JP2009040585A - エレベータの異常診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】故障に至る時期を早い段階で予測することで、次回の保守点検時の対応を可能とし、故障を未然に防止すると共に、保守員の出役回数を極力抑える。
【解決手段】エレベータ１０側に１次診断装置２０、監視センタ３１側に２次診断装置３０を設ける。１次診断装置２０では、各機器のデータを収集しながら、異常の兆候を検知する。そして、各機器のデータを定期的に監視センタ３１に送信すると共に、異常の兆候が検知された機器については、直ぐにその旨を発報してデータを送る。２次診断装置３０では、各機器のデータをデータベース３４に保存し、そのデータの履歴から各機器の故障時期を予測する。故障時期が近い機器があれば保守員を出役させ、次回保守点検時まで故障に至らない場合には保守員を出役させずに対応して、保守員の出役回数を軽減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エレベータのドアや巻上機などの各機器の異常を診断するための異常診断システムに関する。

エレベータは縦の交通機関として重要な役割を果たしており、一旦エレベータに故障等が発生して利用できなくなると、利用客に多大な迷惑をかけてしまう。そのため、エレベータの状態を常時監視し、故障を未然に防ぐことが重要となる。

従来、エレベータの状態監視を行うものとして、例えば特許文献１に開示されているエレベータの管理システムがある。この管理システムは、エレベータ制御装置と管理部（監視センタ）とからなり、エレベータ制御装置側にエレベータの異常を点検する点検装置を設け、管理部側にその点検装置からのデータを収集して処理する機能を設けたものである。
特許第３０１６９３３号公報

しかしながら、上述した特許文献１のエレベータの管理システムでは、各機器のデータを収集した際に、予め設定された閾値との比較により異常の有無を検出だけである。このため、まだ故障に至らない機器であっても、閾値との比較によって異常と判定されると、現場での点検作業が必要となり、保守員の出役回数が増えてしまうといった問題がある。この場合、閾値を上げれば、保守員の出役回数を減らせるが、機器の状態によっては故障が発生してしまう可能性がある。

本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、故障に至る時期を早い段階で予測することで、次回の保守点検時の対応を可能とし、故障を未然に防止すると共に、保守員の出役回数を極力抑えることのできるエレベータの異常診断システムの提供することを目的とする。

本発明に係るエレベータの異常診断システムは、エレベータの制御盤に設けられた１次診断装置と、この１次診断装置にネットワークを介して接続される監視センタに設けられた２次診断装置とからなるエレベータの異常診断システムであって、上記１次診断装置は、上記制御盤から監視対象とする各機器のデータを定期的に収集するデータ収集手段と、このデータ収集手段によって収集された各機器のデータを記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された各機器のデータから異常の兆候を検知する第１の診断手段と、上記各機器のデータを上記監視センタに定期的に送信すると共に、上記第１の診断手段によって異常の兆候が検知された場合にはその旨の診断結果を含めて当該機器のデータを送信する通信手段とを具備し、上記２次診断装置は、上記１次診断装置からの各機器のデータを受信する通信手段と、この通信手段によって受信された各機器のデータを保存するデータベースと、このデータベースに保存された各機器のデータの履歴に基づいて上記各機器の状態変化を分析して故障に至る時期を予測する第２の診断手段と、この第２の診断手段によって故障時期が近いと判断された機器に対し、所定の対応処理を行う故障対処手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、故障に至る時期を早い段階で予測することで、次回の保守点検時の対応を可能とし、故障を未然に防止すると共に、保守員の出役回数を極力抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの異常診断システムの構成を示す図である。

エレベータ１０の主ロープ１１の一端に乗りかご１２が連結され、他端にカウンタウエイト１３が連結されている。巻上機１４を駆動すると、その巻上機１４に巻回された主ロープ１１を介して乗りかご１１とカウンタウエイト１２が昇降路内をつるべ式に移動する。

乗りかご１２の運行制御は、機械室などに設置された制御盤１５によって行われる。制御盤１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有する汎用のコンピュータからなる。また、この乗りかご１２の下端にはテールコード１６が取付けられている。乗りかご１２と制御盤１５との間の制御信号の伝送や乗りかご１２に対する電源供給などは、このテールコード１６を介して行われる。

ここで、本システムでは、１次診断装置２０と２次診断装置３０を備え、２段階でエレベータ１０の異常診断を行う構成となっている。

１次診断装置２０は、「簡易診断装置」として用いられ、エレベータ１０の各機器に対する異常の兆候を検知する機能を有する。この１次診断装置２０は、エレベータ１０の制御盤１５に設けられており、データ収集部２１、記憶部２２、診断部２３、通信部２４からなる。

データ収集部２１は、制御盤１５から監視対象となる各機器のデータを収集する。記憶部２２は、データ収集部２１によって収集された各機器のデータを記憶する。診断部２３は、１次診断処理を行う部分であり、記憶部２２に記憶された各機器のデータに対し、それぞれに予め設定された基準値との比較により異常の兆候を検知する。通信部２４は、２次診断装置３０との間の通信処理を行うものであり、データ収集部２１によって収集された各機器のデータを監視センタ３１に定期的に送信すると共に、診断部２３にて異常の兆候が検知された場合には、直ちにその旨の診断結果を含めて当該機器のデータを送信する。

一方、２次診断装置３０は、「異常診断装置」として用いられ、１次診断装置２０にて異常の兆候が検知された機器に対して、故障時期を予測する機能を有する。この２次診断装置３０は、監視センタ３１に設けられている。

監視センタ３１は、遠隔地に存在しており、ネットワーク４０を介してエレベータ１０の運転状態を遠隔監視している。なお、図１の例では、１台のエレベータ１０しか示されていないが、実際には各地に点在する多数のエレベータがネットワーク４０を介して監視センタ３１に接続されている。監視センタ３１は、これらのエレベータの運転状態を常時監視しており、何らかの異常が検出された場合に保守員をその現場に派遣する。

この監視センタ３１に設けられた２次診断装置３０は、通信部３２、診断部３３、データベース３４、故障対処部３５からなる。

通信部３２は、１次診断装置２０との間のデータ通信を行う。この通信部３２にて受信された各機器のデータは、診断部３３とデータベース３４に与えられる。診断部３３は、２次診断処理を行う部分であり、データベース３４に保存された各機器のデータの履歴に基づいて上記各機器の状態変化を分析して故障に至る時期を予測する。データベース３４は、各種のエレベータ毎にそれぞれの機器のデータを保存する（図６参照）。故障対処部３５は、診断部３３によって故障時期が近いと判断された機器に対し、所定の対応処理を行う。

次に、本システムの処理動作について説明する。
図２および図３は本システムの処理動作を示すフローチャートであり、図２は１次診断装置２０側の処理、図３は２次診断装置３０側の処理を示している。

まず、１次診断装置２０側の処理について説明する。
図２に示すように、エレベータ１０に設けられた１次診断装置２０では、データ収集部２１によって制御盤１５から監視対象とする各機器のデータを所定の周期で収集する（ステップＡ１１）。各機器とは、例えば乗りかご１２のドアや巻上機１４などである。また、ここで言う「データ」とは、エレベータ運行中における機器の動作状態を示すデータ（動作データ）であって、例えば乗りかご１２のドアであれば、開閉時間などである。

これらの機器のデータを収集する周期は、監視対象とする機器の特性で決まる。すなわち、異常の兆候が現れてから、緩やかに状態が変化していき、故障に至るまでの期間が長い機器については、収集周期を長くする。逆に、異常の兆候が現れてから比較的短時間で故障に至る機器については収集周期を短くし、異常の兆候の早期検出と故障に至る時期の推定精度が低下しないようにデータを収集するものとする。

具体的に説明すると、通常、巻上機１４が故障するまでの期間は非常に長いため、巻上機１４に関するデータの収集周期は長くても良い。これに対し、乗りかご１２のドアは比較的故障が発生し易く、エレベータの運行にすぐに影響が出るため、ドアに関するデータの収集周期は短くしておく必要がある。

図４に示すように、データ収集部２１に設けられた周期テーブル２１ａには、予め監視対象とする各機器に対して設定されたデータの収集周期（Ｔ１，Ｔ２…）が記憶されている。データ収集部２１は、この周期テーブル２１ａを参照して各機器のデータをそれぞれに決められた周期で収集する。

なお、この周期テーブル２１ａに記憶された各機器のデータ収集周期は、周期変更部２１ｂを通じて任意に変更することができる。この周期変更部２１ｂは、エレベータ１０側で保守員による入力操作あるいは監視センタ３１からの外部指示に従ってデータ収集周期の変更処理を行う。

また、２次診断装置３０が１次診断装置２０から各機器のデータを取得する周期は、データ収集部２１のデータ収集周期と比べて同じか若しくは長い。

また、例えばドアに関して、１週間単位の周期で開閉データを収集する場合において、その１週間の中のすべてのデータを送るのではなく、その中の最大値、最小値、平均値及び最新のデータを抽出して送ることでも良い。ただし、ドアの場合には、収集期間中に利用客がなく、その開閉データを収集できない階床が存在することがある。その際は、必要に応じて利用頻度の少ない時間帯でドアの自動点検を実施して、そのときに得られた開閉データを送るものとする。

また、１週間単位で収集した各データの中で他のデータと比べて著しく異なるデータが含まれていた場合は、そのデータは除外するものとする。例えば、いたずら等によってドアの開閉が妨げられていた場合には、一定時間内でドアが開閉しないため、異常値が検知される。このような明らかに異常なデータは診断精度を低下させる要因になるため、収集データの中から除外する。

１次診断装置２０は、このようにして収集された各機器のデータを記憶部２２に保存した後（ステップＡ１２）、診断部２３によって１次診断処理を行う（ステップＡ１３）。この１次診断処理では、予め各機器毎に設定された基準値との比較により異常の兆候を検知する。

図５に示すように、診断部２３に設けられた基準値テーブル２３ａには、予め監視対象とする各機器の基準値（Ｋ１，Ｋ２…）が記憶されている。診断部２３は、この基準値テーブル２３ａを参照して各機器のデータがそれぞれに決められた基準値を超えているか否かを判断する。

基準値以下であれば（ステップＡ１４のＹｅｓ）、診断部２３は、異常なしと判断して、そのままデータ収集を続け、定期送信時期になったときに（ステップＡ１６のＹｅｓ）、通信部２４を通じて監視センタ３１へデータ送信する（ステップＡ１７）。

なお、監視センタ３１へのデータ送信は、通信費や監視センタ３１の負担を軽減するため、収集したデータをまとめて送信するようにし、概ね月に１回程度の周期で行われる遠隔点検の結果と併せて送信することでも良い。１次診断装置２０から監視センタ３１に送信された各機器のデータは、監視センタ３１に設けられた２次診断装置３０で受信され、そこで２次診断が実施される。

一方、１次診断の結果、基準値を超える機器が存在した場合には（ステップＡ１４のＮｏ）、診断部２３は、異常の兆候が現れたとみなし（ステップＡ１５）、直ちに監視センタ３１に対して、その旨を発報すると共に当該機器のデータを送信する（ステップＡ１７）。

次に、２次診断装置３０側の処理について説明する。
図３に示すように、監視センタ３１に設けられた２次診断装置３０では、１次診断装置２０から定期的に送信された各機器のデータを受信したとき、あるいは、１次診断装置２０にて異常の兆候が検知された機器のデータを受信したときに（ステップＢ１１）、診断部２３によって２次診断処理を実行する（ステップＢ１２）。

この２次診断処理では、各機器が故障に至る時期を予測する。図６に示すように、データベース３４には、各エレベータから収集された各機器のデータがＩＤ情報（０００１，０００２，０００３…）にて分類されて保存されている。

診断部２３は、このデータベース３４に保存された同型機種のデータから作成された予測式を用いて、今回受信したデータとデータベース３４に保存された過去のデータの履歴から当該機器の状態変化を分析し、故障に至るまでの時期を予測する。なお、この予測式は、各機器毎に用意されている。

図７にドアの開閉時間を例にした場合の故障予測結果を示す。今回の受信データ（データ５）と過去のデータ（データ１〜４）から当該機器の状態変化を分析し、予測式に従ってドアの開閉時間が予め設定された故障判定の閾値（Ｋｘ）に至る時期を故障時期（Ｔｘ）として求める。

ここで、機器の状態変化が安定しており、現時点から故障時期（Ｔｘ）までの間隔が所定期間以上ある場合には（ステップＢ１３のＮｏ）、診断部３３は、まだ故障の可能性は低いものと判断し、当該機器のデータをそのままデータベース３４に保存する（ステップＢ１４）。

一方、故障時期が近いと判断された場合、つまり、現時点から故障時期（Ｔｘ）までの間隔が所定期間未満である場合には（ステップＢ１３のＹｅｓ）、診断部３３は、図示せぬ保守点検スケジュールに照らし合わせて、次回保守点検時までに当該機器が故障するか否かを判断し、その結果を故障対処部３５に渡す（ステップＢ１５）。

その結果、次回保守点検時までは故障しないと判断された場合には（ステップＢ１５のＮｏ）、故障対処部３５では、上記保守点検スケジュールに当該機器の故障が近いことを明記するなどして、次回保守点検時に対応できるように調整する（ステップＢ１６）。その際、図５に示すように、データベース３４に当該機器のデータにその旨の属性情報「調整」を付して保存しておく（ステップＢ１７）。

また、次回保守点検日までに故障すると判断された場合（ステップＢ１５のＹｅｓ）、故障対処部３５は、直ちに保守員を現場に出役させて早急に対応する（ステップＢ１８）。この場合、監視センタ３１から支社店に連絡して保守員を現場に向かわせることでも良いし、例えば保守員の持つ携帯端末などに電子メール等を利用して直接連絡して、現場に向かわせることでも良い。保守員を現場に出役させた場合には、図５に示すように、データベース３４に当該機器のデータにその旨の属性情報「保守員出役」を付して保存する（ステップＢ１９）。

各機器について上記同様の処理を行う。この場合、２次診断によって故障時期が近いと判断されなくても、１次診断によって異常の兆候が検知されている機器については、故障対処部３５は、次回保守点検時に対応するように調整するものとする。

また、１次診断では異常の兆候が検知されなかったが、この２次診断の結果、異常の兆候が見られる機器についても、故障対処部３５は、必要に応じて次回保守点検時に調査するようにして、故障の芽を早期に摘みとることも可能である。

以上のように、エレベータ１０の各機器の異常診断を行う場合において、１次診断と２次診断に分け、１次診断で簡易の診断を行った後に、２次診断で機器の状態変化を分析し、故障に至るまでの時期を予測することで、次回の保守点検時の対応も可能となり、故障を未然に防止できると共に保守員の出役回数を極力抑えることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図８は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの異常診断システムの構成を示す図である。なお、上記第１の実施形態における図１の構成と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略するものとする。

第２の実施形態では、同じ建物内に設置された複数台のエレベータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに１台の１次診断装置２０が接続されている。この１次診断装置２０には、上記第１の実施形態と同様に、データ収集部２１、記憶部２２、診断部２３、通信部２４が設けられている。

データ収集部２１は、エレベータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃのそれぞれの制御盤１５から各機器のデータを所定の周期で収集する。なお、各機器のデータ収集周期は、エレベータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃで共通に設定しても良いし、個別に設定しても良い。記憶部２２には、各機器のデータが各エレベータ毎に分類されて記憶される。

以後の処理は上記第１の実施形態と同様である。
すなわち、エレベータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各機器のデータを記憶部２２に保存した後、診断部２３にて１次診断処理を行い、異常の兆候を検知する。そして、各機器のデータを定期的に監視センタ３１に送信すると共に、上記１次診断で異常の兆候が検知された機器については、直ぐにその旨を発報してデータを送る。

監視センタ３１に設けられた２次診断装置３０では、通信部３２を通じてエレベータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各機器のデータを受信する。そして、診断部３３にて２次診断処理を行い、現時点のデータとデータベース３４に保存された過去のデータの履歴を用いて各機器が故障に至るまでの時期を予測する。予測の結果、故障時期が近い機器があれば保守員を出役させるが、次回保守点検時まで故障に至らない場合には保守員を出役させずに対応することで、保守員の出役回数を軽減する。

以上のように、同じ建物に設置された複数台のエレベータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを１台の１次診断装置２０にて診断することでも上記同様の効果を得ることができる。この場合、各エレベータ１０ａ，１０ｂ，１０のそれぞれに個別に１次診断装置２０を設置するよりもコストを大幅に低減することができるといった利点がある。

なお、１台の１次診断装置で複数台のエレベータを診断する構成とした場合に、診断部の負担が増加すると共に、記憶部の容量も増やしておく必要がある。しかし、各エレベータの診断時期をずらすように調整しておけば、診断部の負担を軽減でき、記憶部の容量も増やすことなく対応することができる。

また、図８の構成では、３台のエレベータを例にしたが、さらに多数のエレベータを１次診断装置に接続して一次診断処理を行う構成も可能である。

要するに、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の形態を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

図１は本発明の第１の実施形態に係るエレベータの異常診断システムの構成を示す図である。 図２は同実施形態における異常診断システムの１次診断装置側の処理動作を示すフローチャートである。 図３は同実施形態における異常診断システムの２次診断装置側の処理動作を示すフローチャートである。 図４は同実施形態における異常診断システムの１次診断装置に設けられた周期テーブルの一例を示す図である。 図５は同実施形態における異常診断システムの１次診断装置に設けられた基準値テーブルの一例を示す図である。 図６は同実施形態における異常診断システムの２次診断装置に設けられたデータの一例を示す図である。 図７は同実施形態におけるドアの開閉時間を例にした場合の故障予測結果を示す図である。 図８は本発明の第２の実施形態に係るエレベータの異常診断システムの構成を示す図である。

符号の説明

１０…エレベータ、１１…主ロープ、１２…乗りかご、１３…カウンタウエイト、１４…巻上機、１５…制御盤、１６…テールコード、２０…１次診断装置、２１…データ収集部、２１ａ…周期テーブル、２１ｂ…周期変更部、２２…記憶部、２３…診断部、２３ａ…基準値テーブル、２４…通信部、３０…２次診断装置、３１…監視センタ、３２…通信部、３３…診断部、３４…データベース、３５…故障対処部、１０ａ〜１０ｃ…エレベータ。

Claims (9)

1. エレベータの制御盤に設けられた１次診断装置と、この１次診断装置にネットワークを介して接続される監視センタに設けられた２次診断装置とからなるエレベータの異常診断システムであって、
   上記１次診断装置は、
   上記制御盤から監視対象とする各機器のデータを定期的に収集するデータ収集手段と、
   このデータ収集手段によって収集された各機器のデータを記憶する記憶手段と、
   この記憶手段に記憶された各機器のデータから異常の兆候を検知する第１の診断手段と、
   上記各機器のデータを上記監視センタに定期的に送信すると共に、上記第１の診断手段によって異常の兆候が検知された場合には、直ちにその旨の診断結果を含めて当該機器のデータを送信する通信手段とを具備し、
   上記２次診断装置は、
   上記１次診断装置からの各機器のデータを受信する通信手段と、
   この通信手段によって受信された各機器のデータを保存するデータベースと、
   このデータベースに保存された各機器のデータの履歴に基づいて上記各機器の状態変化を分析して故障に至る時期を予測する第２の診断手段と、
   この第２の診断手段によって故障時期が近いと判断された機器に対し、所定の対応処理を行う故障対処手段とを具備したことを特徴とするエレベータの異常診断システム。
2. 上記故障対処手段は、上記第２の診断手段によって次回保守点検時まで故障しないと判断された機器に対し、次回保守点検時に対応できるように調整することを特徴とする請求項１記載のエレベータの異常診断システム。
3. 上記故障対処手段は、上記第２の診断手段によって故障時期が近いと判断されなくても、上記第１の診断手段によって異常の兆候が検知されている機器については、次回保守点検時に対応するように調整することを特徴とする請求項１記載のエレベータの異常診断システム。
4. 上記故障対処手段は、上記第１の診断手段では異常の兆候が検知されなかったが、上記第２の診断手段の結果、異常の兆候が検知された機器については、次回保守点検時に対応するように調整することを特徴とする請求項１記載のエレベータの異常診断システム。
5. 上記データ収集手段は、
   上記各機器毎に設定されたデータの収集周期を記憶した周期テーブルを有し、この周期テーブルを参照して上記各機器毎に所定の周期でデータ収集を行うことを特徴とする請求項１のエレベータの異常診断システム。
6. 上記データ収集手段は、
   上記周期テーブルに記憶された上記各機器のデータ収集周期を任意に変更する周期変更手段を備えたことを特徴とする請求項５のエレベータの異常診断システム。
7. 上記データ収集手段は、
   特定の機器について、所定の周期で収集した複数のデータの中の最大値、最小値、平均値、最新データを送信対象として抽出することを特徴とする請求項１記載のエレベータの異常診断システム。
8. 上記データ収集手段は、
   所定の周期で収集した複数のデータの中で他のデータと比較して著しく異なるデータを除外することを特徴とする請求項７記載のエレベータの異常診断システム。
9. 同一建物に設置された複数台のエレベータに上記１次診断装置を接続し、上記各エレベータの１次診断処理を上記１次診断装置にて行い、それぞれの診断結果を上記監視センタに送信するようにしたことを特徴とする請求項１記載のエレベータの異常診断システム。

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