用于确定电梯绳索摆动的方法、计算机系统和计算机程序产品的制作方法
【专利摘要】一种方法，确定在电梯系统运行过程中电梯绳索(17)的摆动(150)。该方法包括：获取在电梯系统运行过程中所述电梯绳索的运动(130)的至少一个测量值；并且在所述运动的测量值的基础上基于所述电梯绳索的边界(111,112)之间的插值来确定与电梯轿厢(12)和滑轮相连的所述电梯绳索的所述摆动(150)。
【专利说明】用于确定电梯绳索摆动的方法、计算机系统和计算机程序产品
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及一种电梯系统，并且更具体地涉及电梯系统的电梯绳索的横向摆动的测量。
【背景技术】
[0002]典型的电梯系统包括轿厢和对重装置，该对重装置被限制为在竖直延伸的电梯井中沿导轨运行。轿厢和对重装置通过曳引钢丝绳相连。曳引钢丝绳围绕位于机房中在电梯井的顶部(或底部)处的滑轮进行缠绕。在传统的电梯系统中，滑轮由电动马达提供动力。在其他的电梯系统中，滑轮未被供以动力，并且驱动装置是安装在对重装置上的直线马达。
[0003]绳索摆动是指曳引钢丝绳和/或补偿绳在电梯井中的振荡。这种振荡可能是带有绳索的电梯系统中的显著问题。这种振荡可以例如通过以下情况而引发:通过由风引起的建筑物偏转而产生的振动和/或在电梯系统运行期间产生的绳索振动。如果振动频率接近或者进入绳索的自然谐波，则振动位移可以增加远大于位移。在这种情况下，绳索可能与电梯井中的其他设备缠结，或者当电梯运行时从滑轮的凹槽中跑出。如果电梯系统使用多条绳索，并且绳索彼此是不同相位地振荡，则这些绳索可能会彼此缠结并且可能会破坏电梯系统。
[0004]一些传统的解决方案利用与绳索相连的机械装置来估算绳索的位移。例如，一种解决方案利用附接在电梯系统中的补偿绳滑轮组件上的装置来检测超出一定量的绳索摆动。然而，附接至补偿绳的机械装置难以进行安装和维修。
[0005]另一种方法利用建筑物的位移和固有频率来估算和计算绳索摆动量。这种方法是常见的，可能不会提供对绳索摆动的精确估算。
[0006]此外，需要对适于实时估算绳索摆动的绳索摆动估算进行改进。
【发明内容】
[0007]本发明的一种实施方式公开了一种用于确定在电梯系统运行过程中的电梯绳索摆动的方法。这种方法包括:获取在电梯系统运行过程中的电梯绳索的至少一个运动测量值；在运动测量值的基础上基于电梯绳索边界之间的插值来确定与电梯轿厢和滑轮相连的电梯绳索的摆动。
[0008]本发明的另一种实施方式公开了一种用于确定与电梯系统中的电梯轿厢和滑轮相连的电梯绳索的摆动的计算机程序产品，其中该计算机程序产品对处理器进行修改。该计算机程序产品包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括实施所用的计算机可用程序代码，其中由处理器来执行的该程序代码基于在某一位置处的电梯绳索的运动测量值和选自包括电梯系统模型和电梯绳索的边界之间的插值的信息组的辅助信息来确定电梯绳索的摆动。
[0009]本发明的又另一实施方式公开了一种用于确定在电梯系统运行过程中电梯绳索的摆动的计算机系统，其包括处理器，该处理器被构造用于:确定电梯绳索在第一边界位置处和第二边界位置处的运动的边界测量值；确定在摆动位置处的电梯绳索的运动的摆动测量值；在第一时刻，通过基于边界测量的插值和摆动测量值来确定电梯绳索的摆动；在第二时刻，通过基于边界测量值、摆动测量值和电梯系统模型的粗略估算来确定电梯绳索的摆动。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的实施方式操作的示例性的电梯系统的示意图。
[0011]图2是根据本发明的实施方式的电梯系统的模型的示意图。
[0012]图3是根据本发明的实施方式的用于确定至少一个摆动传感器的位置的方法的框图。
[0013]图4A是根据本发明的实施方式的用于确定一组摆动传感器的数量和位置的方法的框图。
[0014]图4B是电梯井内的传感器的水平布置的示意图。
[0015]图4C是电梯井内的传感器的水平布置方法的框图。
[0016]图5是作为绳索长度的函数的电梯绳索的横向振动的曲线图。
[0017]图6是作为绳索长度的函数的电梯绳索的横向振动的曲线图。
[0018]图7是根据本发明的一些实施方式，用于在电梯系统运行过程中来确定电梯绳索的摆动的方法的框图。
[0019]图8是根据本发明的一种实施方式，用于确定电梯绳索的实际摆动的方法和系统的框图。
[0020]图9是根据本发明的另一种实施方式，用于确定电梯绳索的实际摆动的方法的框图。
[0021]图10是根据本发明的一些实施方式，执行图9的粗略估算方法的流程图。
[0022]图11是根据本发明的一些实施方式，执行图9的粗略估算方法的流程图。
[0023]图12是确定在电梯绳索的不同位置处的运动的框图。
[0024]图13是根据本发明的一些实施方式，摆动传感器的不同的布置中的一种布置的示意图。
[0025]图14根据本发明的一些实施方式，摆动传感器的不同的布置中的一种布置的示意图。
[0026]图15根据本发明的一些实施方式，摆动传感器的不同的布置中的一种布置的示意图。
[0027]图16根据本发明的一些实施方式，摆动传感器的不同的布置中的一种布置的示意图。
【具体实施方式】
[0028]图1示出了根据本发明的示例性电梯系统100的示例。该电梯系统包括电梯轿厢12，该电梯轿厢通过至少一根电梯绳索与电梯系统的不同部件相连。例如，电梯轿厢和对重装置14通过主绳索16-17和补偿绳索18彼此附接。如本领域已知的，电梯轿厢12可以包括上梁30和安全钳下楔33。滑轮20用于使电梯轿厢12和对重装置14通过电梯井22进行移动，该滑轮可以被定位在电梯井22顶部(或底部)处的机房(未示出)中。电梯系统还可以包括补偿滑轮23。电梯井22包括前壁29、后壁31和一对侧壁32。
[0029]电梯轿厢和对重装置可以具有重心，该重心被限定为一个点，在该点处，围绕该点的X、y和Z方向上的力矩总和等于O。也就是说，该轿厢12或者对重装置14可以在理论上在重心点(x，y，z)处被支撑并且平衡，这是因为所有围绕该点的力矩都被抵消了。主绳索16-17通常被附接在轿厢12的上梁30上的一个点处，轿厢的重心的坐标被投影在该点处。主绳索16-17类似地被附接到对重装置14的顶部上的一点处，对重装置14的重心的坐标被投影在该点处。
[0030]在电梯系统运行过程中，电梯系统的不同部件承受内部和外部干扰，例如风力，导致这些部件的横向运动。这些部件的这种横向运动可以导致电梯绳索的摆动，这种摆动需要被测量。相应地，一组传感器被布置在电梯系统中以确定电梯绳索的横向摆动。
[0031]所述一组传感器可以包括边界传感器111和112以及至少一个摆动传感器120。例如，第一边界传感器111被构造用于测量电梯轿厢的横向运动的第一边界位置，第二边界传感器112被构造用于测量滑轮的横向运动的第二边界位置，并且摆动传感器120被构造用于感测电梯绳索在相对于摆动传感器的位置的摆动位置处的横向摆动。
[0032]例如，第一边界传感器的位置与第一边界位置一致，第二边界传感器的位置与第二边界位置一致，摆动边界传感器的位置与摆动位置一致。然而，在不同的实施方式中，传感器可以被布置在不同的位置中，使得第一位置、第二位置和摆动位置适当地被感测和/或被测量。传感器的实际位置可以取决于所使用的传感器类型。例如，边界传感器可以是直线位置传感器，摆动传感器可以是任何运动传感器，例如光束传感器。
[0033]在电梯系统的运行过程中，第一边界位置、第二边界位置和摆动位置被确定并且被传输130给摆动测量单元140。该摆动测量单元通过例如对第一位置、第二位置和摆动位置进行插值来确定电梯绳索的摆动150。不同的实施方式使用不同的插值技术，例如曲线拟合插值或B样条插值。
[0034]在一种实施方式中，边界传感器被去除，并且只有摆动传感器被用于确定绳索相对于绳索的中间位置的摆动，该中间位置对应于初始的绳索构造(即，没有绳索摆动)。
[0035]确定摆动传感器的位置
[0036]本发明的实施方式的目的在于实现，可以利用电梯系统模型来模拟电梯系统的运行，以便确定由于运行所引发的电梯绳索的实际摆动的模拟。这些实施方式通过实现下列事实而得以实现，即用于感应摆动的传感器的位置可以通过下列步骤来检测:利用被构造成通过传感器进行感应的电梯井中的点的位置之间的插值来确定电梯绳索的估算的摆动；并且将电梯绳索的估算出的摆动与电梯绳索的实际摆动的模拟进行比较。这些点对估算的绳索摆动和具有横向摆动的实际的绳索摆动之间的误差进行优化，这些点可以被用于在电梯系统中定位传感器。
[0037]图2示出了电梯系统100的模型200的示例。模型200在电梯系统参数的基础上被确定。本领域已知的各种系统可以被用于模拟电梯系统的运行，其中电梯系统的模型用于产生由于运行所引起的电梯绳索的实际摆动230。
[0038]对电梯系统的运行进行模拟还可以产生第一边界位置211和第二边界位置212，这是因为电梯系统的部件(例如电梯轿厢和滑轮)的横向运动可以在干扰条件的基础上来确定。然而，需要确定用于感测运动的摆动传感器在摆动位置220中的最佳安置。
[0039]—种实施方式在牛顿第二定律的基础上进行建模。例如，电梯绳索被建模为弦(string)，并且电梯轿厢和对重装置被分别建模为刚性体230和250。电梯系统的模型根据
下列偏微分方程来确定:
[0040]
【权利要求】
1.一种用于确定在电梯系统运行过程中电梯绳索的摆动的方法，该方法包括: 获取在所述电梯系统运行过程中所述电梯绳索的运动的至少一个测量值；并且 基于所述运动的测量值，使用所述电梯绳索的边界之间的插值来确定连接电梯轿厢和滑轮的所述电梯绳索的所述摆动。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括: 基于所述运动的所述测量值和所述电梯系统的模型，粗略估算所述电梯绳索的所述摆动。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测量值是所述电梯绳索在摆动位置处的运动的摆动测量值，并且其中所述确定包括: 在边界测量值和所述摆动测量值的基础上利用插值来确定所述摆动。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述边界测量值包括第一边界测量值和第二边界测量值，所述方法还包括: 从第一边界传感器接收第一边界测量值；和 在所述第一边界测量值的基础上确定第二边界测量值。
5.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括: 基于在一位置处对所述运动的感测来确定在该位置处的所述运动的测量值。
6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括: 基于在另一位置处对所述运动的感测来确定在一位置处的所述运动的测量值。
7.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括: 在之前的测量值的基础上粗略估算所述测量值。
8.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括: 在边界测量值、之前的边界测量值和所述电梯系统的模型这三者中的至少一者以及之前的测量值的基础上，粗略估算所述测量值。
9.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括: 通过基于边界测量值和摆动测量值的粗略估算对所述电梯绳索的所述摆动进行插值。
10.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括: 在所述电梯系统的模型的基础上对所述电梯绳索的所述摆动进行插值。
11.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括: 在通过多个摆动传感器来感测所述运动的基础上确定在一位置处的所述运动的所述测量值，这些摆动传感器相对于电梯井水平地放置。
12.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括: 在所述电梯系统的模型的基础上利用所述测量值作为初始条件来粗略估算所述电梯绳索的所述摆动。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述模型通过常微分方程(ODE)来限定，该方法还包括: 从所述初始条件开始求解所述常微分方程。
14.根据权利要求13所述的方法，该方法还包括: 根据下式来确定所述常微分方程
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述模型由偏微分方程(PDE)限定，该方法还包括: 从所述初始条件开始求解所述偏微分方程。
16.一种计算机程序产品，该计算机程序产品用于确定在电梯系统中与电梯轿厢和滑轮相连的电梯绳索的摆动，其中该计算机程序产品修改处理器并且包括: 计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括录入其中的计算机可用程序代码，其中由所述处理器执行的所述程序代码基于所述电梯绳索在一位置处的运动的测量值和选自由所述电梯系统的模型和所述电梯绳索的边界之间的插值组成的组中的辅助信息来确定所述电梯绳索的所述摆动。
17.根据权利要求16所述的计算机程序产品，其中，所述程序代码在所述电梯系统的所述模型的基础上确定所述电梯绳索的所述摆动。
18.一种用于确定在电梯系统运行过程中的电梯绳索的摆动的计算机系统，该计算机系统包括处理器，该处理器被构造用于: 确定所述电梯绳索在第一边界位置和第二边界位置处的运动的边界测量值； 确定所述电梯绳索在摆动位置处的运动的摆动测量值； 在第一时刻，基于所述边界测量值和所述摆动测量值通过插值来确定所述电梯绳索的所述摆动；并且 在第二时刻，基于所述电梯系统的模型通过粗略估算来确定所述电梯绳索的所述摆动。
19.根据权利要求18所述的计算机系统，其中，所述模型由常微分方程所限定。
20.根据权利要求18所述的计算机系统，其中，所述模型由偏微分方程所限定。
【文档编号】B66B7/06GK104010959SQ201280064277
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2012年1月4日
【发明者】M·本诺斯曼, S·A·博托夫 申请人:三菱电机株式会社