JP6861123B2

JP6861123B2 - 群管理エレベータ装置

Info

Publication number: JP6861123B2
Application number: JP2017154046A
Authority: JP
Inventors: 尚史保立; 直樹高山; 幸一山下; 公人中川; 明敏兪
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2037-08-09
Also published as: JP2019031382A

Description

本発明は、複数台のエレベータ号機の群管理制御を行う群管理ＭＰＵを備えた群管理エレベータ装置に関する。

上記技術分野において、特許文献１に記載されたエレベータ群管理システムが知られている。このエレベータ群管理システムにおいては、混雑度検出装置により算出されるエレベータホール（乗場）の混雑度と、荷重センサにより検出される乗りかご内荷重の実測値とに基づいて、乗りかごを駆動するモータの消費電力が低い乗りかごを、ホール呼び装置が操作されたエレベータホールに配車する。

特開２０１４−９０５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたエレベータ群管理システムは、人流や交通量の最適化を図っているが、制御盤やモータの実負荷状況は考慮されておらず、エレベータ号機間での負荷分担率を均等化することが難しい。このため、エレベータ機器の交換時期や保守周期がばらつくという問題がある。

そこで、本発明は、エレベータ号機間で、エレベータ機器の交換時期または保守周期を均等化することができる群管理エレベータ装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明による群管理エレベータ装置は、複数のエレベータ号機に対する配車割当てを実行する群管理ＭＰＵ（Micro Processing Unit）と、配車割当てに応じて複数のエレベータ号機の運転を制御する複数の号機管理ＭＰＵと、を備えるものであって、複数の号機管理ＭＰＵの各々は、複数のエレベータ号機の各々が有するエレベータ機器の寿命に関わるエレベータ機器の実負荷の大きさを示す実負荷データを群管理ＭＰＵに送信し、群管理ＭＰＵは、複数のエレベータ号機の各々からの実負荷データに基づいて、実負荷の大きなエレベータ号機を判定し、実負荷が大きいと判定されたエレベータ号機の運転を、実負荷を抑制するように制御する負荷均等化処理部を備え、実負荷データは走行トルクに関し、実負荷データは、走行トルクの実効平均値である。

本発明によれば、号機間における機器の交換時期または保守周期を均等化することができる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

一実施形態である群管理エレベータ装置を示す概略構成図である。エレベータの運行速度および走行トルクの時間変化の一例を示す波形図である。号機管理ＭＰＵから群管理ＭＰＵへのデータ送信を示すフローチャートである。群管理ＭＰＵにおける負荷均等化処理部での処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態である群管理エレベータ装置を示す概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態の群管理エレベータ装置は、群管理ＭＰＵ１を有する群管理盤２と、号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃをそれぞれ有する複数台の号機制御盤４Ａ〜４Ｃを備えている。群管理ＭＰＵ１は、群管理制御のための演算処理を実行するＭＰＵ（Micro Processing Unit）であり、号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃの各々はエレベータ号機制御のための演算処理を実行するＭＰＵである。群管理ＭＰＵ１から号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃに対しては群管理配車割当データ５Ａ〜５Ｃがそれぞれ与えられ、号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃから群管理ＭＰＵ１に対しては号機側運行データ６Ａ〜６Ｃがそれぞれ与えられる。

次に、号機制御盤４Ａ〜４Ｃで制御されるＡ〜Ｃ号機側の構成について説明する。なお、図１中の符号に、「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」が付記されている構成部分が、それぞれＡ，ＢおよびＣ号機の構成部分である。各号機側の構成は同一であるから、ここでは、代表して号機制御盤４Ａで制御されるＡ号機の構成について説明する。

号機制御盤４Ａは、上述の号機管理ＭＰＵ３Ａの他に、インバータ装置７Ａやブレーキ制御回路８Ａなどを有する。インバータ装置７Ａから電力の供給を受ける電動巻上機９Ａのシーブには主ロープ１０Ａが巻きかけられる。主ロープ１０Ａの一端部側には乗りかご１１Ａが連結され、主ロープ１０Ａの他端部側にはカウンターウェイト１２Ａが連結されている。これにより、電動巻上機９Ａのシーブが回転して、主ロープ１０Ａが駆動されると、乗りかご１１Ａおよびカウンターウェイト１２Ａは、図示されない昇降路内を互いに反対方向に昇降する。電動巻上機９Ａのブレーキ１３Ａは、ブレーキ制御回路８Ａによって制動および開放が制御される。

乗りかご１１Ａ内には、かご内押釦１４Ａが配置され、乗りかご１１Ａの室外上部にはかご上制御盤１５Ａが配置されている。かご内押釦１４Ａおよびかご上制御盤１５Ａが操作されたときのかご通信データ１６Ａは、テールコードなどを介して号機制御盤４Ａ内の号機管理ＭＰＵ３Ａへ送信される。

また、乗りかご１１Ａのサービスを受ける各階乗り場には、各号機共用の乗り場側押釦１７が配置され、その操作信号である乗り場通信データ１８は、上述したかご通信データ１６Ａと同様に、号機管理ＭＰＵ３Ａに送信される。

なお、かご通信データ１６Ａおよび乗り場通信データ１８は、号機管理ＭＰＵ３Ａを介して、号機側運行データ６Ａとして、群管理ＭＰＵ１へ送信される。

群管理ＭＰＵ１は、一般の群管理と同様に、人流や交通量を最適化するように群管理制御を実行する。さらに、本実施形態において、群管理ＭＰＵ１は、各号機制御盤４Ａ〜４Ｃや電動巻上機９Ａ〜９Ｃのモータなどにおける実負荷状況を用いて、群管理制御を実行する。これにより、各号機間での負荷分担率を均等化することができる。

より具体的には、群管理ＭＰＵ１に負荷均等化処理部１９設け、この負荷均等化処理部１９により、電動巻上機９Ａ〜９Ｃのモータ、インバータ装置７Ａ〜７Ｃ、ブレーキ１３Ａ〜１３Ｃなどの発熱機器の寿命分散を図っている。

群管理盤２の群管理ＭＰＵ１は、各号機制御盤４Ａ〜４Ｃの各号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃからかご通信データ１６Ａ〜１６Ｃおよび乗り場通信データ１８を受けて、これら通信データに基づいて群管理配車割当データ５Ａ〜５Ｃを作成して、各号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃに送信する。さらに、群管理盤２の群管理ＭＰＵ１の負荷均等化処理部１９は、各号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃからそれぞれの電動巻上機などにおける負荷の実効値データ（例えば、トルクのＲＭＳ（Root Mean Square））などを入手し、各号機の配車制御に用いる。

ここで、負荷の実効値データの一例として、主に電動巻上機の負荷状態を示す走行トルクについて説明する。

図２は、エレベータの運行速度および走行トルクの時間変化の一例を示す波形図である。

図２中で、乗りかごの一走行行程において、ブレーキ１３Ａ（図１）が開放され、乗りかご１１Ａが動き出してエレベータの運転速度が定格速度に達するまでの時間をＴ１、そのときの最大走行トルクを（τ１＋τ２）、定格速度の保持時間をＴ２、そのときの走行トルクをτ２、定格速度から乗りかご１１Ａが停止されるまでの時間をＴ３、そのときの最大走行トルクを（τ３−τ２）、次の運行までの周期時間をＴ４とする。この場合、トルクの実効平均値（τ_ｒｍｓ）は、図２中の計算式によって求めることができる。

なお、本実施形態においては、号機管理ＭＰＵ３Ａが、インバータ装置７Ａに対するトルク指令に基づいてトルクの実効平均値（τ_ｒｍｓ）を演算する。号機管理ＭＰＵ３Ｂ，３Ｃも、同様に、それぞれＢ号機およびＣ号機の負荷状態を示すトルクの実効平均値（τ_ｒｍｓ）を演算する。

走行トルクは、巻上機のモータ稼動時の実負荷の大きさを正確に示す。従って、トルクを実負荷データとして用いることにより、後述する各号機間の負荷均等化を図る運行制御の精度や確度が向上する。また、トルクの実効平均値（二乗平均値）を用いることにより、一走行行程中でトルクの大きさや正負（方向）が変わる場合でも、負荷状態を的確に評価することができる。また、インバータ装置７Ａに対するトルク指令値を用いれば、センサなどの特段の検出手段を用いることなく、負荷均等化を図る運行制御に用いる実負荷データを取得することができる。

なお、走行トルクの大きさは、モータ電流の大きさに関係するので、インバータ装置の出力電流にも関係する。従って、走行トルクは、稼動中のインバータ装置の負荷状態を示す実負荷データとしても用いられる。

図３は、各号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃから群管理ＭＰＵ１へのデータ送信を示すフローチャートである。なお、フローチャートには図示されないが、このデータ送信は、定期的もしくは周期的に実行される。

ステップＳ１で、号機管理ＭＰＵ３Ａは、自号機Ａにおける上述のようなトルクの実効平均値（図２の「τ_ｒｍｓ」）を演算して、トルクの実効平均値データを作成する。

ステップＳ１に並行して、ステップＳ２で、号機管理ＭＰＵ３Ａは、現時点までにカウントした号機運転回数から号機運転回数データを作成する。

ステップＳ１，Ｓ２が実行された後、ステップＳ３で、号機管理ＭＰＵ３Ａは、これらトルクの実効平均値データおよび号機運転回数データすなわち実負荷データを含む号機運転稼動データを作成する。

次に、ステップＳ４で、号機管理ＭＰＵ３Ａは、ステップＳ３で作成した号機運転稼動データを群管理ＭＰＵ１へ送信する。

他の号機管理ＭＰＵ３Ｂおよび３Ｃも、同様にして、それぞれＢ号機およびＣ号機の実負荷データを群管理ＭＰＵ１へ送信する。

ここで、本実施形態においては、実負荷データとして、トルクの実効平均値データ（図２）のほかに、号機運転回数データを作成する。トルクの実効平均値データは、上述のように、巻上機のモータやインバータ装置の実負荷データとして好ましい。また、号機運転回数データは、寿命が動作回数に関連するブレーキの実負荷データとして好ましい。

なお、号機運転回数データを巻上機のモータやインバータ装置の実負荷データとして用いても良い。また、トルクの実効平均値データおよび号機運転回数データの両方を、巻上機のモータやインバータ装置の実負荷データとして用いても良い。例えば、トルクの実効値と号機運転回数を積算量により、巻上機のモータやインバータ装置の負荷状態を評価しても良い。

図４は、群管理ＭＰＵ１における負荷均等化処理部１９での処理を示すフローチャートである。

群管理ＭＰＵ１の負荷均等化処理部１９は、各号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃから送信される実負荷データを集約し、号機ごとの負荷バランスを演算する。

先ず、ステップＳ５で、Ａ〜Ｃ号機の負荷の内、Ａ号機の負荷が最大値として設定される。

次に、ステップＳ６で、Ｂ号機の負荷が、ステップＳ５で設定された最大値（すなわちＡ号機の負荷）より大きいかが、判定される。Ｂ号機の負荷の方が大きい場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、次にステップＳ７が実行される。

ステップＳ７では、Ａ号機の負荷に替えて、Ｂ号機の負荷が最大値として設定される。

ステップＳ７実行後、あるいはステップＳ６でＢ号機の負荷の方が大きいとは判定されない場合（ステップＳ６のＮＯ）すなわちＢ号機の負荷がＡ号機の負荷以下である場合、次に、ステップＳ８が実行される。

ステップＳ８では、Ｃ号機の負荷が、設定されている最大値、すなわちＡ号機の負荷（ステップＳ６がＮＯ）あるいはＢ号機の負荷（ステップＳ７実行）よりも大きいかが判定される。Ｃ号機の負荷の方が大きい場合（ステップＳ８のＹＥＳ）、次にステップＳ９が実行される。

ステップＳ９では、Ａ号機あるいはＢ号機の負荷に替えて、Ｃ号機の負荷が最大値として設定される。

ステップＳ９実行後、あるいはステップＳ８でＣ号機の負荷の方が大きいとは判定されない場合（ステップＳ８のＮＯ）すなわちＣ号機の負荷がＡ号機またはＢ号機の負荷以下である場合、次に、ステップＳ１０が実行される。

ステップＳ１０では、負荷均等化処理部１９すなわち群管理ＭＰＵ１において、設定されている最大値に対応する号機を、最大負荷の号機に決定する。

ステップＳ１１において、負荷均等化処理部１９は、決定された最大負荷の号機の情報を発信する。そして、最大負荷の号機が、自動モードもしくは手動モードにて、休止対象号機に設定される。これにより、群管理ＭＰＵ１で管理している各号機間で負荷が均等化するように負荷バランスを整えられる。

自動モードの場合、群管理ＭＰＵ１は、最大負荷の号機に対して、交通需要が多い繁忙時間を除く時間帯、例えば夜間や閑散時間(休日)において、他の号機に優先して休止モードに割当てる。従って、各号機間で負荷が均等化されながらも、複数の号機全体として、実質、サービスは低下しない。

また、手動モードの場合、群管理ＭＰＵ１は、管理人室に設置される監視盤、あるいは機械室制御盤に、最大負荷の号機の情報を表示発報する。管理人らは、最大負荷の号機を確認すると、夜間や閑散時間(休日)において、監視盤あるいは機械室制御盤を操作して、表示された号機の運転モードを休止モードに設定する。このように実負荷が大きなエレベータ号機の運転を休止モードにすることにより、各号機間で負荷が確実に均等化される。また、休止対象を実負荷が最大である一台のエレベータ号機のみとすることにより、複数のエレベータ号機全体としてサービス低下を防止できる。

なお、図４に示すように、負荷均等化処理部１９は、負荷データの大小を比較して最大負荷を判定するという比較的簡単な処理を実行するので、群管理ＭＰＵ１の処理負荷の増大を抑えられる。従って、群管理ＭＰＵが有する通常の号機割当機能の低下を招くことはない。また、ＭＰＵの高性能化あるいは高機能化を必要とせず、群管理制御装置のコスト増を抑えられる。

このように、群管理ＭＰＵ１で管理している複数台の号機ごとの負荷を平均化するように負荷均等化処理部１９で制御することにより、稼働率や発熱が寿命要因となる電動巻上機９Ａ〜９Ｃのモータ、インバータ装置７Ａ〜７Ｃ、ブレーキ１３Ａ〜１３Ｃなどの交換時期または保守周期の均等化を図ることができる。

また、各号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃから群管理ＭＰＵ１にそれぞれの実負荷データを送信し、群管理ＭＰＵ１に、実負荷データを用いて各号機間の負荷均等化を図るように運行制御を行う負荷均等化処理部１９が設けられる。このような構成によれば、負荷均等化処理部１９での各号機間の負荷均等化を図る運行制御によって、実負荷データに関連して寿命を迎えることになる機器の交換時期または保守周期の均等化を図ることができる。

また、上述の実施形態において、実負荷データは、走行トルクの実効平均値を含み、負荷均等化処理部１９は走行トルクの実効平均値を用いて各号機間の負荷均等化を図る運行制御を行う。このような構成によれば、稼働率や発熱が寿命要因となる電動巻上機９Ａ〜９Ｃのモータ、インバータ装置７Ａ〜７Ｃ、ブレーキ１３Ａ〜１３Ｃなどの交換時期または保守周期の均等化を図ることができる。

上述した実施形態では、複数の号機管理ＭＰＵ３Ａ〜３Ｃからトルクの実効平均値を群管理ＭＰＵ１に送信しているが、これに限らず、電動巻上機９Ａ〜９Ｃのモータ電流やインバータ装置７Ａ〜７Ｃの出力電流の電流値や実効平均値などの他の実負荷データを、群管理ＭＰＵ１に送信して、各号機間の負荷均等化を図る運行制御に用いても良い。

上述の実施形態では、負荷が大きな号機に休止モードを割り当てることにより、負荷を抑制しているが、これに限らず、種々の負荷抑制運転モードを設定しても良い。例えば、走行時の加速度や定常速度を下げて運転したり、呼びの割り当てを抑制したりする。この場合、負荷の大きな号機も休止させずに運転されるので、負荷抑制運転モードが実行される時間帯の交通状況に関わらず、複数の号機全体としてのサービス低下を抑えることができる。

上述の実施形態において、各号機間の負荷均等化を図る運行制御は、群管理ＭＰＵ１の一機能として実行されるので、専用回路の付加などの機器構成の変更を行うことなく実現可能ある。従って、群管理制御装置のコストや寸法サイズの増大を招くことなく、高機能化できる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。

例えば、エレベータ号機の台数は、３台に限らず、任意の複数台で良い。また、実負荷データとして、乗りかご内荷重や、巻上機のモータやインバータ装置の温度を適用しても良い。

１群管理ＭＰＵ
２群管理盤
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ号機管理ＭＰＵ
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ号機制御盤
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ群管理配車割当てデータ
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ号機側運行データ
７Ａ，７Ｂ，７Ｃインバータ装置
８Ａ，８Ｂ，８Ｃブレーキ制御回路
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ電動巻上機
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ主ロープ
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ乗りかご
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃカウンターウェイト
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃブレーキ
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃかご内押釦
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃかご上制御盤
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃかご通信データ
１７乗り場側押釦
１８乗り場通信データ
１９負荷均等化処理部

Claims

複数のエレベータ号機に対する配車割当てを実行する群管理ＭＰＵと、
前記配車割当てに応じて前記複数のエレベータ号機の運転を制御する複数の号機管理ＭＰＵと、
を備える群管理エレベータ装置において、
前記複数の号機管理ＭＰＵの各々は、前記複数のエレベータ号機の各々が有するエレベータ機器の寿命に関わる前記エレベータ機器の実負荷の大きさを示す実負荷データを前記群管理ＭＰＵに送信し、
前記群管理ＭＰＵは、前記複数のエレベータ号機の各々からの前記実負荷データに基づいて、実負荷の大きなエレベータ号機を判定し、実負荷が大きいと判定された前記エレベータ号機の運転を、前記実負荷を抑制するように制御する負荷均等化処理部を備え、
前記実負荷データは走行トルクに関し、
前記実負荷データは、前記走行トルクの実効平均値であることを特徴とする群管理エレベータ装置。
請求項１に記載の群管理エレベータ装置において、
前記複数の号機管理ＭＰＵの各々は、一走行行程中で正負の値を取る前記走行トルクの二乗平均値を演算して前記実効平均値とすることを特徴とする群管理エレベータ装置。
請求項１または請求項２に記載の群管理エレベータ装置において、
前記エレベータ機器は、巻上機のモータであることを特徴とする群管理エレベータ装置。
請求項１または請求項２に記載の群管理エレベータ装置において、
前記エレベータ機器は、巻上機のモータに電力を供給するインバータ装置であることを特徴とする群管理エレベータ装置。
請求項１または請求項２に記載の群管理エレベータ装置において、
前記走行トルクの値として、巻上機のモータに電力を供給するインバータ装置に対するトルク指令値が用いられることを特徴とする群管理エレベータ装置。
請求項１に記載の群管理エレベータ装置において、
前記負荷均等化処理部は、前記実負荷が最大であるエレベータ号機を判定し、前記実負荷が最大であると判定された前記エレベータ号機の運転を、前記実負荷を抑制するように制御することを特徴とする群管理エレベータ装置。
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の群管理エレベータ装置において、
前記負荷均等化処理部は、前記実負荷を抑制するために前記エレベータ号機の運転を休止することを特徴とする群管理エレベータ装置。