JPH09175748A - エレベータかご位置補償装置 - Google Patents

エレベータかご位置補償装置

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JPH09175748A
JPH09175748A JP8343090A JP34309096A JPH09175748A JP H09175748 A JPH09175748 A JP H09175748A JP 8343090 A JP8343090 A JP 8343090A JP 34309096 A JP34309096 A JP 34309096A JP H09175748 A JPH09175748 A JP H09175748A
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JP
Japan
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signal
car
acceleration
encoder
elevator
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JP8343090A
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English (en)
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Steven D Coste
ディー.コーステ スチーブン
Jeffrey Izard
アイザード ジェフリー
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Otis Elevator Co
Original Assignee
Otis Elevator Co
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Publication date
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00Control systems of elevators in general
    • B66B1/34Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • B66B1/3492Position or motion detectors or driving means for the detector
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
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    • G05B2219/41136Compensation of position for slip of ac motor

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 かごを昇降路内に正確に位置決めすることが
できるエレベータかご補償装置を提供する。 【解決手段】 エレベータかご補償装置は、補償された
位置信号発生器25を含み、ホイストロープ22のダイ
ナミックすべりと張りを使用することによって、閉ルー
プフィードバックループ装置を介して、真の位置信号を
調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレベータシステ
ムに係り、特にエレベータシステムにおけるエレベータ
かごの位置を決めるためのシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】エレベータシステムにおいて、一つ又は
それ以上のかごは、昇降路においてエレベータ走行長の
上昇又は下降方向に移動し、乗客を運ぶとともにビルデ
ィングのフロア間を動く。
【0003】各フロアの乗場のレベルに円滑に停止する
ために、常にかごの正確な位置を知ることが重要であ
る。この情報をエレベータ制御システムに供給するため
に1次変換器又はPPTとして知られているデジタル読
出し装置が使用される。公知の関連するエレクトロニク
スとともに、PPTは位置信号を発生し、この位置信号
は、エレベータかごの動作を制御するためにエレベータ
システムによって使用される。
【0004】中間および低昇降設備に対して、かごに搭
載された読取り装置と昇降路の長さに沿って走る垂直な
スチールテープはかごの位置を確立するために使用され
る。スチール羽根および/又はマグネットのどちらか
は、各乗場のフロアレベルに対して正確な位置に設けら
れている。
【0005】エレベータシステムで用いられる従来の位
置変換システムの例として、マセル(Masel)によ
る、高分析および広範囲シャフト位置変換システムと題
する、1983年5月17日付けの米国特許第4,38
4,275号があり、その開示はここに参考として組込
まれている。いくつかの関連する特許として、グロフ
(Groff)による、アブソリュート・インクリメン
タル・ハイブリッドシャフト位置エンコーダと題する、
1977年8月9日付の米国特許第3,885,209
号と、ラザラス(Lazarus)による。2速度制御
システムと題する、1975年5月20日付の米国特許
第3,885,209号がある。
【0006】スマートな1次位置変換器(SPPT)シ
ステムは、例えば、スカルスキ(Skalski)によ
る、1993年12月28日付の米国特許第5,27
4,203号によって教示されるものであり、ここに参
考として組込まれている。’203特許においては、コ
ンピュータによる(例えば、マイクロプロセッサによ
る)エレベータシステムは、エレベータ制御装置によっ
て使用される1次位置信号を発生し、昇降路内のかご位
置を確認するとともに、乗場で又はその近くでのエレベ
ータかごの動きを制御する。
【0007】他の知られている自動位置決めエレベータ
システムは、高層階(例えば10階以上)用としてより
適している。そのような他のシステム又は技術では、駆
動機械(例えばモータ)シャフトエレベータかごの位置
を導出するためにシャフトエンコーダフィードバックを
使用し、また基準点として昇降路に垂直に配置された不
連続点(例えば、羽根)を使用する。これらのシステム
の種々なタイプのものは、311vcおよび411vc
エレベータシステムとしてオーチスエレベータカンパニ
ーによって製造販売されている。ここに参考として組込
まれている例えば米国特許第4,354,576と第
4,493,399を参照のこと。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】典型的に、他の公知の
制御技術が高層階エレベータに使用される時、かご室の
位置を充分に決める場合の問題が存在する。この問題
は、正常なエレベータ動作制御工程中にロープが加速と
減速に遭遇する時、ホイストロープによって禁止されて
いるすべりと張りの量の増加として、明示する。すべり
と張りの増加によって、この種の制御は不安定になり、
制御システムは、高層階用の標準的な性能に従う時、エ
レベータを充分に着床させることが出来ない。
【0009】この理由によって、このタイプの制御シス
テムは高層階用に対して一般的に適正ではないととも
に、かご室への直接な結合(例えば、メタルテープによ
って)は、かご室位置の決定のために使用されるが、設
備コストが高くなる。
【0010】本発明の主目的はかごを昇降路内に正確に
位置決めすることである。
【0011】さらに本発明の目的は、昇降路ロープのす
べりと張りのダイナミック特性を使用することによっ
て、昇降路内にエレベータかごを位置決めすることであ
る。
【0012】また、本発明のさらなる目的は、エレベー
タシステム特に高層階用のエレベータシステムの全てに
わたるコストを低減させることである。
【0013】
【課題を解決するための手段】エレベータシステムにお
いて使用されるロープは、2つの異なるモードにおいて
駆動機械のシャフトに関連する少なくとも2つの現象を
禁止する。エレベータ技術分野において、2つの現象は
一般にすべりと張りとして言及され、これらの現象が証
明される2つの異なるモードはスタティック(静的)お
よびダイナミック(動的)として言及される。
【0014】本発明による方法と装置は、すべりと張り
を共に結合するが、それからスタティックすべりと張り
現象をダイナミックすべりと張りから分離する。本発明
によれば、エレベータシステムの位置基準テーブルを最
初に設置する間に、エレベータかご(かご室)は、全昇
降路での非常に低い率の加速度を使用して非常に低い速
度で走行される。この動作は、公知の前述した条件のも
とで公知の方法によってなされ、これらの基準点が、所
定の絶対基準からかご室に搭載されたセンサによって検
出される昇降路における位置まで起こる多数の駆動機械
シャフトエンコーダパルスを収集する。この絶対基準位
置からのパルスの数は、これらの基準点の各々に対し
て、制御システムによって収集されるとともに、制御シ
ステムの位置基準テーブルを形成するために表に作られ
る。かくして、公知の方法において、昇降路のスタティ
ックすべりおよび張り特性はエレベータ制御システムに
よって学習される。さらに、これらの基準点は昇降路を
通して乗客移送ステーション(又はビルディングフロア
又は乗場)を規定するために二重の目的を果たす。
【0015】正常な動作制御動作中に、ある動作基準に
適合させるために、学習処理中よりも、より高い移動速
度と加速率に耐えるようにエレベータが指令される。学
習状態からの最も重要な偏差が加速中に表れる。それ故
に、本発明によれば、高層階用として、ダイナミックす
べりおよび張り現象が、考慮されるとともに、後述する
ように、かご室が加速されるべき場合はいつでも用いら
れる。
【0016】ダイナミックすべりおよび引っ張りは本発
明によって予測されており、このダイナミック現象を推
測するために指令された加速(又は励起信号)と共に、
昇降路におけるエレベータの一般の位置を用いる。シャ
フトエンコーダパルスカウント(又は真のエンコーダ位
置)は、中心化又は少なくともダイナミック現象を小さ
くするために、補償又は修正される。
【0017】本発明のエレベータかご位置補償装置は、
ロープによってモータに接続されたかご,モータを制御
する手段,補償されないかご位置信号を発生するための
無補償信号発生手段,および補償されたかご位置信号を
発生するための補償信号発生手段を含み、補償信号発生
手段は、ロープのダイナミックすべりおよび張りに応答
して無補償かご位置信号を調節するための指令とデータ
を含んでいる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図1〜図6を参照しながら説明する。
【0019】図1は本発明の実施の形態によるかご位置
補償装置のブロック図であって、10はかご、20はモ
ータ、22はロープ、23はシーブ、24はモータ20
のシャフトに取付けられたエンコーダである。25は補
償信号発生器であって、エンコーダ24からのエンコー
ダ位置信号Nを入力とし、このエンコーダ位置信号Nを
補償して位置(n)信号を発生する。26はエレベータ
運動制御システム(MCSS)で、位置(n-1)信号PO
n-1と加速指令信号(CA)n-1を補償信号発生器25
と駆動制動補助システム(DBSS)に導く。図1に示
すように、昇降路には少なくとも1つの基準位置点とし
て羽根が配設されており、かご10にはセンサが設けら
れている。また、補償信号発生器25から運動制御補助
システム26に導かれる位置(n)信号は、図1に示す
とともに後述するように、位置(n)=(真のエンコー
ダ位置)n−(指令された加速)n-1{((Kt−Kb)/
Rise(上昇))(位置(n-1))}となる。
【0020】図2は位置に対する補償されない偏差特性
を示し、図3は位置に対する補償された偏差特性を示
す。図4は、補償要素をKb+(位置n-1){(Kt−K
b)/Rise}に基づく、位置に対するすべりと張力
の特性図であって、Ktは昇降路の頂部での期待される
加速度に対するすべりと張り、Kbは昇降路の底部での
期待される加速度に対するすべりと張り、Riseは位
置の最大値である。
【0021】本発明(図1)によれば、補償装置は補償
された信号発生器25を含んでおり、信号発生器25
は、補助された信号(PoSn)を発生するとともに、
公知のエンコーダアッセンブリ24によって発生された
真のエンコーダ位置信号nにもとずいて動作するための
エレベータ運動制御補助システム(MCSS)内に含ま
れる。信号発生器25は、図5に示すように、MCSS
を形成する商業的に有効なハードウェアとソフトウェア
を含んでいるとともに、図1の式に示すような本発明の
補償された位置基準関数に対応する適正な指令とデータ
を含んでいる。信号発生器25は、位置n-1を指令され
た加速度n-1用の閉ループフィードバック装置を強調す
るために、運動制御補助システム(MCSS)の残りの
ものから分離して示されている。図6は全部にわたる公
知の制御装置を示し、この制御装置は動作制御補助シス
テム(OCSS),ドア制動補助システム(DCS
S),運動制御補助システム(MCSS),および駆動
制動補助システム(DBSS)を含み、これらの全ては
適正に接続して示されている。運動制御補助システム
(MCSS)は、駆動制動補助システム(DBSS)と
組合わせて働く運動制御補助システム(MCSS)であ
って、動作制御補助システム(OCSS)のもとでかご
の運動を制御する。例えば、ここに参考として掲げられ
ている米国特許第5,168,136号,第5,16
8,133号,第5,202,540号,第5,02
4,296号,第4,751,984号,および第4,
497,391号を参照のこと。指令とデータの符号化
と、例えば図6のものは本発明の範囲内である。
【0022】さらに詳しくは、信号発生器25のハード
ウェアとソフトウェアは、図5に示すように、マイクロ
コンピュータ,マイクロプロセッサ,RAM,ROM,
IRPTと、アドレス,データおよび制御バス,および
I/Oによって構成される。
【0023】図6は制御装置の構成を示すもので、10
1は各かご用の動作制御補助システム(OCSS)、1
02と103は2−ウェイ通信、104はリモートステ
ーション、105は直列リンク、106は切換モジュー
ル、107は動作制御補助システム、108は直列リン
ク、109はリモートステーション、110は直列リン
クである。また、111はドア制御補助システム(DC
SS)、112は運動制御補助システム(MCSS)、
112Aは駆動制動補助システム(DBSS)であっ
て、これと各動作制御補助システム(OCSS)によっ
てそれぞれかご制御装置が形成される。
【0024】一側として、米国特許第5,168,13
6号で開示されているように、動作制御補助システム
(OCSS)101として知られているマイクロプロセ
ッサはすべて2−ウェイリング通信(102,103)
において共に接続されている。各OCSS101はそれ
ぞれ多数のサブシステムと信号装置を持っている。例え
ば、ホール呼びボタンとライトは、リモートステーショ
ン104とリモート直列リンク105に、切換モジュー
ル106を介して接続されている。かごボタン,ライト
およびスイッチは、同様にリモートステーション107
と直列リンク108を介して、OCSS101に接続さ
れている。例えば、かごの方向と位置を表示する指示器
はリモートステーション109とリモート直列リンク1
10を介してOCSS101に接続されている。
【0025】例えば、かごの負荷測定はドア制御補助シ
ステム(DCSS)111によって定期的に読み出さ
れ、このドア制御補助システムはかご制御装置の一部で
ある。この負荷は運動制御補助システム(MCSS)1
12に送られ、このMCSS112も制御装置の一部で
ある。この負荷は、順番にOCSS101に送られる。
DCSS111とMCSS112は、駆動制動補助シス
テム(DBSS)112Aと組合されてOCSS101
の制御のもとに働くマイクロプロセッサである。
【0026】この補償の効果(すなわち、補償位置基準
関数)は図2と図3のグラフで示されている。各グラフ
は、その上部トレースにおいて、かごに直接的に機械的
に接続されているシャフトエンコーダと駆動機械のシャ
フトに取付けられ学習されたスタティック特性に重畳さ
れた短いエンコーダ間の差、および下部トレースにおい
てダイナミック効果(ダイナミック成分はスタティック
特性に集中することに注意のこと)を訂正するために印
加される補償信号と共に駆動機械シャフトで指令された
加速度を示す。図2は補償がされていないこれらの特性
を示し、図3は補償信号が印加された時に起こることを
示す。また、両方のグラフは、不連続基準点が、例えば
DZ(ドアゾーン)トレースによって示されているよう
に、各グラフの底部で生じることを示す。図3に示すよ
うに、ダイナミック成分がかなり減少される。
【0027】エレベータシステムが正常な自動位置決め
のもとにあり、かつ昇降路における基準位置点が検出さ
れると、エンコーダパルスカウントは、位置基準テーブ
ルの値と同じになり、差が未消される。これにより、そ
の特殊な時間に位置制御によって使用される位置の値に
変化が生じる。このステップが充分に小さな大きさであ
れば、位置制御は正しい動作からそれ程にはそれない。
しかしながら、高層階用に対して、この基準点が、正常
な運動制御の加速動作の間に、出会うと、駆動機械エン
コーダパルスカウントは、図2に示すように、学習処理
の間のものとはかなり異なったものとなる。その時にそ
の差を消去すると、かなりの誤差が位置制御システムに
吸収され、もしその誤差が補償されなければ、位置制御
が狂ってしまう。このことは、通常は、走行の終わりに
かごが静止するとき、物理的に目標位置と不一致である
かごによって明らかにされる。しかしながら、パルスカ
ウント(又は真のエンコーダ位置)が、本発明によるダ
イナミックすべりと張りによる予測されたエラーの量に
従って調整されると、制御によってエラーを吸収し、こ
のエラーの大きさがかなり減少するとともに、位置制御
が正常に機能する。補償の理論的に理想的なモードは、
もちろん、励起信号(例えば、加速度)の使用による補
償信号に存在する位相エラーと同様に、かごに存在する
負荷によるすべりと張りの変化も考慮する。理想的な補
償器とは、駆動機械シャフトとかご室自体との間の制御
要素の完全な移送関数に対して計算されたものである。
しかしながら、ここで述べられている方法は、正常な位
置制御内で管理可能なエラーを判定する。
【0028】発明の方法は、大きなエラーが、ゼロでな
い正および負の加速度による位置制御システムに、導入
されるのを防止し、駆動機械シャフトに取付けられた位
置フィードバック信号に存在するすべりと張りのダイナ
ミック成分を中性化する補償された位置基準関数は次の
ように規定される。すなわち、 位置n=(真のエンコーダ位置)n−(指令された加速
度)n-1×{((Kt−Kb)/Rise)(位置n-1)+
b} ここで、真のエンコーダ位置n=(現在の補償されない
位置)/(駆動機械シャフトエンコーダからの真の位置
(例えば、mm))、 位置n=位置制御に使用される駆動機械エンコーダに基
づく現在の位置基準値(例えば、mm)、 位置n-1=駆動機械フィードバックに基づく前の位置基
準値(例えば、mm)、 Rise=位置の最大値(こ
こで位置の最小値は0である)(例えば、mm)、 指令された加速度n-1=運動制御装置によって駆動シス
テムに指令された最も最近の加速度(メートル/秒)、 Kt=昇降路の頂部での期待される加速度に対するすべ
りと張り、 Kb=昇降路の底部での期待される加速度に対するすべ
りと張り、 である。また、KtとKbは各特定のエレベータシステ
ムに対して実験的に決められる。模範的な設備では、K
tは8mm/m/S2であり、Kbは22mm/m/S2
であった。
【0029】
【発明の効果】本発明は以上の如くであって、ロープに
よってモータに接続されたかごと、モータを駆動する駆
動手段と、補償されていないかご位置信号を発生する無
補償信号発生手段、および前記駆動手段に接続され、ロ
ープのダイナミックすべりおよび張りに応答して補償さ
れていないかご位置信号を調節するための指令とデータ
を含むとともに、前記補償されているかご位置信号を発
生する補償信号発生手段、によって構成され、前記補償
信号発生手段が、次の関係によるかご位置信号を発生す
るための指令とデータを含み、当該関係は、 位置n=(真のエンコーダ位置)n−(指令された加速
度)n-1×{((Kt−Kb)/Rise)(位置n-1)+
b} であることを特徴とするものであるから、かごを昇降路
内に正確に位置決めすることができるとともに、エレベ
ータシステム特に高層階用のエレベータシステムの全て
にわたるコストを低減させることができる。
【0030】発明は最良な実施例について開示されてい
るけれども、発明の精神と範囲から逸脱することなく、
種々の他の変形、省略および追加が可能であることは、
当業者によって理解できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のかご位置補償装置の概略ブロック図。
【図2】補償されない偏差特性を示すグラフ。
【図3】補償された偏差特性を示すグラフ。
【図4】本発明の好ましい実施例による補償要素の特性
を示すグラフ。
【図5】補償信号発生手段用のソフトウェア(すなわ
ち、指令と全てのデータ)が格納されかつ実行されるエ
レベータ運動制御補助システムの概略ブロック図。
【図6】本発明が実施される装置であって、8個のかご
を有するエレベータシステム用の従来の制御装置の概略
ブロック図。
【符号の説明】
10…かご 20…モータ 22…ロープ 23…シーブ 24…エンコーダ 25…補償信号発生器 26…運動制御補助システム(MCSS) DBSS…駆動制動補助システム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロープによってモータに接続されたかご
    と、 モータを駆動する駆動手段と、 補償されていないかご位置信号を発生する無補償信号発
    生手段、および前記駆動手段に接続され、ロープのダイ
    ナミックすべりおよび張りに応答して補償されていない
    かご位置信号を調節するための指令とデータを含むとと
    もに、前記補償されているかご位置信号を発生する補償
    信号発生手段、 によって構成されていることを特徴とするエレベータか
    ご位置補償装置。
  2. 【請求項2】 前記補償信号発生手段が、次の関係によ
    るかご位置信号を発生するための指令とデータを含み、
    当該関係は、 位置n=(真のエンコーダ位置)n−(指令された加速
    度)n-1×{((Kt−Kb)/Rise)(位置n-1)+
    b} ここで、真のエンコーダ位置n=(現在の補償されない
    位置)/(駆動機械シャフトエンコーダからの真の位置
    (例えば、mm))、 位置n=位置制御に使用される駆動機械エンコーダに基
    づく現在の位置基準値(例えば、mm)、 位置n-1=駆動機械フィードバックに基づく前の位置基
    準値(例えば、mm)、 Rise=位置の最大値(こ
    こで位置の最小値は0である)(例えば、mm)、 指令された加速度n-1=運動制御装置によって駆動シス
    テムに指令された最も最近の加速度(メートル/秒)、 Kt=昇降路の頂部での期待される加速度に対するすべ
    りと張り、 Kb=昇降路の底部での期待される加速度に対するすべ
    りと張り、であることを特徴とする、請求項1に記載の
    エレベータかご位置補償装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動手段が駆動制動補償システムで
    あることを特徴とする、請求項1に記載のエレベータか
    ご位置補償装置。
JP8343090A 1995-12-22 1996-12-24 エレベータかご位置補償装置 Pending JPH09175748A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/575,797 US5747755A (en) 1995-12-22 1995-12-22 Elevator position compensation system
US08/575797 1995-12-22

Publications (1)

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JPH09175748A true JPH09175748A (ja) 1997-07-08

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ID=24301751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8343090A Pending JPH09175748A (ja) 1995-12-22 1996-12-24 エレベータかご位置補償装置

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US (1) US5747755A (ja)
JP (1) JPH09175748A (ja)

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