TWI529117B - 電梯安全故障即時檢出系統及其方法 - Google Patents

Description

電梯安全故障即時檢出系統及其方法

本發明係有關於一種電梯安全故障即時檢出系統及其方法，尤指一種具備雙軸即時比對校正的電梯控制技術，俾能達到故障即時檢出的功效。

按，所知的牽引式電梯是藉由捲揚機的驅動，使車廂與配重分別與各自之導軌作引導的垂直升、降。請參看圖1所示，電梯10的架構包括有捲揚機11、限速器(GOVERNOR)12及機械室1。一般而言，機械室1可供配電箱、捲揚機11及限速器12等機構設置其上，且機械室1多是設置在車箱13升降通路的頂部。捲揚機11則是以捲繞之鋼索15將車廂13與配重14做吊掛式的結合，以控制車箱13做垂直的升或降。至於捲揚機11的具體架構則包括馬達110、槽輪111、電磁制動器(BRAKE)及減速機等構件。

再者，電梯10的機械結構會因經久使用難免出現老化與機件不良等現象，例如鋼索15、導滑片損耗、機械制動器故障、限速保護開關失靈等，這些問題僅是靠消極保養及安全檢查來解決的話，仍會出現一些人為疏失或無法預料之意外狀況的產生，例如異物入侵等，這些因素往往會造成重大的電梯工安事件。當啟動電梯10時，捲揚機11不轉，車廂13或配重14向下運動時由於障礙物而停位，導致鋼索15在槽輪111上打滑。具體分析而論，啟動電梯10時捲揚機11不轉，可能有下列所述的原因：

(1)機械卡阻或超載，如制動器沒有打開，蝸輪被卡死，車廂13或配重14向上運動時由於障礙物而停住，車廂13上行時嚴重超載，如此會導致馬達110嚴重過載而發生堵轉，時間一久可能導致馬達110被燒毀的情事。

(2)馬達110缺相運行，如馬達110的供電接觸器的一組觸頭斷裂或接觸不良，或供電導線中斷，或接線端子接觸不良，(此時電梯供電電源沒有缺相，因此相序保護器並沒有動作)，馬達110缺相運行可能導致馬達110被燒毀。

較常見的原因不外乎是車廂13或配重14安全鉗誤動作(電氣開關沒有動作)，或者是車廂13蹲底壓緩衝器，車廂13沖頂，配重14壓緩衝器，並同時電梯10安全回路於故障沒有斷開，導致車廂13或配重14壓緩衝器後捲揚機11繼續運行。無論是何種原因使車廂13或配重14下行時受阻停住，如果電梯10繼續運行，由於車廂13或配重14停住的一側的鋼索15沒有了受力，根據電梯10的曳引條件，必然出現鋼索15在槽輪111上打滑的現象，經過一段時間後勢必會將鋼索15磨斷，導致配重14或車廂13墜落，以致發生重大的電梯事故，或者是將槽輪111磨穿，一旦鋼索15脫落，同樣會發生電梯的重大事故。

對於以上意外的防止方面，依據中國GB 7588-2003規定，電梯10必須裝設有馬達110運轉時間的限速器12，時間限制應在45sec以內或全程時間加10sec兩者間較小者。亦即馬達110要運行45sec後才判定為故障，如此仍有45sec內車廂13墜落的可能意外發生機會。此外，必須補充說明的是，限速器12在台灣業界俗稱為調速機，其動作原理係利用離心力，使得一槌重偏移而致使電器跳開動作，關閉馬達110，以及機械跳脫夾住限速器鋼索121，引起機械連動使得車廂13上之安全鉗夾住鋼軌，讓車廂13不至於墜落。

如圖4所示，一般電梯10於各樓層均裝有至少一組的限速開關19，且接近頂樓層及底樓層皆各自設有終點的限速開關19，當電梯10車箱13進入上述限速區時，即會經感應而啟動限速的功能，如此雖然可以避免高速衝頂樓層或高速衝底樓層的危險，惟，一旦機械式之限速開關19失效或誤觸動作時，同樣會造成重大的意外傷亡情事。

目前電梯10的定位方法多是採用單軸的訊號回授方式，如圖1~3所示，換言之，即是以一組編碼器(Encoder)17來感測馬達110的旋轉狀態，並轉換為車廂13位移的即時位置。而且是以馬達110回饋給變頻器18之編碼器(Encoder)17信號來做為車廂13位置判斷依據。當馬達110轉動則表示車廂13在移動中。此外，馬達110又分為(PM)與(AM)兩種型態。圖2所示為感應馬達(AM)10的操控示意，變頻器18將信號除頻號送給控制模組16，編碼器17(Encoder)提供回授信號給變頻器18，控制模組16下達加速減速或停車等控速定位命令。圖3所示則為(PM-VVVF)馬達110的操控示意，變頻器18提供變頻變壓動力驅動馬達110，變頻器18將信號除頻號送給控制模組16，編碼器17提供回授信號給變頻器18，控制模組16下達加速、減速或停車等控速定位命令，變頻器18提供變頻變壓動力驅動馬達110。上述電梯定位的方法，如果電梯10車廂13一旦卡住，則會造成鋼索15打滑，此時控制模組16則會誤認電梯10車廂13持續在位移之中，雖然有加上時間計時器45sec的保護，惟，同樣無法達到即時(Real time)檢出故障並做出緊急停車的控制功效。

除此之外，依據目前所知，與本案相關的專利前案如下所示：

(1)本國發明公告第37548號『電梯之位置檢出方法及裝置』，其與傳統電梯定位方式相同，其是以一位置檢測器來感測電梯馬達的旋轉狀態，並轉換為車廂位移的即時位置，其與傳統電梯定位方式差異僅在於，其設定有一比對校正之用的基準值，雖然可以得到較傳統電梯定位更好的位置檢測精度，惟，其仍為單軸的訊號感測架構，倘若車廂或配重下行時受阻停住且馬達持續運行時，由於車廂或配重停住的一側的鋼索沒有了受力，根據電梯的曳引條件，必然出現鋼索在槽輪上打滑，經過一段時間後勢必會將鋼索磨斷，導致配重或車廂墜落，以致發生重大的電梯工安事故。

(2)本國發明公告第284741號『電梯之位置檢測裝置』，其與傳統電梯定位方式不同的是，其是以一組位置檢測器來感測電梯限速器(即調速器)的旋轉狀態，並轉換為車廂位移的即時位置，雖說可以得到較傳統電梯定位更好的位置檢測精度，惟，其仍為單軸的訊號感測架構，故無法做進一步即時的雙重比對確認，當位置檢測器或是調速器故障而馬達的傳動部分為正常運轉時，控制模組則會誤認電梯車廂處於故障狀態，因而強制關閉馬達，並使車廂停車，如此將會造成電梯搭乘上的不便與困擾。

有鑑於此，習知電梯設備無法建構出一套雙軸訊號感測的技術架構，以致無法做進一步即時雙重的比對確認，從而造成重大的電梯工安事故，因此，經本發明人努力研發之下，終於研發出一套可以善習知電梯設備缺失的本發明。

本發明第一目的在於提供一種電梯安全故障即時檢出系統及其方法，主要是藉由雙軸即時比對校正的機能建置，以達到電梯故障即時檢出的功效，因而具有車廂定位檢測精度高、準確性佳以及提升人員乘坐電梯的安全性等特點。達成上述目的之技術手段，係以二組編碼器分別感測電梯捲揚機與電梯限速器轉輪的旋轉狀態而產生二個可供比對的回授訊號。控制模組再將二個回授訊號分別轉換為對應電梯車箱位移位置的第一位移值及第二位移值；或是對應車箱位移速度的第一速度值及第二速度值，當第一位移值與第二位移值之差值大於一預定位移值；或第一速度值與第二速度值大於一預定速度值時，則判定電梯為故障狀態，並輸出停車的該控制訊號至馬達中。

本發明第二目的在於提供一種具備虛擬終點開關功效之電梯安全故障即時檢出系統及其方法，主要是藉由虛擬終點開關的建置，以避免因實體終點限速開關故障所致之電梯工安事故的發生，以增加多一層的安全防護保護網。達成上述目的之技術手段，係於控制模組內建有一運算程式，該運算程式包括一虛擬終點開關模式，執行該虛擬終點開關模式時，係將對應各實體終點限速開關位置之該第一位移值與該第二位移值分別設定為第一虛擬終點開關與第二虛擬終點開關，當該車箱經過對應該第一虛擬終點開關與該第二虛擬終點開關的位置且該實體終點開關尚未回送感測訊號時，該控制模組則判定該實體終點限速開關故障，並輸出減速或停車之該控制訊號至該馬達中。

本發明第三目的在於提供一種具備虛擬限速器功效之電梯安全故障即時檢出系統及其方法，主要是藉由虛擬限速器的建置，以避免因實體虛擬限速器故障所致之電梯工安事故的發生，以增加多一層的安全防護保護網。達成上述目的之技術手段，係該控制模組內建有一運算程式，該運算程式包括一虛擬限速器模式，執行該虛擬限速器模式時，係預先設定一電梯速度跳脫值Vov，當該第一速度值或該第二速度值大於該電梯速度跳脫值Vov時，則判定實體該限速器故障，並執行電器跳脫中斷。

本發明第四目的在於提供一種具備雙軸定位校正功效之電梯安全故障即時檢出系統及其方法，主要是藉由雙軸虛擬限速開關的建置，以提升電梯車廂於各樓層的定位精度與安全性。達成上述目的之技術手段，係該控制模組內建有一運算程式，該運算程式包括一虛擬限速開關模式，執行該虛擬限速開關模式時，係先將各樓層參數輸入，將每一該樓層參數依序設定為複數個對應的該第一位移值與該第二位移值，並於對應各實體該限速開關位置之該第一位移值與該第二位移值分別設定為第一虛擬限速開關及第二虛擬限速開關，於該電梯運轉時，分別比對該第一位移值、該第二位移值、該第一速度值及該第二速度值，並將比對結果作為調節加速、減速或停車之該控制訊號的依據。

壹. 本發明第一實施例 1.1 基本架構

本實施例為達成本發明第一目的之基本實施例。圖5、6所示之系統係包括一第一編碼器20、一第二編碼器30及一控制模組40等技術特徵。第一編碼器20用以感測電梯10之捲揚機11的旋轉狀態而產生第一回授訊號。第二編碼器30用以感測電梯10限速器12轉輪120的旋轉狀態而產生第二回授訊號。控制模組40可依據輸入指令而輸出包括加速、減速及停車等控制訊號來控制馬達110的運轉，上述輸入指令可以是指車廂13內之複數個樓層選擇按鈕或是位於各樓層搭乘口的上、下選擇按鈕而言。且控制模組40可將第一回授訊號與第二回授訊號轉換為對應電梯10之車廂13位移位置的一第一位移值及一第二位移值，再由圖8中得知，控制模組40對於每一第一位移值與第二位移值各自皆定義有對應的樓層高度以及位置，或是對應車廂13位移速度的一第一速度值及一第二速度值，當第一位移值與第二位移值之差值大於一預定位移值或第一速度值與第二速度值大於一預定速度值時，控制模組40則判定電梯10為故障狀態，並輸出停車的控制訊號至捲揚機11的馬達 110中。

具體而言，為使馬達110得到較佳的動能輸出，如圖6所示之架構係包括一變頻器31，可將第一回授訊號除頻後傳送至控制模組40中，變頻器31再將控制訊號變頻後傳送至馬達110中，以控制馬達110的運作。此外，圖5所示之限速器12與馬達110位於頂部之電機室1，限速器12包括一位於電機室1且與第二編碼器30連動的轉輪120、一位於相對電機室1另端的滑輪122、一套連在轉輪120與滑輪122的限速器鋼索121，限速器鋼索121與車廂13連動，可藉由車廂13垂直位移而帶動限速器鋼索121，進而驅動轉輪120與滑輪122的旋轉，當車廂13失速時，轉輪120上之卡制機構(其為習知構造，本圖式例未再贅示)會因離心力作用而被啟動，進而夾住限速器鋼索121，同時觸發連動車廂13上的連動機構(其為習知構造，本圖式例未再贅示)，使車廂13上的安全卡鉗(其為習知構造，本圖式例未再贅示)伸出而卡制導軌(其為習知構造，本圖式例未再贅示)，如此即可達到車廂13的緊急停車功效。

為方便說明本發明雙軸的技術概念，故將X軸表示為第一編碼器20所感測而換算得到的數值，亦即第一編碼器20感測馬達110轉動狀態，由控制模組換算為電梯10位移的第一位移值，並定義為X軸的數值。並將Y軸表示為第二編碼器30所感測而換算得到的數值，第二編碼器30感測車廂13連動限速器12的電梯10位移的第二位移值，並定義為Y軸的數值。當電梯10運轉時，第一編碼器20、第二編碼器30分別感測而傳回之第一、第二回授訊號， 經轉換後分別表示為X軸及Y軸的二維座標值，亦表示虛擬為電梯10在二維座標軸上之位置的二維座標，即本發明所謂的電梯位移位置Position=(X,Y)。若電梯10處於無故障狀態，捲揚機與限速器所帶動的位移距離應相等，亦即X軸與Y軸之位置與速度經過單位換算後應該要相等，否則誤差R超過一定值以上，我們就要判定為故障產生。位置誤差之單位以mm來表示，則電梯10無故障狀態時，應符合|(X_mm-Y_mm)|<R_mm。當誤差R_mm超過一預定值以上即表示第一位移值(X_mm)與車廂13實際位置不一致，也就是故障出現，此時控制模組會下達緊急停止之控制訊號，以完成所需的車廂13停車功能，以避免重大危害的發生。

1.2 位移計算模式

本發明於一種較為具體的實施例中，控制模組40內建有一運算程式，運算程式包括位移計算模式，執行位移計算模式時，首先設定基準電梯10之車廂13的速度V為一時間單位內車廂13行走的距離，單位為公釐(mm)，再將電梯10速度V除以該時間單位內第一編碼器20的脈波數，以求得每一脈波的移動距離，並將第一編碼器20產生的總計脈波數乘以每一脈波的移動距離，如此即可求出第一位移值(X_mm)。

換言之，通常第一編碼器20每轉一圈產生之脈波數(Pluse)以En(p/r)來表示。馬達轉速(RPM)=每分鐘馬達旋轉的圈數(1000)。電梯速度(V)=每分鐘車廂13行走的距離，其單位為m/m。設電梯運轉1分鐘所行走之距離為1M_plus=En(p/r)x RPM(r/m)= V(m/m)x 1000(mm)=1M_mm。1 pulse=V x 1000/En x RPM(mm)。車廂X軸位置：X_mm=X_pluse x(V x 1000/En x RPM)(mm)。

另一方面，運算程式之位移計算模式執行時，係將第二編碼器30產生的脈波數乘以2 π R再除以第二編碼器30每轉一圈產生之脈波數，以計算出第二位移值(y_mm)，且2 π R為限速器12之轉輪120轉一圈之圓周長，R則為限速器12之轉輪120的半徑。限速器12輪轉一圈之脈波數Y_En(p/r)=轉一圈之圓周長2 π R(mm)，R=限速器12輪之半徑。電梯車廂的Y軸位置：Y_mm=Y_pluse x(2 π R/Y_En)(mm)。

1.3 雙軸安全控速模式

如圖8、9所示，運算程式包括一雙軸安全控速模式，執行雙軸安全控速模式時，將第一編碼器20於一時間單位內所產生的脈波數轉換為車廂13的行走距離，亦即利用前述原理所獲得的X軸位置對應時間軸的變化，可以計算出第一速度值(Vx)。並將第二編碼器30於該時間單位內所產生的脈波數轉換為車廂13的行走距離，亦即利用前述原理所獲得的Y軸位置對應時間軸的變化，可以計算出第二速度值(Vy)。其中可將第一速度值(Vx)與第二速度值(Vy)分別表示為電梯之X軸及Y軸的二維速度式，電梯二維之速度式：Speed=(Vx,Vy)。如圖9所示，假設將第一速度值Vx速度與第二速度值Vy速度做比較，發現兩者速度偏差過大(亦即超過一預定值)時就可以判定電梯為故障。亦即符合|(Vx_m/m-Vy_m/m)|<R_m/m，則判電梯無故障。

貳. 本發明第二實施例

本實施例為達成本發明第二目的之具體實施例。本實施例除了包括第一實施例的技術特徵外，係於控制模組40內建有一運算程式，該運算程式包括虛擬終點開關模式，執行虛擬終點開關模式時，係將對應實體終點限速開關50位置之第一位移值與第二位移值分別設定為第一虛擬終點開關41a與第二虛擬終點開關41b，如圖7所示，當車廂13經過實體終點限速開關50且未回送感測訊號時，控制模組40則判定實體終點限速開關50故障，並於車廂13抵達對應第一虛擬終點開關41a與第二虛擬終點開關41b所在的位置時，開始輸出減速或停車之該控制訊號至馬達110中，以控制車廂13減速或停車。

圖7所示，為保護該等實體終點限速開關50於失效時，讓車廂13仍能即時減速與停車，故本發明控制模組40包括一組微處理器(DSP型MPU)，並以定位編碼器介面(Quadrature Encoder Interface，QEI)中斷功能製造出兩組虛擬終點限速開關41a、41b，其功能與實體終點限速開關50均一樣。此外，一般微處理器使用加法暫存器來做運算，其功能只有整數，例如3/2的結果等於1，如果要得到小數點1.5的效果就得運用一些函數，要做得越精細定義的小數點就要業多，這些運算往往會佔掉很多中央處理器的運算時間(CPU time)，因而影響即時控制的功效，以及計算出來數值之準確度。近年來，一些微處理器單元(Microprocessor Unit，MPU)廠商針對這些問題與需求推出結合微控制器(MCU)和數位訊號 處理器(DSP)而設計有支援浮點運算的中央處理器(Floating-Point CPU)，例如德州儀器公司於2011年11月推出的28x+ARM^® Cortex^TM M3 Concerto^TM Series雙核心中央處理器，就有支援浮點運算之功能，本發明於大量且即時之運算時，依照上述微處理器單元(MPU)之規格即可支應完成與勝任。

參. 本發明第三實施例

本實施例為達成本發明第三目的之具體實施例。本實施例除了包括第一實施例的技術特徵外，係於控制模組40內建有運算程式，該運算程式包括虛擬限速器模式，執行虛擬限速器模式時，係預先設定一速度跳脫值Vov，當第一速度值或該第二速度值大於速度跳脫值Vov時，則判定實體限速器12故障，並執行電梯10之電氣設備跳脫而斷電，以中斷對捲揚機之馬達的供電，輔助車廂13減速或停車。本發明電梯速度式表示為Speed=(第一速度值(Vx)，第二速度值(Vy))，加上過速度中斷之功能，就可以完成電梯之電氣設備跳脫而斷電之功能。第一速度值(Vx)及第二速度值(Vy)中可以設定一電梯速度跳脫值Vov，當Vx或Vy大於Vov時就執行跳脫中斷，由於執行在於軟體，沒有實體之裝置，故本發明稱為虛擬限速器，此一虛擬限速器可以當作備援之限速器功能，當實體限速器12失效時仍具有限速或停車的功能，使得電梯10於乘坐上可以多一層的保障。

肆. 本發明第四實施例 4.1 基本架構

本實施例為達成本發明第四目的之具體實施例。本實施例除了包括第一實施例的技術特徵外，係於控制模組40內建有運算程式，該運算程式包括雙軸定位校正模式，執行雙軸定位校正模式時，係先將各樓層參數輸入，將每一樓層參數依序設定為複數個對應的第一位移值與第二位移值。如圖7所示，係於對應各實體限速開關51位置之第一位移值與第二位移值分別設定為第一虛擬限速開關42a及第二虛擬限速開關42b，於電梯10運轉時，分別比對第一位移值、第二位移值、第一速度值及第二速度值，並將比對結果作為輸出加速、減速或停車之控制訊號的依據。

另外，雙軸定位之具體作法則如圖7所示，首先將電梯10實際樓高等參數輸入，經演算將雙軸樓層計算出來，並於實體限速開關51之位置處，設立第一虛擬限速開關42a及第二虛擬限速開關42b，然後電梯10運轉時兩軸之位置與速度進行比對。有了雙軸的校正做法，如此即可不需再依靠水平遮板來校正，故可將實體之遮板省略，且一樣可以達到車廂13精準的停車功效。

4.2 具體架構 4.2.1 精度計算

捲揚機馬達(PM馬達)之精度計算，假設捲揚機之馬達轉速RPM=96r/m，速度V=120m/m，除頻值D=32，馬達精度計算公式為：A=V x 1000 x D/En x RPM(mm/p)。第一編碼器20每圈的脈波數En=8192p/r，由上述公式可求得捲揚機馬達精度A=4.88mm/p。

限速器(調速機)之精度計算公式為：A=2 π r/En(mm/p)。第 二編碼器30每轉一圈的脈波數En=1024pluse/r，限速器12轉一圈輪軸圓周長=2 π r=3.1416x240=754mm/r(輪軸半徑120mm)，進而可得限速器(調速機)之精度A=754/1024=0.736mm/p。

由以上精度計算可得下列現象：1. PM馬達極數變大轉速變慢，精度變粗，所以提高Encoder之值來提升精度；2. 電梯速度愈快其精度愈差，愈需要降低除頻值來提升精度；3. 精度愈差愈容易定位不準，衝頂或衝底等不良控制之現象；及4. 樓層愈高鋼索愈長及輕重載差愈大，延展性之誤差愈大，影響精度也愈大。

捲揚機馬達(PM馬達)之精度公式中除頻值D的由來，係因現有控制模組(主機電路)中之計數器(Conter)係採用外掛方式，只有16位元最大處理值只有65532個pluse，無法容納高樓高速產生之計數值，例如1024pluse/r之第一編碼器(Encoder)裝於轉速為1750r/m之馬達轉2sec就會產生59733個pluse，就會產生計數溢位之錯誤，為了解決這一問題，如果將控制模組40之計數器(Counter)及中央處理器(CPU)升級成32位元，即可容納65532x65532=4,294,967,296個脈波(pluse)，該馬達轉1天所產生之脈波(pluse)乃不會溢位。倘若將以上之除頻值D去掉，就可以得到捲揚機馬達(PM馬達)之精度計算公式為：A=V x 1000/En x RPM(mm/p)。

如果將電梯之車廂的移動速度提升到V=300m/m，第一編碼器20每圈的脈波數En=1024pluse/r，可以求得捲揚機精度A=0.167mm/p。

第二編碼器每圈的脈波數En=8192pluse/r，rpm=96，可求得限速器(調速機)之精度A=0.381mm/p。

X軸的精度除了取決於以上之機械特性外，槽輪的摩察係數摩察力不足、信號干擾、井道內之終點開關靈敏度不足等，也會造成該項精度的失真，本發明利用X軸及Y軸兩軸互校正的作法，可以補足精度之失真。

除此之外，雖然本發明可在安裝電梯10之初即將建物之樓高參數輸入，也可以透過試車時的學習動作將該參數讀入記憶體(EEPROM)內，但是萬一無樓高參數可供參考時，本發明亦可於運算程式內建有一學習模式，該學習模式係於該電梯10試車時啟動，可將與各樓層高度參數對應之該第一位移值與該第二位移值依序讀入至一記憶體(EEPROM)內，以供後續之運轉計算使用。再者，為了電梯專業技術人員操作方便，最好這些參數單位均為實際之長度單位如(mm)，如此現場調適作業將會比較順手。參數之轉換公式如下列所示：電梯車廂的X軸位置(第一位移值)：X_mm=X_pluse x(V x 1000/En x RPM)(mm)；電梯車廂的Y軸位置(第二位移值)：Y_mm=Y_pluse x(2 π R/Y_En)(mm)。

伍‧結論

因此，藉由上述技術特徵的建置，本發明確實具有下列的特點：

1. 本發明可藉由雙軸即時比對校正的機能建置，而達到電梯故障即時檢出的功效，因而具有車廂定位檢測精度高、準確性佳以及 提升人員乘坐電梯的安全性等特點。

2. 本發明確實具備虛擬終點開關功效，主要是藉由虛擬終點開關的建置，以避免因實體終點限速開關故障所致之電梯工安事故的發生，以增加多一層的安全防護保護網。

3. 本發明確實具備虛擬限速器功效，主要是藉由虛擬限速器的建置，以避免因實體虛擬限速器故障所致之電梯工安事故的發生，以增加多一層的安全防護保護網。

4. 本發明確實具備雙軸定位校正功效，主要是藉由雙軸虛擬限速開關的建置，以提升電梯車廂於各樓層的定位精度與安全性。

以上所述，僅為本發明之一可行實施例，並非用以限定本發明之專利範圍，凡舉依據下列請求項所述之內容、特徵以及其精神而為之其他變化的等效實施，皆應包含於本發明之專利範圍內。本發明所具體界定於請求項之結構特徵，未見於同類物品，且具實用性與進步性，已符合發明專利要件，爰依法具文提出申請，謹請 鈞局依法核予專利，以維護本申請人合法之權益。

1‧‧‧電機室

10‧‧‧電梯

11‧‧‧捲揚機

110‧‧‧馬達

111‧‧‧槽輪

12‧‧‧限速器

120‧‧‧轉輪

121‧‧‧限速器鋼索

122‧‧‧滑輪

13‧‧‧車廂

14‧‧‧配重

15‧‧‧鋼索

16、40‧‧‧控制模組

17‧‧‧編碼器

18、31‧‧‧變頻器

19‧‧‧限速開關

20‧‧‧第一編碼器

30‧‧‧第二編碼器

50‧‧‧終點限速開關

41a‧‧‧第一虛擬終點開關

41b‧‧‧第二虛擬終點開關

51‧‧‧限速開關

42a‧‧‧第一虛擬限速開關

42b‧‧‧第二虛擬限速開關

圖1係習知結構的架構實施示意圖。

圖2係習知結構控制AM馬達驅動實施示意圖。

圖3係習知結構控制PM馬達驅動實施示意圖。

圖4係習知結構之限速開關於各樓層分佈的實施示意圖。

圖5係本發明基本架構實施的示意圖。

圖6係本發明雙軸控制的方塊示意圖。

圖7係本發明各虛擬限速開關於各樓層分佈的實施示意圖。

圖8係本發明電梯行程對應各樓層位置的實施示意圖。

圖9係本發明雙軸速度對應的實施示意圖。

1．．．電機室

10．．．電梯

11．．．捲揚機

110．．．馬達

111．．．槽輪

12．．．限速器

120．．．轉輪

121．．．限速器鋼索

122．．．滑輪

13．．．車廂

14．．．配重

15．．．鋼索

20．．．第一編碼器

30．．．第二編碼器

Claims (7)

1. 一種電梯安全故障即時檢出方法，其應用於一電梯，該電梯包括一電梯捲揚機、一第一編碼器、一限速器轉輪及一控制模組，以該第一編碼器感測該電梯捲揚機的旋轉狀態而產生一第一回授訊號；其特徵在於，以一第二編碼器感測該限速器轉輪的旋轉狀態而產生一第二回授訊號，再以該控制模組將該第一回授訊號與該第二回授訊號分別轉換為一第一位移值及一第二位移值，或分別轉換為一第一速度值及一第二速度值，當該第一位移值與該第二位移值之差值大於一預定位移值，或該第一速度值及該第二速度值大於一預定速度值時，該控制模組則輸出一控制訊號以對該車廂做停車的控制，其中，該控制模組內建有一運算程式，該運算程式可供執行一虛擬終點開關模式，執行該虛擬終點開關模式時，係將對應各實體終點限速開關位置之該第一位移值與該第二位移值分別設定為一第一虛擬終點開關與一第二虛擬終點開關，當該車箱經過該實體終點開關且未回送感測訊號時，該控制模組則判定該實體終點限速開關故障，並於對應該第一虛擬終點開關與該第二虛擬終點開關所在的位置開始輸出減速或是停車的該控制訊號至該電梯捲揚機之一馬達中。
2. 一種電梯安全故障即時檢出方法，其應用於一電梯，該電梯包括一電梯捲揚機、一第一編碼器、一限速器轉輪及一控制模組，以該第一編碼器感測該電梯捲揚機的旋轉狀態而產生一第一回授訊號；其特徵在於，以一第二編碼器感測該限速器轉輪的旋轉狀 態而產生一第二回授訊號，再以該控制模組將該第一回授訊號與該第二回授訊號分別轉換為一第一位移值及一第二位移值，或分別轉換為一第一速度值及一第二速度值，當該第一位移值與該第二位移值之差值大於一預定位移值，或該第一速度值及該第二速度值大於一預定速度值時，該控制模組則判定該電梯為故障狀態，並輸出一控制訊號以對該車廂做停車的控制，其中，該控制模組內建有一運算程式，該運算程式可供執行一虛擬限速器模式，執行該虛擬限速器模式時，係預先設定一電梯速度跳脫值Vov，當該第一速度值或該第二速度值大於該電梯速度跳脫值Vov時，則執行該電梯之一電氣設備跳脫而斷電，以中斷對該電梯捲揚機之一馬達的供電，以輔助該車廂減速或停車。
3. 一種電梯安全故障即時檢出方法，其應用於一電梯，該電梯包括一電梯捲揚機、一第一編碼器、一限速器轉輪及一控制模組，以該第一編碼器感測該電梯捲揚機的旋轉狀態而產生一第一回授訊號；其特徵在於，以一第二編碼器感測該限速器轉輪的旋轉狀態而產生一第二回授訊號，再以該控制模組將該第一回授訊號與該第二回授訊號分別轉換為一第一位移值及一第二位移值，或分別轉換為一第一速度值及一第二速度值，當該第一位移值與該第二位移值之差值大於一預定位移值，或該第一速度值及該第二速度值大於一預定速度值時，該控制模組則判定該電梯為故障狀態，並輸出一控制訊號以對該車廂做停車的控制，其中，該控制模組內建有一運算程式，該運算程式可供執行一雙軸定位校正模式，執行該雙軸定 位校正模式時，係先將各樓層參數輸入，將每一該樓層參數依序設定為複數個對應的該第一位移值與該第二位移值，並於對應各實體該限速開關位置之該第一位移值與該第二位移值分別設定為一第一虛擬限速開關及一第二虛擬限速開關，於該電梯運轉時，則分別比對該第一位移值、該第二位移值、該第一速度值及該第二速度值，並將比對結果作為輸出加速、減速或停車之該控制訊號的依據。
4. 如請求項1~3任一項所述之電梯安全故障即時檢出方法，其中，該控制模組內建有一運算程式，該運算程式包括一位移計算模式，執行該位移計算模式時，先設定基準電梯速度V為一時間單位內該車廂行走的距離，單位為公釐(mm)，再將該電梯速度V除以該時間單位內之該第一回授訊號的脈波數，以求得每一該脈波的移動距離，並將該第一編碼器產生的脈波數乘以每一該脈波的移動距離，而求得該第一位移值。
5. 如請求項1~3任一項所述之電梯安全故障即時檢出方法，其中，該控制模組內建有一運算程式，該運算程式包括一位移計算模式，執行該位移計算模式時，將該第二編碼器產生的脈波數乘以2 π R除以該第二編碼器每轉一圈產生之脈波數，以計算出該第二位移值，且2 π R為該限速器轉輪轉一圈之圓周，R則為該限速器轉輪的半徑。
6. 如請求項1~3任一項所述之電梯安全故障即時檢出方法，其中，該控制模組內建有一運算程式，該運算程式包括一雙軸安全控速模式，執行該雙軸安全控速模式時，將該第一編碼器於一時間單 位內所產生的脈波數轉換為該車廂的行走距離，以計算出該第一速度值，再將該第二編碼器於該時間單位內所產生的脈波數轉換為該車廂的行走距離，以計算出該第二速度值，再比對該第一速度值與該第二速度值，當該第一速度值與該第二速度值之差值大於該預定速度值時，即判定該電梯為故障狀態。
7. 如請求項1~3任一項所述之電梯安全故障即時檢出方法，其中，該控制模組內建有一運算程式，該運算程式包括一學習模式，該學習模式係於該電梯試車時啟動，以將與各樓層高度參數對應之該第一位移值與該第二位移值依序讀入至一記憶體內，以供後續之運轉計算使用。