可变速电梯运行控制系统及方法与流程

本发明涉及电梯领域，更具体地说，涉及一种可变速电梯运行控制系统及方法。

背景技术：

随着现代城市高层、超高层建筑的不断涌现，电梯系统作为其内部的垂直交通运输工具，日益成为人们日常生活中不可缺少的一部分。据估计，截至2002年，全球在用的垂直电梯约610万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。

电梯运行时，首先要规划运行曲线，该运行曲线主要包括加速度、减速度、满速值和拐点时间等，这些参数通常通过功能码设定完成。在接收到召唤指令时，电梯按照这些参数运行。

上述电梯中，不管轿厢载重如何变化，也不管运行距离(即上下楼的高度)如何变化，加速和减速过程都一样，只是在运行距离不同时，匀速段的保持时间不同。当轿厢侧和对重侧的重量差额较小时，电梯的变频器的输出电流相应减弱，此时电动机的功率就有富余，这部分闲置的功率并没有充分利用。

随着经济的发展,住房办公的大楼越来越高，一方面电梯的电动机存在闲置功率，另一方面电梯用户等待和乘坐时间随着楼层增加而不断增加，大大影响了电梯使用效率及用户体验。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对上述电梯电动机闲置功率浪费以及用户体验不佳的问题，提供一种可变速电梯运行控制系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种可变速电梯运行控制系统，包括载重采样单元、运行曲线创建单元以及运行控制单元，其中：所述载重采样单元，用于在接收到轿厢上行/下行指令时，采样轿厢载重；所述运行曲线创建单元，用于根据轿厢载重计算满速值并生成第一运行曲线，所述第一运行曲线包括加速运行段、匀速运行段和减速运行段，或者该第一运行曲线包括加速运行段和减速运行段，且所述匀速运行段的速度值等于满速值、所述加速运行段和减速运行段的最大值不超过满速值；所述运行控制单元，用于根据所述第一运行曲线驱动轿厢上行/下行。

在本发明所述的可变速电梯运行控制系统中，所述运行曲线创建单元通过以下公式计算满速值V1：

V1＝V0-K*|M1+M2-M3|

V0为最大速度，K为比例系数，M1为轿厢重量，M2为轿厢载重，M3为对重重量，“| |”为绝对值运算。

在本发明所述的可变速电梯运行控制系统中，所述运行控制系统还包括预警计算单元，其中：所述预警计算单元，用于实时采样变频器输出电流并计算预警电流；所述运行曲线创建单元在所述预警电流超过预设的过载电流时创建第二运行曲线，所述运行控制单元控制轿厢以第二运行曲线运行，所述第二运行曲线的加速度/减速度的绝对值小于第一运行曲线的加速度/减速度的绝对值，所述第二运行曲线的满速值等于第一运行曲线的满速值。

在本发明所述的可变速电梯运行控制系统中，所述预警计算单元根据以下计算式计算预警电流F：

其中i为采样的变频器输出电流，I为额定电流。

在本发明所述的可变速电梯运行控制系统中，所述运行控制系统还包括满速值调整单元，用于在运行控制单元驱动轿厢上行/下行的加速运行阶段，根据各个传感器的检测值调整第一运行曲线和第二运行曲线的满速值。

本发明还提供一种可变速电梯运行控制方法，包括以下步骤：

(a)在接收到轿厢上行/下行指令时，采样轿厢载重；

(b)根据轿厢载重计算满速值并生成第一运行曲线，所述第一运行曲线包括加速运行段、匀速运行段和减速运行段，或者该第一运行曲线包括加速运行段和减速运行段，且所述匀速运行段的速度值等于满速值、所述加速运行段和减速运行段的最大值不超过满速值；

(c)根据所述第一运行曲线驱动轿厢上行/下行。

在本发明所述的可变速电梯运行控制方法中，所述步骤(b)中通过以下公式计算满速值V1：

V1＝V0-K*|M1+M2-M3|

V0为最大速度，K为比例系数，M1为轿厢重量，M2为轿厢载重，M3为对重重量，“| |”为绝对值运算。

在本发明所述的可变速电梯运行控制方法中，(a0)实时采样变频器输出电流并计算预警电流；

所述步骤(b)包括：在所述预警电流超过预设的过载电流时创建第二运行曲线，且所述第二运行曲线的加速度/减速度的绝对值小于第一运行曲线的加速度/减速度的绝对值，所述第二运行曲线的满速值等于第一运行曲线的满速值；

所述步骤(c)包括：根据所述第二运行曲线驱动轿厢上行/下行。

在本发明所述的可变速电梯运行控制方法中，所述步骤(a0)中根据以下计算式计算预警电流F：

其中i为采样的变频器输出电流，I为额定电流。

在本发明所述的可变速电梯运行控制方法中，所述步骤(c)包括：在轿厢加速运行阶段，根据各个传感器的检测值调整第一运行曲线和第二运行曲线的满速值。

本发明所述的可变速电梯运行控制系统及方法，在接收到上行/下行指令时根据轿厢载重调整轿厢运行满速值，并据此创建运行曲线，不仅可充分利用电动机闲置功率，而且可提高减少用户等待时间和乘坐时间，提高用户体验。

附图说明

图1是本发明可变速电梯运行控制系统第一实施例的示意图。

图2是本发明可变速电梯运行控制系统第二实施例的示意图。

图3是本发明可变速电梯运行控制方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明可变速电梯运行控制系统第一实施例的示意图，该运行控制系统可应用于电梯控制，特别是高楼层电梯控制。本实施例中的可变电梯运行控制系统包括载重采样单元11、运行曲线创建单元12以及运行控制单元13，上述载重采样单元11、运行曲线创建单元12以及运行控制单元13可集成到电梯控制系统，并结合运行在电梯控制系统(例如变频器)上的软件构成。

载重采样单元11用于在接收到轿厢上行/下行指令时，采样轿厢载重。该载重采样单元11可借助安装到轿厢底板下方的称重装置完成轿厢载重采样，也可通过在吊绳上装设称重装置实现轿厢载重采样等。

运行曲线创建单元12用于根据轿厢载重计算满速值并生成第一运行曲线(速度曲线)，该第一运行曲线包括加速运行段、匀速运行段和减速运行段(当轿厢当次需上/下超过一定数量楼层时)，或者该第一运行曲线包括加速运行段和减速运行段(当轿厢当次需上/下不超过一定数量楼层时)，且上述第一运行曲线中，匀速运行段的速度值等于满速值、加速运行段和减速运行段的最大值不超过满速值。运行曲线创建单元12创建的各个第一运行曲线中的加速运行段和减速运行段相同，即加速和减速运行的过程相同，仅匀速运行段的值根据轿厢载重变化而变化。

具体地，上述运行曲线创建单元12可通过以下公式计算满速值V1：

V1＝V0-K*|M1+M2-M3|

其中V0为最大速度(可根据电机功率等进行设置)，K为比例系数(可根据具体应用场合进行设置)，M1为轿厢重量，M2为轿厢载重，M3为对重重量，“| |”为绝对值运算。由于轿厢重量和对重重量不变，因此在轿厢载重较小时(例如乘客较少时)，根据上述公式计算获得的满速值较大；而在轿厢载重较大时(例如乘客较多时)，根据上述公式计算获得的满速值较小。

运行控制单元13用于根据所述第一运行曲线驱动轿厢上行/下行。具体地，运行控制单元13根据运行曲线上的各个时刻的速度控制变频器的逆变单元上各个开关的通断，从而使曳引电机以相应的转速旋转。即在上行/下行楼层较高时(例如从底层运行至三十层)，运行控制单元13先使曳引电机带动轿厢加速运行到满速值，然后以满速值匀速运行，在达到停靠条件时由满速值减速运行直到停靠在预定楼层；在上行/下行楼层较低时(例如从底层运行至三层)，运行控制单元13先使曳引电机带动轿厢加速运行，在达到停靠条件时减速运行直到停靠在预定楼层。

上述可变速电梯运行控制系统根据轿厢载重调整轿厢运行满速值，并据此创建运行曲线，使得电梯轿厢在乘客较少时提高运行速度，从而使得曳引电机发挥最大效率，同时减少了乘客的候梯时间。

如图2所示，在本发明可变速电梯运行控制系统的第二实施例中，除了包括载重采样单元21、运行曲线创建单元22以及运行控制单元23外，还可包括预警计算单元24，上述预警计算单元24同样可结合运行在电梯控制系统(例如变频器)上的软件构成。

预警计算单元24用于实时采样变频器输出电流并计算预警电流。通过预警电流计算，可实时监测曳引电机的状态，避免出现安全隐患。具体地，该预警计算单元24可根据以下计算式计算预警电流F：

其中i为采样的变频器输出电流，I为额定电流。

运行曲线创建单元22在预警电流F超过预设的过载电流时创建第二运行曲线，相应地，运行控制单元23在预警电流F超过预设的过载电流时，控制轿厢以第二运行曲线运行。上述第二运行曲线的加速度/减速度的绝对值小于第一运行曲线的加速度/减速度的绝对值，且第二运行曲线的满速值等于第一运行曲线的满速值。即第二运行曲线的加速过程相对较小(即加、减速较平缓)，拐点时间较长，乘客的舒适感较好，但运行效率较低；而第二运行曲线的加速过程相对较大，拐点时间较短，乘客的舒适感略差，但运行效率较高。

通过预警电流计算，可变换轿厢运行曲线，防止电梯长期高负荷运行出现过载故障，提高了电梯系统的安全性。

此外，上述的可变速电梯运行控制系统还可包括满速值调整单元26，用于在运行控制单元23驱动轿厢上行/下行的加速运行阶段，根据各个传感器(例如电压传感器、曳引电机的温度传感器等)的检测值调整第一运行曲线或第二运行曲线的满速值。例如满速值调整单元26在曳引电机的温度传感器温度超过预设值时，降低上述满速值，从而使得第一运行曲线或第二运行曲线中的加速运行段缩短。特别地，满速值调整单元26仅可在加速运行段中的匀加速段或者匀速运行段调整第一运行曲线或第二运行曲线的满速值。

如图3所示，是本发明可变速电梯运行控制方法实施例的流程示意图，该方法包括以下步骤：

步骤S31：在接收到轿厢上行/下行指令时，采样轿厢载重。

步骤S32：根据轿厢载重计算满速值并生成第一运行曲线，第一运行曲线包括加速运行段、匀速运行段和减速运行段，或者该第一运行曲线包括加速运行段和减速运行段，且匀速运行段的速度值等于满速值、加速运行段和减速运行段的最大值不超过满速值。

在该步骤中，可通过以下公式计算满速值V1：

V1＝V0-K*|M1+M2-M3|

V0为最大速度，K为比例系数，M1为轿厢重量，M2为轿厢载重，M3为对重重量，“| |”为绝对值运算。

步骤S33：根据所述第一运行曲线驱动轿厢上行/下行。

在该步骤中，为应对电梯运行过程中的环境变化，提高电梯运行的安全性，可在轿厢加速运行阶段，根据各个传感器(例如电压传感器、曳引电机的温度传感器等)的检测值调整第一运行曲线和第二运行曲线的满速值。例如满速值调整单元26在曳引电机的温度传感器温度超过预设值时，降低上述满速值，从而使得第一运行曲线或第二运行曲线中的加速运行段缩短。

为避免电梯长时间高负荷运行出现过载故障，上述方法还可包括：实时采样变频器输出电流并计算预警电流。具体地，该步骤中可根据以下计算式计算预警电流F：

其中i为采样的变频器输出电流，I为额定电流。

相应地，步骤S32可包括：在所述预警电流超过预设的过载电流时创建第二运行曲线，且所述第二运行曲线的加速度/减速度的绝对值小于第一运行曲线的加速度/减速度的绝对值，所述第二运行曲线的满速值等于第一运行曲线的满速值。这样，在步骤S33中根据所述第二运行曲线驱动轿厢上行/下行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。