EP2511218B1 - Verfahren zur Überwachung der Ausdehnung eines Aufzugsschachtes - Google Patents

Verfahren zur Überwachung der Ausdehnung eines Aufzugsschachtes Download PDF

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EP2511218B1
EP2511218B1 EP12174928.7A EP12174928A EP2511218B1 EP 2511218 B1 EP2511218 B1 EP 2511218B1 EP 12174928 A EP12174928 A EP 12174928A EP 2511218 B1 EP2511218 B1 EP 2511218B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
values
elevator
setpoint
elevator car
value
Prior art date
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Active
Application number
EP12174928.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2511218A2 (de
EP2511218A3 (de
Inventor
Friedrich Adams
Thomas RÜHL
Michael Niehaus
Christoph Stratmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KA Schmersal GmbH and Co KG
Original Assignee
KA Schmersal GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by KA Schmersal GmbH and Co KG filed Critical KA Schmersal GmbH and Co KG
Publication of EP2511218A2 publication Critical patent/EP2511218A2/de
Publication of EP2511218A3 publication Critical patent/EP2511218A3/de
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Publication of EP2511218B1 publication Critical patent/EP2511218B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0006—Monitoring devices or performance analysers
    • B66B5/0018—Devices monitoring the operating condition of the elevator system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0006—Monitoring devices or performance analysers
    • B66B5/0018—Devices monitoring the operating condition of the elevator system
    • B66B5/0031—Devices monitoring the operating condition of the elevator system for safety reasons

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • a method and a device of the type mentioned is from the US-A-2008/135342 known. Described is an elevator installation with a lift cage which can be moved in an elevator shaft with a braking device and a catching device comprising catch elements. Furthermore, a first sensor for detecting signals for determining a speed of the elevator car based on a continuous measuring tape and a second sensor for detecting signals for determining a speed and an absolute position of the elevator car and a third sensor for detecting signals for determining the speed and the absolute position of the elevator car, wherein the elevator system further comprises a two-channel evaluation circuit for evaluating the signals of the sensors.
  • the first sensor and the second sensor are each connected to one of the two channels of the evaluation redundant / diversified and the third sensor for a two-out-three selection is connected to both channels of the evaluation and the evaluation circuit on the Based on the input signals of the three sensors an evaluation determines whether the speed of the elevator car at the determined position is within a preset interval and depending on the result of the evaluation via a first output of the evaluation circuit initially the operation of the braking device and via a second output of the evaluation circuit when exceeded a second tolerance threshold causes the triggering of the receiving device, wherein a continuous comparison of the two channels of the evaluation circuit takes place.
  • the WO-A-01/70613 relates to a lift position sensing system which dynamically compensates for problems due to friction slippage to mechanical connection and / or building settlement.
  • the system has an elevator car in an elevator shaft.
  • An encoder is mounted adjacent to the hoistway and mechanically connected to the elevator car.
  • the mechanical link drives the encoder which generates data indicating the position of the elevator car.
  • Either a position sensor or a position sensor actuator is attached to a loading location of the hoistway.
  • the respective other means of position sensor and position sensor actuator is mounted on the elevator car.
  • the position sensor generates data indicative of the reaching of a predetermined distance from the elevator loading station by the elevator car floor when the position sensor is operated by the position sensor actuator.
  • the US-B-4,898,263 refers to an elevator self-diagnostic control system.
  • positions and speed of the elevator car are determined via various sensors and processed in a control and drive unit.
  • the elevator car includes sensors for determining the position of the elevator car, which are also detected by the control and operating unit.
  • a two-channel evaluation of the detected sensor signals is according to US-B-4,898,263 not provided.
  • a method and a device of the type mentioned is in the DE 10 2004 009 250 A1 in the form of a safety monitoring device for an elevator car which can be moved in an elevator shaft by means of a travel drive via an elevator control.
  • a current position of the elevator car is detected by means of a position detection device, which supplies two independently generated position signals in a predetermined time grid.
  • the position detection device comprises a signal coupler which couples sound signals into a sound signal conductor extending along the elevator shaft at a predetermined, uniform sound propagation velocity.
  • a receiver unit In the two end regions of the sound signal conductor is in each case a receiver unit, each comprising a signal output coupler and an evaluation unit.
  • the evaluation units serve as inputs for a safety monitoring device. The latter communicates with an elevator control via which the driving profile of the elevator car is predetermined and a safety circuit for switching off the elevator drive.
  • the standard EN 81: 1998 / A1: 2005 which as the so-called harmonized EN standard with presumption effect in the European Economic Area (EEA) interprets and substantiates the relevant legal requirements for the safety and reliability of elevator controls.
  • EAA European Economic Area
  • the upper and lower buffer spaces in the elevator shaft could be reduced if the travel speed of the elevator car could be adjusted, controlled and safely monitored depending on the position. This would lead to significant cost savings in the design and construction of elevators.
  • HWT Hardware Error Tolerance
  • SFF Safe Failure Fraction
  • HWT Hardware fault tolerance
  • SFF Safe Failure Fraction
  • the invention has the object, a method for monitoring an elevator shaft in such a way that the security improves and also a cost savings in the design and the structural cost of elevators with high security is achieved.
  • correction marks are positioned that compensate for the expansion of the shaft. These correction marks are also used for additional monitoring of the position command value and the position actual value.
  • the invention is based on the idea to reduce costs and effort in the realization of elevators by at least one the position setpoint value of the elevator car position signal representing the operational and already existing elevator or drive control as one of two or more channels in a safety concept of a PESSRAL-based control is included.
  • the other channel or the other channels are used for the detection of the at least one actual position value of the elevator car.
  • the invention differs from the prior art in that position signals in the form of desired values and actual values on operationally already existing components of the system are tapped. By comparing setpoint values and actual values, a safe position and / or speed value is generated.
  • An additional position / speed detection device as is essential in the prior art, to provide two independently generated position signals, is not necessary, because according to the inventive method, at least one position-encoder system is used, which in the context of operational control already exists.
  • the existing position setpoint values and / or actual position values are coupled out without reaction at suitable points and by suitable measures in an operational part of the control system.
  • the revolutions of the drive are detected and from the number of revolutions a position setpoint value of the elevator car is determined as an absolute value.
  • the first position signal is coupled out as position actual value and the second position signal as position set value without feedback from an operational control loop of the drive control.
  • the detected position setpoint values and position actual values are compared with each other and / or with a setpoint value curve specified by the elevator control.
  • a high-impedance coupling is preferably used in order not to influence the control of the drive.
  • the position command values and position actual values are supplied in parallel to a separate signal processing in a safety-related part of the system. This ensures that the operational control process of the elevator control is not affected and can continue to function unchanged.
  • the decoupled position setpoint values and position actual values are fed to an at least two-channel elevator monitoring unit which is designed as a fail-safe comparator.
  • this is carried out by a self-monitoring electronics in the safety-related part of the control, whereby an error in one of the channels can be detected over an inconsistency of the values and processed sensibly from a security point of view.
  • "meaningful processing” is to be understood as meaning that the elevator car is stopped at a stop that can be reached next, or that a brake system, if appropriate subsequently, the so-called “catch” is addressed in order to immediately stop the elevator car.
  • the triggering of the "catch” represents the last measure, which also applies in case of failure of any components and in the event of a power failure.
  • the position command value may be considered equal to an independent signal source because the position command value for the behavior of the elevator control is the command variable generated independently by other executive parts of the elevator control, such as an incremental encoder of the drive or the elevator control itself becomes.
  • the detected position setpoint values can also be included in a safety-related failure circuit such as "1 out of 2" or "2 out of 3".
  • This independence is preferably achieved by physically independent signal paths.
  • the position-desired values are generally preferably from an incremental encoder formed, which is installed directly on the drive, whereas the actual values with an absolute value encoder, which is coupled to the elevator car, are determined.
  • both the desired position values and the actual position values are subjected to a plausibility check, based on the fact that "jumps" in the position are not possible and the maximum changes due to the conveyance of persons marginal conditions on speed and acceleration must be subject.
  • the sole figure shows a system 10 for controlling and monitoring an elevator car 12 in an elevator shaft (not shown) by means of a drive 14.
  • the system 10 comprises an elevator control 16 with at least one input 18 which is connected to input means 20 for detecting request signals of a user is.
  • the elevator control 16 comprises an output 22 for controlling the drive 14, which is connected via a frequency converter 24 and optionally a shutdown 26 to the drive 14.
  • the shutdown 26 is optional and may be formed as a stand-alone unit or an integral part of the frequency converter 24.
  • the rotation of the drive 14 is fed back via a trained as an incremental encoder 28 encoder system to the frequency converter 24, in which an absolute value is calculated from the incremental value.
  • the elevator car 12 is moved in the elevator shaft, wherein an actual position of the elevator car 12 is detected by a designed as absolute value encoder 30 encoder system. An actual value of the absolute value encoder 30 is fed to an input 32 of the elevator control.
  • the elevator control comprises an output 34, which is connected to the control of a door drive 36.
  • Another input 38 of the elevator control 16 is provided for a signal via which the elevator control information about a "flush" position of the elevator car 12 can be supplied.
  • the previous description describes a trained as a control circuit operational part 40 of the system 10.
  • a safety-related part 42 of the system 10 consists of a two-channel monitoring device 44, which is designed as a fail-safe comparator.
  • the monitoring device 44 comprises a first channel 46 and a second channel 48.
  • the channels 46, 48 preferably each comprise an electronic unit in the form of a microprocessor or microcontroller, which are coupled to one another via a connection 50 for mutual monitoring.
  • the channel 46 is connected via a first input 52 to the incremental encoder 28 of the drive 14, at which the actual revolutions of the drive are present as a position actual value.
  • a position of the elevator car 12 can be determined, since this is coupled via a cable directly to the drive 14.
  • An absolute value formed from the incremental values corresponds, as seen by the elevator car 12, to a desired position value, that is to say a position in which the elevator car is to be located during fault-free operation.
  • a second input 54 of the channel 46 is connected via a connection 56 to an output 58 of the elevator control 16, to which the current desired value curve of the elevator control 16 is applied.
  • the channel 46 is coupled via a second input 60 with the absolute value encoder 30 of the elevator car 12, whereby the channel 48, the actual position of the elevator car 12 is fed as an actual value.
  • the channels 46, 48 are each coupled via outputs 62, 64 to the shut-off 26 and a braking device 66 to turn off or brake the engine in case of failure.
  • channels 46, 48 are each connected to an output 68, 70 with a so-called “electronic” catch 72.
  • the elevator control further comprises an input 74 for an inspection control, one or more inputs 76 for a passive / active safety circuit and an input 78 for a signal of the leveling position.
  • the elevator control After an indoor or outdoor call by a user, the elevator control generates a desired position into which the elevator car 12 should travel according to a predetermined desired value curve.
  • the above-described position control loop is a speed control loop of the drive 14 is superimposed. About the incremental encoder 28, the actual revolutions of the drive 14 are fed back to the frequency converter 24 as a controlled variable.
  • the actual value applied to the incremental encoder 28 can be converted into an absolute value which corresponds to a position setpoint value of the elevator car 12 with fault-free operation, since the elevator car is coupled to the drive 14 via a cable.
  • the position-actual value applied to the incremental encoder 28 is converted into an absolute value and supplied as the desired position value of the operational, and already present drive control 16 to the first channel 46 of the monitoring device.
  • the second channel 48 of Monitoring device 44, the actual value of the absolute value encoder 30 of the elevator car 12 is supplied.
  • the position set value indicates which position the elevator car 12 has assumed in the slipway when driving fault-free.
  • a desired-value curve is generated by the elevator control 16 and given to the frequency converter 24. This controls the drive 14.
  • the feedback occurs via the incremental encoder 28 to the frequency converter 24th
  • both the setpoint value curves of the elevator control and the positional setpoint values of the incremental encoder 28 represent desired values since they indicate the setpoint position of the elevator car.
  • the real position (actual position) of the elevator car is detected by the absolute value encoder 30 mounted on the elevator car. This actual value of the actual position is in turn communicated to the elevator control so that the control loop closes here.
  • the monitoring device 44 is designed as a fail-safe comparator and compares the nominal values of the channel 46 with the position-actual values of the channel 48 via the connection 50 and switches off if the deviation is too great.
  • the shutdown takes place via the output 62 of the channel 46 and the output 64 of the channel 48 and acts either on the shutdown 26 of the drive 14 and / or the brake 66th
  • target value generated by the elevator control 16 or the incremental encoder 28 from the perspective of the elevator car 12 is independent of the real actual position (actual value) of the elevator car 12.

Landscapes

  • Indicating And Signalling Devices For Elevators (AREA)
  • Maintenance And Inspection Apparatuses For Elevators (AREA)
  • Elevator Control (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-A-2008/135342 bekannt. Beschrieben ist eine Aufzuganlage mit einer in einem Aufzugsschacht verfahrbaren Aufzugkabine mit einer Bremseinrichtung und einer Fangelemente umfassenden Fangeinrichtung. Des Weiteren ist ein erster Sensor zum Erfassen von Signalen zum Bestimmen einer Geschwindigkeit der Aufzugkabine anhand eines kontinuierlichen Messbandes sowie ein zweiter Sensor zum Erfassen von Signalen zum Bestimmen einer Geschwindigkeit und einer absoluten Position der Aufzugkabine und einem dritten Sensor zum Erfassen von Signalen zum Bestimmen der Geschwindigkeit und der absoluten Position der Aufzugkabine vorgesehen, wobei die Aufzuganlage des Weiteren eine Zwei-Kanal-Auswerteschaltung zum Auswerten der Signale der Sensoren aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Sensor und der zweite Sensor jeweils mit einem der beiden Kanäle der Auswerteschaltung redundant/diversitär verbunden sind und der dritte Sensor für eine Zwei- aus -Drei-Auswahl mit beiden Kanälen der Auswerteschaltung verbunden ist und die Auswerteschaltung auf der Grundlage der Eingangsssignale der drei Sensoren eine Auswertung trifft, ob die Geschwindigkeit der Aufzugkabine an der ermittelten Position innerhalb eines Vorgabeintervalls liegt und abhängig vom Ergebnis der Auswertung über einen ersten Ausgang der Auswerteschaltung zunächst die Betätigung der Bremseinrichtung erfolgt und über einen zweiten Ausgang der Auswerteschaltung beim Überschreiten einer zweiten Toleranzschwelle die Auslösung der Empfangseinrichtung veranlasst, wobei ein fortwährender Vergleich der beiden Kanäle der Auswerteschaltung erfolgt.
  • Die WO-A-01/70613 bezieht sich auf ein System zum Erfassen einer Aufzug-Position, das Probleme aufgrund von Reibungsschlupf zu einer mechanischen Verbindung und/oder Gebäudesetzung dynamisch kompensiert. Das System weist einen Aufzug-Fahrkorb in einem Aufzugschacht auf. Ein Codierer ist neben dem Aufzugschacht angebracht und mit dem Aufzug-Fahrkorb mechanisch verbunden. Die mechanische Verbindung treibt den Codierer an, der Daten erzeugt, die die Position des Aufzug-Fahrkorbs anzeigen. Entweder ein Positionssensor oder eine Positionssensor-Betätigungseinrichtung ist an einer Ladestelle des Aufzugschachts angebracht. Die jeweils andere Einrichtung aus Positionssensor und Positionssensor-Betätigungseinrichtung ist an dem Aufzug-Fahrkorb angebracht. Der Positionssensor erzeugt Daten, die das Erreichen einer vorbestimmten Distanz von der Aufzug-Ladestelle durch den Aufzug-Fahrkorbboden anzeigen, wenn der Positionssensor durch die Positionssensor-Betätigungseinrichtung betätigt wird.
  • Die US-B-4,898,263 bezieht sich auf ein Aufzugs-Selbstdiagnose-Steuerungssystem. Bei dem in der US-B-4,898,263 beschriebenen Verfahren werden Positionen und Geschwindigkeit des Aufzugkorbs über verschiedene Sensoren ermittelt und in einer Steuer- und Antriebseinheit verarbeitet. Unabhängig davon umfasst der Aufzugskorb Sensoren zur Ermittlung der Position des Aufzugkorbs, die ebenfalls von der Steuer-und Betriebseinheit erfasst werden. Eine zweikanalige Auswertung der erfassten Sensorsignale ist gemäß US-B-4,898,263 nicht vorgesehen.
  • Ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist in der DE 10 2004 009 250 A1 in Form einer Sicherheitsüberwachungseinrichtung für eine in einem Aufzugsschacht mittels eines Fahrantriebs über eine Aufzugssteuerung verfahrbare Aufzugskabine beschrieben. Eine momentane Position der Aufzugskabine wird mittels einer Positionserfassungseinrichtung erfasst, die zwei unabhängig voneinander erstellte Positionssignale in einem vorbestimmten Zeitraster liefert.
  • Ferner ist eine zweikanalige Auswertung der Positionssignale durch jeweils einen Mikroprozessor zur ortsabhängigen momentanen Bestimmung der Geschwindigkeit der Aufzugskabine und zum Vergleich mit einem vorgegebenen Bewegungsprofil vorgesehen, wobei bei Überschreiten eines vorbestimmten momentanen Geschwindigkeits-Sollwertes ein über eine Sicherheitsrelaisstufe abgebbares Auslösesignal erzeugbar ist.
  • Die Positionserfassungseinrichtung umfasst einen Signaleinkoppler, der Schallsignale in einen sich entlang des Aufzugsschachtes erstreckeneden Schallsignalleiter mit vorbestimmter, gleichmäßiger Schallausbreitungsgeschwindigkeit einkoppelt. In den beiden Endbereichen des Schallsignalleiters befindet sich jeweils eine Empfängereinheit, die jeweils einen Signalauskoppler und eine Auswerteeinheit umfassen. Die Auswerteeinheiten dienen als Eingänge für eine Sicherheitsüberwachungseinrichtung. Letztere kommuniziert mit einer Aufzugssteuerung, über die das Fahrprofil der Aufzugskabine vorgeben ist und einem Sicherheitskreis zum Abschalten des Aufzugsantriebs.
  • Bei dem in DE 10 2004 009 250 A1 beschriebenen Verfahren werden durch die Positionserfassungseinrichtung zwei unabhängig voneinander erstellte Positionssignale geliefert. Dies bedingt eine spezielle Art der Positionserfassung, die einen hohen Installationsaufwand und somit hohe Kosten verursacht.
  • Um Aufzüge leistungsfähiger und kostengünstiger zu bauen, zu installieren und zu betreiben, werden sicherheitsgerichtete Teile von Aufzugssteuerungen mit microprozessorbasierten programmierbaren elektronischen Systemen mit Sicherheitsfunktion ausgeführt. Entsprechende Maßnahmen für die Anwendung dieser Technologie enthält zum Beispiel die Normung zum Thema PESSRAL (Programmable Electronic Systems in Safety Related Application for Lifts).
  • Beispielhaft genannt sei hier die Norm EN 81:1998/A1:2005, die als so genannte harmonisierte EN-Norm mit Vermutungswirkung im europäischen Wirtschaftsraum EWR die maßgeblichen gesetzlichen Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässsigkeit von Aufzugssteuerungen interpretiert und konkretisiert. Wünschenswert wäre bei einer solchen - unter Bezugnahme auf PESSRAL ausgeführten - Aufzugssteuerung, unter die auch die in DE 10 2004 009 250 A1 beschriebene einzuordnen ist, insbesondere der Einbezug von Position und Geschwindigkeit der Aufzugskabine. Dadurch ließen sich beispielsweise die oberen und unteren Pufferräume im Aufzugsschacht verkleinern, wenn die Fahrgeschwindigkeit der Aufzugskabine positionsabhängig angepasst, gesteuert und sicher überwacht werden könnte. Dies würde zu erheblichen Kosteneinsparungen bei der Projektierung und bei den baulichen Kosten von Aufzügen führen. Darüberhinaus ließe sich auch herkömmliche Sensorik einsparen und/oder Aktorik intelligenter gestalten.
  • Um bei Aufzugssteuerungen der oben genannten Art Geschwindigkeit und Position der Aufzugskabine einzubeziehen, ist es aus sicherheitstechnischen Gründen zwingend erforderlich, die beiden Werte "sicher" zu generieren, zu erfassen und zu verarbeiten. Auch muss die Möglichkeit gegeben sein, zufällige Fehler und Ausfälle sowie temporäre Störungen (nachfolgend zusammengefasst "Fehler" genannt) zu erkennen bzw. zu berücksichtigen und zu gewährleisten, dass es auch in diesen Fällen zu keinen gefährlichen Situationen kommen kann.
  • Diesem Sicherheitsgesichtspunkt dienen Hardware-Fehler-Toleranz (HWT) und Safe-Failure-Fraction (SFF) solcher Systeme, wie unter anderem in EN IEC 61508 beschrieben.
  • Mit Hardware-Fehler-Toleranz (HWT) wird nachfolgend eine Mehrkanaligkeit bzw. Redundanz solcher sicherheitsbezogener Teile einer Aufzugssteuerung verstanden, wozu im Falle des Einbezugs von Geschwindigkeit und Position in solche Funktionalitäten auch das bzw. die Gebersysteme gehören würden, welche die Signale erzeugen. Bereits die Realisierung von Mehrkanaligkeit/Redundanz ist jedoch mit zusätzlichen Kosten verbunden.
  • Unter Safe-Failure-Fraction (SFF) sind hochwertige und hochdynamische Test- und Überwachungsroutinen in den betreffenden Systemteilen angesprochen, die ebenfalls kostenrelevant sind.
  • Ausgehend von der DE 10 2004 009 250 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Aufzugsschachtes derart weiterzubilden, dass die Sicherheit verbessert und zudem eine Kosteneinsparung bei der Projektierung und bei den baulichen Kosten von Aufzügen bei hoher Sicherheit erreicht wird.
  • Die Aufgabe wird verfahrensmäßig im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Innerhalb des Schachtes werden Korrekturmarken positioniert, die die Ausdehnung des Schachtes kompensieren. Diese Korrekturmarken dienen auch zur zusätzlichen Überwachung des Positions-Soll-Wertes und des Positions-Ist-Wertes.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, Kosten und Aufwand bei der Realisierung von Aufzügen dadurch zu reduzieren, indem zumindest ein den Positions-Soll-Wert der Aufzugskabine repräsentierendes Positionssignal der betriebsmäßigen und ohnehin vorhandenen Aufzugs- bzw. Antriebssteuerung als einer von zwei oder mehreren Kanälen in ein Sicherheitskonzept einer PESSRAL-basierten Steuerung mit einbezogen wird. Der andere Kanal bzw. die anderen Kanäle werden für die Erfassung des zumindest einen Positions-Ist-Wertes der Aufzugskabine eingesetzt.
  • Die Erfindung unterscheidet sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch, dass Positionssignale in Form von Soll-Werten sowie Ist-Werten an betriebsmäßig ohnehin vorhandenen Komponenten des Systems abgegriffen werden. Durch Vergleich von Soll-Werten und Ist-Werten wird ein sicherer Positions- und/oder Geschwindigkeitswert erzeugt. Eine zusätzliche Positions-/Geschwindigkeitserfassungseinrichtung, wie diese nach dem Stand der Technik zwingend erforderlich ist, um zwei unabhängig voneinander erstellte Positionssignale zu liefern, ist nicht notwendig, denn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ein Positions-Geber-System verwendet, welches im Rahmen der betriebsmäßigen Steuerung bereits existent ist.
  • Die existierenden Positions-Soll-Werte und/oder Positions-Ist-Werte werden an geeigneten Stellen und durch geeignete Maßnahmen in einem betriebsmäßigen Teil der Steuerung rückwirkungsfrei ausgekoppelt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Umdrehungen des Antriebs erfasst und aus der Anzahl der Umdrehungen wird ein Positions-Soll-Wert der Aufzugskabine als Absolut-Wert ermittelt. Das erste Positionssignal wird als Positions-Ist-Wert und das zweite Positionssignal als Positions-Soll-Wert rückwirkungsfrei aus einem betriebsmäßigen Regelkreis der Antriebssteuerung ausgekoppelt.
  • Gemäß einer bevorzugten Verfahrensweise werden die erfassten Positions-Soll-Werte sowie Positions-Ist-Werte miteinander und/oder mit einer von der Aufzugssteuerung vorgegeben Soll-Wert-Kurve verglichen. Beim Abgriff der Positions-Soll-Werte am Antrieb wird vorzugsweise eine hochohmige Auskopplung eingesetzt, um die Regelung des Antriebs nicht zu beeinflussen.
  • Die Positions-Soll-Werte und Positions-Ist-Werte werden parallel einer separaten Signal-Verarbeitung in einem sicherheitsgerichteten Teil des Systems zugeführt. Dadurch wird erreicht, dass der betriebsmäßige Regelvorgang der Aufzugssteuerung nicht beeinflusst wird und unverändert weiterfunktionieren kann.
  • Die ausgekoppelten Positions-Soll-Werte und Positions-Ist-Werte werden einer zumindest zweikanaligen Aufzugs-Überwachungseinheit zugeführt, die als fehlersicherer Vergleicher ausgebildet ist. Vorzugsweise ist diese durch eine sich selbst überwachende Elektronik im sicherheitsbezogenen Teil der Steuerung ausgeführt, wodurch ein Fehler in einem der Kanäle über eine Inkonsistenz der Werte aufgedeckt und sicherheitstechnisch sinnvoll verarbeitet werden kann. Unter "sinnvoller Verarbeitung" ist im vorliegenden Fall zu verstehen, dass die Aufzugskabine an einer nächsterreichbaren Haltestelle gestoppt wird oder dass ein Bremssystem, gegebenenfalls darauffolgend, der so genannte "Fang" angesprochen wird, um die Aufzugskabine sofort zu stoppen. Das Auslösen des "Fangs" stellt hierbei die letzte Maßnahme dar, die auch im Fehlerfall beliebiger Komponenten und bei einem Spannungsausfall greift.
  • Der Positions-Soll-Wert kann einer unabhängigen Signalquelle gleichgestellt betrachtet werden, weil der Positions-Soll-Wert für das Verhalten der Aufzugssteuerung die Führungsgröße darstellt, die von anderen ausführenden Teilen der Aufzugssteuerung, wie beispielsweise eines Inkrementalgebers des Antriebs oder der Aufzugssteuerung selbst unabhängig erzeugt wird.
  • Bei dieser Überlegung spielt es keine Rolle, welcher Kanal "richtige" Werte und welcher "falsche" Werte erzeugt. Maßgeblich allein ist eine Inkonsistenz zwischen den Kanälen, wobei man durch geeignete Algorithmen den so genannten Schleppfehler und/oder andere betriebsmäßige oder in Sondersituationen zu erwartende Toleranzen, die sicherheitstechnisch unkritisch sind, berücksichtigen würde.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die erfassten Positions-Soll-Werte auch in eine sicherheitsgerichtete Ausfallschaltung wie "1 out of 2" bzw. "2 out of 3" einbezogen werden.
  • Von sicherheitstechnisch entscheidender Bedeutung ist bei dem erfindungsgemäßen Konzept, dass für jeden Kanal, einschließlich des dem Positions-Soll-Wert-erzeugenden Kanals, beginnend an der Stelle, an der die Signale ausgekoppelt werden, völlig voneinander unabhängige Signalwege bestehen, um wechselseitige Signalvermischungen und Signalverfälschungen ausschließen zu können.
  • Diese Unabhängigkeit wird bevorzugt durch physikalisch voneinander unabhängige Signalwege erreicht.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform können auch entsprechend wirksame Software-Routinen, die diesem Zweck dienen, eingesetzt werden.
  • Für die sicherheitstechnische Nutzung von Positions-Soll-Werten wird vorzugsweise des Weiteren eine Diversität zu den Positions-Ist-Werten vorgeschlagen, das heißt die Positions-Soll-Werte werden in der Regel aus vorzugsweise einem Inkremental-Geber gebildet, der direkt an dem Antrieb installiert ist, wohingegen die Ist-Werte mit einem Absolutwert-Geber, welcher mit der Aufzugskabine gekoppelt ist, ermittelt werden.
  • Vorzugsweise werden sowohl die Positions-Soll-Werte als auch die Positions-Ist-Werte einer Plausibilitätskontrolle unterzogen, und zwar darauf basierend, dass "Sprünge" in der Position nicht möglich sind und die maximalen Änderungen aufgrund der Beförderung von Personen Randbedingungen an Geschwindigkeit und Beschleunigung unterliegen müssen.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsformen.
  • Die einzige Figur zeigt ein System 10 zur Steuerung und Überwachung einer Aufzugskabine 12 in einem Aufzugsschacht (nicht dargestellt) mittels eines Antriebs 14. Das System 10 umfasst eine Aufzugssteuerung 16 mit zumindest einem Eingang 18, welcher mit Eingabemitteln 20 zur Erfassung von Anforderungssignalen eines Benutzers verbunden ist.
  • Ferner umfasst die Aufzugssteuerung 16 einen Ausgang 22 zur Ansteuerung des Antriebs 14, der über einen Frequenzumrichter 24 und gegebenenfalls eine Abschaltung 26 mit dem Antrieb 14 verbunden ist. Die Abschaltung 26 ist optional und kann als eigenständige Einheit oder integraler Bestandteil des Frequenzumrichters 24 ausgebildet sein. Die Drehung des Antriebs 14 wird über ein als Inkremental-Geber 28 ausgebildetes Gebersystem auf den Frequenzumrichter 24 rückgekoppelt, in dem aus dem Inkremental-Wert ein Absolutwert berechnet wird.
  • Über den Antrieb 14 wird die Aufzugskabine 12 in dem Aufzugsschacht verfahren, wobei eine Ist-Position der Aufzugskabine 12 über ein als Absolutwert-Geber 30 ausgebildetes Gebersystem erfasst wird. Ein Ist-Wert des Absolutwert-Gebers 30 wird einem Eingang 32 der Aufzugssteuerung zugeführt.
  • Des Weiteren umfasst die Aufzugssteuerung einen Ausgang 34, welcher mit der Steuerung eines Türantriebs 36 verbunden ist.
  • Ein weiterer Eingang 38 der Aufzugssteuerung 16 ist für ein Signal vorgesehen, über das der Aufzugssteuerung eine Information betreffend eine "bündig"-Stellung der Aufzugskabine 12 zugeführt werden kann.
  • Die bisherige Beschreibung beschreibt einen als Regelkreis ausgebildeten betriebsmäßigen Teil 40 des Systems 10. Nachfolgend wird ein sicherheitsgerichteter Teil 42 des Systems 10 beschrieben. Der sicherheitsgerichtete Teil 42 besteht aus einer zweikanaligen Überwachungseinrichtung 44, die als fehlersicherer Vergleicher ausgebildet ist. Die Überwachungseinrichtung 44 umfasst einen ersten Kanal 46 sowie einen zweiten Kanal 48. Die Kanäle 46, 48 umfassen vorzugsweise jeweils eine elektronische Einheit in Form eines Mikroprozessors bzw. Mikrocontrollers, die über eine Verbindung 50 zur gegenseitigen Überwachung miteinander gekoppelt sind. Der Kanal 46 ist über einen ersten Eingang 52 mit dem Inkremental-Geber 28 des Antriebs 14 verbunden, an dem die Ist-Umdrehungen des Antriebs als Positions-Ist-Wert anliegen. Aus den Umdrehungen des Antriebs 14 kann eine Position der Aufzugskabine 12 bestimmt werden, da diese über ein Seil unmittelbar mit dem Antrieb 14 gekoppelt ist. Ein aus den Inkremental-Werten gebildeter Absolutwert entspricht aus Sicht der Aufzugskabine 12 einem Positions-Soll-Wert, das heißt einer Position, in der sich die Aufzugskabine bei fehlerfreiem Betrieb befinden soll.
  • Ferner ist ein zweiter Eingang 54 des Kanals 46 über eine Verbindung 56 mit einem Ausgang 58 der Aufzugssteuerung 16 verbunden, an dem die aktuelle Soll-Wert-Kurve der Aufzugssteuerung 16 anliegt.
  • Der Kanal 46 ist über einen zweiten Eingang 60 mit dem Absolut-Wert-Geber 30 der Aufzugskabine 12 gekoppelt, wodurch dem Kanal 48 die Ist-Position der Aufzugskabine 12 als Ist-Wert zugeleitet wird.
  • Die Kanäle 46, 48 sind jeweils über Ausgänge 62, 64 mit der Abschaltung 26 bzw. einer Bremseinrichtung 66 gekoppelt, um den Motor in einem Fehlerfall abzuschalten bzw. zu bremsen.
  • Des Weiteren sind die Kanäle 46, 48 mit jeweils einem Ausgang 68, 70 mit einem so genannten "elektronischen" Fang 72 verbunden.
  • Ferner umfasst die Aufzugssteuerung noch einen Eingang 74 für eine Inspektionssteuerung, einen oder mehrerer Eingänge 76 für einen passiven/aktiven Sicherheitskreis sowie einen Eingang 78 für ein Signal der Bündigstellung.
  • Nachfolgend soll die Funktion des Systems 10 erläutert werden. Nach einem Innen- bzw. Außenruf durch einen Benutzer erzeugt die Aufzugssteuerung eine Soll-Position, in die die Aufzugskabine 12 gemäß einer vorgegebenen Soll-Wert-Kurve fahren soll.
  • Eine Rückmeldung über die aktuelle Ist-Position der Aufzugskabine 12 erfolgt mittels des Absolut-Wert-Gebers 30 und wird über den Eingang 32 der Aufzugssteuerung eingelesen.
  • Dem zuvor erläuterten Positions-Regelkreis ist ein Drehzahl-Regelkreis des Antriebs 14 unterlagert. Über den Inkremental-Geber 28 werden die Ist-Umdrehungen des Antriebs 14 an den Frequenz-Umrichter 24 als Regelgröße zurückgeführt.
  • Der an dem Inkremental-Geber 28 anliegende Ist-Wert kann in einem Absolutwert umgerechnet werden, der einen Positions-Soll-Wert der Aufzugskabine 12 bei fehlerfreier Funktion entspricht, da die Aufzugskabine über ein Seil mit dem Antrieb 14 gekoppelt ist.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der an dem Inkremental-Geber 28 anliegende Positions-Ist-Wert in einen Absolutwert umgerechnet und als Positions-Soll-Wert der betriebsmäßigen, und ohnehin vorhandenen Antriebssteuerung 16 dem ersten Kanal 46 der Überwachungseinrichtung zugeführt wird. Dem zweiten Kanal 48 der Überwachungseinrichtung 44 wird der Ist-Wert des Absolutwert-Gebers 30 der Aufzugskabine 12 zugeführt.
  • Der Positions-Soll-Wert gibt an, welche Position die Aufzugskabine 12 im Fahrschacht bei fehlerfreier Fahrt eingenommen hat. Dazu wird zum einen eine Soll-Wert-Kurve von der Aufzugssteuerung 16 generiert und an den Frequenz-Umrichter 24 gegeben. Dieser steuert den Antrieb 14 an. Die Rückmeldung erfolgt über den Inkremental-Geber 28 an den Frequenz-Umrichter 24.
  • Aus Sicht der Aufzugskabine 12 stellen sowohl die Soll-Wert-Kurven der Aufzugssteuerung als auch die Positions-Soll-Werte des Inkremental-Gebers 28 Soll-Werte dar, da sie die Soll-Position der Aufzugskabine angeben. Die reale Position (Ist-Position) der Aufzugskabine wird durch den an der Aufzugskabine montierten Absolutwert-Geber 30 erfasst. Dieser Ist-Wert der Ist-Position wird wiederum der Aufzugssteuerung mitgeteilt, so dass sich hier der Regelkreis schließt.
  • Die Überwachungseinrichtung 44 ist als fehlersicherer Vergleicher ausgebildet und vergleicht die Soll-Werte des Kanals 46 mit den Positions-Ist-Werten des Kanals 48 über die Verbindung 50 und schaltet bei einer zu großen Abweichung ab. Die Abschaltung erfolgt über den Ausgang 62 des Kanals 46 bzw. den Ausgang 64 des Kanals 48 und wirkt entweder auf die Abschaltung 26 des Antriebes 14 und/oder die Bremse 66.
  • Hierbei ist zu beachten, dass der von der Aufzugssteuerung 16 oder dem Inkremental-Geber 28 erzeugte Soll-Wert aus Sicht der Aufzugskabine 12 unabhängig von der realen Ist-Position (Ist-Wert) der Aufzugskabine 12 ist.
  • Aufgrund der Strukturen des Regelkreises ergeben sich immer Abweichungen zwischen Positions-Soll-Werten und Positions-Ist-Werten, im vorliegenden Fall ein so genannter Schlepp-Fehler. Dieser kann durch geeignete Algorithmen zum Beispiel durch Extrapolation der Position der Aufzugskabine 12 aufgrund der aktuellen und vergangenen Soll-Werte ermittelt werden. Im einfachsten Fall findet ein zeitlicher Versatz zwischen Soll-Wert und Ist-Wert statt, der über eine Totzeit kompensiert werden kann.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Überwachung einer mittels eines Antriebs (14) in einem Aufzugsschacht verfahrbare Aufzugskabine (12), wobei der Antrieb (14) mittels einer Aufzugssteuerung (16) unter Einbezug von Position und/oder Geschwindigkeit angesteuert wird, wobei Positions- und/oder Geschwindigkeits-Werte mittels redundanter Gebersysteme (28, 30) sicher generiert, erfasst und wobei von den Gebersystemen (28, 30) generierte Positions- und/oder Geschwindigkeits-Signale zweikanalig miteinander und/oder mit vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden und wobei bei Überschreiten des vorgegebenen momentanen Soll-Wertes und/oder bei Inkonsistenz der Positionssignale ein Auslösesignal erzeugt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass über einen ersten Kanal (46) ein der Position und/oder der Geschwindigkeit der Aufzugskabine (12) entsprechender Soll-Wert der betriebsmäßigen Aufzugssteuerung (16) und über den zweiten Kanal (48) ein der Position und/oder Geschwindigkeit der Aufzugskabine (12) entsprechender Ist-Wert erfasst wird und dass eine Ausdehnung des Aufzugsschachtes mittels Positionierung von Korrekturmarken überwacht und kompensiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das erste Positionssignal als Positions-Ist-Wert und das zweite Positionssignal als Positions-Soll-Wert rückwirkungsfrei aus einem betriebsmäßigen Regelkreis (40) der Antriebssteuerung (16) ausgekoppelt werden, wobei insbesondere die aus dem betriebsmäßigen Regelkreis (40) ausgekoppelten Positions-Soll- und/oder Ist-Werte in der zweikanaligen Überwachungseinrichtung (44) fehlersicher verglichen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch das Auslösesignal ein Signal zum Schalten einer Motorbremse (66) und/oder eines "elektronischen" Fangs ausgelöst wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Positions-Soll-Werte sowie die Positions-Ist-Werte auf physikalisch unabhängigen Signalwegen erfasst werden, wobei insbesondere eine Unabhängigkeit zwischen den Positions-Soll- und Positions-Ist-Werten durch Software-Routinen realisiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Positions-Soll-Werte und Positions-Ist-Werte diversitär erfasst werden, wobei die Soll-Werte mittels eines Inkremental-Gebers (28) direkt an dem Antrieb (14) und die Ist-Werte mittels Absolutwert-Gebers (30) ermittelt werden, und/oder dass die Positions-Soll-Werte sowie die Positions-Ist-Werte einer Plausibilitätskontrolle unterzogen werden.
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