KR0186122B1

KR0186122B1 - 엘리베이터의 위치 제어방법

Info

Publication number: KR0186122B1
Application number: KR1019950046029A
Authority: KR
Inventors: 고은만
Original assignee: 이종수; 엘지산전 주식회사
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1999-04-15
Also published as: BR9605766A; US5896950A; JPH09188479A; CN1158818A; CN1075036C; KR970042201A; SG67963A1

Abstract

본 발명은 엘리베이터의 동기위치 검출장치에서 출력되는 펄스를 근거로 하여 엘리베이터의 이동위치를 파악하는 기술에 관한 것으로, 일반적인 엘리베이터의 위치 제어장치에 있어서는 로터리엔코더의 출력펄스가 입력되는 과정에서 예상치 못한 원인에 의해 카운트되는 값이 실제의 펄스 수보다 가감 또는 실제위치에 값과 상이한 경우가 발생되는 결함이 있었는 바, 본 발명은 이를 해결하기 위하여, 목표층을 출발하는 초기시 출발층에서 서비스층까지의 거리를 연산하여 그 거리에 해당하는 속도패턴을 생성하고, 이를 이용하여 위치제어를 함으로써 즉, 특정 위치에서 동기오차 검출시 동기위치를 보정하는 대신 오차에 해당하는 거리량만큼 서비스층의 위치값을 보정한 후 그 보정된 연산 거리로 속도패턴을 재 초기화하여 위치제어를 수행하도록 하였다.

Description

엘리베이터의 위치 제어방법

제1도는 일반적인 엘리베이터의 위치 제어장치에 대한 블록도.

제2도는 일반적인 위치 제어장치에서의 속도 패턴 설명도.

제3도의 (a)내지 (d)는 본 발명에 따른 속도패턴 유형도.

제4도의 (a) 및 (b)는 본 발명 엘리베이터의 위치 제어방법에 대한 신호 흐름도.

제5도는 본 발명에 의한 Psd 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 승강로 2 : 케이지

3 : 위치검출기 4A-4N : 차폐판

5 : 바닥 6 : 운전제어부

7 : 모터제어부 8 : 인버터

9 : 모터 10 : 로터리엔코더

11 : 균형추

본 발명은 엘리베이터의 동기위치 검출장치에서 출력되는 펄스를 근거로 하여 엘리베이터의 이동위치를 파악하는 기술에 관한 것으로, 특히 엘리베이터가 기동하여 정지시까지 전구간에 걸쳐 페루프로 위치를 제어하는 방식에서 엘리베이터의 동기검출장치인 로터리엔코더의 출력신호에 노이즈가 혼입되거나 노프의 늘어남, 시브와 노프간의 슬립등의 원인에 의해 동기위치에 오차가 발생하더라도 엘리베이터가 정확한 위치에 착상되도록 하는데 적당하도록 한 엘리베이터의 위치 제어방법에 관한 것이다.

통상적인 엘리베이터의 운전제어에 있어서, 엘리베이터의 구동모터측에 연결되어 그 모터의 알피엠(RPM)당 특정 펄스수를 생성하는 로터리엔코더 센서의 출력을 엘리베이터의 이동방향(상, 하)에 따라 누적가산함으로써 엘리베이터의 동기위치를 인지할 수 있게 된다. 즉, 설치 초기에 특정한 위치(최하층 바닥)를 기준으로 하여 각 층에서 측정된 로터리엔코더의 펄스수를 그 층의 위치값으로 저장하고, 각 층의 부름에 응답하여 이동할때 그 저장된 위치값을 근거로 이동하게 된다.

이때, 엘리베이터는 안전상 또는 서비스층의 정확한 착상을 보장하고 모터에 무리를 가하지 않기 위하여 동기위치 즉, 누적된 현재 로터리엔코더의 값의 정확성이 보장되어야 하는데 그 로터리엔코더의 출력펄스에 외부의 노이즈가 혼입되거나 노프의 늘어남, 시브와 노프간의 슬립등의 원인에 의해 동기오차가 발생되므로 엘리베이터의 위치 제어시 반드시 이를 고려하여야 한다. 따라서, 본 발명에서는 로터리엔코더의 오차를 특정 위치에서 조사하여 그 오차값이 일정한 한계값 이내에 있으면 이를 속도패턴에 반영하기 위하여 기 생성된 속도패턴을 실시간으로 수정하도록 한 것이다.

제1도는 일반적인 엘리베이터의 위치 제어장치에 대한 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 영구자석(3A)와 리드스위치(3B)로 구성되어 케이지(2)의 상부에 설치되고, 승강로(1)의 일측벽에 소정의 간격으로 설치된 다수의 차폐판(4A-4N)과의 상호작용에 의해 위치검출신호를 출력하는 위치검출기(3)와, 승강장 또는 케이지(2)에서 부름등록이 발생될때 상기 위치검출기(3)와, 로터리엔코더(10)의 출력신호를 근거로 하여 동기위치를 파악하면서 케이지(2)를 해당 층으로 이동시키기 위한 속도지령신호를 출력하는 등 엘리베이터의 운전 및 위치를 제어하는 운전제어부(6)와, 상기 속도지령신호에 따라 엘리베이터 구동 모터(9)의 속도 및 전류를 제어하는 모터제어부(7)와, 상기 모터제어부(7)의 제어를 받아 상기 모터(9)에 구동 상전압을 공급하는 인버터(8)와, 상기 모터(9)의 구동축에 연결되어 그 모터(9)의 회전수에 상응되는 펄스를 생성하는 로터리엔코더(10)로 구성된 것으로, 이의 작용을 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

운전제어부(6)는 엘리베이터의 설치 초기시 케이지(2)가 최하층의 특정위치 예로써, 승강장의 바닥(5)에 정지된 상태에서 동기위치값을 특정값으로 설정한다. 이와같은 상태에서 최상층의 특정 위치까지 상 방향 운전을 하면서 각 층에 설치된 차폐판(4A-4N)에 의해 영구자석(3A)에서 발생되는 자력이 차단되고 이에 의해 리드스위치(3B)가 오프되는 시점에서 지금까지 누적가산된 로터리엔코더(10)의 펄스수와 차폐판(3) 길이의 절반(예:125MM)에 해당하는 펄스수를 더한 값을 계산하여 이를 그 층의 층고값으로 저장한다.

상기와 같이 층고값을 측정한 후 승객에 의해 승강장이나 케이지(2)에서 부름등록이 발생되면, 그 부름등록에 대응하여 목표지점으로 이동하기 위해 출발시 현재의 위치값(Po)과 부름층의 위치값(Pn)까지 주행거리(dist)를 하기와 같이 구한다.

dist=Po-Pd

이후, 상기에서 계산된 주행거리까지 케이지(2)를 주행시키기 위하여 제2도의 속도패턴에 의거하여 파라메터(T2,T4)를 초기화한다.

(식3)에서 J, T₁은 고정된 값이므로 T₂, T₄의 값만 구한다.

초기화된 파라메터(T2,T4)를 근거로 속도패턴을 연산하여 제어주기마다의 케이지(2)가 위치해야 할 기준위치값 P_i(K_iT)를 구하고, 이를 버퍼에 저장한 후 제어주기마다 버퍼에서 그 기준위치값P_i(K_iT)을 읽어 Pr에 저장하고, 케이지(2)의 동기위치가 그 Pr이 되도록 페루프로 위치제어를 하기 위해 Pc(실제 케이지의 동기위치)와의 편차만큼 모터제어부(7)로 명령을 전송한다.

cmd_v=GAIN(Pr-Pc)-----------------------------(식4)

참고로, 제2도에서 미설명된 부호를 설명하면 하기와 같다.

dist : 거리(단위 : MKS)

Psd : 현재위치에서 바로 감속할 때 정지할 수 있는 거리

Pd : 서비스층 위치값

Po : 출발층 위치값

Pn : 새로운 서비스층 위치값

Pc : 동기위치

k : 각 구간내에서의 경과시간을 알리는 카운트값, 구간 1에서의 최고 카운트값은 T1, T1*DELTA_T=K₁T=t₁

Vi(kT)=각 구간내에서의 속도,

V₄(O)=엘리베이터의 정격속도

P(kT)=이동거리

J1-J4 : 케이지(2)의 가속도

pf_step : 속도구간

pf_step1 : 가속전반 완곡부

pf_step2 : 가속부

pf_step3 : 가속후반 완곡부

pf_step4 : 등가속부(정격속도)

pf_step5 : 감속전반 완곡부

pf_step6 : 감속부

pf_step7 : 감속후반 완곡부

t1-t7 : 속도구간별 시간(t1=T1*DELTA_T=k₁T

T1-T7 : 속도구간별 P_i(K_iT) 연산횟수

X:현재 기준 P_i(K_iT) 연산시점

그러나, 일반적인 엘리베이터의 위치 제어장치에 있어서는 로터리엔코더의 출력펄스가 입력되는 과정에서 예상치 못한 원인에 의해 카운트되는 값이 실제의 펄스 수보다 가감되는 경우가 발생되거나, 카와 카운터 웨이트간에 연결된 로프의 늘어남 또는 시브와 로프간의 슬립에 의해 펄스수에 해당되는 위치값과 실제카 위치의 상이함에 의해 엘리베이터의 동기위치에 큰 오차가 발생된다. 따라서, 원할한 위치제어를 위해서는 엘리베이터가 서비스층까지 주행할때 제2차의 하드웨어적인 위치검출용 센서를 이용하여 동기위치를 보정할 필요가 있다. 그러나, (식4)에서와같이 동기위치값을 보정하면 그 동기위치값 Pc가 예상치 못한 값으로 변화되므로 급격한 위치편차에 따른 속도지령에 의해 승차감 및 시스템에 손상을 줄 수 있고, 무리한 속도지령 변화에도 불구하고 서비스층의 0레벨(바닥면)에 정확하게 착상하지 못하여 정확한 위치제어성능을 향상시키지 못하게 되는 요인으로 대두되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 출발시부터 정지시까지 페루프에 의해 위치제어를 수행하는 방식을 사용하는 엘리베이터에 있어서, 위치제어성능을 향상시키고 실시간으로 속도패턴을 수정하기 위해 출발층에서 서비스층까지의 거리를 연산하여 그 거리에 해당하는 속도패턴을 생성하여 이를 근거로 위치제어를 수행하는 엘리베이터의 위치 제어방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 엘리베이터의 위치 제어방법은 부름 발생에 부응하여 서비스하면서 각층에 설치된 위치검출기에 의해 층이 검출될 때 로터리엔코더의 누적 펄스수를 근거로 동기위치를 구한 후 동기위치 오차값을 구하는 제1과정(S1-S5)과, 상기 동기위치 오차값을 특정 범주값과 비교하여 그 비교결과에 따라 동기위치를 에러로 처리하거나, 임시로 변경한 새로운 서비스층 위치값(Pn)을 이용하여 새로운 주행거리(dist)를 연산하는 제2과정(S6-S10)과, 원래의 서비스층 위치값(Pd)과 새로운 서비스층 위치값(Pn)을 비교하여 그 위치값(Pn)이 더 클경우, 파라메터(T2,T4)를 새로 구하고 이를 이용하여 파라메터(J)를 구한 후 이를 감속구간(J3,J4)에 적용하는 제3과정(S11-S16)과, 상기 제3과정에서의 비교결과 위치값(Pn)이 더 작을 경우, 그 위치값(Pn)보다 위치값(Psd)이 같거나 커지는 시점까지 과거의 속도패턴을 유지하고 커지는 시점에서 변경하는 제4과정(S17-S21)과, 상기 재 연산된 파라메터(T2, T4, J)를 근거로 동기 위치값P_i(K_iT)를 작성하여 저장한 후 제어주기마다 그 P_i(K_iT)를 새로운 속도패턴으로 설정하는 제5과정(S22)으로 이루어지는 것으로, 이와 같이 이루어진 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제1도, 제3도 내지 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

승강장 또는 케이지(2)에서 부름등록이 발생되어 케이지(2)가 목표층으로 주행할 때 가속 및 등속구간(감속구간에서는 적용되지 않음)에서 각 층에 설치된 차폐판(4A-4N)에 의해 리드스위치(3B)가 오프 될 때 마다 운전제어부(6)는 동기위치 오차를 검출하게 되는데, 이때, 오차량이 특정값(Critical upper bound)보다 큰지를 확인하여 크면 본 발명의 위치제어방법을 적용하지 않고 에러로 처리한다.

그러나, 상기의 확인결과 오차가 특정값 이내에 있는 것으로 판명되면 동기 위치 오차값(OFFSET)을 고려하여 서비스층의 위치값을 임시로 새로운 서비스층 위치값(Pn)으로 변경하여 주행거리(dist)를 다음과 같이 재 연산한다.

Pn=Pd+OFFSET

dist=Pn-Po

이와 같이 주행거리(dist)가 재연산되면 그 재 연산된 거리에 따라 다음과 같이 패턴 파라메터를 재 연산한다.

PnPd 일 경우,

상기 (식3)을 이용하여 가속부 구간의 이동거리 즉, 파라메터 T2, T4를 새로 구하게 되는데, 그 T2, T4가 정수이므로 소수점 이하를 버리고 정확한 속도패턴을 얻기 위해 식 (k₂T)=T₂*DELTA_T, (k₄T)=T₄*DELTA_T를 이용하여 케이지(2)의 가속도 파라메터 J를 새로 구한다. 단, 새로 구해진 J는 현재의 구간에서 적용할 수 없고(속도패턴의 불연속점이 발생되므로) 감속구간에만 적용하여 파라메터 J3, J4를 변경한다.

PnPd 일 경우,

새로운 서비스층 위치값 Pn보다 현위치에서 감속하여 정지할 수 있는 위치값(Psd)(제5도)이 같거나 커지는 시점까지는 과거의 속도패턴을 유지하고, 커지는 시점에서부터는 아래와 같이 속도패턴을 변경한다.

-pf_step=2일 경우

T4=0

T6=K2

pf_step=3

-pf_step=4일 경우

T6=T2

pf_step=5

상기의 재 연산된 T2, T4, J를 근거로 속도패턴을 연산하여 주기마다 케이지(2)가 위치하여야 할 기준 동기 위치값 P_i(K_iT)를 연산하여 소정의 버퍼에 저장한다.

마지막으로, 제어주기마다 상기 버퍼에서 P_i(K_iT)를 읽어내어 Pr에 저장한후 케이지(2)의 동기위치가 그 Pr이 되도록 페루프로 위치를 제어하기 위하여 Pc(실제 케이지의 동기위치)와의 편차만큼 모터제어부(7)에 다음과 같은 명령(cmd_v)을 전송한다.

cmd_v=GAIN(Pr-Pc)

참고로, 제3도에서, (a)는 주행할 거리(dist)Dref1일때 패턴 유형을 보인 것이고, (b)는 Dref1≤주행할 거리(dist)Dref1일 때 속도패턴 유형을 보인 것이며, 여기서, t=0이고, 거리에따라 t2,t6이 달라진다. 단, t2, t6의 최대값은 a포인트에서 정격속도를 넘지 않는 값이다. 또한, 제3도의 (c) 및 (d)는 주행할 거리≥Dref2일 때 속도 패턴 유형을 각각 보인 것으로 여기서, t2, t6은 a포인트에서 정격속도가 되기 위해 정해진 값이며, t4는 거리에 따라 달라지는 값이다.

제3도에서 유형3의 사다리꼴 면적(b)이 정격속도이고 t4=0이므로,

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 서비스층으로 주행하기 위하여 출발하는 초기시 출발층에서 서비스층까지의 거리를 연산하여 그 거리에 해당하는 속도패턴을 생성하고, 이를 이용하여 위치제어를 함으로써 즉, 특정 위치에서 동기오차 검출시 동기위치를 보정하는 대신 오차에 해당하는 거리량만큼 서비스층의 위치 값을 임시로 보정한 후 그 보정된 연산 거리로 속도 패턴을 재 초기화하여 위치제어를 수행함으로써 위치제어의 성능을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

부름발생에 부응하여 서비스하면서 각층에 설치된 위치검출기에 의해 층이 검출될 때 로터리엔코더의 누적 펄스수를 근거로 동기위치를 구한 후 동기 위치 오차값을 구하는 제1과정과, 상기 동기위치 오차값을 특정 범주값과 비교하여 그 비교결과에 따라 동기위치를 에러로 처리하거나, 임시로 변경한 새로운 서비스층 위치값(Pn)을 이용하여 새로운 주행거리(dist)를 연산하는 제2과정과, 원래의 서비스층 위치값(Pd)과 새로운 서비스층 위치값(Pn)을 비교하여 그 비교결과에 따라 파라메터(J)를 새로 구하여 특정 감속구간에 적용하거나 소정시점까지 과거의 속도패턴을 유지한 후 속도패턴을 변경하는 제3과정과, 상기 재 연산된 파라메터(T2, T4, J)를 근거로 기준 동기위치값P_i(K_iT)를 작성하여 저장한 후 제어주기마다 그 P_i(K_iT)를 새로운 속도패턴으로 설정하는 제4과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 위치 제어방법.
제1항에 있어서, 제3과정은 원래의 서비스층 위치값(Pd)과 새로운 서비스층 위치값(Pn)을 비교하여 그 위치값(Pn)이 더 클경우, 파라메터(T2, T4)를 새로 구하고 이를 이용하여 파라메터(J)를 구한 후 이를 감속구간(J3, J4)에 적용하는 제1단계와, 상기 제3과정에서의 비교결과 위치값(Pn)이 더 작을 경우, 그 위치값(Pn)보다 위치값(Psd)이 같거나 커지는 시점까지 과거의 속도패턴을 유지하고 커지는 시점에서 변경하는 제2단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 위치 제어방법.
제2항에 있어서, 제1단계는 (k₂T)=T₂*DELTA_T, (k₄T)=T₄*DELTA_T의 식을 이용하여 라메터(J)를 구하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 위치 제어방법.