电梯系统.pdf

本发明的电梯系统设置有轿厢意外移动保护装置，当电梯轿厢在轿厢门和厅门打开着的状态下从电梯门厅的楼板开始升降时，该轿厢意外移动保护装置判断为发生了轿厢意外移动异常，使电梯轿厢停止，该电梯系统具有：检测轿厢门的开放状态的轿厢门开关(43)和检测厅门的开放状态的厅门开关(41)；检测轿厢的速度和移动量的检测装置(21)；检测各个楼层的楼层基准位置的位置传感器(30)；以及安全用控制器(1)，其根据检测装置(21)和位置传感器(30)的检测结果以及相对于轿厢位置设定的用于判断轿厢速度异常的异常判断阈值来判断轿厢意外移动异常。由此，以更短的行驶距离(在更早的时间)切实地检测出轿厢意外移动，在提高安全性的同时，防止电梯运行效率的下降。

权利要求书一种电梯系统，设置有轿厢意外移动保护装置，当电梯轿厢在轿厢门和厅门打开着的状态下从电梯门厅的楼板开始升降时，该轿厢意外移动保护装置判断为发生了轿厢意外移动异常，从而使所述电梯轿厢停止，所述电梯系统的特征在于具有：
检测所述轿厢门的开放状态的轿厢门开关和检测所述厅门的开放状态的厅门开关；
检测电梯轿厢的速度和移动量以及楼层基准位置的检测装置；以及
安全用控制器，该安全用控制器根据所述检测装置的检测结果以及相对于轿厢位置所设定的用于判断轿厢速度异常的异常判断阈值来判断轿厢意外移动异常。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述检测装置具有用于检测电梯轿厢的速度和移动量的检测传感器和用于检测各个楼层的楼层基准位置的位置传感器。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述安全用控制器根据所述楼层基准位置和所述移动量来计算所述电梯轿厢停靠楼层时所需的停靠基准位置以及该停靠基准位置与所述轿厢位置之间的判断距离，在通过所述轿厢门开关和所述厅门开关检测到电梯门处于开放状态时，参照将所述异常判断阈值与所述判断距离相对应地存储的阈值数据库来判断轿厢意外移动异常。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
针对每一个楼层位置设定所述异常判断阈值。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述安全用控制器根据所述楼层基准位置和所述移动量来计算所述电梯轿厢停靠楼层时所需的停靠基准位置以及该停靠基准位置与所述轿厢位置之间的判断距离，并且将所述异常判断阈值设定成所述判断距离越大则所述异常判断阈值越小。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
将所述异常判断阈值设定成不会因为使所述电梯轿厢升降的吊索在乘客上下电梯时产生的伸缩而作出误判断。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述异常判断阈值根据所述轿厢位置以及使所述电梯轿厢停靠在规定位置时的减速度来设定。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述安全用控制器根据所述楼层基准位置和所述移动量来计算所述电梯轿厢停靠楼层时所需的停靠基准位置以及该停靠基准位置与所述轿厢位置之间的判断距离，并且设置不对所述停靠基准位置进行判断的不检测区域。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
所述电梯轿厢的停靠层越靠下方，所述电梯轿厢的高度位置越小，则相对于轿厢位置的所述异常判断阈值被设定得越大。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
设置有用于检测有无乘客上下电梯的乘客上下状态判断部，在所述乘客上下状态判断部检测为有乘客上下电梯时，与检测为没有乘客上下电梯的场合相比，相对于轿厢位置的所述异常判断阈值被设定得较大。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
具有与所述电梯轿厢联动地产生脉冲的编码器、设置在所述电梯轿厢的反射型光电传感器以及安装在各个楼层的电梯门厅的门坎上的检测板，通过对所述脉冲进行计数来计算出所述电梯轿厢的速度和移动量，在所述反射型光电传感器位于与所述检测板相对的位置时，检测所述楼层基准位置。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
通过读取记录在沿升降方向粘贴的磁带上的磁性代码数据来检测所述电梯轿厢的速度和移动量以及楼层基准位置。
如权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，
采用光学检测方法来检测所述电梯轿厢的速度和移动量以及楼层基准位置。

说明书电梯系统
技术领域
本发明涉及一种设置有轿厢意外移动保护装置的电梯系统，尤其适应于设置了采用微型计算机的安全用控制器的高功能电梯系统。
背景技术
电梯有义务设置轿厢意外移动保护装置(UCMP：门打开移动保护装置)，轿厢意外移动保护装置是在驱动装置和控制器等发生了故障而使得电梯轿厢在电梯轿厢和升降通道的所有的出入口的门关闭之前进行升降时自动使电梯轿厢停止的安全装置。
轿厢意外移动保护装置由电梯门可打开区域检测传感器、轿厢门开关、厅门开关等构成，当电梯轿厢在轿厢门和厅门打开的状态下从电梯门厅的楼板升降了规定距离或者超出了电梯门可打开区域时，轿厢意外移动保护装置使制动器动作。
作为现有技术，例如在专利文献1中公开了一种方案，其为了在电梯轿厢行驶出电梯门可打开区域之前检测到轿厢意外移动以缩短到制动开始和停止为止的行驶距离，当电梯轿厢在电梯门打开的状态下超出了电梯门可打开区域时，进行轿厢再对位动作，在轿厢门打开时的轿厢位置与进行了轿厢位置修正动作后的轿厢位置之间的差超出了预先规定的值的情况下，使制动器动作，在偏离了楼板高度时，进行轿厢再对位动作，在此时的轿厢速度V1小于再对位后的轿厢速度V2，并且在一定时间内的情况下，判断为轿厢位置发生了急剧的变化而使制动器动作。
在先技术文献
专利文献
专利文献1日本国专利特开2007‑55691号公报
在上述现有技术中，由于在电梯门可打开区域内将用于判断异常的规定距离设定为更短的距离，所以出现误检测的可能性增大，尤其是在吊索因乘客上下电梯而发生了伸缩时，容易将此时的轿厢移动误检测为异常。在出现了误检测时，需要通过制动器使电梯轿厢紧急停止，从而会导致电梯的运行服务停止，使得电梯的运行效率下降。尤其是在长行程的电梯中，由于吊索的长度长，使得吊索容易出现类似弹簧那样的状态，在乘客上下电梯时容易发生伸缩，从而会导致运行效率大幅度下降，并且使得每个楼层的停靠高度不一致。
此外，在专利文献1所公开的方案中，由于需要对电梯轿厢实施再对位动作，所以检测所花费的时间长，有可能导致电梯轿厢在电梯门打开状态下行驶的距离变长。并且，在轿厢速度V1较小时，容易将轿厢速度V2误检测为异常，而在轿厢速度V1较大时，则难以检测出异常。此外，检测不出电梯在V2＜V1的状态下行驶这一异常模式(电梯不增速的异常模式)，或者该异常模式的检测发生延迟。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中所存在的问题，以更短的行驶距离(更早的时间)切实地检测出轿厢意外移动，在进一步提高安全性的同时，防止运行效率下降。
本发明的其他的目的在于无论电梯的行程多长和楼层的差异如何，均能够避免发生误检测，能够提供高可靠性的电梯系统。
此外，本发明目的还在于无论轿厢速度的大小以及增速或者减速等的速度模式如何，均能够使电梯轿厢停靠在距离门厅停靠基准位置规定距离的范围内。
本发明的目的在于实现上述目的中的至少任一个目的。
为了实现上述目的，本发明提供一种电梯系统，其设置有轿厢意外移动保护装置，当电梯轿厢在轿厢门和厅门打开着的状态下从电梯门厅的楼板开始升降时，该轿厢意外移动保护装置判断为发生了轿厢意外移动异常，使所述电梯轿厢停止，所述电梯系统具有：检测所述轿厢门的开放状态的轿厢门开关和检测所述厅门的开放状态的厅门开关；检测电梯轿厢的速度和移动量以及楼层基准位置的检测装置；和安全用控制器，该安全用控制器根据所述检测装置的检测结果和相对于轿厢位置设定的用于判断轿厢速度异常的异常判断阈值来判断轿厢意外移动异常。
发明效果
根据本发明，由于检测楼层基准位置和电梯轿厢的速度以及移动量，并且相对于轿厢位置设定了用于判断轿厢速度异常的异常判断阈值，所以与仅仅依靠轿厢位置来判断轿厢意外移动异常的场合相比，能够在时间上更早地检测出轿厢意外移动异常，能够在进一步提高安全性的同时，避免出现误检测，并且能够防止电梯系统的运行效率下降。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的整体结构图。
图2是表示一实施方式所涉及的安全用控制器的方块图。
图3是表示一实施方式所涉及的判断距离的侧视图。
图4是一实施方式所涉及的轿厢意外移动保护装置的动作流程图。
图5是表示一实施方式所涉及的相对于轿厢位置设定的判断轿厢速度异常的异常判断阈值的特性的曲线图。
图6是表示一实施方式所涉及的由吊索的伸缩引起的轿厢动作的曲线图。
图7是表示一实施方式和现有技术中发生了异常时的动作(停止距离)的曲线图。
图8是表示一实施方式和现有技术中发生了异常时的动作(误检测)的曲线图。
图9是表示其他的实施方式所涉及的相对于轿厢位置设定的判断轿厢速度异常的异常判断阈值的特性的曲线图。
图10是表示又一其他的实施方式所涉及的相对于轿厢位置设定的判断轿厢速度异常的异常判断阈值的特性的曲线图。
图11是表示其他的实施方式所涉及的安全用控制器的方块图。
图12是表示又一其他的实施方式所涉及的相对于轿厢位置设定的判断轿厢速度异常的异常判断阈值的特性的曲线图。
图13是表示又一其他的实施方式所涉及的安全用控制器的方块图。
图14是表示又一其他的实施方式所涉及的相对于轿厢位置设定的判断轿厢速度异常的异常判断阈值的特性的曲线图。
符号说明：
1安全用控制器
2电梯轿厢
6制动器
21编码器(检测装置)
30轿厢位置传感器(位置传感器)
31A、31B、31C检测板
41A、41B、41C厅门开关
43轿厢门开关
101轿厢速度计算部
104计算停靠基准位置与轿厢位置之间距离的距离计算部
105开门判断部
106轿厢位置和轿厢速度的异常判断部
107阈值数据库
具体实施方式
以下参照附图对一实施方式进行详细的说明。
在现有技术中，安全系统采用接点开关和继电器电路等机械方式的装置，而在本实施方式中，安全系统由采用了微型计算机的安全用控制器等电子装置构成。
安全用控制器是一种高性能的电子安全系统，其组合从多个传感器和安全开关输入的信息，通过软件进行高性能处理，通过组合多种状态信号来实现更高的性能。
图1是表示本发明的一实施方式的整体结构图。如图1所示，电梯轿厢2与平衡重3通过主吊索连接，绳轮5由电动机4进行旋转驱动，电梯轿厢2通过绳轮进行上下升降移动。在需要使电梯轿厢停止时，通过制动器(由双系统构成)6对绳轮5进行固定。制动器6还用于在电梯发生了异常时使电梯轿厢紧急停止。
图1示出的电梯是采用了电子安全系统的电梯，通过内置有高可靠性的微型计算机等的安全用控制器1来判断电梯是处于正常状态还是处于异常状态，在判断为处于异常状态时，在切断向电动机供电的主电源的同时，使制动器6动作，由此使电梯轿厢2紧急停止。
安全用控制器1例如由双系统的微型计算机构成，二个微型计算机通过彼此检查对方的状态和运算输出，能够实现高可靠性。安全用控制器1由具有微型计算机、CPU和DSP的运算处理装置、FPGA(逻辑电路)等能够通过编程来安装处理逻辑的电子方式的处理装置构成。
作为检测电梯异常状态的传感器中的一种，设置有用于检测轿厢速度和移动量(移动距离)的调速器装置和编码器21。调速器装置由可旋转的调速器滑轮20和调速器绳索22构成，该调速器绳索22由调速器滑轮20支撑，固定在电梯轿厢上，并与电梯轿厢联动。编码器21(旋转编码器)安装在调速器滑轮20上，与电梯轿厢联动地旋转，对随着编码器21的旋转而产生的脉冲进行计数，由此求出电梯轿厢的速度和移动量。
编码器21的信号被输入到安全用控制器1中，通过对脉冲进行计数来算出电梯轿厢的速度和移动量。作为电梯轿厢的速度和移动量的检测装置，也可以采用在升降通道内(例如导轨上)沿垂直方向(升降方向)粘贴磁带，读取以磁性方式记录的编码信息，并以光学方式(例如条形码)来进行检测的检测装置。
各个楼层的楼层基准位置以及各个楼层的楼层位置信息(例如1层、2层)的检测可以通过设置在电梯轿厢2上的轿厢位置传感器30(反射型光电传感器)和安装在各个楼层的电梯门厅的门坎上的检测板31A、31B、31C来进行。在轿厢位置传感器30位于与检测板相对向的位置时，从各个检测板检测出传感器的反射光。通过在各个楼层改变各个检测板的长度和形状等，能够在各个楼层检测出电梯轿厢2是否在楼层的规定的基准位置上。为了高精度地检测出基准位置，可以设置成根据传感器信号的阶梯状的变化来检测检测板的边缘。
根据检测出的楼层基准位置以及计算出的移动量计算电梯轿厢2停靠所需的停靠基准位置(停靠高度)。在将检测板的边缘位置作为楼层基准位置时，以使边缘位置和楼层基准位置间隔规定距离的方式来安装检测板31A、31B、31C。因此，在通过轿厢位置传感器30检测出检测板的边缘位置后，在根据编码器21得到的轿厢移动量达到了规定值时，说明电梯轿厢(更为正确地说是轿厢地板)正位于该楼层的停靠基准位置上。
此外，还设有用于检测轿厢门42的开放状态的轿厢门开关43和用于检测各个楼层的厅门40A、40B、40C的开放状态的厅门开关41A、41B、41C。作为检测轿厢内乘客的负载的传感器，设置有弹簧式负载传感器32以及安装在轿厢门上的用于检测乘客是否被轿厢门夹住的光束传感器或者未图示的光电传感器。
传感器(调速器的编码器21、轿厢位置传感器30、弹簧式负载传感器32和轿厢门的光束传感器)以及开关(轿厢门开关43和各个楼层的厅门开关41A、41B、41C)的信息被转换为电信号和串行通信信号后，通过信号线输入到安全用控制器1中。
安全用控制器1根据传感器信息和开关信息来判断电梯的安全状态，在判断为发生了异常时，在切断主电源的同时，使制动器6动作，从而使电梯轿厢紧急停止。
图2是表示作为安全用控制器1的UCMP的方块图。根据轿厢位置(从停靠基准位置起算的轿厢移动距离)以及速度来检测轿厢意外移动异常。
通过在轿厢速度计算部101中对编码器21的规定单位时间的脉冲数量(与轿厢的移动距离相对应)进行计数来计算出轿厢速度。电梯轿厢的行驶方向(上升方向或者下降方向)通过轿厢行驶方向判断部102根据编码器21的信号来进行判断。
在计算停靠基准位置与轿厢位置之间距离的距离计算部104计算电梯门厅的停靠基准位置与轿厢位置(轿厢地板位置)之间的判断距离X，图3是其说明图。停靠基准位置是与轿厢位置传感器30测得的楼层基准位置相距规定距离的位置。轿厢位置根据从电梯轿厢通过楼层基准位置的时间点起算的轿厢移动量求出。
X＝|轿厢位置‑停靠基准位置|
＝|(∑ΔX+XA)‑(XB+XA)|    (1)
ΔX表示相对于调速器编码器1的每一个脉冲的轿厢移动量，XA表示停靠基准位置，XB表示楼层基准位置与停靠基准位置之间的距离(规定值)，∑ΔX表示从电梯轿厢通过楼层基准位置的时间点起算的轿厢移动量(沿着由轿厢行驶方向判断部102判断出的轿厢行驶方向，在确定“+”符号或者“‑”符号后进行累积运算)。
开门判断部105根据轿厢门开关43和各个楼层的厅门开关41A、41B、41C的输出信号检测轿厢门或者各个楼层的厅门是否处于打开状态(也可以设置成只判断轿厢门是否处于打开状态)。
在检测为轿厢门或者厅门处于打开状态时，轿厢位置和轿厢速度异常判断部106根据轿厢速度、停靠基准位置与轿厢位置之间的判断距离X以及相对于判断距离X设定的轿厢速度的过速阈值(异常判断阈值)来判断是否发生了轿厢意外移动异常。
过速阈值作为数据库与各个楼层的停靠基准位置和判断距离X相对应存储在阈值数据库107中。在参照阈值数据库107判断为发生了轿厢意外移动异常时，安全用控制器1输出切断电梯主电源的信号和使卷扬机制动器动作的信号(通常是切断卷扬机制动器的供电电源的信号)。
图4是表示电子化UCMP的动作的流程图。
判断轿厢门和各个楼层的厅门是否处于开放状态(F01)。在电梯门不处于开放状态时，判断为没有发生轿厢意外移动异常，并结束处理。
在电梯门处于开放状态时，检测电梯轿厢的速度(F02)。
计算当前的轿厢位置与轿厢停靠层(或者最近的楼层)的停靠基准位置之间的判断距离X(从基准位置起算的轿厢移动距离)(F03)。
参照存储在阈值数据库107中的异常判断阈值(F04)，并且进行比较(F05)。
在轿厢速度超出了异常判断阈值时，判断为电梯轿厢处于轿厢意外移动异常状态(F06)，并使电梯轿厢紧急停止(F07)。
图5表示异常判断阈值(判断基准)，横轴(A01)表示电梯轿厢在N楼层的速度，纵轴(A02)表示电梯轿厢在升降方向上的位置，虚线(A05)表示停靠基准位置，曲线A03表示异常判断阈值。在轿厢速度位于曲线A03的内侧(停靠基准位置侧)时判断为正常，在轿厢速度位于曲线A03的外侧时判断为发生了异常。
将所述异常判断阈值设定成以停靠基准位置为中心，从停靠基准位置起算的判断距离X(到轿厢位置的距离)越大，异常判断阈值越小。
为了避免将由乘客上下电梯时的吊索伸缩引起的轿厢速度误判断为异常，设定在正常状态下也有可能发生的开门行驶的动作区域曲线A06，并且将异常判断阈值A03设定为动作区域曲线A06加上规定富余量(速度检测的富余量)的值。
以下对由吊索伸缩引起的正常的开门行驶的动作区域(曲线A06)进行说明。
图6(A)表示因很多人乘入电梯而使得主吊索伸长时的轿厢动作(位置和速度的动作)。动作轨迹C01表示动作点的轨迹，箭头方向表示经时性变化方向。在起始点，电梯轿厢停靠在停靠基准位置(速度为零)上。在有很多人乘入了电梯时，吊索伸长，电梯轿厢的速度提高，电梯轿厢下降并在某一位置停止。此后，电梯轿厢像弹簧那样反复出现上下振动，并在终点位置静止。
图6(B)表示有很多人走下了电梯的场合，C02表示动作轨迹，在起始点，因有很多人走下电梯，吊索收缩，电梯轿厢在上升后出现振动，并且由于其间有很多人乘入电梯，所以电梯轿厢在下降方向上产生强烈振动。
为了避免将由吊索伸缩引起的轿厢移动检测为异常，优选将表示正常区域的曲线A06设定为以停靠基准位置为中心的放射状曲线。
图7表示发生了异常时的动作，虚线B01表示仅仅根据停靠基准位置和轿厢位置之间的距离来判断轿厢意外移动异常的现有技术的判断阈值。
在现有技术中，当电梯轿厢在停靠于停靠基准位置上时发生了异常(故障)而沿着动作轨迹B04一边提速一边下降时，在轿厢位置超过了由虚线B01表示的阈值的情况下，检测为发生了异常，所以，电梯轿厢如动作轨迹B06所示继续提速，使得轿厢的速度如图所示变大。因此，即使在检测到异常的时间点使制动器动作而使电梯轿厢减速，到电梯轿厢停止为止所花费的时间和行驶距离仍然会变长(在图中以现有系统来表示)。
为了能够防止被夹在门厅的顶棚或者楼层与电梯轿厢之间，需要将到电梯轿厢停止所需的距离设定为阈值(虚线B06、B01)，从安全角度考虑，优选缩小电梯轿厢紧急停止后乘客从电梯轿厢逃离到电梯门厅时的轿厢地板与门厅楼板之间的高低差。
在本实施例中，由于按照判断曲线A03来判断异常，所以即使在动作轨迹B04的场合，也能够在B04与A03的交点处检测出异常。因此，与现有技术相比，能够更早地检测出异常，能够缩短到停止为止的行驶距离，从而能够让乘客更为安全地离开电梯。
在图8中示出了为了缩短减速时的行驶距离和缩短时间，如B01所示缩小图7的判断阈值B01的示例。
在现有方式中，有可能将图5所示的电梯轿厢的正常的开门行驶动作误检测为异常。也就是说，有可能在位于曲线A06内侧的超出虚线B01的区域D02出现误检测。
与此相比，在本实施方式中，由于不存在可能发生误检测的区域D02，所以没有可能产生误检测。此外，由于将相对于电梯轿厢的动作轨迹D03而超出了开门正常区域的区域(区域D04)检测为异常，所以能够迅速地判断出异常。其结果，能够提高发生了轿厢意外移动异常时的安全性，同时还能够避免无谓的紧急停止，所以能够提高电梯运行服务的质量。
图9示出了对图5所述的实施例的异常判断阈值(判断基准)的设定值进行了变更的示例。在本示例中，变更停靠基准位置以及与判断距离X相对应的阈值数据库107，针对轿厢意外移动异常，根据使电梯轿厢停止在规定距离以内所需的轿厢速度和轿厢位置的关系来确定异常判断阈值。
以减速度β使电梯轿厢紧急停止在规定位置(距离)X0时所需的速度V和轿厢位置X的必要条件为：