電梯控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電梯控制方法，包括如下步驟：第一步，生成常規(guī)速度圖形；第二步，選擇常規(guī)速度圖形作為電梯控制用速度圖形；第三步，根據(jù)常規(guī)速度圖形對電梯進行控制，使電梯進入常規(guī)運行模式；第四步，記錄計算電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最大加速度所需的電梯常規(guī)運行數(shù)據(jù)；第五步，根據(jù)第四步記錄的電梯常規(guī)運行數(shù)據(jù)，計算得出電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最大加速度。本發(fā)明還公開了應(yīng)用該方法實現(xiàn)電梯可變速運行的電梯控制裝置。本發(fā)明能夠通過調(diào)整電梯的最高速度和/或最大加速度來提高電梯運載效率、縮短乘客侯梯時間，同時還能克服現(xiàn)有可變速控制技術(shù)存在的不能充分利用電梯驅(qū)動系統(tǒng)容量和無法預(yù)先確定電梯后續(xù)運行速度圖形等缺點。
【專利說明】電梯控制方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電梯的控制方法，具體涉及一種能夠根據(jù)電梯實際運行狀況改變 運行速度和/或加速度的電梯控制方法以及應(yīng)用該控制方法的電梯控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 包括驅(qū)動電機和電氣系統(tǒng)在內(nèi)的電梯驅(qū)動系統(tǒng)通常是根據(jù)電梯在額定負載以額 定速度和額定加速度運行時所需要的最大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩來設(shè)計的，但在實際運行中，電梯在很 多情況下所需的實際驅(qū)動轉(zhuǎn)矩會小于、甚至是遠遠小于其最大驅(qū)動轉(zhuǎn)矩（如在平衡負載附 近），因此可以根據(jù)電梯的實際負載情況通過適當調(diào)整電梯運行的最高速度和/或最大加 速度等運行參數(shù)的方式來充分挖掘不同負載條件下電梯驅(qū)動電機和電氣系統(tǒng)等的有效容 量，從而在不增加電梯臺數(shù)、不提高電梯額定運行速度的情況下提高電梯的運載效率、縮短 乘客的侯梯時間，進而實現(xiàn)節(jié)能的目的，該技術(shù)通常稱為可變速控制技術(shù)，應(yīng)用了該技術(shù)的 電梯通常稱為可變速電梯。
[0003] 目前可變速控制技術(shù)主要有兩類：第一類可變速控制技術(shù)是在電梯啟動前根據(jù)負 載稱量結(jié)果預(yù)先計算出可實現(xiàn)的最高速度和/或最大加速度并據(jù)此生成速度圖形，之后控 制電梯按照該速度圖形運行，如中國發(fā)明專利ZL02804733. 8 (申請日2002年12月9日，授 權(quán)號CN1302975C，授權(quán)日2007年3月7日）；第二類可變速控制技術(shù)是在電梯運行時的電 流檢測值實時調(diào)整電梯運行速度和/或加速度，使得電梯驅(qū)動系統(tǒng)始終運行在其有效容量 允許的最大值附近，如中國發(fā)明專利ZL200410055740. 1(申請日2004年07月28日，授權(quán) 號CN100398426C，授權(quán)日2008年7月2日）。對于第一類可變速控制技術(shù)而言，由于電梯 負載的稱量結(jié)果往往會存在較大誤差，且未考慮驅(qū)動系統(tǒng)效率、摩擦等因素，因此其計算得 出的最高速度和/或最大加速度以及由此生成的電梯速度圖形較為保守，導(dǎo)致電梯驅(qū)動系 統(tǒng)容量不能充分利用。對于第二類可變速控制技術(shù)而言，雖然其克服了第一類可變速控制 技術(shù)因最高速度和/或最大加速度計算結(jié)果保守而導(dǎo)致的電梯驅(qū)動系統(tǒng)容量不能充分利 用的缺點，但由于是根據(jù)電流檢測值實時調(diào)整的最高速度和/或最大加速度，因此無法預(yù) 先確定電梯后續(xù)運行的速度圖形，這會給電梯的速度控制（特別是?？侩A段控制）帶來很 大困難。
[0004] 此外，中國發(fā)明專利申請201080065027.9(申請日2010年12月08日）提出了一 種可變速優(yōu)化控制技術(shù)，其利用兩種不同負載或空載時驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩電流或其指令值來 辨識行進模型參數(shù)--電梯行進時的損耗及系統(tǒng)的效率，之后再根據(jù)行進模型來變更速度 模式。但該技術(shù)僅僅消除了電梯行進損耗和系統(tǒng)效率所導(dǎo)致的電梯驅(qū)動系統(tǒng)容量利用不充 分，但仍存在負載稱量不準確所導(dǎo)致的電梯驅(qū)動系統(tǒng)容量利用不充分這一缺點。
[0005] 由上述分析可知，目前現(xiàn)有可變速控制技術(shù)存在因最高速度和/或最大加速度計 算結(jié)果保守而導(dǎo)致電梯驅(qū)動系統(tǒng)容量不能充分利用或因電梯運行的最高速度和/或最大 加速度的實時調(diào)整而無法預(yù)先確定電梯后續(xù)運行速度圖形的缺點。因此，提出一種可以通 過調(diào)整電梯運行的最高速度和/或最大加速度來提高電梯運載效率、縮短乘客侯梯時間， 同時還能克服現(xiàn)有可變速控制技術(shù)存在的變速結(jié)果保守、不能充分利用電梯驅(qū)動系統(tǒng)容量 和無法預(yù)先確定電梯后續(xù)運行速度圖形等缺點的可變速控制技術(shù)就成為本領(lǐng)域中一個有 待解決的重要技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種電梯控制方法，它可以通過調(diào)整電梯運行的 最高速度和/或最大加速度來提高電梯運載效率縮短乘客候梯時間，同時還能克服現(xiàn)有可 變速控制技術(shù)存在的變速結(jié)果保守、不能充分利用電梯驅(qū)動系統(tǒng)容量和無法預(yù)先確定電梯 后續(xù)運行速度圖形等缺點。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明電梯控制方法的技術(shù)解決方案為，包括如下步驟：
[0008] 第一步，根據(jù)電梯的額定速度和額定加速度生成常規(guī)速度圖形，并發(fā)送至速度圖 形選擇單元；
[0009] 第二步，速度圖形選擇單元選擇常規(guī)速度圖形作為電梯控制用速度圖形，并發(fā)送 至驅(qū)動控制單元；
[0010] 第三步，驅(qū)動控制單元根據(jù)常規(guī)速度圖形對電梯進行控制，電梯進入常規(guī)運行模 式；
[0011] 第四步，記錄計算電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最大加速度所需的電梯常規(guī)運 行數(shù)據(jù)；
[0012] 第五步，根據(jù)第四步記錄的電梯常規(guī)運行數(shù)據(jù)，計算得出電梯后續(xù)運行的最高速 度和/或最大加速度；
[0013] 第六步，根據(jù)第五步得到的所述電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最大加速度生成 特別速度圖形；
[0014] 第七步，速度圖形選擇單元選擇特別速度圖形作為電梯控制用速度圖形，并發(fā)送 至驅(qū)動控制單元；
[0015] 第八步，驅(qū)動控制單元根據(jù)特別速度圖形對電梯進行控制，電梯進入特別運行模 式。
[0016] 所述第一步所生成的常規(guī)速度圖形中的最高速度和最大加速度不大于電梯的額 定速度和額定加速度，且所述常規(guī)速度圖形至少滿足如下條件中的一個：
[0017] 條件1 :存在至少兩個時刻，且兩時刻對應(yīng)的角加速度不相等；
[0018] 條件2 :存在至少兩個等長時間段，且兩時間段內(nèi)對應(yīng)的角速度變化量不同。
[0019] 所述第五步包括如下步驟：
[0020] 步驟1，利用電梯常規(guī)運行數(shù)據(jù)計算當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量；
[0021] 步驟2,利用所述當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量計算不平衡轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn) 矩或二者之和；
[0022] 步驟3,利用最大輸出轉(zhuǎn)矩、所述當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量與所述不平 衡轉(zhuǎn)矩、所述摩擦轉(zhuǎn)矩或二者之和計算電梯的初始最高速度和/或最大加速度；
[0023] 步驟4,利用所述初始最1?速度和/或最大加速度確定電梯后續(xù)運行的最1?速度 和/或最大加速度。
[0024] 所述步驟1中當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的計算采用以下方法：
[0025] 當所述常規(guī)速度圖形滿足所述條件1時，根據(jù)電梯驅(qū)動系統(tǒng)運動方程式，利用電 梯常規(guī)運行中不同角加速度及其對應(yīng)的驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩計算當前負載情況下的驅(qū)動系 統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量J ;
[0026] 當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量J的計算公式為
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種電梯控制方法，其特征在于，所述控制方法對電梯的控制包括如下步驟： 第一步，根據(jù)電梯的額定速度和額定加速度生成常規(guī)速度圖形，并發(fā)送至速度圖形選 擇單元； 第二步，速度圖形選擇單元選擇常規(guī)速度圖形作為電梯控制用速度圖形，并發(fā)送至驅(qū) 動控制單元； 第三步，驅(qū)動控制單元根據(jù)常規(guī)速度圖形對電梯進行控制，電梯進入常規(guī)運行模式； 第四步，記錄計算電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最大加速度所需的電梯常規(guī)運行數(shù) 據(jù)； 第五步，根據(jù)第四步記錄的電梯常規(guī)運行數(shù)據(jù)，計算得出電梯后續(xù)運行的最高速度和/ 或最大加速度； 第六步，根據(jù)第五步得到的所述電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最大加速度生成特別 速度圖形； 第七步，速度圖形選擇單元選擇特別速度圖形作為電梯控制用速度圖形，并發(fā)送至驅(qū) 動控制單元； 第八步，驅(qū)動控制單元根據(jù)特別速度圖形對電梯進行控制，電梯進入特別運行模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯控制方法，其特征在于，所述第一步所生成的常規(guī)速度 圖形中的最高速度和最大加速度不大于電梯的額定速度和額定加速度，且所述常規(guī)速度圖 形至少滿足如下條件中的一個： 條件1 :存在至少兩個時刻，且兩時刻對應(yīng)的角加速度不相等； 條件2 :存在至少兩個等長時間段，且兩時間段內(nèi)對應(yīng)的角速度變化量不同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯控制方法，其特征在于，所述第五步包括如下步驟： 步驟1，利用電梯常規(guī)運行數(shù)據(jù)計算當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量； 步驟2,利用所述當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量計算不平衡轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn)矩或 -者之和； 步驟3,利用最大輸出轉(zhuǎn)矩、所述當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量與所述不平衡轉(zhuǎn) 矩、所述摩擦轉(zhuǎn)矩或二者之和計算電梯的初始最高速度和/或最大加速度； 步驟4,利用所述初始最高速度和/或最大加速度確定電梯后續(xù)運行的最高速度和/或 最大加速度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯控制方法，其特征在于：所述步驟1中當前負載情況下 的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的計算采用以下方法： 當所述常規(guī)速度圖形滿足所述條件1時，根據(jù)電梯驅(qū)動系統(tǒng)運動方程式，利用電梯常 規(guī)運行中不同角加速度及其對應(yīng)的驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩計算當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn) 動慣量J ; 當所述常規(guī)速度圖形滿足所述條件2時，根據(jù)電梯驅(qū)動系統(tǒng)運動方程式，利用電梯常 規(guī)運行中兩個等長時間段內(nèi)驅(qū)動電機的輸出轉(zhuǎn)矩對時間的積分以及對應(yīng)等長時間段內(nèi)電 梯驅(qū)動系統(tǒng)角速度增量之差來計算當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量J。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯控制方法，其特征在于：所述步驟2中不平衡轉(zhuǎn)矩和摩 擦轉(zhuǎn)矩或二者之和的計算方法為：利用所述步驟1的計算結(jié)果，根據(jù)驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩、不 平衡轉(zhuǎn)矩、摩擦轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動電機角加速度間的關(guān)系計算得出不平衡轉(zhuǎn)矩與摩擦轉(zhuǎn)矩之和； 或者進一步利用電梯負載質(zhì)量MlMd與電梯無負載時的驅(qū)動系統(tǒng)自身的轉(zhuǎn)動慣量Jsyst"與當 前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量J間的函數(shù)關(guān)系計算電梯負載質(zhì)量MlMd，再利用電梯負 載質(zhì)量MlMd計算不平衡轉(zhuǎn)矩，最后由當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量J和不平衡 轉(zhuǎn)矩計算出摩擦轉(zhuǎn)矩T ft。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯控制方法，其特征在于：所述步驟3中根據(jù)電梯驅(qū)動系 統(tǒng)運動方程式，利用電梯驅(qū)動系統(tǒng)的最大輸出轉(zhuǎn)矩以及當前負載情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣 量、所述不平衡轉(zhuǎn)矩與所述摩擦轉(zhuǎn)矩或二者之和來計算電梯的初始最高速度和/或最大加 速度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電梯控制方法，其特征在于：所述步驟4中確定電梯后續(xù)運 行的最高速度和/或最大加速度的方法為：直接將所述步驟3中所得的初始最高速度和/ 或最大加速度作為電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最大加速度；或者對初始最高速度和/ 或最大加速度進行補償，并將補償結(jié)果作為電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最大加速度； 補償方法為： 根據(jù)電梯轎廂的當前位置、下次?？课恢糜嬎惝斍柏撦d情況下的驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量、 不平衡轉(zhuǎn)矩、摩擦轉(zhuǎn)矩、效率中的至少一項在電梯轎廂由當前位置移動至下次?？课恢眠@ 一過程中的變化量，并進一步計算對應(yīng)于該變化量的第一速度分量和/或第一加速度分 量； 根據(jù)電梯常規(guī)運行速度和后續(xù)運行速度分別計算電梯轎廂升降時的風阻轉(zhuǎn)矩及相應(yīng) 的風阻轉(zhuǎn)矩變化量，并根據(jù)所述風阻轉(zhuǎn)矩變化量計算相應(yīng)的第二速度分量和/或第二加速 度分量； 將初始最高速度和/或最大加速度以及第一速度分量和/或第一加速度分量與第二速 度分量和/或第二加速度分量中的至少一項求和，得出電梯后續(xù)運行的最高速度和/或最 大加速度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電梯控制方法，其特征在于：補償后得出的所述電梯后續(xù)運 行的最高速度和/或最大加速度是一以電梯轎廂的當前位置、下次?？课恢?、速度和加速 中的一項或多項為自變量的函數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯控制方法，其特征在于：所述常規(guī)速度圖形與所述特別 速度圖形在二者銜接點處保持數(shù)學意義上的連續(xù)；或進一步限定為光滑。
10. -種應(yīng)用權(quán)利要求1所述電梯控制方法的電梯控制裝置，其特征在于：所述電梯控 制裝置包括 常規(guī)速度圖形生成單元，根據(jù)電梯的額定速度和額定加速度生成電梯常規(guī)運行控制所 需的常規(guī)速度圖形，并將信號送至速度圖形選擇單元； 最高速度和/或最大加速度計算單元，根據(jù)電梯常規(guī)運行數(shù)據(jù)計算電梯后續(xù)運行的最 高速度和/或最大加速度，并將計算結(jié)果送至特別速度圖形生成單元； 特別速度圖形生成單元，根據(jù)所述最高速度和/或最大加速度計算單元計算得到的所 述最高速度和/或最大加速度生成用于控制電梯后續(xù)運行的特別速度圖形，并將信號傳送 至速度圖形選擇單元； 速度圖形選擇單元，選擇常規(guī)速度圖形和特別速度圖形中的一個作為電梯控制用速度 圖形； 驅(qū)動控制單元，根據(jù)所述速度圖形選擇單元選定的電梯控制用速度圖形對電梯進行控 制，使其實際運行速度跟蹤選定的電梯控制用速度圖形。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電梯控制裝置，其特征在于：電梯啟動時，所述常規(guī)速度圖 形生成單元根據(jù)額定速度和額定加速度生成常規(guī)速度圖形，所述速度圖形選擇單元選定常 規(guī)速度圖形為電梯控制用速度圖形。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電梯控制裝置，其特征在于：所述最高速度和/或最大加 速度計算單元根據(jù)來自所述驅(qū)動控制單元的常規(guī)運行數(shù)據(jù)，確定電梯后續(xù)運行的最高速度 和/或最大加速度，并將計算結(jié)果送至所述特別速度圖形生成單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電梯控制裝置，其特征在于：所述特別速度圖形生成單元 根據(jù)來自所述最高速度和/或最大加速度計算單元的所述最高速度和/或最大加速度生成 電梯后續(xù)控制用特別速度圖形。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電梯控制裝置，其特征在于：所述速度圖形選擇單元在所 述特別速度圖形生成單元生成所述特別速度圖形后，將所述特別速度圖形作為電梯后續(xù)控 制用速度圖形，所述驅(qū)動控制單元根據(jù)所述特別速度圖形對電梯進行控制。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電梯控制裝置，其特征在于：當所述驅(qū)動控制單元根據(jù)常 規(guī)速度圖形對電梯進行控制時，電梯處于常規(guī)運行模式；當所述驅(qū)動控制單元根據(jù)特別速 度圖形對電梯進行控制時，所述電梯處于特別運行模式。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電梯控制裝置，其特征在于：所述電梯控制裝置在特別速 度圖形生成單元生成所述特別速度圖形后立即遵循特別速度圖形控制電梯，電梯由所述常 規(guī)運行模式進入所述特別運行模式。
【文檔編號】B66B1/30GK104098004SQ201310117972
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月7日
【發(fā)明者】陳玉東 申請人:上海三菱電梯有限公司