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EP0884264A1 - Method and device for drive control - Google Patents

Method and device for drive control Download PDF

Info

Publication number
EP0884264A1
EP0884264A1 EP98110016A EP98110016A EP0884264A1 EP 0884264 A1 EP0884264 A1 EP 0884264A1 EP 98110016 A EP98110016 A EP 98110016A EP 98110016 A EP98110016 A EP 98110016A EP 0884264 A1 EP0884264 A1 EP 0884264A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
torque
drive
elevator car
drive motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98110016A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Kindler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Publication of EP0884264A1 publication Critical patent/EP0884264A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B19/00—Mining-hoist operation
    • B66B19/007—Mining-hoist operation method for modernisation of elevators

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling a drive for smooth start-up, for example for an elevator, a crane or a Vehicle.
  • a drive device is known from US Pat. No. 4,995,478 become known, which is a finely dosed and jerk-free Starting behavior should enable.
  • the regulation of Drive is based on information that on the one hand from one arranged on an elevator car Load measuring device and on the other hand by one Speed sensors, which the speed of the Drive motor measures and proportionally into one Speed converted, delivered. To a jerk-free approach in the up or down direction The friction values should also ensure this be compensated.
  • the above drive device must be based on one arranged on the elevator car Load measuring device measured the load in the cabin to be involved in the control process.
  • the exact load values required for the control require a generally expensive one Load measuring device under relatively large Workload attached to the elevator car and needs to be wired.
  • the invention has for its object a method and a device for regulating a drive of the propose the type mentioned above, which the does not have the aforementioned disadvantages and on cost-effective way a smooth start enables.
  • FIG. 1 shows an example of an overview block diagram an elevator system with an existing one Drive control 1, a superimposed fast Speed control 2 and a processing unit 3, the for the calculation of the load in an elevator car 5 based on a torque setpoint and an actual speed value responsible is. Further are schematic shown a drive motor 6, a traction sheave 7, Counterweight 8 and one on the elevator car 5 attached speed limiter rope 9, which over Deflection rollers 10 runs. Below are examples this lift the procedures for holding the load and for Calculation of the load in the elevator car 5 closer described.
  • the existing drive control 1 is an actual speed value V ist , which is measured by means of a tachometer DT1, for example a digital tachometer, on the drive motor 6, and an actual movement value S ist , which is also by means of a tachometer DT2 due to the movement of the speed limiter cable 9 of the elevator car 5 is measured, is supplied, from which a torque setpoint TMSOLL is determined by means of travel setpoints REF and a drive torque setpoint TMSOL10 resulting from a first controller S-REG and a second controller V-REG.
  • the torque setpoint TMSOLL and a current actual value I are fed to a subordinate torque control 12 and finally fed to a converter UR for the drive motor 6.
  • the proposed method according to the invention is used the movement to detect a moment on the brake of the tachometer DT1 on the drive motor 6 after opening the holding brake.
  • a digital controller 20 performs rapid acquisition and processing in the 1 ms cycle of an actual speed value V ist , with the resulting torque setpoint TMSOL1 then being output immediately to the subordinate torque control 12 or current control in the case of DC drives.
  • this fast speed control 2 runs in parallel with the existing drive control 1, which is in operation while the elevator car 5 is moving and operates in the 10 ms cycle.
  • a fast controller with switchover of the controller parameters can be used for both tasks. After the time TSW has elapsed, the output signal TMSOL1 of this control is kept up to date and the travel setpoint REF is started.
  • the controller 20 works with a high initial gain at the stability limit. This amplification can be selected many times higher than with the existing drive control 1 because the sampling time (1 ms instead of 10 ms) is shorter and because in the extremely fast control process only the directly coupled rotating mass of the drive motor 6 with the drive pulley 7 for the stability of the Regulation is decisive.
  • the gain of the controller 20 from a high Initial value per 1 ms time interval around a certain Amount reduced so that after a predetermined Time the control oscillation subsides to zero.
  • the lower The gain limit is selected so that the Control loop exhibits aperiodically stable behavior.
  • the torque control becomes a setpoint TMKOR activated as soon as one of the two speed signals indicates movement of the traction sheave 7.
  • the direction the setpoint is chosen so that a moment counter the direction of movement is built up.
  • the amount should be such that about 50% of the maximum required Holding torque is generated.
  • a response threshold is provided to ensure that the fast control process, which is in part controlled by fixed timings, is not already started by interference signals in the actual speed value V ist .
  • the control process described above is only initiated when the absolute value of the actual speed value signal V ist exceeds the predetermined threshold value and the command to open the holding brake is present.
  • the last two influencing factors depend on the position dependent on the elevator car 5 in the shaft.
  • the position in the elevator control is known and the shaft corresponding values can thus be calculated.
  • the load measured value TMMITkg calculated above contains one Proportion of friction in the system, which depends on Direction of movement during fast Control process falsifies the result. Occurs however a vibration with change of direction as it decays Amplitude (as at the beginning of the fast Speed control 2 described) and takes place Averaging over a period of time only corresponds to the duration of the vibrations Average value of the friction component is approximately zero. This eliminates measurement errors caused by friction on the Drive motor 6, gearbox and traction sheave 7 result largely eliminated. The decaying vibration is thus an essential element of this load measurement method.
  • the vibration process as described above can be influenced as a result of the reaction of the cable forces on the traction sheave 7. In extreme cases, this desired vibration does not occur at all.
  • a tacho signal IVT10 and the absolute value of the tacho signal IVT10 are integrated in order to record the proportion due to friction in the measured value described above.
  • This gives the two values IVTS and ABSIVTS, as well as the quotient IVTQ IVTS / ABSIVTS .
  • the value IVTQ is a factor that is multiplied by the measured frictional force, based on the circumference of the traction sheave 7 and the factors of the neck and gravitational constant K3. This result is added to the load measured value TMMITkg taking into account the polarity.
  • the load in the elevator car 5 finally results from these values in kilograms.
  • Figures 2 and 3 show waveforms of Starting behavior with resp. without processing unit 3 to calculate the load.
  • Engine torque TMH is shown, Acceleration in the elevator car AK and VK elevator car speed.
  • the quieter starting behavior can be seen under Inclusion of the processing unit 3 based on the striking smaller acceleration peaks and the faster Settling process.
  • Fig. 4 also shows signal profiles of the Processing unit 3 for calculating the load from the Torque setpoint TMSOLL and the tachometer signal IVT10 and the associated resulting courses of the setpoint TMS and the integrated speedometer signal IVTS.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Elevator Control (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

The lift has a cabin (5), drive motor (6), driving disc (7), counterweight (8), speed-restrictor cable (9), deflector rollers (10 and support cables (25). The drive motor is regulated by a drive regulator (1) and a moment-regulator (12). The torque nominal value (TMSOLL) for moment regulation for withstanding load is determined by a drive-torque nominal value (TMSOL10) and by a torque nominal value (TMSOL10) of a superimposed rapid rotary speed regulator (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Antriebes zum ruckfreien Anfahren, beispielsweise für einen Aufzug, einen Kran oder ein Fahrzeug.The invention relates to a method and a device for controlling a drive for smooth start-up, for example for an elevator, a crane or a Vehicle.

Aus der US 4 995 478 ist eine Antriebsvorrichtung bekanntgeworden, die ein fein dosierbares und ruckfreies Anfahrverhalten ermöglichen soll. Die Regelung des Antriebes erfolgt aufgrund von Informationen, die einerseits von einer an einer Aufzugskabine angeordneten Lastmessvorrichtung und andererseits von einem Geschwindigkeitssensoren, welcher die Drehzahl des Antriebsmotors misst und proportional in eine Geschwindigkeit umwandelt, geliefert werden. Um ein ruckfreies Anfahren in Auf- oder auch in Ab-Richtung zu gewährleisten sollen dabei auch die Reibungswerte kompensiert werden.A drive device is known from US Pat. No. 4,995,478 become known, which is a finely dosed and jerk-free Starting behavior should enable. The regulation of Drive is based on information that on the one hand from one arranged on an elevator car Load measuring device and on the other hand by one Speed sensors, which the speed of the Drive motor measures and proportionally into one Speed converted, delivered. To a jerk-free approach in the up or down direction The friction values should also ensure this be compensated.

Bei der vorstehenden Antriebsvorrichtung muss anhand einer an der Aufzugskabine angeordneten Lastmessvorrichtung die Last in der Kabine gemessen werden, um im Regelungsvorgang miteinbezogen zu werden. Die für die Regelung notwendigen genauen Lastwerte erfordern eine im allgemeinen kostenintensive Lastmessvorrichtung, die unter relativ grossem Arbeitsaufwand an der Aufzugskabine angebracht und verdrahtet werden muss.The above drive device must be based on one arranged on the elevator car Load measuring device measured the load in the cabin to be involved in the control process. The exact load values required for the control require a generally expensive one Load measuring device under relatively large Workload attached to the elevator car and needs to be wired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln eines Antriebs der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und auf kostengünstige Art und Weise ein ruckfreies Anfahren ermöglicht.The invention has for its object a method and a device for regulating a drive of the propose the type mentioned above, which the does not have the aforementioned disadvantages and on cost-effective way a smooth start enables.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.This object is achieved by the in claim 1 characterized invention solved.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass neben einer bestehenden, mit Drehzahl- und Momentenregelung versehenen Antriebsregelung eine mit minimalem technischen Aufwand realisierbare überlagerte schnelle Drehzahlregelung zum Halten der Last nach dem Öffnen der Haltebremse vorgesehen ist.The advantages achieved by the invention are in essential to see that in addition to a existing, with speed and torque control provided drive control one with minimal technical effort realizable superimposed fast Speed control to hold the load after opening the Holding brake is provided.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens und der Vorrichtung zum Regeln eines Antriebs möglich. Durch eine weitere Verarbeitung des Drehmomenten-Sollwertes und des Drehzahl-Istwertes kann die Last in der Aufzugskabine gemessen werden, wodurch mit geringem materiellem Aufwand der Antrieb so geregelt werden kann, dass ein ruckfreies Anfahren ermöglicht wird. Dadurch ergeben sich erhebliche Kosteneinsparungen, da keine zusätzliche Hardware, wie Lastmessvorrichtungen an der Kabine benötigt werden. Ausserdem wird die Aufzugskabinenkonstruktion vereinfacht und bei Modernisierungen von Aufzugsanlagen entfällt der aufwendige Umbau der Kabinen.By the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of Method and device specified in claim 1 possible to control a drive. Another one Processing of the torque setpoint and the The actual speed can be the load in the elevator car can be measured, thus with little material effort the drive can be regulated so that a smooth Starting is enabled. This results in considerable Cost savings since no additional hardware like Load measuring devices on the cabin are required. In addition, the elevator car construction is simplified and the modernization of elevator systems is no longer necessary elaborate conversion of the cabins.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1
ein Blockschema einer bestehenden Antriebsregelung, einer überlagerten schnellen Drehzahlregelung und der Berechnung der Last in einer Aufzugskabine,
Fig.2
Signalverläufe des Anfahrverhaltens ohne Lastmessung,
Fig.3
Signalverläufe des Anfahrverhaltens mit Lastmessung, und
Fig.4
Signalverläufe beim Messen der Last.
In the drawing, an embodiment of the invention is shown and explained in more detail below. Show it:
Fig. 1
a block diagram of an existing drive control, a superimposed fast speed control and the calculation of the load in an elevator car,
Fig. 2
Signal curves of the starting behavior without load measurement,
Fig. 3
Signal curves of the starting behavior with load measurement, and
Fig. 4
Waveforms when measuring the load.

Fig.1 zeigt ein Übersichts-Blockschema beispielhaft an einer Aufzugsanlage mit einer bestehenden Antriebsregelung 1, einer überlagerten schnellen Drehzahlregelung 2 und einer Verarbeitungseinheit 3, die für die Berechnung der Last in einer Aufzugskabine 5 anhand eines Drehmomenten-Sollwertes und eines Drehzahl-Istwertes zuständig ist. Weiter sind schematisch dargestellt ein Antriebsmotor 6, eine Treibscheibe 7, Gegengewicht 8 sowie ein an der Aufzugskabine 5 befestigtes Geschwindigkeitsbegrenzerseil 9, welches über Umlenkrollen 10 läuft. Nachfolgend werden am Beispiel dieses Aufzugs die Verfahren zum Halten der Last und zur Berechnung der Last in der Aufzugskabine 5 näher beschrieben.1 shows an example of an overview block diagram an elevator system with an existing one Drive control 1, a superimposed fast Speed control 2 and a processing unit 3, the for the calculation of the load in an elevator car 5 based on a torque setpoint and an actual speed value responsible is. Further are schematic shown a drive motor 6, a traction sheave 7, Counterweight 8 and one on the elevator car 5 attached speed limiter rope 9, which over Deflection rollers 10 runs. Below are examples this lift the procedures for holding the load and for Calculation of the load in the elevator car 5 closer described.

Der bestehenden Antriebsregelung 1 werden ein Drehzahl-Istwert Vist, der mittels einem Tachometer DT1, beispielsweise ein Digitaltachometer, am Antriebsmotor 6 gemessen wird, und ein Bewegungs-Istwert Sist, der ebenfalls mittels einem Tachometer DT2 aufgrund der Bewegung des Geschwindigkeitsbegrenzerseils 9 der Aufzugskabine 5 gemessen wird, zugeführt, woraus mittels Fahrt-Sollwerten REF und aus einem ersten Regler S-REG und einem zweiten Regler V-REG resultierenden Antriebs-Drehmoment-Sollwert TMSOL10 ein Drehmoment-Sollwert TMSOLL ermittelt wird. Einer unterlagerten Momentenregelung 12 werden der Drehmoment-Sollwert TMSOLL und ein Stromistwert Iist zugeführt und schliesslich einem Umrichter UR für den Antriebsmotor 6 zugeleitet.The existing drive control 1 is an actual speed value V ist , which is measured by means of a tachometer DT1, for example a digital tachometer, on the drive motor 6, and an actual movement value S ist , which is also by means of a tachometer DT2 due to the movement of the speed limiter cable 9 of the elevator car 5 is measured, is supplied, from which a torque setpoint TMSOLL is determined by means of travel setpoints REF and a drive torque setpoint TMSOL10 resulting from a first controller S-REG and a second controller V-REG. The torque setpoint TMSOLL and a current actual value I are fed to a subordinate torque control 12 and finally fed to a converter UR for the drive motor 6.

Das vorgeschlagene erfindungsgemässe Verfahren verwendet zur Detektion eines Momentes an der Bremse die Bewegung des Tachometers DT1 am Antriebsmotor 6 nach dem Öffnen der Haltebremse.The proposed method according to the invention is used the movement to detect a moment on the brake of the tachometer DT1 on the drive motor 6 after opening the holding brake.

Grundsätzlich wird mittels der schnellen Drehzahlregelung 2 der Antriebsmotor 6 auf den Drehzahlsollwert Null geregelt bevor der Sollwert REF für die Fahrt startet. Während einer Zeit TSW (beispielsweise < 0.1s) wird ein Haltemoment entsprechend einem Drehmomenten-Sollwert TMSOL1 aufgebaut und auf einen stationären Endwert ausgeregelt.Basically, using the fast speed control 2 the drive motor 6 to the speed setpoint zero regulated before the setpoint REF starts for the journey. During a time TSW (for example <0.1s) is on Holding torque according to a torque setpoint TMSOL1 built and to a stationary end value corrected.

Eine schnelle Erfassung und Verarbeitung im 1ms-Zyklus eines Drehzahl-Istwert Vist wird durch einen digitalen Regler 20 übernommen, wobei anschliessend die sofortige Ausgabe des hieraus resultierenden Drehmomenten-Sollwertes TMSOL1 an die unterlagerte Momentenregelung 12, respektive Stromregelung bei DC-Antrieben, erfolgt. Diese schnelle Drehzahlregelung 2 läuft während einer Zeit TSW parallel mit der bestehenden Antriebsregelung 1, welche während der Fahrt der Aufzugskabine 5 in Betrieb ist und im 10ms-Zyklus arbeitet. Als Alternative kann bei ausreichender Rechenleistung des Prozessors ein schneller Regler mit Umschaltung der Regler-Parameter für beide Aufgaben verwendet werden. Nach Ablauf der Zeit TSW wird das Ausgangssignal TMSOL1 dieser Regelung auf dem letzten Stand gehalten und der Fahrt-Sollwert REF wird gestartet.A digital controller 20 performs rapid acquisition and processing in the 1 ms cycle of an actual speed value V ist , with the resulting torque setpoint TMSOL1 then being output immediately to the subordinate torque control 12 or current control in the case of DC drives. During a time TSW, this fast speed control 2 runs in parallel with the existing drive control 1, which is in operation while the elevator car 5 is moving and operates in the 10 ms cycle. As an alternative, if the processor has sufficient computing power, a fast controller with switchover of the controller parameters can be used for both tasks. After the time TSW has elapsed, the output signal TMSOL1 of this control is kept up to date and the travel setpoint REF is started.

Damit die Drehzahlregelung 2 schnell auf einen Drehzahl-Istwert Vist ungleich Null reagiert, arbeitet der Regler 20 mit hoher Anfangsverstärkung an der Stabilitätsgrenze. Diese Verstärkung kann um ein Vielfaches höher gewählt werden als bei der bestehenden Antriebsregelung 1, weil die Abtastzeit (1ms statt 10ms) kürzer ist und weil bei dem äusserst schnellen Regelvorgang nur die direkt gekoppelte rotierende Masse des Antriebsmotors 6 mit der Treibscheibe 7 für die Stabilität der Regelung massgebend ist.So that the speed control 2 reacts quickly to a speed actual value V is not equal to zero, the controller 20 works with a high initial gain at the stability limit. This amplification can be selected many times higher than with the existing drive control 1 because the sampling time (1 ms instead of 10 ms) is shorter and because in the extremely fast control process only the directly coupled rotating mass of the drive motor 6 with the drive pulley 7 for the stability of the Regulation is decisive.

Bei den nur wenige Millisekunden andauernden sehr schnellen Bewegungen der Treibscheibe 7 bleiben die elastisch gekoppelten und schwach gedämpften Massen von der Aufzugskabine 5 und des Gegengewichts 8 praktisch in Ruhe. Das heisst auch, dass die Ausgleichsbewegungen der Treibscheibe 7 in der Aufzugskabine 5 kaum spürbar sind.With those that last only a few milliseconds very much rapid movements of the traction sheave 7 remain elastically coupled and weakly damped masses of the elevator car 5 and the counterweight 8 practically in Quiet. This also means that the compensatory movements of the Traction sheave 7 in the elevator car 5 are barely noticeable.

Um durch die Regelschwingungen verursachte störende Rückwirkungen auf die Aufzugskabine 5 und eine Überlastung des Leistungs-Stellgliedes zu vermeiden, wird die Verstärkung des Reglers 20 von einem hohen Anfangswert pro 1ms Zeitintervall um einen bestimmten Betrag reduziert, so dass nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit die Regelschwingung auf Null abklingt. Der untere Grenzwert der Verstärkung wird so gewählt, dass der Regelkreis aperiodisch stabiles Verhalten aufweist.To disturbing caused by the control vibrations Effects on the elevator car 5 and one Avoid overloading the power actuator the gain of the controller 20 from a high Initial value per 1 ms time interval around a certain Amount reduced so that after a predetermined Time the control oscillation subsides to zero. The lower The gain limit is selected so that the Control loop exhibits aperiodically stable behavior.

Bei geringer Unbalance, das heisst bei Teillast in der Aufzugskabine 5 besteht die Möglichkeit, dass das im 1ms-Zyklus abgefragte Drehzahlsignal infolge der geringen Amplituden-Auflösung keine Bewegung der Treibscheibe 7 detektiert. Bleibt während einer einstellbaren Zeit nach Freigabe der Regelung der Drehzahl-Istwert Vist Null, so wird ein Flag "Unbalance klein" gesetzt. Dieses Flag bewirkt, dass die Regelung nur das Drehzahlsignal aus dem 10ms-Zyklus mit hoher Amplituden-Auflösung verarbeitet.If the imbalance is low, that is to say at partial load in the elevator car 5, there is the possibility that the speed signal polled in the 1 ms cycle will not detect any movement of the traction sheave 7 due to the low amplitude resolution. If the actual speed V is zero during an adjustable time after the control has been released, a "Unbalance small" flag is set. This flag means that the control only processes the speed signal from the 10ms cycle with high amplitude resolution.

Zusätzlich wird der Momentenregelung ein Sollwert TMKOR aufgeschaltet, sobald eines der beiden Drehzahlsignale eine Bewegung der Treibscheibe 7 anzeigt. Die Richtung des Sollwertes wird so gewählt, dass ein Moment entgegen der Bewegungsrichtung aufgebaut wird. Der Betrag sollte so sein, dass etwa 50% des maximal erforderlichen Haltemomentes erzeugt wird.In addition, the torque control becomes a setpoint TMKOR activated as soon as one of the two speed signals indicates movement of the traction sheave 7. The direction the setpoint is chosen so that a moment counter the direction of movement is built up. The amount should be such that about 50% of the maximum required Holding torque is generated.

Um sicherzustellen, dass der schnelle, zum Teil über feste Zeitabläufe gesteuerte Regelvorgang nicht bereits durch Störsignale im Drehzahl-Istwert Vist gestartet wird, ist eine Ansprechschwelle vorgesehen. Erst wenn der Absolutwert des Drehzahl-Istwert-Signales Vist den vorgegebenen Schwellwert überschreitet, und der Befehl zum Öffnen der Haltebremse vorliegt, wird der oben beschriebene Regelvorgang eingeleitet.A response threshold is provided to ensure that the fast control process, which is in part controlled by fixed timings, is not already started by interference signals in the actual speed value V ist . The control process described above is only initiated when the absolute value of the actual speed value signal V ist exceeds the predetermined threshold value and the command to open the holding brake is present.

Nachfolgend ist der Vorgang zur Berechnung der Last in der Aufzugskabine 5 mittels der Verarbeitungseinheit 3 genauer beschrieben. Um eine Gruppe von Aufzügen effizient zu steuern, ist die Kenntnis des Lastzustandes jeder einzelnen Aufzugskabine 5 notwendig. Insbesondere die Zustände leer, voll und Überlast, letzterer auch aufgrund von Vorschriften, müssen relativ genau erfasst werden können. Um diese Ziel zu erreichen, müssen bei Anwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens bestimmte Randbedingungen erfüllt sein. Diese umfassen:

  • Nicht zu hohe Reibung.
  • Die Haftreibung darf nicht wesentlich grösser sein als die Gleitreibung.
The process for calculating the load in the elevator car 5 by means of the processing unit 3 is described in more detail below. In order to efficiently control a group of elevators, knowledge of the load status of each individual elevator car 5 is necessary. In particular, the states empty, full and overload, the latter also due to regulations, must be able to be recorded relatively accurately. To achieve this goal, certain boundary conditions must be met when using the procedure described below. These include:
  • Not too much friction.
  • The static friction must not be significantly greater than the sliding friction.

Für diese Verfahren geeignet sind insbesondere getriebelose Aufzüge und Aufzüge mit Getrieben ohne Selbsthemmung.Are particularly suitable for these processes gearless lifts and lifts with gearboxes without Self-locking.

Durch Addition der Drehmomenten-Sollwerte TMSOLL pro Abtastzyklus über einen bestimmten Zeitabschnitt, der etwa der Einschwingzeit auf einen stabilen Endwert entspricht und durch Multiplikation mit einer Konstanten K1 wird ein Mittelwert TMMIT gebildet. Dieser Wert wird wiederum durch Multiplikation mit einer zweiten Konstanten K2 in einen Last-Messwert TMMITkg in Kilogramm umgerechnet. Der konstante Faktor K2 enthält die Umrechnung des Drehmomentes am Antriebsmotor 6 auf eine äquivalente Last in der Aufzugskabine 5, das heisst darin ist das Übersetzungsverhältnis eines eventuell vorhandenen Getriebes und/oder einer Seilumhängung, der Radius der Treibscheibe 7 und die Gravitationskonstante enthalten. Ausserdem werden mit der Grösse UNBAL alle Einflussgrössen erfasst, welche ausser der Nutzlast in der Aufzugskabine 5 ein Moment am Antriebsmotor 6 erzeugen. Dies sind:

  • Das Gegengewicht 8.
  • Das durch Ausgleichsorgane nicht vollständig ausgeglichene Gewicht von Tragseilen 25.
  • Das Hängekabel.
By adding the torque setpoints TMSOLL per sampling cycle over a certain period of time, which corresponds approximately to the settling time to a stable final value, and by multiplying by a constant K1, an average value TMMIT is formed. This value is in turn converted into a load measured value TMMITkg in kilograms by multiplication by a second constant K2. The constant factor K2 contains the conversion of the torque on the drive motor 6 to an equivalent load in the elevator car 5, that is to say it contains the transmission ratio of a possibly existing gear and / or a rope attachment, the radius of the traction sheave 7 and the gravitational constant. In addition, the UNBAL variable captures all influencing variables which, in addition to the payload in the elevator car 5, generate a torque on the drive motor 6. These are:
  • The counterweight 8.
  • The weight of suspension cables 25 which is not fully balanced by compensating members.
  • The hanging cable.

Die beiden letzten Einflussgrössen sind von der Position der Aufzugskabine 5 im Schacht abhängig. Die Position im Schacht ist jedoch der Aufzugssteuerung bekannt und die entsprechenden Werte können somit berechnet werden.The last two influencing factors depend on the position dependent on the elevator car 5 in the shaft. The position in However, the elevator control is known and the shaft corresponding values can thus be calculated.

Der oben berechnete Last-Messwert TMMITkg enthält einen Anteil der Reibung im System, der je nach Bewegungsrichtung während des schnellen Regelungsvorganges das Resultat verfälscht. Tritt jedoch eine Schwingung mit Richtungswechsel bei abklingender Amplitude auf (wie eingangs bei der schnellen Drehzahlregelung 2 beschrieben) und erfolgt die Mittelwertbildung nur über einen Zeitabschnitt, welcher der Dauer der Schwingungen entspricht, so ist der Mittelwert des Reibungsanteiles ungefähr gleich Null. Damit werden Messfehler, welche sich durch Reibung am Antriebsmotor 6, Getriebe und Treibscheibe 7 ergeben, weitgehend eliminiert. Die abklingende Schwingung ist somit eine wesentliches Element dieses Last-Messverfahrens.The load measured value TMMITkg calculated above contains one Proportion of friction in the system, which depends on Direction of movement during fast Control process falsifies the result. Occurs however a vibration with change of direction as it decays Amplitude (as at the beginning of the fast Speed control 2 described) and takes place Averaging over a period of time only corresponds to the duration of the vibrations Average value of the friction component is approximately zero. This eliminates measurement errors caused by friction on the Drive motor 6, gearbox and traction sheave 7 result largely eliminated. The decaying vibration is thus an essential element of this load measurement method.

Je nach Lastzustand der Aufzugskabine 5 und der Position im Schacht kann infolge Rückwirkung der Seilkräfte auf die Treibscheibe 7 der wie oben beschriebene Schwingungsvorgang beeinflusst werden. Im Extremfall kommt es überhaupt nicht zu dieser erwünschten Schwingung. Um in diesen Fällen den durch Reibung bedingten Anteil im oben beschriebenen, gebildeten Messwert zu erfassen, wird ein Tachosignal IVT10, sowie der Absolutwert des Tachosignals IVT10 integriert. Man erhält so die beiden Werte IVTS und ABSIVTS, sowie den Quotienten IVTQ = IVTS/ABSIVTS. Der Wert IVTQ ist ein Faktor, der mit der gemessenen Reibungskraft, bezogen auf den Umfang der Treibscheibe 7 und den Faktoren Umhängung und Gravitationskonstante K3 multipliziert wird. Dieses Resultat wird unter Berücksichtigung der Polarität zum Last-Messwert TMMITkg addiert. Aus diesen Werten ergibt sich schliesslich die Last in der Aufzugskabine 5 in Kilogramm.Depending on the load condition of the elevator car 5 and the position in the shaft, the vibration process as described above can be influenced as a result of the reaction of the cable forces on the traction sheave 7. In extreme cases, this desired vibration does not occur at all. In these cases, a tacho signal IVT10 and the absolute value of the tacho signal IVT10 are integrated in order to record the proportion due to friction in the measured value described above. This gives the two values IVTS and ABSIVTS, as well as the quotient IVTQ = IVTS / ABSIVTS . The value IVTQ is a factor that is multiplied by the measured frictional force, based on the circumference of the traction sheave 7 and the factors of the neck and gravitational constant K3. This result is added to the load measured value TMMITkg taking into account the polarity. The load in the elevator car 5 finally results from these values in kilograms.

Die Messung der Reibung, sowie der positionsabhängigen Unbalance erfolgt bei der Inbetriebnahme der Aufzugsanlage durch eine Lernfahrt auf/ab über die gesamte Hubhöhe.The measurement of the friction, as well as the position-dependent Unbalance occurs when the Lift system through a learning trip up / down over the total lifting height.

Die Fig.2 und 3 zeigen Signalverläufe des Anfahrverhaltens mit resp. ohne Verarbeitungseinheit 3 zur Berechnung der Last. Aufgezeigt sind Motormoment TMH, Beschleunigung in der Aufzugskabine AK und Geschwindigkeit der Aufzugskabine VK. Insbesondere ersichtlich ist das ruhigere Anfahrverhalten unter Einbezug der Verarbeitungseinheit 3 anhand der markant kleineren Beschleunigungsspitzen und der schnellere Einschwingvorgang. Figures 2 and 3 show waveforms of Starting behavior with resp. without processing unit 3 to calculate the load. Engine torque TMH is shown, Acceleration in the elevator car AK and VK elevator car speed. Especially the quieter starting behavior can be seen under Inclusion of the processing unit 3 based on the striking smaller acceleration peaks and the faster Settling process.

Weiter zeigt Fig.4 Signalverläufe der Verarbeitungseinheit 3 zur Berechnung der Last aus dem Drehmoment-Sollwert TMSOLL und des Tachosignals IVT10 und die dazugehörigen resultierenden Verläufe des Sollwertes TMS sowie das integrierte Tachosignal IVTS.Fig. 4 also shows signal profiles of the Processing unit 3 for calculating the load from the Torque setpoint TMSOLL and the tachometer signal IVT10 and the associated resulting courses of the setpoint TMS and the integrated speedometer signal IVTS.

Claims (8)

Verfahren zum Regeln eines Antriebs zum ruckfreien Anfahren, beispielsweise für einen Aufzug, der neben einer Aufzugskabine (5) einen Antriebsmotor (6), eine Treibscheibe (7), ein Gegengewicht (8), Geschwindigkeitsbegrenzerseil (9), Umlenkrollen (10) sowie Tragseile (25) umfasst, wobei der Antriebsmotor (6) mittels einer Antriebsregelung (1) und einer Momentenregelung (12) geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung eines Drehmoment-Sollwertes (TMSOLL) für die Momentenregelung (12) zum Halten der Last ein Antriebs-Drehmoment-Sollwert (TMSOL10) der Antriebsregelung (1) und ein Drehmoment-Sollwert (TMSOL1) einer überlagerten schnellen Drehzahlregelung (2) herangezogen wird.Method for regulating a drive for smooth start-up, for example for an elevator, which, in addition to an elevator car (5), a drive motor (6), a traction sheave (7), a counterweight (8), speed limiter cable (9), deflection pulleys (10) and supporting cables (25), the drive motor (6) being controlled by means of a drive control (1) and a torque control (12),
characterized,
that a drive torque setpoint (TMSOL10) of the drive control (1) and a torque setpoint (TMSOL1) of a superimposed fast speed control (2) are used to determine a torque setpoint (TMSOLL) for the torque control (12) for holding the load becomes. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels einer Verarbeitungseinheit (3) aufgrund eines Drehzahl-Istwertes (Vist) und des Drehmoment-Sollwertes (TMSOLL) die Last in der Aufzugskabine (5) ermittelt wird.Method according to claim 1,
characterized,
that the load in the elevator car (5) is determined by means of a processing unit (3) on the basis of an actual speed value (V ist ) and the desired torque value (TMSOLL). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die schnelle Drehzahlregelung (2) während einer Zeit (TSW), innerhalb der das Haltemoment des Drehmoment-Sollwertes (TMSOL1) aufgebaut wird, parallel mit der Antriebsregelung (1) arbeitet.Method according to one of claims 1 or 2,
characterized,
that the fast speed control (2) works in parallel with the drive control (1) during a time (TSW) within which the holding torque of the torque setpoint (TMSOL1) is built up. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der schnellen Drehzahlregelung (2) dem Drehmoment-Sollwert (TMSOL1) ein Momenten-Sollwert (TMKOR), der einem Moment entgegen der Bewegungsrichtung der Treibscheibe (7) entspricht, aufgeschaltet wird.Method according to one of claims 1 to 3,
characterized,
that in the fast speed control (2) the torque setpoint (TMSOL1) a torque setpoint (TMKOR), which corresponds to a moment against the direction of movement of the traction sheave (7), is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Verarbeitungseinheit (3) zur Berechnung der Last in der Aufzugskabine (5) Momente erzeugende Einflussgrössen, wie das Gegengewicht (8), durch Ausgleichsorgane nicht vollständig ausgeglichene Gewicht der Tragseile (25), sowie Hängekabel, durch einen Faktor (UNBAL) erfasst und berücksichtigt werden.Method according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that, in the processing unit (3) for calculating the load in the elevator car (5), moment-generating influencing variables, such as the counterweight (8), the weight of the supporting cables (25), as well as the hanging cable, which is not fully balanced by compensating elements, are recorded by a factor (UNBAL) and be taken into account. Vorrichtung zum Regeln eines Antriebs zum ruckfreien Anfahren, beispielsweise für einen Aufzug, der neben einer Aufzugskabine (5) einen Antriebsmotor (6), eine Treibscheibe (7), ein Gegengewicht (8), Geschwindigkeitsbegrenzerseil (9), Umlenkrollen (10) sowie Tragseile (25) umfasst, wobei der Antriebsmotor (6) mittels einer Antriebsregelung (1) und einer Momentenregelung (12) geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Regelung des Antriebsmotors (6) ausser der mit der Momentenregelung (12) versehenen Antriebsregelung (1) eine überlagerte schnelle Drehzahlregelung (2) beinhaltet.Device for controlling a drive for jerk-free start-up, for example for an elevator, which, in addition to an elevator car (5), a drive motor (6), a traction sheave (7), a counterweight (8), speed limiter rope (9), deflection pulleys (10) and supporting cables (25), the drive motor (6) being controlled by means of a drive control (1) and a torque control (12),
characterized,
that the control of the drive motor (6) includes a superimposed fast speed control (2) in addition to the drive control (1) provided with the torque control (12). Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Verarbeitungseinheit (3) vorgesehen ist, die aufgrund eines Drehzahl-Istwertes (Vist) und eines Drehmoment-Sollwertes (TMSOLL) die Last in der Aufzugskabine (5) ermittelt.Apparatus according to claim 6,
characterized,
that a processing unit (3) is provided which determines the load in the elevator car (5) on the basis of an actual speed value (V ist ) and a torque target value (TMSOLL). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Tachometer (DT1) am Antriebsmotor (6) und ein Tachometer (DT2) am Geschwindigkeitsbegrenzerseil (9), zur Bereitstellung des Drehzahl-Istwertes (Vist) und eines Bewegungs-Istwertes (Sist) für die Antriebsregelung (1), die schnelle Drehzahlregelung (2) sowie die Verarbeitungseinheit (3), angeordnet sind.Device according to one of claims 6 or 7,
characterized,
that a tachometer (DT1) on the drive motor (6) and a tachometer (DT2) on the speed limiter cable (9), to provide the actual speed value (V ist ) and an actual movement value (S ist ) for the drive control (1), the fast speed control (2) and the processing unit (3) are arranged.
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