电梯用线性称量装置矫正方法与流程

1.本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种电梯用线性称量装置矫正方法


背景技术：

2.电梯中使用的称量装置，很多是用微小机械形变检测值与电梯轿厢负载进行线性拟合，用微小变形检测值去表征电梯轿厢的负载变化。
3.在电梯安装调整阶段，微小机械形变检测值与电梯轿厢负载进行线性拟合是比较好的，但经过一段时间的使用后，电梯轿厢负载变化引起的微小机械形变检测值会发生偏移，直接影响到电梯轿厢负载的检出精度。这主要和以下几方面的原因有关：
4.1、微小变形值与环境温度有关，变形量会随环境温度的变化而变化；
5.2、由于电梯轿厢的自重比较大，被测形变标的物被长期的压缩或拉伸，在电梯轿厢负载时的检测值的偏移量会逐渐漂移；
6.3、随着电梯使用年限的增加，部件会逐步老化，老化后微小机械形变检测值与电梯轿厢负载进行线性拟合的斜率发生了变化。
7.对于以上问题，现有的解决问题的技术方案是定期进行称量装置的校准和通过驱动算法矫正。
8.现有的驱动算法矫正如下：
9.cn 109850712 a和cn 110316629 a采用预设一组误差调整估算公式的多个系数，通过自适应算法，对多个预设系数进行调整，这种调整计算过程复杂，且各系数之间也存在部分耦合，很难达到预期效果。这种方法不仅是对称量装置的校准，其中还涉及到其他电梯曳引系统中的偏差计算。且电梯负载的变化是随机的，如果采用此种方法，计算量是巨大的，系数变动是频繁，不利于控制的稳定性。
10.因此如何提供一种计算简单的线性称量装置矫正方法是面临的技术问题。


技术实现要素：

11.为解决上述技术问题，本发明提供一种电梯用线性称量装置矫正方法，在电梯安装阶段测定称量装置输出值与电梯轿厢负载率的初始关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的初始关系；在电梯运行预设周期后，监测电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值是否超出预设范围，若超出，矫正称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的关系。
12.优选地，采用如下步骤在电梯安装阶段测定称量装置输出值与电梯轿厢负载率的初始关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的初始关系；
13.步骤s1，测定电梯轿厢负载率为0时的称量装置输出值w0和零速维持转矩电流值iz0；
14.步骤s2，测定电梯轿厢负载率为l1时的称量装置输出值w1和零速维持转矩电流值iz1，其中0《l1《lb,优选的0《l1《0.3；
15.步骤s3，测定电梯轿厢负载率为l2时的称量装置输出值w2和零速维持转矩电流值iz2，其中1》l2》lb，优选的1》l2》0.6；
16.步骤s4，测定电梯轿厢负载率为1时的称量装置输出值wl和零速维持转矩电流值izl；
17.步骤s5，计算第一线性系数k1和第二线性系数k2；
18.步骤s6，计算轿厢负载率为lb时的称量装置输出值wb和零速维持转矩电流值izb。
19.优选地，在所述步骤s5中，第一线性系数k1计算公式如下：k1＝-l1/(iz0-iz1)；其中iz0为电梯轿厢负载率为0时的零速维持转矩电流值，iz1为电梯轿厢负载率为l1时的零速维持转矩电流值；第二线性系数k2的计算公式如下：k2＝(l2-1)/(iz2-izl)；其中izl为电梯轿厢负载率为1时的零速维持转矩电流值，iz2为电梯轿厢负载率为l2时的零速维持转矩电流值，izl为电梯轿厢负载率为1时的零速维持转矩电流值；电梯轿厢负载率l1的值的计算公式为：l1＝(w1-w0)/(wl-w0)，其中w1为电梯轿厢负载率为l1时的称量装置输出值，w0为电梯轿厢负载率为0时的称量装置输出值，wl为电梯轿厢负载率为1时的称量装置输出值；电梯轿厢负载率l2的值的计算公式为：l2＝(w2-w0)/(wl-w0)，其中w2为电梯轿厢负载率为l2时的称量装置输出值。
20.优选地，在所述步骤s6中，零速维持转矩电流值izb的计算公式为：izb＝(1+k1*iz0-k2*izl)/(k1-k2)，其中iz0为电梯轿厢负载率为0时的零速维持转矩电流值，izl为电梯轿厢负载率为1时的零速维持转矩电流值；轿厢负载率为lb时的称量装置输出值wb的计算公式为：wb＝lb*(wl-w0)，lb＝k1*(1+k2*iz0-k2*izl)/(k1-k2)。
21.优选地，监测电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值是否超出预设范围的具体方法如下：确定电梯轿厢为空载状态时，读取电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值w0t；当|w0t-w0|/(wl-w0)*100％≥δl0时，其中10％＞δl0＞1％，需要对称量装置进行修正；所述对称量装置进行修正，是指修正变更w0、wb和wl值，形成新的称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系曲线。
22.优选地，修正w0的方法为直接将w0t作为w0存储。
23.优选地，修正wb和wl值的方法的步骤如下：
24.步骤t1，测定电梯轿厢负载率为lt1时的零速维持转矩电流值izt1，其中lb＞lt1＞η1，并根据如下公式估算电梯轿厢负载率为lt1时的称量装置输出值lt1g；
25.lt1g＝k1*(izt-iz0)；lt1＝(wt1-w0)/(wl-w0)；
26.当|lt1g-lt1|＜δlm时，wl值保持不变；
27.当|lt1g-lt1|≥δlm时，根据以下公式计算修正后的第一线性系数k1g：
28.k1g＝lt1/(izt1-iz0)；
29.用k1g替代原有的k1，并按照以下公式计算wbg值；
30.wbg＝-k1g*(iz0-izb)*(wl-w0)+w0；
31.用wbg替代wb；其中40％＞η1＞30％，10％＞δlm＞1％；
32.步骤t2，测定电梯轿厢负载率为lt2时的零速维持转矩电流值izt2，其中η2＞lt2＞lb时，并根据如下公式估算电梯轿厢负载率为lt2时的称量装置输出值lt2g；
33.lt2g＝k2*(izt2-izl)+1；lt2＝(wt2-w0)/(wl-w0)；
34.当|lt2g-lt2|＜δlm时，wl值保持不变；
35.当|lt2g-lt2|≥δlm时，根据以下公式计算系数k2g：
36.k2g＝(lb-lt2)/(izb-izt2)；
37.用k2g替代原有的k2，并按照以下公式计算wlg值；
38.wlg＝(wb-w0)/(-k2g*(izl-izb)+1)+w0；
39.用wlg替代wl；其中70％＞η2＞50％，10％＞δlm＞1％。
40.本发明与现有技术相比线性拟合方便，计算量极少，仅需要称量装置的输出值和电梯驱动装置读取电梯轿厢在该负载零速维持时的转矩电流值，进行简单计算即可进行矫正。在本发明修正称量装置的过程中，利用了当前负载下零速维持电流与空载或满载时零速电流的差值进行计算，所以不涉及钢丝绳补偿，摩擦力补偿等繁琐的参数与计算，而且对于称量装置的初始化过程中，利用对重块去调整轿厢负载时，对于轿厢的位置是没有要求的，即不需要在中间层进行称量装置的校准作业，这大大节省了人力。本发明简单易行，不但可以对称量装置的偏置进行修正，优选的实施方式中还可以对线性称量装置的测量斜率的变化进行修正。
附图说明
41.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
42.图1为称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系曲线图；
43.图2为电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的关系曲线图。
具体实施方式
44.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
45.曳引电梯系统的基本原理是轿厢和对重通过悬挂绳悬挂在曳引机上，通过控制曳引机的旋转使轿厢运行。
46.以下的说明和定义将用于本具体实施方式的电梯用线性称量装置矫正方法。
47.电梯轿厢负载率为电梯轿厢内负载与电梯轿厢额定负载之比。
48.电梯轿厢负载率为0，表示轿厢内为空载；电梯轿厢负载率为1，表示轿厢内为额定负载；电梯轿厢负载率为lb表示轿厢内为平衡负载(轿厢侧和对重侧等质量),lb就是本领域内俗称的平衡系数；电梯安装后设定的平衡系数lb通常介于0.4～0.5之间。
49.线性称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系如图1所示：w0是电梯轿厢负载率为0时的称量装置输出值，wl是电梯轿厢负载率为1时的称量装置输出值，w1是电梯轿厢负载率为l1时的称量装置输出值，w2是电梯轿厢负载率为l2时的称量装置输出值。
50.零速维持转矩电流值是指曳引机抱闸打开时，曳引机驱动轿厢维持零速的转矩电
流值。
51.当电梯安装并完成平衡负载的调整后，在不同的电梯轿厢负载率下具有对应的零速维持转矩电流值。电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的关系曲线如图2所示，横坐标为电梯轿厢负载率，纵坐标为零速维持转矩电流值。曲线以电梯轿厢负载率lb为分界点，形成两段线性关系。电梯轿厢负载率小于lb部分的线性关系定义为第一线性系数k1，电梯轿厢负载率大于lb部分的线性关系定义为第二线性系数k2。
52.iz0为电梯轿厢负载率为0时的零速维持转矩电流值；izl为电梯轿厢负载率为1时的零速维持转矩电流值；izb为电梯轿厢负载率为lb时的零速维持转矩电流值；iz1为电梯轿厢负载率为l1时的零速维持转矩电流值，其中0《l1《lb；iz2为电梯轿厢负载率为l2时的零速维持转矩电流值，其中1》l2》lb。
53.本实施例提供一种电梯用线性称量装置矫正方法，在电梯安装阶段测定称量装置输出值与电梯轿厢负载率的初始关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的初始关系；在电梯运行预设周期后，监测电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值是否超出预设范围，若超出，矫正称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的关系。
54.更具体的，采用如下步骤在电梯安装阶段测定称量装置输出值与电梯轿厢负载率的初始关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的初始关系。
55.步骤s1，测定电梯轿厢负载率为0时的称量装置输出值w0和零速维持转矩电流值iz0；
56.步骤s2，测定电梯轿厢负载率为l1时的称量装置输出值w1和零速维持转矩电流值iz1，其中0《l1《lb，优选的0《l1《0.3；
57.步骤s3，测定电梯轿厢负载率为l2时的称量装置输出值w2和零速维持转矩电流值iz2，其中1》l2》lb，优选的1》l2》0.6；
58.步骤s4，测定电梯轿厢负载率为1时的称量装置输出值wl和零速维持转矩电流值izl；
59.步骤s5，计算第一线性系数k1和第二线性系数k2；
60.第一线性系数k1计算公式如下：
61.k1＝-l1/(iz0-iz1)；其中iz0为电梯轿厢负载率为0时的零速维持转矩电流值，iz1为电梯轿厢负载率为l1时的零速维持转矩电流值，其中0《l1《lb。
62.第二线性系数k2的计算公式如下
63.k2＝(l2-1)/(iz2-izl)；其中izl为电梯轿厢负载率为1时的零速维持转矩电流值，iz2为电梯轿厢负载率为l2时的零速维持转矩电流值，其中1》l2》lb。
64.电梯轿厢负载率l1的值的计算公式为：l1＝(w1-w0)/(wl-w0)，其中w1为电梯轿厢负载率为l1时的称量装置输出值，w0为电梯轿厢负载率为0时的称量装置输出值，wl为电梯轿厢负载率为1时的称量装置输出值。
65.电梯轿厢负载率l2的值的计算公式为：l2＝(w2-w0)/(wl-w0)，其中w2为电梯轿厢负载率为l2时的称量装置输出值。
66.步骤s6，计算轿厢负载率为lb时的称量装置输出值wb和零速维持转矩电流值izb。对应的计算公式如下：
67.izb＝(1+k1*iz0-k2*izl)/(k1-k2)
68.lb＝k1*(1+k2*iz0-k2*izl)/(k1-k2)
69.wb＝lb*(wl-w0)
70.通过上述步骤测定的各个值，以及计算得到的各个值，可以形成称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系曲线图和电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的关系曲线。
71.监测电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值是否超出预设范围的具体方法如下：
72.确定电梯轿厢为空载状态时，读取电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值w0t；
73.当|w0t-w0|/(wl-w0)*100％≥δl0时，其中10％＞δl0＞1％，需要对称量装置进行修正。对称量装置进行修正，是指变更w0、wb和wl值，形成新的称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系曲线。
74.修正w0可以直接将w0t作为w0存储；
75.修正wb和wl的方法如下：
76.一种简单的方法就是按以下公式变更wl和wb的值，wl＝wl+(w0t-w0)，wb＝wb+(w0t-w0)。
77.但由于第一线性系数k1和第二线性系数k2也可能会发生变化，因此上述简单的方法修正精度不高，可以采用如下一种修正精度更高的方法，下述方法除了修正了称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系曲线，同时也修正了电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的关系曲线，具体步骤如下。
78.步骤t1，测定电梯轿厢负载率为lt1时的零速维持转矩电流值izt1，其中lb＞lt1＞η1，并根据如下公式估算电梯轿厢负载率为lt1时的称量装置输出值lt1g
79.lt1g＝k1*(izt-iz0)
80.lt1＝(wt1-w0)/(wl-w0)
81.当|lt1g-lt1|＜δlm时，wl值保持不变；
82.当|lt1g-lt1|≥δlm时，根据以下公式计算修正后的第一线性系数k1g：
83.k1g＝lt1/(izt1-iz0)
84.用k1g替代原有的k1，并按照以下公式计算wbg值
85.wbg＝-k1g*(iz0-izb)*(wl-w0)+w0
86.用wbg替代wb。
87.其中40％＞η1＞30％，10％＞δlm＞1％。
88.步骤t2，测定电梯轿厢负载率为lt2时的零速维持转矩电流值izt2，其中η2＞lt2＞lb时，并根据如下公式估算电梯轿厢负载率为lt2时的称量装置输出值lt2g
89.lt2g＝k2*(izt2-izl)+1
90.lt2＝(wt2-w0)/(wl-w0)
91.当|lt2g-lt2|＜δlm时，wl值保持不变；
92.当|lt2g-lt2|≥δlm时，根据以下公式计算系数k2g：
93.k2g＝(lb-lt2)/(izb-izt2)
94.用k2g替代原有的k2，并按照以下公式计算wlg值
95.wlg＝(wb-w0)/(-k2g*(izl-izb)+1)+w0
96.用wlg替代wl。
97.其中70％＞η2＞50％，10％＞δlm＞1％。
98.优选地，在电梯正常服务工况下，判断电梯轿厢为空载的方法为：电梯曳引机在t时间内没有启停动作，且根据称量装置的检出值计算出的轿厢负载率变化范围小于预设阈值ηmin，优选的t＞1分钟，ηmin＜1％。
99.线性称量装置输出值的变化是渐变的，当根据电梯轿厢零速维持电流估算出的线性称量装置的输出值与实际输出值差别特别大时，可判定为线性称量装置出现了故障，即下列条件成立：
100.当|wtg-wt|/(wl-w0)*100％≥δlm(max)，其中δlm(max)≥5％
101.线性称量装置在空载时所测值与初始化所测值w0i的偏差应限定在一定范围内，当偏差过大时可判为称量装置出现了故障或者电梯轿厢负载发生了永久性变化，即当下列条件成立时：
102.|w0t-w0i|/(wl-w0)*100％≥δl0i(max)时，其中δl0(max)≥25％。
103.以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于：在电梯安装阶段测定称量装置输出值与电梯轿厢负载率的初始关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的初始关系；在电梯运行预设周期后，监测电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值是否超出预设范围，若超出，矫正称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的关系。2.根据权利要求1所述的电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于，采用如下步骤在电梯安装阶段测定称量装置输出值与电梯轿厢负载率的初始关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的初始关系；步骤s1，测定电梯轿厢负载率为0时的称量装置输出值w0和零速维持转矩电流值iz0；步骤s2，测定电梯轿厢负载率为l1时的称量装置输出值w1和零速维持转矩电流值iz1，其中0<l1<lb；步骤s3，测定电梯轿厢负载率为l2时的称量装置输出值w2和零速维持转矩电流值iz2，其中1>l2>lb；步骤s4，测定电梯轿厢负载率为1时的称量装置输出值wl和零速维持转矩电流值izl；步骤s5，计算第一线性系数k1和第二线性系数k2；步骤s6，计算轿厢负载率为lb时的称量装置输出值wb和零速维持转矩电流值izb。3.根据权利要求2所述的电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于，在所述步骤s5中，第一线性系数k1计算公式如下：k1＝-l1/(iz0-iz1)；其中iz0为电梯轿厢负载率为0时的零速维持转矩电流值，iz1为电梯轿厢负载率为l1时的零速维持转矩电流值；第二线性系数k2的计算公式如下：k2＝(l2-1)/(iz2-izl)；其中izl为电梯轿厢负载率为1时的零速维持转矩电流值，iz2为电梯轿厢负载率为l2时的零速维持转矩电流值，izl为电梯轿厢负载率为1时的零速维持转矩电流值；电梯轿厢负载率l1的值的计算公式为：l1＝(w1-w0)/(wl-w0)，其中w1为电梯轿厢负载率为l1时的称量装置输出值，w0为电梯轿厢负载率为0时的称量装置输出值，wl为电梯轿厢负载率为1时的称量装置输出值；电梯轿厢负载率l2的值的计算公式为：l2＝(w2-w0)/(wl-w0)，其中w2为电梯轿厢负载率为l2时的称量装置输出值。4.根据权利要求2所述的电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于，在所述步骤s6中，零速维持转矩电流值izb的计算公式为：izb＝(1+k1*iz0-k2*izl)/(k1-k2)，其中iz0为电梯轿厢负载率为0时的零速维持转矩电流值，izl为电梯轿厢负载率为1时的零速维持转矩电流值；轿厢负载率为lb时的称量装置输出值wb的计算公式为：wb＝lb*(wl-w0)，lb＝k1*(1+k2*iz0-k2*izl)/(k1-k2)。5.根据权利要求2所述的电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于，监测电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值是否超出预设范围的具体方法如下：确定电梯轿厢为空载状态时，读取电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值w0t；
当|w0t-w0|/(wl-w0)*100％≥δl0时，其中10％＞δl0＞1％，需要对称量装置进行修正；所述对称量装置进行修正，是指修正变更w0、wb和wl值，形成新的称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系曲线。6.根据权利要求5所述的电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于，修正w0的方法为直接将w0t作为w0存储。7.根据权利要求5所述的电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于，修正wb和wl值的方法的步骤如下：步骤t1，测定电梯轿厢负载率为lt1时的零速维持转矩电流值izt1，其中lb＞lt1＞η1，并根据如下公式估算电梯轿厢负载率为lt1时的称量装置输出值lt1g；lt1g＝k1*(izt-iz0)；lt1＝(wt1-w0)/(wl-w0)；当|lt1g-lt1|＜δlm时，wl值保持不变；当|lt1g-lt1|≥δlm时，根据以下公式计算修正后的第一线性系数k1g：k1g＝lt1/(izt1-iz0)；用k1g替代原有的k1，并按照以下公式计算wbg值；wbg＝-k1g*(iz0-izb)*(wl-w0)+w0；用wbg替代wb；其中40％＞η1＞30％，10％＞δlm＞1％；步骤t2，测定电梯轿厢负载率为lt2时的零速维持转矩电流值izt2，其中η2＞lt2＞lb时，并根据如下公式估算电梯轿厢负载率为lt2时的称量装置输出值lt2g；lt2g＝k2*(izt2-izl)+1；lt2＝(wt2-w0)/(wl-w0)；当|lt2g-lt2|＜δlm时，wl值保持不变；当|lt2g-lt2|≥δlm时，根据以下公式计算系数k2g：k2g＝(lb-lt2)/(izb-izt2)；用k2g替代原有的k2，并按照以下公式计算wlg值；wlg＝(wb-w0)/(-k2g*(izl-izb)+1)+w0；用wlg替代wl；其中70％＞η2＞50％，10％＞δlm＞1％。8.根据权利要求5所述的电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于，确定电梯轿厢为空载状态的方法为，电梯曳引机在t时间内没有启停动作，且根据称量装置的检出值计算出的轿厢负载率变化范围小于预设阈值ηmin。9.根据权利要求2所述的电梯用线性称量装置矫正方法，其特征在于，0<l1<0.3，1>l2>0.6。

技术总结
本发明公开了一种电梯用线性称量装置矫正方法，在电梯安装阶段测定称量装置输出值与电梯轿厢负载率的初始关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的初始关系；在电梯运行预设周期后，监测电梯轿厢负载率为0时的当前称量装置输出值是否超出预设范围，若超出，矫正称量装置输出值与电梯轿厢负载率的关系，以及电梯轿厢负载率与零速维持转矩电流值的关系。与现有技术相比本发明的线性拟合方便，计算量极少，仅需要称量装置的输出值和电梯驱动装置读取电梯轿厢在该负载零速维持时的转矩电流值，进行简单计算即可进行矫正。进行简单计算即可进行矫正。进行简单计算即可进行矫正。


技术研发人员：牛华荣 李洪亮 郑斌 杨光 陈凯歌 宋艺晴 李正平
受保护的技术使用者：上海三菱电梯有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/10/15