の位置に応じて加振用かご固有振動数を計算する方法について、説明する。エレベータシステムの構成が図１に示すようなものであって、乗りかご３と釣合おもり４が縦方向に揺れやすい場合、かご固有振動数（以下、全体１次固有振動数という。）は次式で表すことができる。
Next, a method for calculating the car natural frequency for vibration according to the position of the
ここで、faは全体１次固有振動数、kはロープ剛性である。ｍは等価質量であり、ｍ1を乗りかご３の質量、ｍ2を釣合おもり４の質量としたときに、以下の式によって求めることができる。Here, f a is the overall primary natural frequency, and k is the rope stiffness. m is an equivalent mass, and can be obtained by the following equation, where m 1 is the mass of the
式（１）におけるロープ剛性ｋは、乗りかご３側と釣合おもり４側のロープ全長で決まる剛性と、乗りかご３側と釣り合いおもり４側のそれぞれに連結されているシャックルバネ５およびシャックルバネ６の剛性が、直列接続された等価バネ剛性として与えられる。このように、式（１）および式（２）によって計算した全体１次固有振動数faを加振用かご固有振動数としてかご加振を行う。The rope stiffness k in equation (1) is determined by the total length of the rope on the side of the
図６は、乗りかご３の停止位置に対する全体１次固有振動数の基準値と推定値を示したものである。図６では、記憶手段２４に保存されている全体１次固有振動数の値を、「基準値：fa1」として示している。この基準値は、式（１）および式（２）によって計算した全体１次固有振動数faである加振用かご固有振動数と同じように、ロープ剛性ｋと等価質量mは乗りかご３の位置にかかわらずほぼ一定の値となる。FIG. 6 shows reference values and estimated values of the overall primary natural frequency with respect to the stop position of the
さらに、図６において、かご固有振動数推定手段２３の出力であるかご固有振動数の「推定値」の例を、「推定値：fa2」として示している。例えば、摩耗等によってロープの断面積が減少した場合、ロープ剛性が低下する。その結果、かご固有振動数推定手段２３の出力であるかご固有振動数の推定値が低下することになる。図６に示した例では、かご固有振動数推定手段２３の出力であるかご固有振動数の「推定値」が低下し、乗りかご３が３階にあるときには、「推定値」が「基準値」に対して「固有振動数差」の分だけ低下している。図３のステップＳ６では、各階毎に図６における「固有振動数差」を求めている。図３のステップＳ７では、この「固有振動数差」が所定値を超えたときに、ロープの劣化が所定の程度を越えたと判断し、異常を通報する。Further, in FIG. 6, an example of an “estimated value” of the car natural frequency that is the output of the car natural frequency estimating means 23 is shown as “estimated value: f a2 ”. For example, when the cross-sectional area of the rope decreases due to wear or the like, the rope stiffness decreases. As a result, the estimated value of the car natural frequency which is the output of the car natural frequency estimating means 23 is lowered. In the example shown in FIG. 6, when the “estimated value” of the car natural frequency, which is the output of the car natural frequency estimating means 23, decreases and the
ロープの劣化の判断については、乗りかご３の各停止位置における固有振動数差が一つでも所定値を超えたときにロープが劣化していると判断したが、劣化の判断基準については、停止位置ごとに異なる所定値と比較する、あるいは、全ての停止位置の固有振動数差の平均値と所定値を比較するなど、固有振動数差と所定値を比較する処理であればどの様なものでもかまわない。
Regarding the determination of the deterioration of the rope, it was determined that the rope had deteriorated even when one natural frequency difference at each stop position of the
また、エレベータシステムの構成が図１に示すようなものであって、巻上機１を固定点としたときの乗りかご３が縦方向に揺れやすい場合、かご固有振動数（以下、かご側１次固有振動数という。）は次式で表すことができる。
Further, when the elevator system has a configuration as shown in FIG. 1 and the
ここで、fbはかご側１次固有振動数である。k1はかご側ロープ剛性であり、乗りかご３側のロープ全長で決まる剛性と、乗りかご３側に連結されているシャックルバネ５の剛性が、直列接続された等価バネ剛性として与えられる。このように、式（３）によって計算したかご側１次固有振動数fbを加振用かご固有振動数としてかご加振を行う。Here, f b is the car-side primary natural frequency. k 1 is the car-side rope rigidity, and the rigidity determined by the entire rope length on the
図７は、乗りかご３の停止位置に対するかご側１次固有振動数の基準値と推定値を示したものである。図７では、記憶手段２４に保存されているかご側１次固有振動数の値を、「基準値：fb1」として示している。この基準値は、式（３）によって計算したかご側１次固有振動数fbである加振用かご固有振動数と同じように、乗りかご３の質量ｍ1は乗りかご３の位置にかかわらず一定であるが、乗りかご３が最下階から上昇するにしたがって乗りかご３側のロープ長が短くなるため、かご側ロープ剛性k1が大きくなる。その結果、図７のように乗りかご３の位置が上昇すると、かご側１次固有振動数の基準値fb1が高くなる。FIG. 7 shows reference values and estimated values of the car-side primary natural frequency with respect to the stop position of the
図７では、かご固有振動数推定手段２３の出力であるかご固有振動数の「推定値」の例を、「推定値：fb2」として示している。例えば、摩耗等によってロープの断面積が減少した場合、ロープ剛性が低下する。その結果、かご固有振動数推定手段２３の出力であるかご固有振動数の推定値が低下することになる。図７に示した例では、かご固有振動数推定手段２３の出力であるかご固有振動数の「推定値」が全ての階で低下し、乗りかご３が４階にあるときには、「推定値」が「基準値」に対して「固有振動数差」の分だけ低下している。図３のステップＳ６では、各階毎に図７における「固有振動数差」を求めている。図３のステップＳ７では、この「固有振動数差」が所定値を超えたときに、ロープの劣化が所定の程度を越えたと判断し、異常を通報する。このように、ロープ劣化診断に用いるかご固有振動数は、全体１次固有振動数でもかご側１次固有振動数でもよい。In FIG. 7, an example of an “estimated value” of the car natural frequency that is the output of the car natural frequency estimating means 23 is shown as “estimated value: f b2 ”. For example, when the cross-sectional area of the rope decreases due to wear or the like, the rope stiffness decreases. As a result, the estimated value of the car natural frequency which is the output of the car natural frequency estimating means 23 is lowered. In the example shown in FIG. 7, when the “estimated value” of the car natural frequency, which is the output of the car natural frequency estimating means 23, decreases on all floors, and the
図８は、ロープが１部のみ劣化している例を示している。図８において、巻上機１、ロープ２、乗りかご３、釣合おもり４、シャックルバネ５およびシャックルバネ６を備えることは、図１に示した例と同じである。図８において、ロープ劣化部１００はロープ２の一部分であり、経年劣化によりロープ剛性が低下している部分である。図８（ａ）は乗りかご３が１階に停止している様子を示しており、図８（ｂ）は乗りかご３が４階に停止している様子を示している。図８（ａ）に示した１階停止時ではロープ劣化部１００が乗りかご３の側にあるが、図８（ｂ）に示した４階停止時ではロープ劣化部１００が釣合おもり４の側に移動している。
FIG. 8 shows an example in which only one part of the rope has deteriorated. In FIG. 8, the hoisting
このように、ロープ劣化部１００がロープ２の一部であり、乗りかご３の移動にともなって乗りかご３の側から釣合おもり４の側へ移動する場合、１階停止時には乗りかご３側のロープ剛性が低下するためにかご側１次固有振動数の「推定値」が低下するが、４階停止時には乗りかご３側のロープ剛性に変化がないためかご側１次固有振動数の「推定値」は「基準値」と同じになる。
Thus, when the
図９は、図８に示した例における乗りかご３の停止位置に対するかご側１次固有振動数の基準値と推定値を示したものである。図９では、基準値をfc1、推定値をfc2として示している。図９では、１階や２階などの下の階では、推定値と基準値との差分が大きく「劣化あり」と判断される、階が上がるにしたがって差分が小さくなり、４階より上の階では差分が小さくなるため「劣化無し」と判断される。FIG. 9 shows reference values and estimated values of the car-side primary natural frequency with respect to the stop position of the
このように、ロープ劣化部１００の長さ、本数、位置に応じて、乗りかご３の停止位置毎の「固有振動数差」の値は様々となる。よって、異常判定手段２５では、診断を行う複数の乗りかご位置において、「固有振動数差」が所定値を超えた箇所が１つ以上ある場合に異常と判定してもよいし、複数の乗りかご位置における基準値との差の傾向を用いて異常を判定してもよい。
Thus, the value of the “natural frequency difference” for each stop position of the
異常を判定し異常を通報した後のエレベータの運用については、異常の程度にあわせて即休止としてもよいし、「固有振動数差」が所定値を超えた乗りかご位置をロープ劣化範囲と設定し、基準値との差が所定値範囲内の乗りかご３の位置をロープ正常範囲と設定し、異常判定後のエレベータ走行範囲をロープ正常範囲に限定するような運用にしてもよい。図９の例では、１階から３階がロープ劣化範囲として、４階から５階の走行だけに限定して、劣化しているロープ部分に巻上機等のシーブによる曲げ疲労がかからないような運用にして、サービスを継続させてもよい。ここでは、乗りかごの位置に応じて所定の式を用いて加振用かご固有振動数を計算する例を説明したが、乗りかごの位置に応じて記憶手段２４に保存されている基準値を加振用かご固有振動数として用いてもよい。
The elevator operation after judging the abnormality and reporting the abnormality may be immediately stopped according to the degree of abnormality, or the car position where the `` natural frequency difference '' exceeds the predetermined value is set as the rope deterioration range Then, the operation may be performed such that the position of the
次に、本発明の実施の形態１によるエレベータ診断装置における劣化を診断するための「基準値」を記憶手段２４に記憶する手順を、図１０のフローチャートを用いて説明する。「基準値」を記憶する手順は、基本的には診断処理の手順と同じであるが、エレベータロープが正常であることが確認されている状態、例えば、エレベータの据え付け直後や専門技術者の点検直後に、「基準値」を記憶するものとする。
Next, the procedure for storing the “reference value” for diagnosing deterioration in the elevator diagnostic apparatus according to
ステップＳ２１では、秤装置８の出力から乗りかご３に乗客がいないことを確認する。ステップＳ２２において、駆動手段１２に信号を出力し、乗りかご３を基準値記憶のための所定位置に移動させる。ステップＳ２３では、乗りかご３の位置を位置センサ１１から取得し、位置センサ１１の出力から加振用かご固有振動数計算手段２１によって加振用かご固有振動数を計算し、結果をかご加振パターン生成手段２２に出力する。ステップＳ２４では、かご加振パターン生成手段２２において、入力された加振用かご固有振動数の情報からかご加振パターンを生成し、駆動手段１２を通して巻上機１を動作させることにより乗りかご３を加振する。
In step S21, it is confirmed from the output of the
かご加振パターン生成手段２２において生成されるかご加振パターンは、例えば、図４に示されるようなものである。 ステップＳ２５では、かご固有振動数推定手段２３において、かご加振パターン生成手段２２の出力と電流センサ１３の出力から、かご固有振動数を推定する。具体的には、かご加振パターン生成手段２２の出力からステップＳ２４における図４のゼロ速度パターンのタイミングを取得し、このときの電流センサ１３の出力を取得する。図５は、このときの電流センサ１３の出力を周波数解析した結果であり、かご固有振動数推定手段２３では、周波数解析の結果として最もゲインが大きな周波数ｆｒを、かご固有振動数の「基準値」として出力する。ステップＳ２６では、位置センサ１１の出力である位置情報とかご固有振動数推定手段２３の出力である「基準値」とを、記憶手段２４に記憶する。
The car vibration pattern generated by the car vibration pattern generation means 22 is, for example, as shown in FIG. In step S25, the car natural frequency estimating means 23 estimates the car natural frequency from the output of the car excitation pattern generating means 22 and the output of the
ステップ２７において、乗りかご３の全ての停止位置において「基準値」の記憶を実施したかを確認し、実施が終了していない場合は、ステップＳ２８において「基準値」が記憶されていない位置へ乗りかご３を移動させた後、ステップＳ２３からステップＳ２７の工程を実施する。ステップＳ２７において、乗りかご３の全ての停止位置において「基準値」の記憶を実施したことが確認できたときは、「基準値」の記憶作業を終了する。
In
図１１は、図１０に示された「基準値」記憶手順における、加振用かご固有振動数計算手段２１の出力である「計算値」と、かご固有振動数推定手段２３の出力である「基準値」の例を示したものである。図１１に示されているように、「計算値」と「基準値」が異なることがある。 FIG. 11 shows the “calculated value” that is the output of the car natural frequency calculating means 21 for excitation and the output of the car natural frequency estimating means 23 in the “reference value” storing procedure shown in FIG. An example of the “reference value” is shown. As shown in FIG. 11, the “calculated value” and the “reference value” may be different.
なお、図３に示した劣化診断のためのフローチャートによる処理、および、図１０に示した基準値記憶のためのフローチャートによる処理において、かご固有振動数推定手段２３の動作として周波数解析の結果として最もゲインが大きな周波数を選択する例を示したが、これに限ることなくかご固有振動数を推定するものであればどの様な方法でも良い。例えば、図１２は、電流センサ１３の出力の例を示している。かご固有振動数推定手段２３の動作として、例えば、図１２に示された電流センサ１３の出力のピークを複数個抽出し、ピーク感の時間ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄの逆数の平均値を求めて、これをかご固有振動数推定手段２３の出力としても良い。
In the process according to the flowchart for deterioration diagnosis shown in FIG. 3 and the process according to the flowchart for storing reference values shown in FIG. Although an example in which a frequency having a large gain is selected has been described, any method may be used as long as the natural frequency of the car is estimated without being limited thereto. For example, FIG. 12 shows an example of the output of the
このように、実施の形態１に示したエレベータ診断装置を備えたエレベータシステムを用いることにより、ロープを構成する鋼線が細くなる、ロープの素線が破断するなどによって、ロープの直径が減少するなどしてロープ剛性が低下した場合、ロープ剛性の低下を検出することができる。また、乗りかご３の停止位置ごとにロープ劣化を検出することにより、ロープの劣化位置を特定することができる。さらに、巻上機１によって乗りかご３の振動を励起して、励起した振動からかご固有振動数を推定することにより、エレベータの通常走行では検出しにくいエレベータロープの経年的な劣化を検出することができる。
As described above, by using the elevator system including the elevator diagnostic apparatus shown in the first embodiment, the diameter of the rope is reduced when the steel wire constituting the rope is thinned or the strand of the rope is broken. For example, when the rope stiffness decreases, a decrease in the rope stiffness can be detected. Further, by detecting the rope deterioration for each stop position of the
また、位置センサ１１、駆動手段１２、電流センサ１３および秤装置８は、従来のエレベータ装置に既に備えられているものであり、図２に示されたエレベータ診断装置では、センサ等を追加することなくロープ剛性の低下を検出することができる。
Moreover, the
実施の形態１では、図１に示すようなローピングが１：１のエレベータについて説明したが、図１３に示すようなローピングが２：１のエレベータについても適用可能であり、同様の効果を得ることができる。また、実施の形態１では、式（3）によってかご側のロープとシャックルバネ５の等価バネ剛性と、乗りかご３の質量によって決まるかご側１次固有振動数を例に説明したが、式（3）の替わりに巻上機１を対称に存在する、釣合おもり側のロープとシャックルバネ６の等価バネ剛性と、釣合おもり４の質量によって決まる釣合おもり側１次固有振動数を、かご固有振動数として劣化診断に用いてもよい。
In the first embodiment, an explanation is given for an elevator with a roping of 1: 1 as shown in FIG. 1, but it is also applicable to an elevator with a roping of 2: 1 as shown in FIG. Can do. In the first embodiment, the car-side primary natural frequency determined by the equivalent spring stiffness of the car-side rope and the shackle spring 5 and the mass of the
また、実施の形態１では、加振装置として駆動手段１２と巻上機１の組み合わせを示したが、これに限ることなく、かご加振パターン生成手段２２からの指令に基づいて乗りかご３を加振するものであればどの様なものでも構わない。例えば、かご加振パターン生成手段２２の出力を自分自身が振動する自己振動装置に入力し、自己振動装置を乗りかご３に設置することにより乗りかごを加振してもよい。自己振動装置は、エレベータ診断時に乗りかご３に持ち込むものでも、乗りかご３に常設されるものでもよい。
In the first embodiment, the combination of the driving means 12 and the hoisting
さらに、実施の形態１では、乗りかごの振動を検出する振動センサとして電流センサ１３を示したが、これに限ることなく、乗りかご３に設置された物理振動センサによって検出するなど、乗りかご３の振動を検出できるものであればどの様なものでもかまわない。
Further, in the first embodiment, the
実施の形態２
図１４は、本発明の実施の形態２によるエレベータ診断装置を備えたエレベータシステムの一例を示したものである。図１４を本発明の実施の形態１によるエレベータ診断装置を備えたエレベータシステムの一例を示した図である図１と比べると、エレベータ診断装置２０がエレベータ診断装置３０に変更され、乗りかご３の振動を検出する物理振動センサ４０が追加された以外は、同じである。
FIG. 14 shows an example of an elevator system provided with an elevator diagnostic apparatus according to
図１５は、本発明の実施の形態２によるエレベータ診断装置３０の一例を示したものである。本発明の実施の形態２によるエレベータ診断装置３０は、非常停止パターン生成手段３１、かご固有振動数推定手段２３、記憶手段２４、異常判定手段２５を備えている。異常判定手段２５において「異常」と判定したときに、その信号を通報手段２６に出力し、通報手段２６では警告灯の点灯あるいは音声による通知などによって「異常」であることを通報する。
FIG. 15 shows an example of the elevator
図１６は、本発明の実施の形態２によるエレベータ診断装置３０の処理を示すフローチャートである。ステップＳ３１において、秤装置８の出力から乗りかご３に乗客がいないことを確認する。ステップＳ３２において、駆動手段１２に信号を出力し、乗りかご３をエレベータ診断実施のための所定位置に移動させる。ステップＳ３３において、非常停止パターン生成手段３１から駆動手段１２に走行指示を出力し、図１７に示すような走行パターンで乗りかご３を駆動する。具体的には、非常停止パターン生成手段３１は、位置センサ１１の情報に基づいて、所定位置Ｓ１で非常停止動作を行うための非常停止パターンを駆動手段１２に出力する。非常停止動作により乗りかご３は急停止し、このときにステップ状の外乱を受けることにより、乗りかご３が縦方向に揺れやすいかご側１次固有振動数で振動する。このとき、図１８に示すような振動が物理振動センサ４０で検出される。図１８において、ｔ３は非常停止動作が行われた時刻であり、その直後から所定時間後のｔ４までの区間のかご振動信号が、物理振動センサ４０からかご固有振動数推定手段２３に出力される。ステップ３４では、かご固有振動数推定手段２３において、物理振動センサ４０の出力からかご固有振動数を推定する。かご固有振動数推定手段２３におけるかご固有振動数を推定する具体的な方法は、実施の形態１と同様である。かご固有振動数推定手段２３の出力であるかご固有振動数は、かご固有振動数の「推定値」として記憶手段２４および異常判定手段２５に出力される。
FIG. 16 is a flowchart showing processing of the elevator
以下、図１６のステップＳ３５は図３のステップＳ６と、図１６のステップＳ３６は図３のステップＳ７と、図１６のステップＳ３７は図３のステップＳ８と、図１６のステップＳ３８は図３のステップＳ９と、図１６のステップＳ３９は図３のステップＳ１０と、同じである。 Step S35 in FIG. 16 is step S6 in FIG. 3, step S36 in FIG. 16 is step S7 in FIG. 3, step S37 in FIG. 16 is step S8 in FIG. 3, and step S38 in FIG. Step S9 and step S39 in FIG. 16 are the same as step S10 in FIG.
このように、実施の形態２に示したエレベータ診断装置を備えたエレベータシステムを用いることにより、乗りかご３の位置に応じた加振用かご固有振動数を計算することなく、全ての位置において非常停止動作をするだけで、ロープを構成する鋼線が細くなる、ロープの素線が破断するなどによって、ロープの直径が減少するなどしてロープ剛性が低下した場合、ロープ剛性の低下を検出することができる。
As described above, by using the elevator system including the elevator diagnosis apparatus shown in the second embodiment, the emergency car vibration frequency corresponding to the position of the
なお、実施の形態２では、非常停止動作のときの乗りかご３の振動を検出する振動センサとして物理振動センサ４０を示したが、乗りかご３の振動を検出するものであればどのようなものでも構わない。例えば、図１９に示すように、乗りかご３の速度を監視する調速機４１と、調速機４１の回転数を出力する調速機エンコーダ４２を設置し、調速機エンコーダ４２の出力から乗りかご３の振動を検出してもよい。あるいは、図１に示すようなエレベータシステムにおいて、乗りかご３の重量を測定する秤装置８の検出結果の変化から乗りかご３の振動を検出してもよい。また、実施の形態２では、かご急停止手段として駆動手段１２を示したが、非常停止パターン生成手段３１の出力に基づいて乗りかご３を急停止するものであればどのようなものでも構わない。
In the second embodiment, the
１１ 位置センサ
１２ 駆動手段
１３ 電流センサ
２１ 加振用かご固有振動数計算手段
２２ かご加振パターン生成手段
２３ かご固有振動数推定手段
２５ 異常判定手段DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ロープにつり下げられた前記乗りかごの位置を検出する位置センサと、
前記位置センサの出力から前記ロープにつり下げられた前記乗りかごの加振用かご固有振動数を求める加振用かご固有振動数計算手段と、
前記加振用かご固有振動数で前記乗りかごを加振する加振パターンを生成するかご加振パターン生成手段と、
前記かご加振パターン生成手段の出力に基づいて前記ロープにつり下げられた前記乗りかごが縦方向に揺れるように前記乗りかごを加振する加振装置と、
前記加振装置によって加振された前記ロープにつり下げられた前記乗りかごの振動を検出する振動センサと、
前記振動センサの出力からかご固有振動数を推定するかご固有振動数推定手段と、
前記かご固有振動数推定手段によって推定された前記かご固有振動数とかご固有振動数基準値とを比較することにより異常を検出する異常判定手段と
を備えたエレベータ診断装置。 In the elevator diagnostic device that diagnoses the deterioration of the rope on which the car is suspended,
A position sensor for detecting the position of the car suspended from the rope;
An exciting car natural frequency calculating means for obtaining an exciting car natural frequency of the car suspended from the output of the position sensor;
A car vibration pattern generating means for generating a vibration pattern for vibrating the car at the vibration car natural frequency;
A vibration device that vibrates the car so that the car suspended on the rope swings in the vertical direction based on the output of the car vibration pattern generation unit;
A vibration sensor for detecting vibration of the car suspended from the rope vibrated by the vibration device;
A car natural frequency estimating means for estimating a car natural frequency from the output of the vibration sensor;
An elevator diagnosis apparatus comprising: an abnormality determination unit that detects an abnormality by comparing the car natural frequency estimated by the car natural frequency estimation unit and a car natural frequency reference value.
前記振動センサは前記駆動回路に入力される電流を検出する電流センサである
ことを特徴とする請求項１に記載のエレベータ診断装置。 The vibration device is a drive circuit of a hoisting machine that winds up the rope connected to the car,
The elevator diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the vibration sensor is a current sensor that detects a current input to the drive circuit.
ことを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータ診断装置。 The vibration pattern generated in the car vibration pattern generation means is an excitation that vibrates the car with a sine wave of the vibration car natural frequency obtained by the vibration car natural frequency calculation means. The elevator diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, wherein a pattern and a zero speed pattern for holding the car at zero speed are combined.
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエレベータ診断装置。 The vibration car natural frequency is an overall primary natural frequency corresponding to the car natural frequency when the car and the counterweight suspended from both ends of the rope are likely to swing in the vertical direction. The elevator diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the elevator diagnostic apparatus is provided.
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエレベータ診断装置。 The car's natural frequency for excitation corresponds to the car 's natural frequency when the car is likely to swing in the longitudinal direction when the hoist that winds the rope connected to the car is used as a fixed point. It is a side primary natural frequency. The elevator diagnostic apparatus of any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned.
前記ロープにつり下げられた乗りかごの位置を検出する位置センサと、
前記位置センサの出力から所定位置で非常停止動作を行うための非常停止パターンを生成する非常停止パターン生成手段と、
前記非常停止パターン生成手段の出力に基づいて前記ロープにつり下げられた前記乗りかごを前記位置で急停止するかご急停止手段と、
前記かご急停止手段によって停止された後の前記ロープにつり下げられた前記乗りかごの振動を検出する振動センサと、
前記振動センサの出力からかご固有振動数を推定するかご固有振動数推定手段と、
前記かご固有振動数推定手段によって推定された前記かご固有振動数と前記ロープが正常な状態のときのかご固有振動数基準値とを比較することにより前記ロープの劣化に伴う異常を検出する異常判定手段と
を備えたエレベータ診断装置。 In the elevator diagnostic device that diagnoses the deterioration of the rope on which the car is suspended,
A position sensor for detecting the position of the car suspended from the rope;
Emergency stop pattern generating means for generating an emergency stop pattern for performing an emergency stop operation at a predetermined position from the output of the position sensor;
Car sudden stop means for suddenly stopping the car suspended at the rope at the position based on the output of the emergency stop pattern generating means;
A vibration sensor for detecting vibrations of the car suspended on the rope after being stopped by the car sudden stop means;
A car natural frequency estimating means for estimating a car natural frequency from the output of the vibration sensor;
An abnormality determination for detecting an abnormality associated with the deterioration of the rope by comparing the car natural frequency estimated by the car natural frequency estimating means with a car natural frequency reference value when the rope is in a normal state. An elevator diagnostic apparatus comprising: means.
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のエレベータ診断装置。 The elevator diagnosis apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the abnormality determination unit detects an abnormality by changing a plurality of positions of the car.
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