專利名稱:控制系統(tǒng)的控制裝置以及電梯系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種在以建筑物所具有的電梯系統(tǒng)、成套發(fā)電系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)等為代表的控制系統(tǒng)中使用的控制裝置,尤其是涉及一種具有能夠在控制系統(tǒng)發(fā)生異常和故障前對該等異常和故障的預(yù)兆進(jìn)行診斷的預(yù)兆診斷功能的控制系統(tǒng)的控制裝置。
背景技術(shù):
為了保護(hù)控制系統(tǒng)中使用的控制設(shè)備(例如電動(dòng)機(jī)、流量控制閥等的動(dòng)作量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))并將其維持在安全狀態(tài),也就是為了做好對控制設(shè)備的維護(hù),需要對控制設(shè)備的故障和異常等(以下稱為“異?!?進(jìn)行檢測,因此,與上述檢測技術(shù)相關(guān)的研究在不斷地取得進(jìn)展?!?br>
例如,針對根據(jù)動(dòng)作信息檢測傳感器的動(dòng)作信息對動(dòng)作量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制以使控制系統(tǒng)動(dòng)作的控制裝置,已經(jīng)提出有各種異常檢測方法,在這些現(xiàn)有的異常檢測方法中,根據(jù)控制系統(tǒng)的從控制設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制的結(jié)果得到的動(dòng)作信息對控制系統(tǒng)進(jìn)行診斷。此外,也已經(jīng)提出有預(yù)先存儲從控制設(shè)備的設(shè)計(jì)值和初始狀態(tài)等處于正常動(dòng)作狀態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)和控制的結(jié)果得到的動(dòng)作信息,并將其與控制系統(tǒng)的從當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)和控制的結(jié)果得到的動(dòng)作信息進(jìn)行比較,以此來檢測出異常的檢測方法。作為上述異常檢測方法的代表,可以列舉出日本國專利特開平6-1556號公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)、日本國專利特開平6-167591號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)、日本國專利特開平9-6432號公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)以及日本國專利特開2003-95561號公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)等。在專利文獻(xiàn)I所公開的技術(shù)中,收集電梯中控制設(shè)備的動(dòng)作信息,將收集到的動(dòng)作信息與預(yù)先存儲的過去的動(dòng)作信息進(jìn)行比較,由此檢測出異常動(dòng)作。在專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)中,將原子能設(shè)施的正常狀態(tài)的各種傳感器的傳感器信息預(yù)先存儲在存儲裝置中,將存儲的傳感器信息與需要進(jìn)行診斷的傳感器信息進(jìn)行比較,由此來檢測原子能設(shè)施的異常。在專利文獻(xiàn)3所公開的技術(shù)中,將加工設(shè)備的實(shí)際位置信息或者速度信息與內(nèi)部模型的內(nèi)部狀態(tài)的計(jì)算值進(jìn)行比較,由此來檢測異常。專利文獻(xiàn)4所公開的技術(shù)涉及電梯門的遠(yuǎn)程診斷,其對調(diào)整前和調(diào)整后的電梯門開閉模式電壓以及電梯門開閉電流的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,由此來檢測出異?!,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本國專利特開平6-1556號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本國專利特開平6-167591號公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本國專利特開平9-6432號公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本國專利特開2003-95561號公報(bào)可是,根據(jù)專利文獻(xiàn)I的技術(shù),由于其通過對電梯的實(shí)際的動(dòng)作信息與預(yù)先存儲的過去的動(dòng)作信息進(jìn)行比較來檢測異常動(dòng)作,所以在動(dòng)作信息出現(xiàn)異常之前無法檢測出異常,并且,在正常動(dòng)作期間,即使異常的程度在不斷加劇,也無法將其檢測出來。此外,根據(jù)專利文獻(xiàn)2的技術(shù),由于其通過將原子能設(shè)施處于正常狀態(tài)時(shí)的傳感器信息與需要進(jìn)行診斷的傳感器信息進(jìn)行比較來檢測原子能設(shè)施的異常,所以異常檢測的精度和準(zhǔn)確度取決于傳感器的種類和數(shù)量,使得在需要收集高精度的動(dòng)作信息時(shí),會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集的處理負(fù)荷和數(shù)據(jù)量變得非常龐大。另外,根據(jù)專利文獻(xiàn)3的技術(shù),由于其通過將實(shí)際的位置信息或者速度信息與根據(jù)模型計(jì)算出的內(nèi)部狀態(tài)的計(jì)算值進(jìn)行比較來檢測異常,所以只能夠適用于能夠構(gòu)建內(nèi)部狀態(tài)模型并且能夠?qū)?nèi)部狀態(tài)進(jìn)行測定的場合,缺乏通用性。此外,根據(jù)專利文獻(xiàn)4的技術(shù),其通過對調(diào)整前和調(diào)整后的電梯門開閉模式電壓以及電梯門開閉電流的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來檢測異常,但由于其是對實(shí)際的電梯門動(dòng)作的變化進(jìn)行比較,所以無法檢測出在電梯門的動(dòng)作上體現(xiàn)不出來的異常。 總的來說,以上各種異常檢測方法都存在無法在動(dòng)作量調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)作沒有出現(xiàn)異常的情況下檢測出異常等,并且在異常發(fā)生前難于對異常的程度進(jìn)行檢測等的問題。也就是說,由于根據(jù)動(dòng)作信息傳感器的動(dòng)作信息對動(dòng)作量調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制,所以作為控制的流程,采用根據(jù)動(dòng)作信息以規(guī)定的運(yùn)算方法求出控制量(動(dòng)作量),并根據(jù)該動(dòng)作量來驅(qū)動(dòng)動(dòng)作量調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作的方法。換言之,也就是忽視了動(dòng)作信息中所包含的動(dòng)作量調(diào)整機(jī)構(gòu)等控制設(shè)備的異常因素(還沒有作為實(shí)際的異常體現(xiàn)出來的異常)的預(yù)兆。因此,直到動(dòng)作信息被診斷出有異常為止,動(dòng)作量調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)作狀態(tài)均被視為正常的動(dòng)作狀態(tài),所以在發(fā)生了異常時(shí),在最壞的情況下,可能會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)緊急停止。如上所述,如果能夠在異常發(fā)生前察覺到異??赡軙?huì)發(fā)生,也就是說如果能在異常發(fā)生前檢測出表示異常將要發(fā)生的異常預(yù)兆,就能夠避免因異常實(shí)際發(fā)生而導(dǎo)致控制設(shè)備(甚至控制系統(tǒng))緊急停止那樣的重大事故發(fā)生,因此,作為維護(hù)技術(shù),檢測異常預(yù)兆這一方法非常有效。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種控制系統(tǒng)的控制裝置,其能夠在構(gòu)成控制系統(tǒng)的控制設(shè)備發(fā)生異常前檢測出表示異常將要發(fā)生的異常預(yù)兆,所以能夠避免包括控制設(shè)備在內(nèi)的控制系統(tǒng)發(fā)生故障。本發(fā)明的控制系統(tǒng)的控制裝置的特征在于,其根據(jù)用于檢測控制系統(tǒng)的動(dòng)作信息等的傳感器的輸出來運(yùn)算所述控制系統(tǒng)的控制設(shè)備的動(dòng)作量,并將所述動(dòng)作量作為控制信號輸出到所述控制設(shè)備,所述控制系統(tǒng)的控制裝置具有評價(jià)單元,其評價(jià)所述控制系統(tǒng)處于正常狀態(tài)時(shí)的正??刂菩盘栆约皩?shí)際的控制信號之間的關(guān)聯(lián)性;以及判定單元,在由所述評價(jià)單元作出了所述正??刂菩盘柡蛯?shí)際的控制信號之間沒有規(guī)定的關(guān)聯(lián)度的評價(jià)時(shí),其判定為與該控制信號相關(guān)的控制設(shè)備包含異常因素或者故障因素。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,在控制系統(tǒng)處于正常動(dòng)作狀態(tài)的期間也能夠檢測出表示控制系統(tǒng)將要發(fā)生故障的預(yù)兆,所以能夠在控制系統(tǒng)發(fā)生緊急停止這一類的事故前掌握異常,由此能夠提高控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。
圖I是本發(fā)明一實(shí)施例(第一實(shí)施例)所涉及的成套系統(tǒng)的框圖。圖2是圖I所示的控制信號收集裝置的框圖。圖3是圖I所示的異常預(yù)兆檢測裝置的框圖。圖4是本發(fā)明其他實(shí)施例(第二實(shí)施例)所涉及的成套系統(tǒng)的框圖。
圖5是圖4所示的比較信號存儲裝置的框圖。圖6是本發(fā)明其他實(shí)施例(第三實(shí)施例)所涉及的成套系統(tǒng)的框圖。圖7是圖6所示的異常預(yù)兆檢測裝置的框圖。圖8是本發(fā)明其他實(shí)施例(第四實(shí)施例)所涉及的電梯系統(tǒng)的框圖。圖9是圖8所示的電梯系統(tǒng)的具體診斷的流程圖。圖10是表示圖8所示的電梯系統(tǒng)的電梯結(jié)構(gòu)圖。符號說明11…控制信號生成裝置,12…成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置,13…傳感器,14…控制信號收集裝置,15…異常預(yù)兆檢測裝置,16…異常預(yù)兆通知裝置,21…控制信號數(shù)據(jù)庫,23…正常信號生成部,24…計(jì)數(shù)器,31…比較單元,32…判定單元,41…比較信號存儲裝置,51…示教信號數(shù)據(jù)庫,71…比較單元,72…異常度計(jì)算單元,101…電梯轎廂,103、104…電梯開閉門,109…電動(dòng)機(jī),110…驅(qū)動(dòng)電路,112…信息監(jiān)視中心,114…顯不畫面,113…控制信號異常輸出數(shù)據(jù)庫
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。第一實(shí)施例表示作為控制系統(tǒng)之一的成套(plant)系統(tǒng)的概要。第一實(shí)施例圖I是具有異常預(yù)兆診斷功能的成套系統(tǒng)的框圖。成套系統(tǒng)大致由控制信號生成裝置11、根據(jù)該控制信號生成裝置11的控制信號使成套系統(tǒng)運(yùn)行或者運(yùn)轉(zhuǎn)(以下稱為“運(yùn)轉(zhuǎn)”)的成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置12以及用于檢測成套系統(tǒng)的從成套系統(tǒng)的環(huán)境和成套系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果得到的動(dòng)作狀況的傳感器群13構(gòu)成??刂菩盘柹裳b置11由包括輸入輸出部、存儲部和運(yùn)算部等的計(jì)算機(jī)構(gòu)成,具有計(jì)算并且輸出使成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置12運(yùn)轉(zhuǎn)的控制信號Sgll的功能。該控制信號Sgll通過使傳感器群13檢測因成套系統(tǒng)的環(huán)境信息和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而變動(dòng)的動(dòng)作信息并將該動(dòng)作信息輸入到控制信號生成裝置11中而求出。傳感器群13具體來說是檢測以溫度、速度、重量、位置和濃度等為代表的環(huán)境參數(shù)以及成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)部狀態(tài)參數(shù),以下將該等參數(shù)統(tǒng)一定義為動(dòng)作信息??刂菩盘朣gll通過在控制信號生成裝置11中對從傳感器群13獲得的動(dòng)作信息進(jìn)行使該成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的規(guī)定的運(yùn)算而生成,具體來說是通過前饋運(yùn)算法或者反饋運(yùn)算法等方法來生成控制信號SglI。通過控制信號生成裝置11求出的實(shí)際的控制信號Sgll被發(fā)送到成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置12中,其中,成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置12是調(diào)整用于使成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的物理動(dòng)作量用的裝置,具體來說是電動(dòng)機(jī)和流量控制閥等的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。因此,控制信號Sgll表示用于使該等調(diào)整機(jī)構(gòu)動(dòng)作的動(dòng)作量,具體來說是根據(jù)電流、電壓的大小或者脈沖的時(shí)間長度來控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作量,由此來驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。由控制信號生成裝置11、成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置12以及傳感器群13構(gòu)成的成套系統(tǒng)根據(jù)其目的運(yùn)轉(zhuǎn)。對上述成套系統(tǒng)來說,如開頭部分所說明的那樣,重要的是能夠通過早期檢測出異常狀態(tài)來預(yù)先避免成套系統(tǒng)發(fā)生緊急停止這樣的重大事故。因此,不是在異常發(fā)生后,而是在異常發(fā)生前事先檢測出表示異常將要發(fā)生的預(yù)兆,如果能夠做到這一點(diǎn),則非常有利于將系統(tǒng)維持在 正常的狀態(tài)。以下對此進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖I所示,成套系統(tǒng)新設(shè)了控制信號收集裝置14、異常檢測裝置15以及異常指示裝置16??刂菩盘柺占b置14和異常檢測裝置15構(gòu)成為輸入來自控制信號生成裝置11的控制信號SglI,在異常檢測裝置15中對控制信號收集裝置14的輸出和控制信號Sgll進(jìn)行比較,至少判定與該控制信號有關(guān)的控制設(shè)備的異常預(yù)兆狀態(tài)。通過該判定而判定為異常將要發(fā)生時(shí),由異常指示裝置16將該狀態(tài)通知操作員等作業(yè)人員。如圖2所示,控制信號收集裝置14由控制信號數(shù)據(jù)庫21和計(jì)數(shù)器22以及正常控制信號生成部23構(gòu)成,控制信號Sgll輸入到控制信號數(shù)據(jù)庫21和計(jì)數(shù)器22中??刂菩盘柺占b置14的功能是生成正常狀態(tài)下的正常控制信號Sgl4,因此,在本實(shí)施例中,成套系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)裝置12的初始狀態(tài)的控制信號存儲在控制信號數(shù)據(jù)庫21中??刂菩盘枖?shù)據(jù)庫21在每次從控制信號生成裝置11輸入了控制信號Sgll時(shí)將控制信號Sgll依序存儲在規(guī)定的地址中。此時(shí),計(jì)數(shù)器22在每次輸入了控制信號Sgll時(shí)以遞增方式進(jìn)行計(jì)數(shù),當(dāng)存儲在控制信號數(shù)據(jù)庫21中的控制信號Sgll達(dá)到預(yù)先規(guī)定的閾值次數(shù)時(shí),停止對該閾值以上的控制信號Sgll進(jìn)行存儲。也就是說,計(jì)數(shù)器22用于檢測有無來自控制信號Sgll的輸入,對輸入次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),并輸出表示允許/不允許存儲在控制信號數(shù)據(jù)庫21中的觸發(fā)信號。在通過計(jì)數(shù)而得到的輸入次數(shù)在預(yù)先規(guī)定的閾值次數(shù)以下時(shí),計(jì)數(shù)器22向控制信號數(shù)據(jù)庫21發(fā)送表示允許其進(jìn)行存儲的允許觸發(fā)信號,而在通過計(jì)數(shù)而得到的輸入次數(shù)在該閾值次數(shù)以上時(shí),計(jì)數(shù)器22向控制信號數(shù)據(jù)庫21發(fā)送表示不允許其進(jìn)行存儲的不允許觸發(fā)信號。在經(jīng)過以上的處理后,判定為控制設(shè)備的初始狀態(tài)(系統(tǒng)進(jìn)行通常運(yùn)轉(zhuǎn)前的正常狀態(tài))結(jié)束,并且獲得了正常狀態(tài)時(shí)的控制信號。該初始狀態(tài)的判定例如使用成套系統(tǒng)安裝結(jié)束后的試運(yùn)轉(zhuǎn)或者正式運(yùn)轉(zhuǎn)的初始狀態(tài)下的控制信號就足夠了??刂菩盘枖?shù)據(jù)庫21將控制信號Sgll和來自計(jì)數(shù)器22的允許/不允許觸發(fā)信號為輸入,在接收到表示允許其進(jìn)行存儲的允許觸發(fā)信號時(shí)將控制信號Sgll存儲在規(guī)定的地址,另一方面,在接收到表示不允許其進(jìn)行存儲的不允許觸發(fā)信號時(shí),不對控制信號Sgll進(jìn)行存儲。因此,在計(jì)數(shù)器22發(fā)出允許觸發(fā)信號的期間,在控制信號數(shù)據(jù)庫21中依序存儲并累積控制信號SglI。在此,控制信號Sgll能夠根據(jù)動(dòng)作調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的種類進(jìn)行區(qū)分。如果是電動(dòng)機(jī),可以使用電動(dòng)機(jī)的控制信號(例如電流值和電壓值等),而如果是流量調(diào)節(jié)閥等,可以使用電磁閥的控制信號(例如通電時(shí)間等)。如果能夠用單獨(dú)的控制信號Sgll檢測出控制系統(tǒng)的異常預(yù)兆,則可以使用單獨(dú)的控制信號Sgll,而如果無法用單獨(dú)的控制信號Sgll來檢測出控制系統(tǒng)的異常預(yù)兆,則也可以用多個(gè)動(dòng)作調(diào)整機(jī)構(gòu)的控制信號Sgll來檢測出控制系統(tǒng)的異常預(yù)兆。積存在控制信號數(shù)據(jù)庫21中的控制信號Sgll在規(guī)定的定時(shí)被發(fā)送到正??刂菩盘柹刹?3中,由正??刂菩盘柹刹?3根據(jù)規(guī)定的運(yùn)算方法生成正??刂菩盘朣gl4。作為通過該規(guī)定的運(yùn)算方法獲得的正??刂菩盘朣gl4,例如可以使用將所積存的多個(gè)控制信號相加并進(jìn)行平均化而得到的平均值或者多個(gè)控制信號的中心值。此外,還可以通過其他的各種運(yùn)算方法求出??傊?,可以使用所有能夠作為正??刂菩盘柺褂玫男盘?。正??刂菩盘柹刹?3除了可以設(shè)置成每到上述規(guī)定的定時(shí)均對正??刂菩盘朣gl4進(jìn)行運(yùn)算外,還可以設(shè)置成將通過運(yùn)算得到的正??刂菩盘朣gl4存儲到存儲元件中,以便供后述的異常預(yù)兆檢測裝置15在比較時(shí)讀出并在異常預(yù)兆檢測裝置15中使用。 接著,由正??刂菩盘柹刹?3獲得的正??刂菩盘朣gl4被發(fā)送到異常預(yù)兆檢測裝置15中,由異常預(yù)兆檢測裝置15將正??刂菩盘朣gl4與輸入到異常預(yù)兆檢測裝置15中的控制信號Sgll之間的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行評價(jià),以判定是否存在表示異常將要發(fā)生的預(yù)兆。如圖3所示,異常預(yù)兆檢測裝置15由比較單元31和判定單元32構(gòu)成,比較單元31除了具有根據(jù)正常控制信號Sgl4與控制信號Sgll之間的大小關(guān)系和相關(guān)關(guān)系等對兩個(gè)信號的關(guān)聯(lián)度(差異)進(jìn)行評價(jià)的功能外,還具有作為評價(jià)單元的功能,此外,判定單元32具有根據(jù)比較單元31的評價(jià)來判定異常預(yù)兆的程度的功能。由控制信號生成裝置11輸出的控制信號Sgll和由控制信號收集裝置14輸出的正??刂菩盘朣gl4輸入到比較單元31中,在比較單元31中對控制信號Sgll和正??刂菩盘朣gl4進(jìn)行比較或者評價(jià),并求出評價(jià)值。作為此時(shí)的評價(jià)值,除了可以從使用了通過計(jì)算n維向量之間的距離而得到的歐氏距離和漢明距離等的相似度或者主成分分析等信號間的相關(guān)系數(shù)獲得以外,還可以根據(jù)控制系統(tǒng)的情況選擇適當(dāng)?shù)脑u價(jià)方法來獲得。由比較單元31獲得的評價(jià)值被發(fā)送到下一段的判定單元32,由該判定單元32判定是否將要發(fā)生異常,在獲得表示異常將要發(fā)生的預(yù)兆時(shí),輸出異常預(yù)兆信號Sgl5。也就是說,判斷為至少是與作為判斷對象的控制信號相關(guān)的控制設(shè)備包含異常因素或者故障因素。該判定單元32例如將所輸入的評價(jià)值與預(yù)先規(guī)定的判定閾值進(jìn)行比較,通過判斷該評價(jià)值是大于還是小于判定閾值來判斷異常是否就要發(fā)生。當(dāng)然,可以準(zhǔn)備多個(gè)該判定閾值,對各個(gè)判定閾值設(shè)定等級,并使各等級具有各種含義,例如使等級從高到低分別表示(I)異常馬上就要發(fā)生,(2)異常將在不久的將來發(fā)生,(3)到異常發(fā)生還具有相當(dāng)長的時(shí)間等,由此能夠進(jìn)行異常預(yù)兆的判斷。異常預(yù)兆信號Sgl5被發(fā)送到異常預(yù)兆通知裝置16中,該異常預(yù)兆通知裝置16,為了將表示異常就要發(fā)生的信息通知給操作員等作業(yè)人員,在系統(tǒng)的顯示畫面顯示異常預(yù)兆或者通過語音廣播進(jìn)行通知,由此能夠使操作員掌握異常預(yù)兆。此外,在對正??刂菩盘朣gl4和控制信號Sgll進(jìn)行比較時(shí),重要的是使控制系統(tǒng)處于相同的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。也就是說,在進(jìn)行比較和評價(jià)時(shí),重要的是采用在與正常信號生成部23生成正??刂菩盘枙r(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)大致相同的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下生成的控制信號Sgll與正??刂菩盘栠M(jìn)行比較和評價(jià)。如此,根據(jù)本實(shí)施例,從控制系統(tǒng)的初始控制信號Sgll生成正??刂菩盘朣gl4,將該正常控制信號Sgl4與隨著控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)而生成的控制信號Sgll進(jìn)行比較以進(jìn)行評價(jià)和判斷,由此能夠檢測出表示控制系統(tǒng)將要發(fā)生異常的預(yù)兆。因此,能夠在控制系統(tǒng)發(fā)生緊急停止這樣的事故前預(yù)先掌握異常的情況,所以具有能夠提高控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的效果。第二實(shí)施例以下參照圖4和圖5對本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。圖4是具有異常預(yù)兆診斷功能的成套系統(tǒng)的框圖,該成套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與圖I所示的成套系統(tǒng)大致相同,不同之處在于正常控制信號的生成方法。圖4所示的比較信號存儲裝置41由圖5所示的示教信號數(shù)據(jù)庫51構(gòu)成,存儲在·示教信號數(shù)據(jù)庫51中的示教信號與從控制信號生成裝置11輸入的控制信號Sgll的輸入定時(shí)同步地被讀出,并被發(fā)送到異常預(yù)兆檢測裝置15中。示教信號數(shù)據(jù)庫51中的示教信號對應(yīng)于與控制信號Sgll有關(guān)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值或者由規(guī)格書規(guī)定的控制基準(zhǔn)值,該基準(zhǔn)值作為正??刂菩盘朣g41被讀出并使用。此外,如上所述,在對正常控制信號Sg41和控制信號Sgll進(jìn)行比較時(shí),重要的是使控制系統(tǒng)處于相同的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。也就是說,在進(jìn)行比較和評價(jià)時(shí),重要的是采用在與示教信號即基準(zhǔn)值生成時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)大致相同的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下生成的控制信與作為示教信號的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較和評價(jià)。接著,在輸入了控制信號Sgll時(shí),從示教信號數(shù)據(jù)庫51中讀出的正常控制信號Sg41被發(fā)送到異常預(yù)兆檢測裝置15中,在該異常預(yù)兆檢測裝置15中將正??刂菩盘朣g41與來自控制信號生成裝置11的控制信號Sgll進(jìn)行比較,并且求出評價(jià)值。該異常預(yù)兆檢測裝置15的功能和作用等與圖I所示的異常預(yù)兆檢測裝置15相同,在此省略其重復(fù)的說明。此后,異常預(yù)兆信號Sgl5被發(fā)送到異常預(yù)兆通知裝置16中,該異常預(yù)兆通知裝置16,為了將表示異常就要發(fā)生的信息通知給操作員等作業(yè)人員,在控制系統(tǒng)的顯示畫面顯示該信息或者以語音方式來通知該信息。由此,能夠使操作員掌握異常預(yù)兆。示教信號數(shù)據(jù)庫51也可以設(shè)置成存儲多個(gè)與控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)的示教信號。具體來說是,將某個(gè)動(dòng)作狀態(tài)參數(shù)的變化和與其對應(yīng)的示教信號(基準(zhǔn)值)以列表方式進(jìn)行存儲,從列表中讀出與通過傳感器檢測到的動(dòng)作狀態(tài)參數(shù)的大小相對應(yīng)的示教信號,并在異常預(yù)兆檢測裝置15將其作為示教信號進(jìn)行比較和判斷。此外,還可以將控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間作為參數(shù),按照經(jīng)時(shí)性變化預(yù)先求出多個(gè)在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下求出的示教信號,并將其作為示教信號使用。具體來說是,通過對控制信號的輸入次數(shù)進(jìn)行累積或者測定經(jīng)過時(shí)間來讀出與其對應(yīng)的示教信號,并將讀出的信號作為示教信號使用。如上所述,在本實(shí)施例中,根據(jù)預(yù)先求出的示教信號生成正??刂菩盘朣g41,并且將該正??刂菩盘朣g41與隨著控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)而生成的實(shí)際的控制信號Sgll進(jìn)行比較評價(jià)和判斷,由此能夠檢測出表示控制系統(tǒng)將要發(fā)生異常的預(yù)兆。因此,能夠在控制系統(tǒng)發(fā)生緊急停止這樣的故障前預(yù)先掌握異常的情況,具有能夠提高控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的效果。第三實(shí)施例以下參照圖6和圖7對本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。圖6是具有異常預(yù)兆診斷功能的成套系統(tǒng)的框圖,該成套系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與圖I所示的成套系統(tǒng)大致相同,不同之處在于異常預(yù)兆檢測裝置的結(jié)構(gòu)。如圖7所示,圖6的異常預(yù)兆檢測裝置61由比較單元71和異常度計(jì)算單元72構(gòu)成,并被構(gòu)造成輸出異常度信號Sg61。其中,比較單元71的功能和作用等與圖3所示的比較單元31相同,所以在此省略其重復(fù)的說明。比較單元71的評價(jià)值被發(fā)送到異常度計(jì)算單元72中,并在異常度計(jì)算單元72中根據(jù)該評價(jià)值計(jì)算控制信號的異常度。該控制信號的異常度因評價(jià)值的不同而不同,具體來說是,根據(jù)正常控制信號Sgl4和控制信號Sgll的使用歐氏距離和漢明距離等算出的相 似度進(jìn)行評價(jià)。例如,每次輸入了控制信號Sgll時(shí),計(jì)算正??刂菩盘朣gl4和控制信號Sgll的差分,并將規(guī)定數(shù)量的該差分相加以求出累積值,此后根據(jù)該累積值與規(guī)定的閾值之間的差值的程度來求出異常度,或者也可以設(shè)置成每次輸入了控制信號Sgll時(shí),判斷該控制信號Sgll是處于正常狀態(tài)還是異常狀態(tài),并在經(jīng)過了規(guī)定次數(shù)的判斷后,將正常的次數(shù)或者異常的次數(shù)相加,并根據(jù)該累積值與規(guī)定的閾值次數(shù)之間的差值的程度來求出異常度,由異常度計(jì)算單元72算出的異常度被發(fā)送到異常預(yù)兆通知裝置16中,該異常預(yù)兆通知裝置16,為了將表示異常就要發(fā)生的信息通知操作員等作業(yè)人員,在系統(tǒng)的顯示畫面顯示該信息,或者通過語音廣播通知該信息,由此能夠使操作員掌握異常預(yù)兆。如上所述,在本實(shí)施例中,根據(jù)控制系統(tǒng)的初始控制信號Sgll生成正??刂菩盘朣gl4,將該正??刂菩盘朣gl4與隨著控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)而生成的實(shí)際的控制信號Sgll進(jìn)行比較以進(jìn)行評價(jià)和判斷,由此能夠檢測出表示控制系統(tǒng)將要發(fā)生異常的預(yù)兆。因此,能夠在控制系統(tǒng)發(fā)生緊急停止這樣的事故前預(yù)先掌握異常的情況,具有能夠提高控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的效果。此外,由于在本實(shí)施例中求出的是異常度,所以能夠事先求出表示控制系統(tǒng)的異常已經(jīng)發(fā)展到了什么程度的異常程度,具有能夠進(jìn)行細(xì)致的維修管理的效果。第四實(shí)施例以下參照圖8至圖10對本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行說明。圖8是具有異常預(yù)兆診斷功能的電梯系統(tǒng)的框圖,本實(shí)施例尤其適用于進(jìn)行電梯轎廂的開閉門的異常預(yù)兆的診斷。如圖10所示,在該電梯系統(tǒng)中,設(shè)置在未圖示的升降通道內(nèi)的電梯轎廂101基本上由同樣設(shè)置在升降通道內(nèi)的控制盤102進(jìn)行運(yùn)行管理。該電梯系統(tǒng)是已知的電梯系統(tǒng)。電梯轎廂101具有二扇電梯開閉門103、104,該電梯開閉門103、104能夠在引導(dǎo)輪106的引導(dǎo)下沿著安裝在電梯轎廂101上部的導(dǎo)軌105移動(dòng)。傳動(dòng)帶機(jī)構(gòu)108通過連接帶107與電梯開閉門103、104連接,由此利用該傳動(dòng)帶機(jī)構(gòu)108在打開方向或者關(guān)閉方向驅(qū)動(dòng)各個(gè)電梯開閉門103、104。此外,傳動(dòng)帶機(jī)構(gòu)108被構(gòu)造成由電動(dòng)機(jī)109驅(qū)動(dòng),而電動(dòng)機(jī)109由驅(qū)動(dòng)電路110控制。驅(qū)動(dòng)電路110設(shè)置在升降通道內(nèi)。此外,驅(qū)動(dòng)電路110的動(dòng)作量由控制盤102決定,各種傳感器的輸出被構(gòu)造成輸入到控制盤102中。控制盤102通過通信網(wǎng)絡(luò)111進(jìn)一步與信息監(jiān)視中心112連接,由此能夠與信息監(jiān)視中心112進(jìn)行信息的交換。在信息監(jiān)視中心112中設(shè)置有具有圖8所示的控制信號收集裝置84和異常預(yù)兆檢測裝置85的功能的控制信號異常輸出(=異常預(yù)兆)檢測裝置113以及顯示或者告知控制信號異常輸出檢測裝置113的檢測結(jié)果的顯示器115。此外,通過在信息監(jiān)視中心112中設(shè)置控制信號異常輸出(=異常預(yù)兆檢測信號)數(shù)據(jù)庫114,使得能夠?qū)刂菩盘柈惓]敵鰴z測裝置113的異常預(yù)兆檢測結(jié)果的輸出進(jìn)行存儲,在實(shí)際發(fā)生了故障時(shí),能夠使用該檢測結(jié)果來尋找原因。在本實(shí)施例中,控制信號異常輸出檢測裝置113設(shè)置在信息監(jiān)視中心112,但也可以構(gòu)造成將控制信號異常輸出檢測裝置113設(shè)置在控制盤102內(nèi),并且通過通信網(wǎng)絡(luò)111將異常預(yù)兆檢測結(jié)果發(fā)動(dòng)到信息監(jiān)視中心112中。從對控制盤1 02的維修檢查的觀點(diǎn)來看,在一般情況下,采用該結(jié)構(gòu)更為合理。以下返回圖8進(jìn)一步對上述電梯系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。作為檢測電梯開閉門82 (與圖9的開閉門103、104相當(dāng))的動(dòng)作狀態(tài)的動(dòng)作信息傳感器83,采用了開閉門位置傳感器、速度傳感器以及力矩傳感器。開閉門位置傳感器用于檢測電梯開閉門的位置,電梯開閉門位置的檢測能夠采用已知的電阻式傳感器來進(jìn)行。速度傳感器用于檢測電動(dòng)機(jī)109的旋轉(zhuǎn)速度,可以采用已知的磁阻式的旋轉(zhuǎn)傳感器。力矩傳感器用于檢測電動(dòng)機(jī)109的旋轉(zhuǎn)力矩,也可以采用已知的電流傳感器。開閉門位置傳感器、速度傳感器以及力矩傳感器的信號輸入到控制信號生成裝置81 (與圖9的控制盤102相當(dāng))中,而控制信號生成裝置81作為控制信號輸出用于驅(qū)動(dòng)電梯開閉門103、104的電動(dòng)機(jī)控制信號。該電動(dòng)機(jī)控制信號被發(fā)送到控制信號收集裝置84中,例如在圖I所示的實(shí)施例中,該電動(dòng)機(jī)控制信號是在建筑物中設(shè)置電梯系統(tǒng)時(shí)的初始的電動(dòng)機(jī)控制信號。并且,如圖I所示,與控制信號的輸入同步地在控制數(shù)據(jù)庫21中積存多個(gè)該初始電動(dòng)機(jī)控制信號,并在正??刂菩盘柹刹?3中通過平均值運(yùn)算等來生成正??刂菩盘?。另一方面,在電梯系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)隨著時(shí)間的推移而變化的過程中,例如在電梯開閉門103、104進(jìn)行開閉動(dòng)作時(shí),在因種種原因而使得電梯開閉門103、104的位置沒有返回到正常位置的情況下,需要對其進(jìn)行糾正而使得下一次的電梯開閉門103、104的開閉動(dòng)作返回到正常狀態(tài)。為了使電梯開閉門103、104的開閉動(dòng)作返回到正常狀態(tài),控制信號生成裝置81對電動(dòng)機(jī)控制信號進(jìn)行修正,生成與初始正??刂菩盘柌煌碾妱?dòng)機(jī)控制信號,并通過該電動(dòng)機(jī)控制信號驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)109,使得電梯開閉門103、104能夠正常進(jìn)行動(dòng)作。因此,從表面來看,電梯開閉門103、104的動(dòng)作正常,看不出電梯開閉門103、104的動(dòng)作有異常,但在實(shí)際上存在發(fā)生異常的危險(xiǎn)性。針對這種從表面看電梯系統(tǒng)正常的情況,根據(jù)本實(shí)施例,通過將用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)109的控制信號和正??刂菩盘栞斎氲疆惓nA(yù)兆檢測裝置85中,能夠檢測出電動(dòng)機(jī)的異常(與作為控制設(shè)備的電動(dòng)機(jī)109的動(dòng)作有關(guān)的異常等),所以在設(shè)備正常動(dòng)作的情況下,能夠檢測到異常預(yù)兆。
如上所述,圖8所示的控制信號收集裝置84和異常預(yù)兆檢測裝置85可以設(shè)置在圖10所示的控制盤102中,并且也可以設(shè)置在信息監(jiān)視中心112中。無論哪一種方法都能夠在信息監(jiān)視中心112確認(rèn)異常預(yù)兆檢測信號。由于能夠?qū)﹄娞蓍_閉門103、104的異常預(yù)兆進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷,所以電梯的維修作業(yè)人員可以根據(jù)來自信息監(jiān)視中心112的指示在電梯開閉門103、104發(fā)生異常之前對電梯開閉門103、104進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù),由此能夠在事先避免電梯系統(tǒng)發(fā)生緊急停止這樣的事故。以上參照功能框圖對圖8所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明,而在實(shí)際上該診斷控制由計(jì)算機(jī)來執(zhí)行,以下參照圖9所示的流程圖進(jìn)一步對電梯系統(tǒng)的異常預(yù)兆診斷進(jìn)行說明。如圖9所示,在步驟91 (以下“步驟”采用“S”來表示)中,根據(jù)開閉門位置傳感器、速度傳感器以及力矩傳感器分別檢測開閉門位置、速度以及力矩,然后在S92中,根據(jù)上述開閉門位置、速度以及力矩生成用于驅(qū)動(dòng)電梯開閉門的電動(dòng)機(jī)的控制信號。
另一方面,在S93中生成電動(dòng)機(jī)的示教控制信號,并在此后的S94中進(jìn)行群集(clustering)(學(xué)習(xí))處理。該群集處理采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,使用預(yù)先存儲在控制信號收集裝置14中的示教控制信號(也就是正常控制信號)進(jìn)行學(xué)習(xí)。具體來說是,通過示教控制信號的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征量的計(jì)算來求出。此后進(jìn)入S95,實(shí)施用于診斷的群集處理。在該步驟中,計(jì)算開閉門驅(qū)動(dòng)用的電動(dòng)機(jī)控制信號的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征量,并計(jì)算該統(tǒng)計(jì)學(xué)特征量與在S94中求出的示教控制信號的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征量的差分。在S95中計(jì)算出差分后進(jìn)入S96中,如果在該S96中判斷為統(tǒng)計(jì)學(xué)特征量的差分在閾值以上時(shí),則判斷為發(fā)生了異常,并進(jìn)入S97輸出控制信號的異常,而在S96中判斷為統(tǒng)計(jì)學(xué)特征量的差分在閾值以下時(shí),則判斷為處于正常狀態(tài),此后進(jìn)入S98直接結(jié)束診斷。如此,根據(jù)本實(shí)施例,在控制電梯系統(tǒng)的電梯轎廂的開閉門的系統(tǒng)中,根據(jù)驅(qū)動(dòng)電梯開閉門的電動(dòng)機(jī)的控制信號生成正??刂菩盘?,將該正??刂菩盘柵c隨著電梯的運(yùn)轉(zhuǎn)而生成的電動(dòng)機(jī)的控制信號進(jìn)行比較以進(jìn)行評價(jià)和判斷,由此能夠檢測出表示電梯開閉門將要發(fā)生異常的預(yù)兆。因此,能夠在電梯開閉門發(fā)生將乘客關(guān)閉在轎廂內(nèi)的事故前預(yù)先掌握異常的情況,具有能夠提高電梯系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的效果。
權(quán)利要求
1.一種控制系統(tǒng)的控制裝置,其根據(jù)用于檢測控制系統(tǒng)的動(dòng)作信息等的傳感器的輸出來運(yùn)算所述控制系統(tǒng)的控制設(shè)備的動(dòng)作量,并將所述動(dòng)作量作為控制信號輸出到所述控制設(shè)備,所述控制系統(tǒng)的控制裝置的特征在于,具有 評價(jià)單元,其評價(jià)所述控制系統(tǒng)處于正常狀態(tài)時(shí)的正??刂菩盘柡蛯?shí)際的控制信號;以及 判定単元,其在由所述評價(jià)単元作出了所述正??刂菩盘柡蛯?shí)際的控制信號之間沒有規(guī)定的關(guān)聯(lián)度的評價(jià)時(shí),判定為至少與該控制信號相關(guān)的控制設(shè)備包含異常因素或者故障因素。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)的控制裝置,其特征在干, 所述控制裝置具有控制信號收集單元,所述控制信號收集單元通過對多個(gè)所述控制信號進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算來求出所述正常控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)的控制裝置,其特征在干, 所述控制裝置具有控制信號收集單元,所述控制信號收集單元通過對所述控制系統(tǒng)的初始的多個(gè)控制信號進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算以求出所述正??刂菩盘?。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)的控制裝置,其特征在干, 所述控制信號收集單元具有存儲單元和正常信號生成単元,所述存儲単元存儲規(guī)定數(shù)量的控制信號,所述正常信號生成単元通過對存儲在所述存儲単元中的所述規(guī)定數(shù)量的所述控制信號進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算以求出所述正??刂菩盘枴?br>
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)的控制裝置,其特征在干, 所述控制裝置具有示教信號存儲單元,所述示教信號存儲單元作為所述正常控制信號存儲成為所述控制信號的基準(zhǔn)值的示教信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)的控制裝置,其特征在干, 所述示教信號是與所述控制信號相關(guān)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)的控制裝置,其特征在干, 所述評價(jià)単元和所述判定単元在所述控制系統(tǒng)處于相同的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)對所述正??刂菩盘柡退鰧?shí)際的控制信號進(jìn)行評價(jià)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)的控制裝置,其特征在干, 所述評價(jià)単元具有對所述正??刂菩盘柵c所述實(shí)際的控制信號之間的關(guān)聯(lián)度的大小進(jìn)行評價(jià)的功能,所述判定単元具有根據(jù)由所述評價(jià)単元評價(jià)出的關(guān)聯(lián)度來判定所述異常因素或者故障因素的程度的功能。
9.ー種電梯系統(tǒng),具有設(shè)置在電梯轎廂上的電梯開閉門、用于驅(qū)動(dòng)所述電梯開閉門的電動(dòng)機(jī)、以及至少根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩及所述電梯開閉門的位置來求出所述電動(dòng)機(jī)的控制信號的控制裝置,所述電梯系統(tǒng)的特征在干, 所述控制裝置具有 正常電動(dòng)機(jī)控制信號生成単元,其根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)控制信號求出正常電動(dòng)機(jī)控制信號;評價(jià)單元,其對所述正常電動(dòng)機(jī)控制信號以及實(shí)際的電動(dòng)機(jī)控制信號進(jìn)行評價(jià);以及判定単元,其在由所述評價(jià)単元作出了所述正常電動(dòng)機(jī)控制信號和實(shí)際的電動(dòng)機(jī)控制信號之間沒有規(guī)定的關(guān)聯(lián)度的評價(jià)時(shí),判定為至少所述電動(dòng)機(jī)包含異常因素或者故障因素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電梯系統(tǒng),其特征在于, 所述控制裝置經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)與信息監(jiān)視中心連接,在所述信息監(jiān)視中心設(shè)置有顯示單元,所述顯示單元至少顯示所述評價(jià)單元和所述判定單元以及所述判定單元的判定結(jié)果。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電梯系統(tǒng),其特征在于, 所述控制裝置經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)與信息監(jiān)視中心連接,至少所述評價(jià)單元和所述判定單元設(shè)置在配置有所述電梯轎廂的升降通道內(nèi),在所述信息監(jiān)視中心設(shè)置有顯示單元,所述顯示單元顯示所述判定單元的判定結(jié)果。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電梯系統(tǒng),其特征在于, 在所述信息監(jiān)視中心設(shè)置有異常預(yù)兆存儲單元,所述異常預(yù)兆存儲單元預(yù)先儲存由所述判定單元輸出的異常預(yù)兆檢測信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)的控制裝置以及電梯系統(tǒng),在現(xiàn)有系統(tǒng)中,在動(dòng)作量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作發(fā)生異常之前無法檢測出異常等,存在難以在異常發(fā)生前檢測出異常進(jìn)展程度的問題。由于在診斷出動(dòng)作信息中存在異常之前將動(dòng)作量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作為動(dòng)作正常的機(jī)構(gòu)對待,所以在發(fā)生了異常時(shí),在最壞的情況下會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)緊急停止。該控制系統(tǒng)具有評價(jià)單元和判定單元,該評價(jià)單元對控制系統(tǒng)正常時(shí)的正??刂菩盘柡蛯?shí)際的控制信號進(jìn)行評價(jià),當(dāng)正常控制信號和實(shí)際的控制信號之間沒有規(guī)定的關(guān)聯(lián)度時(shí),該判定單元判定為與該控制信號有關(guān)的控制設(shè)備包含異常因素或者故障因素,由此能夠檢測出異常的預(yù)兆。
文檔編號B66B13/14GK102951512SQ20121027870
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者佐伯崇, 中村浩三 申請人:株式會(huì)社日立制作所