用于控制电梯组的方法和装置制造方法

用于控制电梯组的方法和装置制造方法
【专利摘要】呼叫信息可以用于调度一组电梯中电梯的运行。完成调度使得根据呼叫分配，可以计算预期的运动、加速和减速的调度。然后控制移动、加速和减速，以便提高能量效率或用于以这样的方式控制移动，使得能量消耗峰值或所述峰值的持续时间减少。
【专利说明】用于控制电梯组的方法和装置

【技术领域】
[0001]本发明通常涉及电梯，更具体地涉及属于电梯组的电梯的智能控制。

【背景技术】
[0002]典型的电梯包括电梯轿厢，用于移动电梯轿厢的升降机，至少一个平衡锤和牵引部件(例如绳索，缆绳，链条或皮带)。牵引部件将电梯轿厢和至少一个平衡锤彼此连接。牵引部件穿过牵引轮，所述牵引轮连接到升降机的驱动轴。
[0003]在典型的具有平衡锤的电梯中，最大功率需要情况是在满载电梯轿厢加速进入向上方向结束时。当加速结束时，所需的功率减低。当空载电梯轿厢加速进入向下方向时出现类似的情况。换句话说，这可以被描述为平衡锤加速进入向上方向。因此，由于平衡锤功率需要，可以在两个方向上进行加速。
[0004]由于电梯轿厢和平衡锤之间的重量差随着电梯轿厢的负载的变化而变化，因此实际使用的能量也不同。能量使用取决于升降机需要协助加速和移动多少。此外，已知的是，有时，例如，在减速的时候以及在净重下降时，能量被释放。通过使用升降机作为发电机，这些释放的动能或势能可以转化为电能。所产生的电能可以用于其他目的或反馈到电网。除电梯轿厢和补偿重物的重量之外，本领域技术人员可以理解的是，所使用的绳索通常是很重的，特别是在高建筑物中，电梯轿厢通常很大并且绳索很长。在估计电梯的能量需求时，需要考虑这些重的绳索。
[0005]电梯组包括至少两个电梯。典型的电梯组包括在相同建筑物中相邻的电梯，并且在一些情况下由目的地控制系统控制所述电梯。当使用目的地控制系统时，乘客发出呼叫，所述目的地控制系统登记所述呼叫，并且进行呼叫分配。在用户已经选择期望的楼层之后，所述系统通知乘客他应当去的电梯轿厢，或他应该等待的电梯轿厢。目的地控制系统的一个优点是，由于电梯轿厢对个别乘客更少的停止，所述目的地控制系统减少平均行进时间。当升降机的制动器被释放时电梯轿厢开始运行，并且电梯轿厢开始移动。当电梯轿厢停止时结束运行。目的地控制系统接收呼叫并且为电梯组提供信息，使得电梯组可以更高效地运行，例如通过优化每位乘客的等待时间。
[0006]电梯系统是复杂的并且能量消耗很高尤其是在高建筑物中。因此，由于经济和环境的原因，人们希望能降低能量消耗。


【发明内容】

[0007]呼叫信息可以用于调度一组电梯中电梯的运行。完成调度使得根据呼叫分配，可以计算估计移动、加速和减速的调度。然后根据调度来控制加速和减速，以便提高能量效率。例如，当预期能量释放减速紧随能量需求加速时，加速可以被延迟以便匹配减速，使得减速释放的能量可以用于加速中。因此，来自电网的用户功率可以降至最低。
[0008]此外，本发明可以用于减低电网功率峰值。例如，如果预料到同时恰好两个能量需求加速，可以通过将其中的另一个延迟一小段时间而对它们进行重新调度，以避免同时加速。因此，所需的电网峰值功率减小。调度的另一个应用是控制能量的使用，使得保险丝不会烧断。例如，如果超过保险丝的额定电流，根据保险丝的特性，保险丝将持续一定的时间。在这段时间之后保险丝将烧断。这可以通过调度运行而避免，使得超过保险丝的额定电流的时间减少或者有时甚至被避免。
[0009]本领域技术人员可以理解的是，大部分时间电梯轿厢和平衡锤具有不相同的重量，因为平衡锤的重量通常相当于半载的电梯轿厢。当电梯的平衡锤具有比电梯轿厢更大的质量，或反过来时，可以利用由重力引起的能量。更详细地，升降机用作发电机，其将净力转化为电流。所述电流可以反馈到电网。所述电网可以是地区电网，例如，所述地区电网用于一组建筑物中单独的建筑物中，或者所述电网可以是国家电网。或者，电流可以馈入到电池，超级电容或其他能量存储器。
[0010]在本发明的一个实施例中，使用一种用于控制是包括多个电梯的电梯组的一部分的电梯移动的方法。所述方法通过根据呼叫和已知的电梯运行调度运行启动，其中调度至少包括电梯预期的加速和减速。此外，所述调度还可以包括其他信息，例如源自升降设备的当前速度，源自称重装置的当前重量，源自从目的地控制系统接收的信息的估计重量，以及可以为了更高效地控制移动而使用的类似信息。从调度中，确定电能的期望的使用和再生，以及用于所述电梯组中每个电梯的功率。然后根据调度，控制电梯的移动，其中所述控制包括响应于高度预期电梯组中其他的电梯同时使用功率或为了提升组中电能使用和再生的同步，而延迟电梯的移动。本发明的优点在于，通过调度运行，由于再生能量的越来越多的分享可以局部地在电梯组或至少在建筑物内使用，因此总能量消耗并且特别是从电网获得的能量可以减少。这导致人们总是希望的节约能量和成本。
[0011]在本发明的一个实施例中，本发明被实现为一种装置，所述装置包括与其他设备通信并根据上述方法指示电梯的存储器、处理器和网络连接部分。在另一个实施例中，本发明被实现为计算机程序。当在计算设备，例如上述装置中，执行所述计算机程序时，其被配置为导致如上所公开的方法。
[0012]本发明的另一个优点在于，电梯组可以设计为具有较低的最高峰值功率。当设计用于电梯组和用于整栋建筑物的电力连接时，可以考虑减少的最高峰值功率。本发明的另一个优点在于，超过保险丝额定电流的可能性可以得到控制。
[0013]本发明的另一个优点在于，来自根据本发明的装置的信息可以与建筑物内的其他功率需求系统进行交换。因此，可以根据已知或预测的峰值调度功率需求操作。这将上述优点从电梯组等级提升到建筑物等级。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]附图构成说明书的一部分，并且包括本发明的一些示例性实施例。
[0015]图1公开了用于控制电梯组的装置的实施例，
[0016]图2公开了根据本发明实施例的方法，
[0017]图3a公开了根据本发明实施例的调度，以及
[0018]图3b公开了根据本发明实施例的改进的调度。

【具体实施方式】
[0019]可以理解的是，下面的实施例是示例性的。虽然说明书可能提到“一个”或“一些”实施例，但是不一定是指相同的实施例，或者讨论的特征可以应用于多个实施例。不同实施例的单个特征可以被组合以提供另外的实施例。
[0020]在图1中公开了使用目的地控制系统的实施例。目的地控制系统特别典型的使用是在高建筑物中，然而这不是必须的。
[0021]图1示出了电梯组，所述电梯组包括第一电梯轿厢1、用于移动第一电梯轿厢I的第一升降机2、第二电梯轿厢3、用于移动第二电梯轿厢3的第二升降机4以及目的地控制系统5。目的地控制系统5接收来自乘客的呼叫，部分所述呼叫与第一电梯轿厢I的下一次运行相关。至多允许的最大数量的乘客可以同时使用第一电梯轿厢I。电梯轿厢I使用牵引装置7，例如，绳索、缆绳、链条或皮带连接到平衡锤6。这些牵引装置7从平衡锤6穿过折向滑轮和牵引轮到电梯轿厢I。第一轿厢I的升降机2附接到第一电梯井道11。有多种不同的方式来附接升降机，它们都与本节能布置兼容。第二电梯轿厢3使用牵引部件连接到另一个平衡锤。第一电梯轿厢I在第一电梯井道11中是可移动的(上和下)，第二电梯轿厢2在第二电梯井道12中是可移动的。在所述示例中，电梯组中的电梯是类似的，但是它们可以包括一些不同。
[0022]在一个实施例中，半载的第一电梯轿厢I的质量相当于平衡锤6的质量。当电梯轿厢不到半载时，由于重力的作用，平衡锤6将要向下移动，而升降机2的制动器将平衡锤6保持在其当前位置(在电梯井道11中)。因此，势能可用于电梯轿厢的向上移动。当制动器被释放时，平衡锤6在电梯井道11中向下移动，同时势能转化为动能。动能使牵引部件移动，牵引部件使牵引轮转动。为了提供所需的加速，升降机2可能需要辅助所述移动。然而，有时势能足以提供所需的加速，而升降机2可以用作发电机，所述发电机布置为通过将势能转化为电流而避免进一步加速。升降机5相应地工作。
[0023]图1还公开了用于控制电梯组的装置101的实施例。所述装置101包括至少一个处理器102和存储在至少一个存储器104中的程序代码103。在附图的示例中，电梯是不同类型的，并且位于建筑物的不同部分中或甚至在不同的建筑物中，但是它们连接到同一目的地控制系统5和同一电源中心108。所述装置101配置为创建属于电梯组的电梯移动的调度。通常所述调度包括每个单独电梯的加速和减速。此外，所述调度可以包括其他信息，例如源自升降设备的当前速度，源自称重装置的当前重量，从目的地控制系统接收的信息获得的估计的重量，保险丝特性，以及为了更高效地控制移动而使用的类似信息。在进一步实施例中，所述信息包括作为时间的连续函数的电梯速度。通过所述函数可以得到加速和减速。所述调度还可以包括加速和减速之间常规移动的过程中期望的能量需求。需要注意的是，能量使用还可以是负的。换句话说，具有负的能量使用的电梯释放能量，所述能量可以转化为电能并在某些其他的地方使用。然后所述装置配置为使用用于控制电梯组中电梯的调度。例如，如果在同一时刻有两个加速被调度，那么其中一个加速可以被延迟以减少峰值功率。下面通过图3a和3b的示例来讨论创建和使用调度的其他示例。
[0024]目的地控制系统5连接到位于每个楼层上的面板51和52。这些面板包括一组按钮，乘客通过所述按钮进行电梯呼叫。在附图中示出了其他组件之间的耦接，但是它们仅仅是示例。假如目的地控制系统能够收集信息并且与系统中的其他设备共享所述信息，那么可以使用任何合适的连接部件。
[0025]在图1的示例中，所述装置101从目的地控制系统5获得呼叫分配，根据所述呼叫分配，第一电梯轿厢I将在第一电梯井道11中向上移动到顶部楼层，而第二电梯轿厢3将在第二电梯井道12中向下移动到底部楼层。此外，所述装置101获得用于在第一电梯轿厢I中运行的呼叫分配和用于在第二电梯轿厢3中运行的呼叫分配。电梯轿厢的质量小于平衡锤6的质量。对于电梯轿厢I和2允许的最大乘客数量是六。呼叫分配的数字是一(I)用于第一电梯轿厢I中的运行，呼叫分配的数字是二(I)用于第二电梯轿厢3中的运行。使用这些数字(I和2)，由于第一电梯的平衡锤6是如此之重以至于在重力的作用下第一电梯轿厢I可以提升到第一电梯井道11的顶部楼层，因此对电网107的电流需求降至最低。换句话说，第一升降机2不使用任何电流，而是在第一电梯轿厢I开始运行第一升降机2的制动器被释放时，从由重力产生的势能生成电流。由于电梯轿厢I和3的运行至少部分地同时发生，由第一升降机2生成的电流可以用于第二升降机4中。所述装置101能够根据从目的地控制系统5或从附接到电梯组的其他设备获得的运行信息而确定这一事实。基于此，所生成的功率可以被分配到，例如，第二升降机4，使得对电网的功率需求降低。在第二实施例中，所述装置101可以完全集成到目的地控制系统5中。
[0026]图2公开了根据本发明实施例的方法。所述方法在电梯组中运行。所述电梯组可以包括目的地控制系统，但是它不是必要的。在图1中示出了所述具有目的地控制系统的电梯组的示例。
[0027]所述方法通过调度电梯组中每个电梯的已知运行启动，步骤20。所述调度包括与所述电梯组中电梯的移动相关的信息。例如，当有多个电梯的呼叫时，在电梯的速度已知的情况下可以计算加速、减速和实际停止。当前速度可以源自升降机，并且可以估计未来速度。例如，如果电梯从底层开始，并且被呼叫在达到最终目的地十层之前在三层和七层停止，那么调度整个运行使得从调度可以看出电梯何时移动以及何时停止。在估计中，使用预期的停止长度，并且对于不同的楼层其可以是不同的。当已知有多少人将进出电梯的时候，使用目的地控制系统可以更精确地预测所述长度。实际的停止长度可以被测量并且存储到用于统计建模的数据库中，或者执行所述调度的系统可以配置为根据历史数据，通过使用例如统计方法、神经网络等学习停止长度。
[0028]必须注意的是，上述调度必须被连续地更新。例如，如果由于出人意料的人类行为而使得电梯停止更长的时间，那么所述调度将被更新，因为显然由人类引起的额外延迟将推迟到达接下来的被呼叫的楼层以及之后的每个楼层。因此，当检测到不能遵照估计的调度时计算新的调度。例如，可以定期进行更新，或者根据事件进行更新。所述事件可以包括实际的事件，例如呼叫、加速开始、加速结束、停止，电梯轿厢的重量变化等。除了实际的事件，还可以使用计算的事件。例如，当电梯在停止后准备加速时，可以触发“准备加速”事件。从这个事件可以知道电梯准备加速并且将很快开始移动。
[0029]可以根据需要确定调度的分辨率。例如，所述分辨率可以是I秒，十分之一秒，或被认为必要的任何分辨率。
[0030]根据移动的调度，确定每个电梯的期望能量需求，步骤21。所述期望能量需求附属于调度，使得从调度可以看出在预定的时间段内期望的能量使用或释放，或者如果需要，可以计算尽可能长的时间。时间段的自然上限是预计最后到达最终目的地的时间段。例如，如果有仅用于接下来42秒的呼叫，那么在接收到新的呼叫或作出移动电梯的其他决定之前不能做出进一步的调度。
[0031]期望能量需求是上述时间段内电梯所要使用或释放的能量的估计值。估计值的精确度取决于可用的工具。例如，电梯组可以使用可以从附接到每个电梯的目的地控制系统或称重装置获得的数据，来确定加速所需的能量并且根据即将发生的呼叫移动电梯。当已知乘客数量和它们的目的地时，目的地控制系统可以用于计算即将到来的运行的重量的估计值。因此，可以计算非常精确的估计值。反之，电梯组可以不具有目的地控制系统，而称重装置不能提供用于这些目的的信息。因此，估计值可以是不精确的，但是在这些情况下也可以确定具有潜在高能量需求的时刻。本领域技术人员可以理解的是，在满载电梯轿厢向上加速结束时需要最大的能量。因此，这些预期的加速时刻可以确定为可能的高能量需求时刻。例如，所述精确度可以通过统计建模进一步精细化，其中所述模型根据实际使用的能量。例如，基于此可以估计高峰时间和出发楼层的重要性。
[0032]在上述段落中讨论了能量消耗。电梯领域的技术人员意识到以下事实:并非所有运行都是能量消耗的，而升降机可以用作发电机。例如，当满载电梯轿厢向下运动时，其重量大于平衡锤，并且所述升降机实际上产生能量，所述能量可以由同一电梯组中的其他电梯使用或者反馈到电网。相应地，如果空载电梯向上运动时，平衡锤的重量大于轿厢，并且可以从所述移动产生能量。这些产生能量的时刻都包含在调度中。因此，预期的能量需求还可以是负的，意味着有可用的能量。
[0033]由于步骤21，得到包括用于电梯组中每个电梯的预期能量需求的调度。通过累积所述电梯组中每个电梯的预期能量需求可以得到整个电梯组的能量消耗。
[0034]上述调度包括然后用于控制电梯组中的电梯移动的预期能量需求，步骤22。可用的信息可以用于优化电梯组的总能量消耗以及降低功率消耗峰值，使得电梯组的电源不需要根据理论上的最高峰值来设计，所述理论上的最高峰值由同时加速满载的电梯轿厢导致。在控制步骤22中，确定高能量需求时刻，并且如果它们同时发生则对它们重新调度，使得能量需求事件不正好在同一时间段内发生。例如，如果在同一时间发生两个加速，其中的另一个加速被延迟一小段时间，使得第一电梯轿厢在第二电梯轿厢启动之前已经完成加速。通常所述延迟不大于3-5秒，因为在那之后电梯轿厢的乘客通常认为服务质量低于预期。如上所述，在延迟后更新调度。如上所述，在加速结束时能量需求处于最高水平。因此，使用较小的延迟还可以避免最高峰值能量消耗，该较小的延迟不完全防止同时加速，而仅仅是根据需要推迟第二轿厢。
[0035]在图3a和3b中更详细地描述所述调度。必须要理解的是，图中所使用的能量水平仅是示例，预期使用或释放的能量基于实施例变化。因此，接下来的描述应该作为示例，其有助于理解本发明的原理。
[0036]图3a公开了具有预期能量需求的调度的示例。附图是为了说明调度的使用和节能潜力，以及使本发明的一般工作原理对于本领域技术人员是清楚的。因此，没有公开刻度和单位。因此，其对应于图2中步骤21后的情况。在附图中，示出了三个电梯和累积的预期能量需求。所述预期能量需求示出为时间的函数。在启动阶段，电梯I和2同时加速。在那之后第一电梯行进更长的距离后制动。第二电梯仅行进很短的距离，例如在高建筑物中的几个楼层然后停止以等待新的呼叫。当新的呼叫出现时，其使得第二电梯与第一电梯再次同时加速。第三电梯行进更长的距离，并且其在实际上释放能量之后制动。在累积线上可以看出在两个时刻出现能量使用的高峰值，后者稍微更高一点。从附图可以看出，这两个同时加速的时刻对能量的需求较高。下面将对虚线进行说明。
[0037]在图3b中公开了一种情况，其中根据包括重新调度的调度控制移动。当比较图3a和图3b时可以看出，第二电梯仅在第一电梯加速结束后加速。从累积的预期能量需求可以看出，当加速不是在同一时间发生时，所需的峰值功率小很多。在第二次同时加速时，对第一电梯进行类似的推迟。因此，两个电梯都推迟相等的时间量，可以保持良好的服务水平。从图3b可以看出，第三电梯的减速比图3a中发生的晚。这可以通过在加速之前减少速度实现，使得电梯晚一点到达目的地。由于制动开始的较早，因此制动能量也产生的较早。因此，在最终的制动中，没有如果从全速开始制动本来释放的那么多能量释放。
[0038]图3a中的虚线绘制于图3b的最高累积峰值的水平。因此，可以看出，在重新调度后，峰值被设置在较低水平。因此，电源的容量可以减少以节省开支。此外，在电梯组内现在使用电梯3的制动能量，因此提供更低的总功率消耗。
[0039]在本发明的进一步实施例中，当总能量消耗是负的时，即电梯组产生功率时，所述功率反馈到电网。在进一步实施例中，根据本发明的装置，所述装置连接到建筑技术，使得其可以与其他的电子系统进行通信，以便提供有关预期的功率使用和预期的再生电能能力的信息。因此，其他的功率需求任务可以以功率不需要反馈到建筑物外部的电网的方式对应地优化。
[0040]上述方法可以实施为在目的地控制系统，如上面公开的装置中执行的计算机软件。当所述软件在计算设备中执行时，其配置为执行上述发明方法以有助于发现移动通信网络中的资源。所述软件实施在计算机可读介质上，使得其能够被提供给所述计算设备。
[0041]如上所述，示例性实施例的组件可以包括用于保存根据本发明的教导编程的指令，以及用于保存数据结构、表格、记录和/或本文描述的其他数据的计算机可读介质或存储器。计算机可读介质可以包括参与提供指令给处理器用于执行的任何合适的介质。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他适合的磁性介质、CD-ROM、CD土R、CD土鼎、DVD、DVD-RAM、DVD土鼎、DVD土R、HD DVD、HD DVD-R、HD DVD-RW、HDDVD-RAM、蓝光盘、任何其他合适的光学介质、合适的存储芯片或磁片盒。
[0042]上文描述的所有或部分示例性实施例可以使用已知的公式、电梯组件、处理器等来实施。电子技术和/或机械领域的一个或多个技术人员能够对准备实施本发明所需的程序代码给出建议。
[0043]虽然本发明已经结合几个示例性实施例及其实施方式进行了描述，但是本发明不限于此，而是覆盖落入预期的权利要求范围内的各种修改。
【权利要求】
1.一种用于控制电梯移动的方法，所述电梯是包括多个电梯的电梯组的一部分，所述方法包括: 根据呼叫和已知的电梯运行调度运行，其中所述调度至少包括电梯预期的加速和减速时刻； 确定所述电梯组中每个电梯的期望能量需求； 根据确定的期望能量需求控制电梯移动，其中所述控制包括根据所述调度延迟电梯移动。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述延迟包括延迟电梯加速的开始。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述延迟包括减慢电梯的移动速度。
4.根据前述权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包括在收集用于所述方法的数据时使用目的地控制系统。
5.根据前述权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包括使用建筑技术交换数据。
6.根据前述权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其中所述电梯包括平衡锤。
7.根据前述权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其中所述调度包括对于所述电梯组中的每个电梯作为时间的连续函数的速度。
8.一种包括代码的计算机程序，当在数据处理系统上执行时，所述代码适于导致根据权利要求1-7中任一权利要求所述的方法。
9.一种用于控制电梯移动的装置，所述电梯是包括多个电梯的电梯组的一部分，其中所述装置包括: 存储器，其配置为存储收集的数据； 处理器，其配置为处理所述收集的数据； 至少一个连接部分，其配置为与外部装置通信，其中所述装置还配置为: 根据呼叫和已知的电梯运行调度运行，其中所述调度至少包括电梯预期的加速和减速时刻； 确定所述电梯组中每个电梯的期望能量需求； 根据确定的期望能量需求控制电梯移动，其中所述控制包括根据所述调度延迟电梯移动。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述延迟包括延迟电梯加速的开始。
11.如权利要求9或10所述的装置，其中所述延迟包括减慢电梯的移动速度。
12.根据前述权利要求9-11中任一权利要求所述的装置，其中所述装置配置为从目的地控制系统接收所述收集的数据。
13.根据前述权利要求9-12中任一权利要求所述的装置，其中所述装置还配置为使用建筑技术交换数据。
14.根据前述权利要求9-11中任一权利要求所述的装置，其中所述电梯包括平衡锤。
【文档编号】B66B1/28GK104276464SQ201410355470
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2013年6月10日
【发明者】E·帕特基南 申请人:通力股份公司