JP2018008760A - エレベーター - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、エレベーターの電源および/またはリレーの異常(故障)を検出し、より安全性の高いエレベーターを提供する。【解決手段】本発明は、被制御体36と、被制御体36に電力を供給する電源回路と、を備える。電源回路は、被制御体36に電源を供給する被制御体電源37と、被制御体36への電力供給を制御するリレー部38と、リレー部38の状態を検出する信号検出部35と、第一の電源33と、第二の電源34と、両電源33、34を監視する監視部31と、を備える。リレー部38は、第一の電源33から電力を供給されて駆動する第一のリレーRY1と、第一のリレーRY1に直列に接続され、第二の電源34から電力を供給されて駆動する第三のリレーRY3と、を備える。監視部31は、両リレーRY1、RY3をそれぞれ駆動させて、両電源33、34の状態を監視する。【選択図】図2
Description
本発明は、駆動部への電源供給制御にリレーを用いたエレベーターに関する。
エレベーターには、その安全な運行を確保するために、種々の安全装置が設けられている。この種の背景技術として、特開2013−142038号公報(特許文献1)がある。この特許文献1には、エレベーターにおいて、モータで発生する駆動力によって運行される乗りかごと、乗りかごの運行を制御する制御コントローラと、乗りかごの運行を停止させる安全装置と、安全装置を作動させる電力の供給を制御する電力供給制御デバイスと、電力供給制御デバイスの動作を診断することによって制御を行う電子コントローラとを備え、電子コントローラは、停止中の乗りかごの戸開開始から戸開完了までの期間に電力供給制御デバイスの動作を診断するエレベーターが示されている。
しかしながら、特許文献1に記載されたエレベーターでは、制御電源の異常(故障)検出について配慮が払われていなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、エレベーターの電源および/またはリレーの異常(故障)を検出し、より安全性の高いエレベーターを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のエレベーターは、被制御体と、前記被制御体に電力を供給するとともに当該被制御体の動作を制御する電源回路と、を備えるエレベーターにおいて、前記電源回路は、前記被制御体に電源を供給する被制御体電源と、前記被制御体電源から前記被制御体への電力供給を制御するリレー部と、前記リレー部の状態を検出する信号検出部と、第一の電源と、前記第一の電源とは独立した第二の電源と、前記第一の電源および前記第二の電源を監視する監視部と、を備え、前記リレー部は、前記第一の電源から電力を供給されて駆動する第一のリレーと、前記第一のリレーに直列に接続され、前記第二の電源から電力を供給されて駆動する第三のリレーと、を備え、前記監視部は、前記第一のリレーおよび前記第三のリレーをそれぞれ駆動させて、前記第一の電源および前記第二の電源の状態を監視することを特徴としている。
本発明によれば、簡単な構成で、エレベーターの電源および/またはリレーの異常(故障)を検出でき、エレベーターの安全性をより向上させることができる。なお、上述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明に係るエレベーターを実施するための形態を図に基づいて説明する。
図1は本発明に係るエレベーターの一実施形態の構成を示す全体図である。なお、同図は本実施形態に係るエレベーター101が設置される建物11の階のうち模式的に最下階と最上階のみを図示しているが、本実施形態は2階床以上ある建物11に対して設置されたエレベーター101に対して適用可能である。
本実施形態に係るエレベーター101は、建物11に形成された昇降路12と、建物11の昇降路12内を昇降する乗りかご13と、一端が乗りかご13に取付けられた主ロープ14と、この主ロープ14の他端が取付けられ、昇降路12内に吊り下げられた釣合い錘15と、を備える。
また、エレベーター101は、昇降路12の上方に位置する機械室16に設けられ、乗りかご13および釣合い錘15を駆動する巻上機17と、この巻上機17の近傍に配置された、そらせ車18と、建物11の乗り場19側に開閉可能に設けられ、乗りかご13のかごドア(図示せず)と連動して出入口を開閉する乗り場ドア20と、機械室16内に設置され、乗りかご13の運転を制御する制御装置としての制御盤30と、を備える。
巻上機17は、主ロープ14が巻き掛けられた駆動シーブ171と、この駆動シーブ171を回転させるモータ172と、駆動シーブ171の回転を制動する被制御体としてのブレーキ装置36(図2参照)とを有し、これらのモータ172およびブレーキ装置36は、制御盤30に電気的に接続されている。従って、巻上機17は、制御盤30からの制御指令を受けてモータ172およびブレーキ装置36を作動させることにより、乗りかご13を釣合い錘15に対して相対的に昇降させるようにしている。
制御盤30は、図示されないが、乗りかご13の昇降動作やかごドアの開閉動作等を行うための各種の演算を行うCPU(Central Processing Unit)、CPUによる演算を実行するためのプログラムを格納するROM(Read Only Memory)やHDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置、およびCPUがプログラムを実行する際の作業領域となるRAM(Random Access Memory)を含むハードウェアと、記憶装置に記憶され、CPUにより実行されるソフトウェアとから構成されている。
このような制御盤30の構成において、ROMやHDD等の記憶装置に格納されたプログラム等がRAMに読み出され、CPUの制御に従って動作することにより、ソフトウェアとハードウェアとが協働して、制御盤30の各機能を実現する機能ブロックが構成される。本実施形態の制御盤30は、例えば、被制御体の一例として挙げたブレーキ装置36等に電力を供給するとともに、そのブレーキ装置36等の動作を制御する電源回路を備える。なお、制御盤30の電源回路の具体的な構成については、後で詳細に述べる。
一方、制御盤30は、昇降路12内に配設されたテールコード23、中継器24、および通信ケーブル25を介して乗りかご13の機器に電気的に接続されている。テールコード23は、一端が乗りかご13の下部に接続され、他端が中継器24に接続されており、昇降路12内においてU字状に垂下されている。中継器24は、昇降路12の壁面に固定されており、乗りかご13の各機器と制御盤30との間で行われる通信を中継する装置である。
次に、本実施形態に係る被制御体の一例として挙げたブレーキ装置36を含むエレベーター101の機器を駆動するための制御盤30の電源回路の構成について、図2を参照しながら詳細に説明する。
図2は本実施形態に係る制御盤30の電源回路の構成を示す図である。
図2に示すように、制御盤30の電源回路は、被制御体(ブレーキ装置)36に電力を供給する被制御体電源(ブレーキ駆動電源)37と、ブレーキ駆動電源37からブレーキ装置36への電力供給を制御するリレー部38と、リレー部38の動作を制御するリレー制御部32と、リレー部38の状態を検出する信号検出部35と、第一の電源33と、第一の電源33とは独立した第二の電源34と、リレー制御部32および信号検出部35をはじめとする、制御盤30の各構成の動作を制御する制御マイコン31と、を備える。
リレー部38は、ブレーキ駆動電源37からブレーキ装置36への電力の供給および遮断を行うリレーを複数備える。本実施形態では、直列に接続された2以上のリレーを備える第一の直列接続体381と、直列に接続された2以上のリレーを備える第二の直列接続体382とを備える。第一の直列接続体381と第二の直列接続体382とは、ブレーキ駆動電源37とブレーキ装置36との間で、並列に接続され、いわゆるブリッジ回路を形成する。
以下、第一の直列接続体381として、第一のリレーRY1および第三のリレーRY3が直列に接続され、第二の直列接続体382として、第二のリレーRY2および第四のリレーRY4が直列に接続される場合を例に挙げて説明する。なお、特に区別する必要がない場合、これらを総称してリレーRYと呼ぶ。
リレー制御部32は、リレーRY毎に、当該リレーRYを駆動するリレー駆動部を備える。すなわち、第一のリレーRY1を駆動する第一の駆動部321と、第二のリレーRY2を駆動する第二の駆動部322と、第三のリレーを駆動する第三の駆動部323と、第四のリレーを駆動する第四の駆動部324とを備える。なお、これらを区別する必要がない場合は、駆動部320と総称する。
本実施形態では、第一のリレーRY1、第二のリレーRY2、第三のリレーRY3および第四のリレーRY4は、それぞれ、制御マイコン31の指令に従って、リレー制御部32の対応する駆動部320により駆動される。具体的には、それぞれ、電力を供給するON状態、および、電力を遮断するOFF状態のいずれかに制御される。
通常、第一の直列接続体381と第二の直列接続体382とは、エレベーター101の運転毎に、切り替えられて交互に使用される。このとき、第一の電源33および第二の電源34からの供給電圧が低下すると、各駆動部320が駆動できなくなり、これに伴い、各リレーRYのON/OFF動作ができなくなる。
これらの電源の電圧低下を検出するために、本実施形態の制御盤30では、各駆動部320に電力を供給する電源を2つに分割する。具体的には、第一の駆動部321および第二の駆動部322には第一の電源33から、第三の駆動部323および第四の駆動部324には、第二の電源34から、それぞれ電力を供給するよう構成する。
第一の電源33は、第一の駆動部321および第二の駆動部322以外に、例えば、制御マイコン31、リレー制御部32、信号検出部35等に接続され、これらに電力を供給する。第一の電源33は、例えば、直流24V信号回路電源とする。以下、第一の電源33を、制御手段電源33と呼ぶ。
第二の電源34は、第三の駆動部323と第四の駆動部324以外に、例えば、外部スイッチ等に接続され、これらに電力を供給する。第二の電源34は、例えば、直流48V回路電源とする。以下、第二の電源34を、リレー駆動電源34と呼ぶ。
信号検出部35は、ブリッジ回路を形成する第一のリレーRY1、第二のリレーRY2、第三のリレーRY3、第四のリレーRY4からの接点信号を検出し、それぞれのON/OFFの状態を検出する。
本実施形態の制御マイコン31は、これらの各部を用いて、第一のリレーRY1、第二のリレーRY2、第三のリレーRY3、第四のリレーRY4、制御手段電源33およびリレー駆動電源34を監視する監視部として機能する。
これを実現するため、本実施形態の制御マイコン31は、図3に示すように、ON/OFF指令部311と、リレー状態判別部312と、電源状態判別部313と、制御指令部314と、を備える。これらの各部により、本実施形態の制御マイコン31は、監視部として、リレー部38、制御手段電源33およびリレー駆動電源34の故障を検出する故障検出処理を実行する。
ON/OFF指令部311は、予め定めた手順に従って、各リレーRYをON/OFFする。本実施形態では、リレー制御部32に指示を出し、リレー制御部32が、各リレーRYをON/OFFする。
リレー状態判別部312は、各リレーRYのON/OFF状態を判別する。本実施形態では、信号検出部35が検出した接点信号に従って、ON状態であるかOFF状態であるかを判別する。
電源状態判別部313は、リレー状態判別部312が判別した各リレーRYの状態に応じて、制御手段電源33およびリレー駆動電源34の状態を判別する。
制御指令部314は、リレー状態判別部312および電源状態判別部313が判別した各リレーRYの状態および各電源の状態に応じて、状況を判別し、エレベーター101の乗りかご13の動作を制御する指令を出力する。例えば、制御盤30が備える昇降動作制御部39であって、モータ172、ブレーキ装置36等を介して乗りかご13の昇降動作を制御する昇降動作制御部39に指令を出す。
制御マイコン31の故障検出処理を行う各機能は、上述のように、制御盤30が備える、記憶装置等に記憶されたプログラムを、CPUがメモリにロードして実行することにより実現される。なお、全部または一部の機能は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(field−programmable gate array)等のハードウェアによって実現されてもよい。
また、各機能の処理に用いる各種のデータ、処理中に生成される各種のデータは、メモリ、または、記憶装置に格納される。
以下、制御マイコン31の各部による、故障検出処理の流れを説明する。図4は、本実施形態の故障検出処理の処理フローである。故障検出処理は、予め定めた時間間隔で、実行される。あるいは、エレベーター101の保守・点検を行う作業者等のユーザからの指示により実行される。また、故障検出処理のスタート時に、各リレーRYは、OFF状態にする。
まず、第一の直列接続体381のリレーをON状態にするよう指示する。具体的には、ON/OFF指令部311が、第一の駆動部321および第三の駆動部323にON指令を出力し、それぞれ、第一のリレーRY1および第三のリレーRY3をONさせる(ステップS101)。
リレー状態判別部312は、第一のリレーRY1および第三のリレーRY3がON状態となったか否かを判別する(ステップS102)。判別は、上述のように、信号検出部35による接点信号を検出したか否かによりなされる。
そして、第一のリレーRY1および第三のリレーRY3がともにON状態となったと判別された場合、処理を終了する。これは、両リレーRY1、RY3および、それぞれこれらを駆動する第一の駆動部321、第三の駆動部323に接続されている、制御手段電源33およびリレー駆動電源34がともに、正常であることを示しているためである。
一方、少なくとも一方がOFFの状態と判別された場合、リレー状態判別部312は、判別結果を第一の判別結果として記憶する(ステップS103)。ここでは、第一の判別結果として第一のリレーRY1のみがOFFである状態、第三のリレーRY3のみがOFFである状態、および第一のリレーRY1および第三のリレーRY3がともにOFFである状態の3つの状態のいずれであるかを記憶する。第一の判別結果は、例えば、メモリまたは記憶装置等に記憶する。
次に、ON/OFF指令部311は、第一のリレーRY1および第三のリレーRY3をOFFにする(ステップS104)。
次に、第二の直列接続体382のリレーをON状態にするよう指示する。具体的には、ON/OFF指令部311が、第二の駆動部322および第四の駆動部324にON指令を出力し、それぞれ、第二のリレーRY2および第四のリレーRY4をONさせる(ステップS105)。
次に、リレー状態判別部312は、第二のリレーRY2および第四のリレーRY4のON/OFF状態を判別する(ステップS106)。判別は、上述のように、信号検出部35による接点信号を検出したか否かによりなされる。
リレー状態判別部312は、判別結果を、第二の判別結果として記憶する(ステップS107)。ここでは、第二のリレーRY2および第四のリレーRY4がともにONである状態、第二のリレーRY2のみがOFFである状態、第四のリレーRY4のみがOFFである状態、および第二のリレーRY2および第四のリレーRY4がともにOFFである状態の4つの状態のいずれであるかを記憶する。第二の判別結果は、例えば、メモリまたは記憶装置等に記憶する。
電源状態判別部313は、第一の判別結果および第二の判別結果から、制御手段電源33およびリレー駆動電源34の状態を判別する(ステップS108)。
具体的には、第一のリレーRY1と第二のリレーRY2とがともにOFFである場合、これらを駆動させる制御手段電源33の電圧が低下しているものと判別する。また、第三のリレーRY3と第四のリレーRY4とがともにOFFの場合、これらを駆動させるリレー駆動電源34の電圧が低下しているものと判別する。
従って、リレーRYが全てOFFの場合は、制御手段電源33およびリレー駆動電源34の電圧がともに低下しているものと判別する。
一方、その他の場合、すなわち、上記の組み合わせ以外で、リレーRYがOFFの場合は、当該リレーRYが故障していると判別する。これは、例えば、いずれか1つのリレーRYがOFFの場合、第一のリレーRY1および第三のリレーRY3はOFFであるが、第二のリレーRY2および第四のリレーRY4はONである場合、または、第二のリレーRY2および第四のリレーRY4はOFFであるが、第一のリレーRY1および第三のリレーRY3がONの場合、である。
制御指令部314は、電源状態判別部313の判別結果に従って、予め定めた制御を行うよう指令を出力する(ステップS109)。ここでは、例えば、電源の電圧低下はなく、リレーRYが故障していると判別された場合、エレベーター101の乗りかご13を最寄階に停止させるよう指令を出す。また、制御手段電源33およびリレー駆動電源34の少なくとも一方の電源の電圧が低下していると判別された場合は、エレベーター101の乗りかご13をその場で停止させるよう指令を出す。
以上の処理が完了すると、制御マイコン31は、処理を終了する。
なお、上記故障検出処理では、先に、第一の直列接続体381をON状態とするよう指示して判別処理を行っているが、先に、第二の直列接続体382をON状態とするよう指示して判別処理を行ってもよい。
以上説明したように、本実施形態のエレベーター101では、直列接続される複数のリレーRYを駆動するための電力を供給する電源を二つに分けている。また、各リレーのON/OFF状態を、接点信号から検出する信号検出部35を備える。
そして、故障診断時は、それぞれ直列接続されるリレー群を駆動させ、それぞれのON/OFF状態を検出することにより、リレーの故障であるか、各電源の電圧が低下しているかを判別する。
このような構成を有するため、本実施形態によれば、制御電源を二分割した簡単な構成を利用して、電源および/またはリレーの異常(故障)検出を容易に行うことができる。
また、本実施形態の信号検出部35は、制御手段電源33およびリレー駆動電源34により駆動される第一の直列接続体381と、制御手段電源33およびリレー駆動電源34により駆動される第二の直列接続体382とを並列に接続してブリッジ回路を形成し、ブリッジ回路における各リレーRY1〜RY4の接点信号から各リレーRY1〜RY4のON/OFF状態を検出してもよい。
このとき、本実施形態の電源回路では、各リレーRY1〜RY4を駆動する電源を制御手段電源33とリレー駆動電源34に分ける。そして、制御手段電源33は、制御マイコン31、リレー制御部32、信号検出部35、および分散配置した一方のリレーRY1、RY2への供給電源とし、リレー駆動電源34は、分散配置した他方のリレーRY3、RY4への供給電源とする。
本実施形態のエレベーター101は、このような構成を有するため、簡単な構成で、電源またはリレーの故障検出や電圧異常検出を行うことができる。また、検出に用いるリレーRYの数が増えることにより、故障判別の精度が高まり、より信頼性の高いエレベーター101が得られる。
さらに、本実施形態の監視部(制御マイコン31)は、監視結果に従って、エレベーター101の動作を制御する指示を出力する。
具体的には、電源電圧が低下していると判別された場合、エレベーター101の乗りかご13を停止させ、また、リレーRYが故障していると判別された場合、エレベーター101の乗りかご13を最寄階まで移動させて停止させる。このため、故障判別後、適切な処置を施しやすくなり、より安全性が向上する。
なお、上記実施形態では、ブレーキ駆動電源37とブレーキ装置36との間に並列に接続されるリレーの直列接続体が2つの場合を例にあげて説明したが、直列接続体の数は、これに限定されない。3つ以上であってもよい。この場合、各直列接続体は、エレベーター101の1回の運転毎に、順に切り替えて使用される。
直列接続体が3つ以上の場合、電源の診断だけを行うのであれば、その中の2つの直列接続体を用いて上記処理を行えばよい。リレーの故障まで判別する場合は、全ての直列接続体について、それぞれ、独立にON指令を出し、判別する。
また、上記実施形態では、直列接続体内に含まれるリレーの数が2つの場合を例にあげて説明したが、リレーの数はこれに限定されない。2つ以上であればよい。3つ以上の場合、例えば、制御手段電源33に接続される第一のリレー群、リレー駆動電源34に接続される第二のリレー群に分け、各リレー群に対し、ON/OFF指令を行うことにより、接続される電源の電圧低下の有無を判別する。
さらに、上記実施形態では、被制御体36がブレーキ装置である場合を例に挙げて説明したが、被制御体36は、これに限定されない。例えば、モータ172等であってもよい。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
11…建物、12…昇降路、13…乗りかご、14…主ロープ、15…釣合い錘、16…機械室、17…巻上機、18…そらせ車、19…乗り場、20…乗り場ドア、23…テールコード、24…中継器、25…通信ケーブル
30…制御盤、31…制御マイコン(監視部)、32…リレー制御部、33…第一の電源(制御手段電源)、34…第二の電源(リレー駆動電源)、35…信号検出部、36…被制御体(ブレーキ装置)、37…被制御体電源(ブレーキ駆動電源)、38…リレー部、39…昇降動作制御部
101…エレベーター、171…駆動シーブ、172…モータ
311…ON/OFF指令部、312…リレー状態判別部、313…電源状態判別部、314…制御指令部、320…駆動部、321…第一の駆動部、322…第二の駆動部、323…第三の駆動部、324…第四の駆動部、381…第一の直列接続体、382…第二の直列接続体
RY…リレー、RY1…第一のリレー、RY2…第二のリレー、RY3…第三のリレー、RY4…第四のリレー
30…制御盤、31…制御マイコン(監視部)、32…リレー制御部、33…第一の電源(制御手段電源)、34…第二の電源(リレー駆動電源)、35…信号検出部、36…被制御体(ブレーキ装置)、37…被制御体電源(ブレーキ駆動電源)、38…リレー部、39…昇降動作制御部
101…エレベーター、171…駆動シーブ、172…モータ
311…ON/OFF指令部、312…リレー状態判別部、313…電源状態判別部、314…制御指令部、320…駆動部、321…第一の駆動部、322…第二の駆動部、323…第三の駆動部、324…第四の駆動部、381…第一の直列接続体、382…第二の直列接続体
RY…リレー、RY1…第一のリレー、RY2…第二のリレー、RY3…第三のリレー、RY4…第四のリレー
Claims (5)
- 被制御体と、前記被制御体に電力を供給するとともに当該被制御体の動作を制御する電源回路と、を備えるエレベーターにおいて、
前記電源回路は、
前記被制御体に電源を供給する被制御体電源と、
前記被制御体電源から前記被制御体への電力供給を制御するリレー部と、
前記リレー部の状態を検出する信号検出部と、
第一の電源と、
前記第一の電源とは独立した第二の電源と、
前記第一の電源および前記第二の電源を監視する監視部と、を備え、
前記リレー部は、
前記第一の電源から電力を供給されて駆動する第一のリレーと、
前記第一のリレーに直列に接続され、前記第二の電源から電力を供給されて駆動する第三のリレーと、を備え、
前記監視部は、前記第一のリレーおよび前記第三のリレーをそれぞれ駆動させて、前記第一の電源および前記第二の電源の状態を監視することを特徴とするエレベーター。 - 請求項1記載のエレベーターにおいて、
前記リレー部は、前記被制御体と前記被制御体電源との間で、並列に接続される第一の直列接続体と第二の直列接続体とを備え、
前記第一の直列接続体は、前記第一のリレーと前記第三のリレーとを備え、
前記第二の直列接続体は、
前記第一の電源から電力を供給されて駆動する第二のリレーと、
前記第二のリレーに直列に接続され、前記第二の電源から電力を供給されて駆動する第四のリレーと、を備え、
前記監視部は、前記第一のリレーおよび前記第三のリレーを駆動させるとともに、前記第一のリレーおよび前記第三のリレーとは別に前記第二のリレーおよび前記第四のリレーを駆動させて、前記第一の電源、前記第二の電源および前記リレー部の状態を監視することを特徴とするエレベーター。 - 請求項2記載のエレベーターにおいて、
前記監視部は、
前記第一のリレー、前記第二のリレー、前記第三のリレーおよび前記第四のリレーをON/OFFするON/OFF指令部と、
前記信号検出部が検出した結果から、前記第一のリレー、前記第二のリレー、前記第三のリレーおよび前記第四のリレーそれぞれのON/OFF状態を判別するリレー状態判別部と、
前記リレー状態判別部による判別結果から前記第一の電源および前記第二の電源の状態を判別する電源状態判別部と、を備え、
前記ON/OFF指令部は、予めOFF状態にした前記第一のリレー、前記第二のリレー、前記第三のリレーおよび前記第四のリレーを予め定めた手順に従ってON状態にするよう指令し、
前記信号検出部は、指令後の前記第一のリレー、前記第二のリレー、前記第三のリレーおよび前記第四のリレーの状態を検出することを特徴とするエレベーター。 - 請求項3記載のエレベーターにおいて、
前記電源状態判別部は、前記第一のリレーと前記第二のリレーとがOFF状態と判別された場合、前記第一の電源が故障していると判別し、前記第三のリレーと前記第四のリレーとがOFF状態と判別された場合、前記第二の電源が故障していると判別することを特徴とするエレベーター。 - 請求項1から4いずれか1項記載のエレベーターにおいて、
前記監視部は、監視結果に従って、当該エレベーターの動作を制御する指令を出力する制御指令部をさらに備えることを特徴とするエレベーター。
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