Disposición de elevador.

Un método para mejorar el rendimiento de un sistema elevador, comprendiendo dicho sistema elevador al menosun elevador, comprendiendo dicho elevador al menos una puerta de elevador y al menos un accionador de puertaspara abrir y cerrar dicha puerta del elevador, comprendiendo dicho método los pasos de:

medir la aceleración y/o lavelocidad de al menos una de las puertas del elevador mencionadas anteriormente y el par de un motor de puertaque acciona la puerta del elevador; crear un modelo dinámico para la puerta del elevador que incorpora las fuerzasque actúan sobre la puerta del elevador; estimar los parámetros cinéticos de la puerta del elevador mediante lautilización de la aceleración medida mencionada anteriormente o la velocidad medida mencionada anteriormente ydel par medido mencionado anteriormente, y el modelo dinámico de la puerta del elevador; y optimizar la operaciónde la puerta del elevador mediante la utilización de los parámetros cinéticos estimados con el fin de mejorar elrendimiento del sistema elevador, en el que los parámetros cinéticos estimados de una o más de las puertas delelevador están almacenados en el sistema elevador, y en el que los parámetros cinéticos que se van a utilizar en laoptimización de las funciones de la puerta del elevador se eligen entre dichos parámetros almacenados sobre labase de una señal externa, señal externa utilizada que es, bien

- una señal que indica la planta de destino, siendo generada dicha señal en el sistema de control del elevador o en elcontrol de grupo del sistema elevador, o

- una señal generada por un detector de plantas que se desplaza con la cabina del elevador,

por medio de lo cual se determinan uno o más de los parámetros de control del controlador del motor de puertas queacciona la puerta del elevador mediante la utilización de dichos parámetros cinéticos de la puerta del elevador,siendo dichos parámetros de control la ganancia del controlador y el valor del par de empuje del controlador.

Disposición de elevador

Campo de la invención La presente invención está relacionada con la optimización de las funciones de las puertas de un elevador controladas por ordenador en un sistema elevador, con el fin de mejorar el rendimiento de dicho sistema elevador.

Antecedentes de la invención Un sistema mecánico en condiciones de funcionamiento normal implica un cierto número de fuerzas de resistencia al movimiento producidas por diversos fenómenos. Si las magnitudes de estas fuerzas se pueden determinar mediante mediciones o cálculos, es posible utilizar esta información para optimizar el funcionamiento del sistema.

Un sistema elevador comprende numerosos componentes movidos mecánicamente que se ven sometidos a una serie de fuerzas de resistencia al movimiento, como por ejemplo, fuerzas de fricción y las fuerzas de inercia y gravitatorias asociadas a masas móviles. Uno de dichos componentes es una puerta de elevador que se mueve automáticamente en un carril horizontal, que es accionada por fuerzas desde varias direcciones y que, tanto en su borde superior como en el inferior, se encuentra en contacto con los carriles que mantienen el movimiento de la puerta alineado. La magnitud de las fuerzas que se oponen al movimiento de las puertas del elevador varía de unos sistemas elevadores a otros. Con frecuencia, la magnitud de estas fuerzas también experimenta variaciones mientras el sistema elevador se encuentra en funcionamiento. Con frecuencia resulta difícil de realizar la medición continua y directa de las fuerzas de resistencia al movimiento; por ejemplo, no es posible montar de forma ventajosa un "medidor de fricción" independiente en una puerta de elevador. Por consiguiente, la medición de la magnitud de cada una de las fuerzas de resistencia al movimiento de la puerta se realiza preferiblemente de forma indirecta. Es posible construir un modelo del sistema en cuestión que en este caso es la puerta del elevador, en el que se observan las fuerzas que se aplican a la puerta. Las fuerzas que actúan en el modelo son las fuerzas de fricción que ofrecen que se oponen al movimiento de la puerta, la masa de la puerta y las fuerzas producidas por el mecanismo de cierre de la puerta. Mediante la utilización del modelo es posible calcular los parámetros deseados cuando las magnitudes de las fuerzas de tracción de apertura y cierre de la puerta son conocidas y se mide la aceleración o la velocidad de la puerta. Ello hace que sea posible calcular parámetros no conocidos, tales como la fuerza de fricción, la masa de la puerta y la componente horizontal de la fuerza aplicada a la puerta. Cuando se conocen los parámetros mencionados más arriba, los denominados parámetros cinéticos, las funciones de las puertas, tales como su apertura y cierre, se pueden controlar de manera precisa y de forma óptima por lo que respecta al sistema elevador, mejorándose de este modo el rendimiento del sistema elevador. Así pues, se trata de un problema de optimización y de estimación de parámetros.

En un sistema elevador, el conjunto de puertas está constituido por una puerta de cabina que se mueve con la misma y las puertas de acceso en las diferentes plantas. La puerta de un elevador automático moderno se abre y se cierra mediante un accionador de puertas integrado en la cabina del elevador y utilizando, por ejemplo, un motor de corriente continua para abrir y cerrar las puertas del elevador en cada planta. El par producido por el motor de corriente continua es directamente proporcional a la corriente del motor. La energía del motor se transmite a la puerta a través de, por ejemplo, una correa dentada, y la puerta se desliza sobre rodillos. Por motivos de seguridad, únicamente las puertas de rellano se cierran sin un motor por medio de un dispositivo de cierre. La fuerza de cierre del dispositivo de cierre se puede producir mediante un peso de cierre o un resorte helicoidal. La corriente del motor y el par correspondiente se miden, bien desde una tarjeta de control del motor o directamente desde el cable de corriente del motor. Otro de los parámetros del motor que se puede monitorizar es la denominada señal tacométrica de pulsos. La señal tacométrica consiste normalmente en una onda cuadrada cuya frecuencia depende de la velocidad del motor y, por lo tanto, de la velocidad de la puerta.

Un problema de la técnica anterior es que el sistema elevador comprende, generalmente, una pluralidad de puertas, cuyos parámetros cinéticos pueden variar ampliamente entre las diferentes puertas. El número de parámetros también puede ser elevado. Por ejemplo, un edificio con 8 elevadores que prestan servicio a 30 pisos consta de 240 puertas, para cada una de las cuales se deben determinar varios parámetros cinéticos. Así pues, en tales casos resulta muy laborioso, con frecuencia casi imposible, determinar todos los parámetros. Una solución de la técnica anterior consiste en definir parámetros cinéticos apropiados para la puerta más pesada del sistema elevador cuando se instala el sistema y utilizar estos parámetros para el control de todas las puertas del sistema elevador. Normalmente, la puerta más pesada se encuentra en el vestíbulo de entrada del edificio y puede pesar, por ejemplo, 130 kg, en tanto que las puertas de los descansillos de los pisos pueden tener una masa de tan sólo 100 kg. En otras palabras, en las soluciones de la técnica anterior no se lleva a cabo ninguna optimización específica del funcionamiento de cada puerta. Por ejemplo, los parámetros de control para el controlador del motor que controla el funcionamiento de la puerta no están optimizados, como tampoco lo están los perfiles de velocidad de las diferentes puertas del sistema elevador. En el caso del ejemplo mencionado más arriba, es posible aumentar la capacidad de transporte del sistema elevador en un 2..3% y acortar el tiempo medio de espera de los pasajeros en un 5%

mediante la optimización del perfil de la velocidad de las puertas de rellano considerando una masa de 100 kg en lugar de 130 kg. Un inconveniente adicional de las soluciones de la técnica anterior consiste en que el controlador del motor de la puerta puede oscilar a medida que la carga del motor varía, provocando una tensión mecánica innecesaria a la vez que se incrementa excesivamente el tiempo necesario para realizar las operaciones de la puerta. Así pues, existe una necesidad de un método automático para determinar los parámetros cinéticos de las puertas en un sistema elevador para optimizar el funcionamiento de las puertas con el fin de permitir mejorar el rendimiento del sistema elevador.

El documento EP 1 544 152 A1 divulga un controlador para la puerta de un elevador, que comprende una unidad de cálculo de la energía cinética que envía una señal a un dispositivo de selección de patrones de velocidad para que éste elija un patrón de velocidad adaptado a las circunstancias calculadas en la unidad de cálculo de la energía cinética. La unidad de cálculo de la energía cinética extrae un valor para la masa de la puerta de una sección de almacenamiento de la masa de las puertas, valor que se especifica para cada planta tomando en consideración información de dichas plantas.

El documento WO 2005/073119 muestra un modelo dinámico de la puerta del elevador, modelo que se alimenta con parámetros cinéticos como el factor de potencia del motor, la fricción del motor y la masa del peso de cierre de una puerta.

Objeto de la invención El objeto de la presente invención es superar los inconvenientes de la técnica anterior mencionados más arriba y conseguir un nuevo tipo de solución que haga posible mejorar el rendimiento de un sistema elevador a través de la optimización del funcionamiento específico de cada puerta del sistema elevador.

Un objeto adicional de la invención es conseguir uno o más de los siguientes objetivos:

– garantizar el funcionamiento seguro de las puertas del elevador en todas las situaciones de funcionamiento.

– permitir que sea tenida en cuenta la situación del tráfico de un sistema elevador y las necesidades específicas de los pasajeros en la ejecución de las operaciones con las puertas.

– reducir los fallos y desgaste prematuro de las puertas de un sistema elevador.

– facilitar y acelerar la puesta en marcha de un sistema elevador.

Breve descripción de la invención El método y el sistema de la invención se caracterizan mediante lo que se divulga en las partes caracterizadoras de las reivindicaciones 1 y 10. Otros modos de realización de la invención se caracterizan por lo que se divulga en las restantes reivindicaciones.

En la parte descriptiva y en los dibujos de la presente solicitud también se presentan algunos modos de... [Seguir leyendo]

1. Un método para mejorar el rendimiento de un sistema elevador, comprendiendo dicho sistema elevador al menos un elevador, comprendiendo dicho elevador al menos una puerta de elevador y al menos un accionador de puertas para abrir y cerrar dicha puerta del elevador, comprendiendo dicho método los pasos de: medir la aceleración y/o la velocidad de al menos una de las puertas del elevador mencionadas anteriormente y el par de un motor de puerta que acciona la puerta del elevador; crear un modelo dinámico para la puerta del elevador que incorpora las fuerzas que actúan sobre la puerta del elevador; estimar los parámetros cinéticos de la puerta del elevador mediante la utilización de la aceleración medida mencionada anteriormente o la velocidad medida mencionada anteriormente y del par medido mencionado anteriormente, y el modelo dinámico de la puerta del elevador; y optimizar la operación de la puerta del elevador mediante la utilización de los parámetros cinéticos estimados con el fin de mejorar el rendimiento del sistema elevador, en el que los parámetros cinéticos estimados de una o más de las puertas del elevador están almacenados en el sistema elevador, y en el que los parámetros cinéticos que se van a utilizar en la optimización de las funciones de la puerta del elevador se eligen entre dichos parámetros almacenados sobre la base de una señal externa, señal externa utilizada que es, bien

- una señal que indica la planta de destino, siendo generada dicha señal en el sistema de control del elevador o en el control de grupo del sistema elevador, o

- una señal generada por un detector de plantas que se desplaza con la cabina del elevador,

por medio de lo cual se determinan uno o más de los parámetros de control del controlador del motor de puertas que acciona la puerta del elevador mediante la utilización de dichos parámetros cinéticos de la puerta del elevador, siendo dichos parámetros de control la ganancia del controlador y el valor del par de empuje del controlador.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que la aceleración de la puerta del elevador se mide utilizando un sensor de aceleración.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que la velocidad de la puerta del elevador se mide utilizando una señal proporcional a la velocidad o a la posición de la puerta, obtenida del motor de la puerta.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-3 caracterizado por que los parámetros utilizados como parámetros de entrada para el modelo dinámico consisten en uno o más entre los siguientes: la aceleración de la puerta del elevador, la velocidad de la puerta del elevador, el par del motor de puerta que acciona la puerta del elevador, el par de fricción de dicho motor, el factor de fuerza del resorte de cierre de la puerta del elevador, y la masa del peso de cierre de la puerta del elevador.

5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-4 caracterizado por que se estiman uno o más de los parámetros cinéticos de la puerta del elevador mediante la utilización del modelo dinámico de la puerta del elevador, siendo dichos parámetros la masa de la puerta del elevador, la fuerza de fricción aplicada a la puerta del elevador, la fuerza producida por el ángulo de inclinación de la puerta, y el estado operativo del dispositivo de cierre.

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-5 caracterizado por que el método comprende, además, los pasos de: modelar, en el modelo dinámico de la puerta del elevador, la aceleración

o la velocidad de la puerta del elevador como función de uno o más parámetros cinéticos, siendo dichos parámetros la masa de la puerta del elevador, la fuerza de fricción que actúa sobre la puerta del elevador, la fuerza producida por el ángulo de inclinación de la puerta del elevador y el estado operativo del dispositivo de cierre; calcular una primera función de error, bien como la diferencia entre la aceleración instantánea medida de la puerta del elevador y la aceleración instantánea de la puerta del elevador modelada en el modelo, o como la diferencia entre la velocidad instantánea medida de la puerta del elevador y la velocidad instantánea de la puerta del elevador modelada en el modelo; calcular una segunda función de error elevando al cuadrado la primera función de error y sumando los cuadrados de las primeras funciones de error obtenidas durante un cierto intervalo de tiempo con los coeficientes de ponderación deseados; calcular uno o más de los parámetros mencionados anteriormente minimizando la segunda función de error; realimentar los parámetros calculados en el modelo dinámico para ser utilizados en siguiente ciclo de cálculo.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-6 caracterizado por que uno o más de los parámetros cinéticos de la puerta del elevador se determinan durante la puesta en marcha del elevador, y estos parámetros cinéticos se definen como parámetros constantes en el modelo dinámico de la puerta del elevador.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-7 caracterizado por que el método comprende además los pasos de: utilizar un algoritmo genético para detectar el estado operativo del dispositivo de cierre de la puerta del elevador; utilizar en el algoritmo genético un cromosoma compuesto por genes que describen la operación del dispositivo de cierre, la fuerza de fricción que actúa sobre la puerta del elevador, y la

fuerza producida por el ángulo de inclinación de la puerta del elevador; utilizar una función cuadrática de error como un indicador de la bondad del algoritmo genético; y utilizar el modelo dinámico de la puerta para determinar el fenotipo del algoritmo genético.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1-8 caracterizado por que el perfil de velocidad de la puerta del elevador se determina mediante la utilización de uno o más parámetros auxiliares, siendo dichos parámetros auxiliares el máximo permitido para la energía cinética instantánea de la puerta del elevador, el máximo permitido para la energía cinética promedio de la puerta del elevador, el estado del tráfico del sistema elevador y datos de identificación específicos de los pasajeros.

10. Un sistema para mejorar el rendimiento de un sistema elevador, comprendiendo dicho sistema elevador al menos un elevador, comprendiendo dicho elevador al menos una puerta de elevador y al menos un accionador de puertas (61) para abrir y cerrar la puerta del elevador, sistema que comprende, además: medios de medición (61) para medir la aceleración y/o la velocidad de al menos una de las puertas del elevador mencionadas anteriormente y el par de un motor de puertas que acciona la puerta del elevador; un modelo dinámico de la puerta del elevador que incorpora las fuerzas (22, 32, 42) que actúan sobre la puerta del elevador; medios de estimación (55) para estimar los parámetros cinéticos de la puerta del elevador mediante la utilización de la aceleración medida o la velocidad medida y el par medido del motor que acciona la puerta del elevador, y el modelo dinámico (22, 32, 42) de la puerta del elevador; y medios de optimización (51, 53, 57, 58) para optimizar la operación de la puerta de elevador utilizando los parámetros cinéticos estimados con el fin de mejorar el rendimiento del sistema elevador, comprendiendo el sistema, además, medios (57, 59) para determinar los parámetros de control del controlador del motor de puertas que acciona la puerta del elevador, siendo dichos parámetros de control la ganancia del motor de la puerta y el valor (Tf) del par de empuje del controlador, en el que el sistema comprende, además, unos medios de memoria (60) para almacenar en el sistema elevador los parámetros cinéticos de una o más puertas del elevador, pudiendo ser seleccionados entre dichos parámetros almacenados, mediante la utilización de una señal externa (Nd) de selección, los parámetros cinéticos que se van a utilizar en la optimización de las funciones de la puerta del elevador, siendo dicha señal externa de selección una señal que indica la planta de destino, habiendo sido generada dicha señal en el sistema de control del elevador o en el control de grupo del sistema elevador, o siendo una señal que ha sido generada por un detector de plantas que se desplaza con la cabina del elevador.

11. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizado por que el sistema comprende, además, una señal ad proporcional a la aceleración como un medio para medir la aceleración de la puerta.

12. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 10 u 11 caracterizado por que el sistema comprende, además, una señal Vd proporcional a la velocidad o a la posición de la puerta, que se obtiene del motor de la puerta y se utiliza como un medio para medir la velocidad de la puerta.

13. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10-12 caracterizado por que el sistema comprende, además, medios para determinar uno o más parámetros del modelo dinámico (22, 32, 42) mediante acciones que consisten en la medición de la aceleración de la puerta del elevador, la medición de la velocidad de la puerta del elevador, la medición de la corriente del motor de puertas que acciona la puerta del elevador, la determinación del coeficiente de par del motor de la puerta, la determinación del par de fricción del motor, la determinación del factor de fuerza del resorte de cierre de la puerta del elevador, y la determinación de la masa del peso de cierre de la puerta del elevador.

14. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10-13 caracterizado por que los parámetros cinéticos que se deben estimar en el sistema son uno o más de los siguientes parámetros (P) : la masa de la puerta del elevador, la fuerza de fricción aplicada a la puerta del elevador, la fuerza producida por el ángulo de inclinación de la puerta, y el estado operativo del dispositivo de cierre.

15. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10-14 caracterizado por que el sistema comprende, además: medios de modelado para modelar la aceleración o la velocidad de la puerta del elevador en el modelo dinámico (22, 32) , estando definidas dicha aceleración o velocidad como una función de uno

o más parámetros cinéticos de la puerta del elevador, siendo dichos parámetros la masa de la puerta del elevador, la fuerza de fricción que actúa sobre la puerta del elevador, la fuerza producida por el ángulo de inclinación de la puerta del elevador y el estado operativo del dispositivo de cierre; medios de cálculo (23, 33) para calcular una primera función de error, obteniéndose dicha función de error, bien como la diferencia entre la aceleración instantánea medida de la puerta del elevador y la aceleración instantánea de la puerta del elevador modelada en el modelo, o como la diferencia entre la velocidad instantánea medida de la puerta del elevador y la velocidad instantánea de la puerta del elevador modelada en el modelo; medios de cálculo (24, 34) para calcular una segunda función de error, obteniéndose dicha segunda función de error elevando al cuadrado la primera función de error y sumando los cuadrados de las primeras funciones de error obtenidos durante un determinado intervalo de tiempo con los coeficientes de ponderación deseados (21, 31) ; unos primeros medios de optimización (25, 35) para minimizar la segunda función de error, determinando de este modo uno o más de los parámetros cinéticos (P) de la puerta del elevador 15; y una primera realimentación para pasarle los parámetros calculados al modelo dinámico (22, 32) para ser utilizados en el siguiente ciclo de cálculo.

16. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10-15 caracterizado por que el sistema comprende, además, unos terceros medios de optimización (45) para la utilización de un algoritmo genético para detectar el estado operativo del dispositivo de cierre de la puerta del elevador; los terceros medios de 5 optimización (45) mencionados anteriormente para la utilización en el algoritmo genético de uno o más parámetros cinéticos como genes de un cromosoma, siendo dichos parámetros la operación del dispositivo de cierre, la fuerza de fricción aplicada a la puerta 25 y la fuerza producida por el ángulo de inclinación de la puerta; los terceros medios de optimización (45) mencionados anteriormente para utilizar una función cuadrática de error (44) como una medida de la bondad del algoritmo genético; y los terceros medios de optimización (45) mencionados anteriormente para utilizar el modelo dinámico (42) de la puerta en la determinación del fenotipo del algoritmo genético.

17. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 10-16 caracterizado por que el sistema comprende además: medios para determinar (51) el perfil de velocidad de la puerta del elevador mediante la utilización de uno o más parámetros auxiliares, siendo dichos parámetros auxiliares el máximo permitido para la energía cinética instantánea (Ev) de la puerta del elevador, el máximo permitido para energía cinética promedio (Ev)

de la puerta del elevador, el estado del tráfico St del sistema elevador y los datos de identificación Sp específicos de los pasajeros.