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Sammelsteuerung für Aufzüge
Die Entwicklung von Sammelsteuerungen war bisher darauf gerichtet, die vorliegende funktionelle
Aufgabe mittels elektromechanischer Bauelemente zu lösen. Diese funktionelle Aufgabe besteht bekannt- lich darin, dass die in einer Fahrtrichtung liegenden Kommandos der Reihe nach abzuwickeln sind. Dazu sind prinzipiell folgende Einrichtungen notwendig : a) Speicherrelais für die Speicherung der gegebenen Kommandos in entsprechender Anzahl, b) eine Sortiereinrichtung dieser Kommandos nach den beiden Fahrtrichtungen, c) eine Anzeige des Standortes der Aufzugskabine, d) eine Einrichtung zum Löschen der ausgeführten Kommandos.
Die letztgenannten Aufgaben werden von einem Kopierwerk tibernommen, das mit Hilfe seiner Steuerkurven oder Kontaktbahnen mechanische Schalter betätigt undso die aus dem Standort und den vorliegen- den Kommandos abzuleitenden Konsequenzen für die Steuerung des Antriebes der Aufzuganlage zieht.
Die bei einer solchen Einrichtung zur Verwendung kommenden Relais und Kopierwerkskontakte führen vielfach zu Störungen, die die Sicherheit des Betriebes beeinträchtigen ; ausserdem verlangt die Ausführung eine hohe mechanische Präzision.
Erfindungsgemäss soll ein Prinzip für eine Sammelsteuerung angegeben werden, bei der jeder mechanische Schaltkontakt zur Gewinnung der Steuerung der Antriebseinrichtung vermieden wird und die sich dazu elektronischer Mittel bedient.
Während bisher zur Vereinfachung der Schaltung eine Reihe der oben angeführten Funktionen ineinandergeschachtelt wurden, soll bei einer solchen Sammelsteuerung erfindungsgemäss jede Aufgabe durch einen bestimmten Baustein gelöst werden. Zugleich wird dadurch das Prinzip der Lösung deutlich gemacht ; für die Bauelemente eines solchen Bausteines lassen sich dagegen verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung angeben.
Die allgemeine Aufgabe ist in der Prinzipskizze Fig. 1 dargestellt. Jedes Stockwerk hat bekanntlich zwei Rufkommandogeber. Der eine gilt für die Aufwärts-Richtung DA + der andere für die Abwärts-Richtung DA +, durch welche die Kabine in jenen Stock, in welchem nämlich der Rufkommandogeber betätigt wurde, beordert werden kann. Ausserdem befindet sich in der Kabine für jedes Stockwerk, das angesteuert werden kann, ein Kommandogeber DK, der das als Fahrtziel gewünschte Stockwerk bezeichnet.
Die durch diese Kommandogeber bezeichneten Kommandos müssen bis zur Beendigung der Durchführung gespeichert werden und sind dazu zunächst von den Stockwerken bzw. der Kabine zu einem Speicher zu übertragen. Bekanntlich wird hiefür je eine Steuerleitung benutzt, doch kann auch auf einer Sammelleitung ein das Stockwerk kennzeichnender Kode übertragen werden. Fig. l zeigt die Übertragungsleitungen von den Stockwerk-Drucktasten zum Speicher LU 1 und von den Kabinentasten zum Speicher LU 2.
Im Speicher SP müssen, wie schon erwähnt, die gegebenen Kommandos so lange festgehalten werden, bis sie durchgeführt wurden. Aus dem Speicher heraus müssen jene Entscheidungen getroffen werden, die die Antriebs-Einrichtung in der bestimmten Richtung in Betrieb setzen bzw. an bestimmten Punkten zum Halten bringen. Dabei wird erfindungsgemäss eine solche Formulierung gewählt, dass dafür nur"ENTWE- DER/ODER"bzw."JA/NEIN* Entscheidungen verlangt werden.
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Wenn sich z. B. die Kabinentür zur Ausführung eines Befehles schliesst so kann vorausgesetzt werden, dass die Aufzugsanlage die Fahrtrichtung der letzten Fahrt kennt. Dazu ist ein Kriterium für die Richtung der letzten Fahrt festzuhalten, wozu der Fahrtrichtungsspeicher FRS dient. Die 1. Abfrage an den Kommando-Speicher SP vor Antritt betrifft demnach die Entscheidung "WELTER IN DER RICHTUNG DER LETZTEN FAHRT ODER NICHT".
Dazu erhält ein Organ Ei) t welches die Entscheidung der Fahrt über" AUF ODER AB"trifft ein entsprechendes Signal vom Standortmelder SOM über den Speicher SP. Der Standortmelder SOM kann z. B. der Türkontakt des betreffenden Stockwerkes sein. Liegt ein weiteres Kommando in dieser Richtung vor, so wird die Kabine die Fahrt in der Richtung der vorangegangenen fortsetzen, ansonsten wird auf die umgekehrte Fahrtrichtung umgeschaltet und diese wiederum im Fahrtrichtungsspeicher FRS festgehalten.
Die Antriebs-Vorrichtung AV erhält so über 1 aus dem Speicher SP und 2 aus dem Fahrtrichtungspeicher FRS ihre Steuerung zum Anlaufen.
Eine weitere Entscheidung, die mit Hilfe des Speichers getroffen werden muss, betrifft das Halten.
Findet nach Abfahrt von einem Stockwerk oder vor Einfahrt in ein Stockwerk folgende Abfrage statt : SOLL IM FOLGENDEN STOCKWERK GEHALTEN WERDEN ODER NICHT, so bedeutet die Entscheidung "JA" das Einleiten des Haltevorganges für die Antriebsvorrichtung, bei der Entscheidung "NEIN" dagegen wird die Fahrt bis zur nächsten Abfragestelle fortgesetzt.
Die Entscheidung in bezug auf das Halten soll durch EH dargestellt werden. EH erhält ein Signal vom Zwischenstockkontakt ZSK und leitet die Entscheidung aus dem Speicher SP ab, um diese entweder über 3 der Antriebsvorrichtung AV zu übermitteln und diese zum Halten zu bringen oder an EH das negative Ergebnis über 4 zurückzumelden.
Ähnliche Entscheidungen sind auch-dann zu treffen, wenn bei Verwendung einer Antriebsvorrichtung mit mehreren Fahrtgeschwindigkeiten die auszuwählende Geschwindigkeit der Länge der nächsten Fahrt anzupassen ist. Bei drei solchen Geschwindigkeiten ist z. B. die kleinste für die Fahrt von einem Stockwerk ins nächste vorgesehen, die zweite, mittlere Geschwindigkeit dient der Fahrt über zwei Stockwerke, während die dritte und grösste Geschwindigkeit für Fahrten über dreiundmehr Stockwerke verwendet wird. Dann sind vor Beginn der Fahrt weitere Abfragen des Speichers notwendig, um daraus die Wahl det rich-
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der Übersichtlichkeit verzichtet.
Man erkennt aus den bisherigen Ausführungen die zentrale Bedeutung, die dem Speicher zukommt.
Speicher für derartige Kommandos können nun sehr verschieden ausgeführt werden. In der bisherigen bekannten Technik der Aufzugsteuerungen wurden sie durch Relais gebildet. Nun hat die Technik der Rechenmaschinen Speicher entwickelt, die als Bausteine Elemente verwendet, die durch zwei stabile Betriebszustände gekennzeichnet sind, bei welchen also der eine dem gespeicherten Ergebnis der andere dem nicht gespeicherten entspricht. Erfindungsgemäss sollen nun die so bekannt gewordenen Speicherelemente wie Transduktoren und Transistoren derart zu einem Speicher besonderer Bauform zusammengeschaltet werden, dass über eine Serie von Eingängen zu dem Speicher die Befehle eingespeichert werden können, während über davon getrennte Eingänge zum Speicher die notwendigen Abfragen in einer vorgegebenen Reihenfolge möglich werden.
Ein Ausführungsbeispiel für einen derartigen Speicher zeigt Fig. 2. Ein solcher Speicher wird üblicherweise als MATRIX-SPEICHER bezeichnet weil seine Elemente eine einer Matrix ähnliche Figur bilden.
Als Speicherelement wird in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Ringkern RK 11.. RK 54 aus einem Magnetmaterial mit entsprechenden Wicklungen verwendet, wobei dem Speicherzustand zwei Arbeitspunkte auf der Magnetisierungskennlinie, die durch entsprechende Erregung über die EinspeicherWicklung 21 eingestellt werden können, entsprechen. Liegt über der Einspeicherung keine Vormagnetisierung an dem Ringkern, dann wird eine an einer zweiten Wicklung, der Abfrage-Wicklung 22 angelegte Wechselspannung durch diese wegen des hohen induktiven Widerstandes nur einen kleinen Strom treiben können ; wird dagegen eine Gleichstrommagnetisierung über die Einspeicherwicklung aufgebracht, so bricht die Induktion des Ringkernes zusammen, über die Abfragewicklung wird dann aus der angelegten Wechselspannung ein sehr grosser Strom fliessen.
Die Abfrage-Wicklung wird also im Fall "keine Einspeicherung" einen hohen Widerstand darstellen im Fall "mit Einspeicherung" dagegen einen Kurzschluss bilden. Dabei ist es für die Einspeicherung ohne Belang, ob die einzelnen Ringkerne einer Zeile in Serie oder parallel geschaltet sind. Ist kein Befehl eingespeichert, so fliesst durch die in Serie geschalteten Gleichstromwicklungen der Ringkeme, die einem Stockwerk zugeordnet sind, der maximale VormagnetisierungsStrom ; wird ein Befehl eingespeichert, so wird die Gleichstromvormagnetisierung aufgehoben. Die Abfragewicklungen einer Spalte sind dagegen so in Serie zu schalten, dass sie die gestellte Abfrage aus der
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Einspeicherung zu beantworten gestatten. Dies ist in Fig. 2 für die Fragestellung"AUF ODER AB"dargestellt.
Ein an die in einer Spa1. re in Serie geschalteten zweiten Wicklungen angelegter niederfrequenter Spannungsimpuls, wird fallweise durch diese Durchgang finden. Wenn z. B. bei der Abfrage "vom I 1. Stock auf" AL nur einer von dem zweiten, dritten, vierten oder fünften Stockwerk zugeordneten Kerne durch die Einspeicherung des betreffenden Kommandos hochohmig ist, wird der Abfrage-Spannungsimpuls keinen Durchgang finden und in einer Koinzidenz-Schaltung anzeigen, dass nach aufwärts zu fahren ist. Die Koinzidenz-Schaltung ist an V anzuschliessen, ihr ist die am Widerstand R entstehende Spannung zuzuführen.
In Fig. 2 erkennt man, dass auf jede Drucktaste DA bzw. DK oder einem ähnlichen Einspeicherorgan ein Transistor TRIa, Ib, 2a, 2b, 2c usw. ineinerbistabilenSchaltung folgt. In dieser Schaltung soll dieser Transistor den durch die Einspeicherung bestimmten Speisezustand von sich aus aufrechterhalten und bei Löschung des Kommandos nach dessen Durchführung in die Ausgangslage, den reziproken Durchgangszustand, zurückgebracht werden, also als selbsthaltender Arbeitskontakt wirken. Wie schon erwähnt soll die i jeweils notwendige Abfrage vor Beginn der Fahrt stattfinden ; in Fig. 2 sind die im Ausführungsbeispiel gegebenen Möglichkeiten durch acht Schaltkreise wiedergegeben, die in den Spalten der Speicherelemente gebildet wurden. Die acht Schaltkreise sind mit A2 Alt, A3 t, A2t, A4 i, A3t, A5t und A4 bezeichnet.
Die Abfrage soll mit Hilfe eines niederfrequenten Impulses ausgelöst werden, der jeweils je nach dem ) Standort und der vorangegangenen Fahrtrichtung, an einen der Schaltkreise gelegt wird. Der Durchgang des Impulses erzeugt eine Spannung an einem Widerstand R der selbst im Eingang eines Verstärkers V liegt.
Befindet sich die Kabine mit der Fahrtrichtung "AUF" in der zweiten Etage, so gelangt derAbfrageimpuls an den Schaltkreis A2 4 und wird am Widerstand R eine Spannung erzeugen, wenn kein Kommando aus dem dritten, vierten oder fünften Stockwerk eingespeichert vorliegt.
Die Konsequenzen aus dem Spannungsimpuls an R, der über einen Verstärker in bekannten Schaltungsaufbau geleitet wird, zieht eine Koinzidenzschaltung, die aus dem gleichzeitigen Vorhandensein des Impulses am Eingang und Ausgang der Abfragewicklungen bzw. aus dem Fehlen des Impulses am Ausgang den weiteren Steuervorgang einleitet. Dabei bedeutet das Vorhandensein am Ein- und Ausgang die Entscheidung "NEIN" das Ausbleiben des Impulses am Ausgang dagegen die Entscheidung "JA".
Für den Matrix-Speicher ist aber auch ein Aufbau aus andern bekannten Elementen denkbar. In Fig. 3 ist z. B. ein Speicher nach dem gleichen Prinzip dargestellt, bei welchem die Ringkerne durch eine Serienschaltung von je zwei Transistoren etwa Tr1-A und Tr5-l ersetzt wurden. Diese Schaltung hat den Vorteil, dass nur mit Gleichspannungspotentialen gearbeitet wird und daher die Wechselspannungsquelle für den Impuls an den Abfrage-Spalten wegfällt, was einer Vereinfachung des Gesamtaufbaues entspricht.
Die Wirkungsweise einer Seriengruppe von zwei Transistoren ist bekanntlich etwa die folgende : solange an beiden Eingängen, die jeweils an die Basis der Transistoren geführt sind, das Potential Null liegt, sind beide Transistoren gesperrt ; durch den Widerstand Rl.. R8 fliesst daher einsehr kleiner Strom von einigen uA. Wird an eine Basis, an einen der beiden Eingänge einer Gruppe also, eine negative Spannung gelegt, so ändert sich der Strom nur wenig. Wird dagegen an die Basis beider Transistoren der Gruppe eine negative Spannung gelegt, dann steigt der Strom auf einige mA an und ist nur durch die Grösse des Widerstandes im Kollektorkreis der Gruppe begrenzt. Die Spannung, die jeweils an dem Widerstand R entsteht, wird nach Verstärkung VI..
V8 einer Koinzidenz-Schaltung zugeführt, ausderdie weiteren Schaltvorgänge in ähnlicher Weise, wie bereits erwähnt, abgeleitet werden. Aus solchen Seriengruppen von Transistoren lässt sich ein neuartiger Speicher bauen, der für die Aufgabenstellung besonders geeignet ist.
In Fig. 3 wurde die Einspeicherung weggelassen und dafür auf die Punkte El.. ES aus Fig. 2 Bezug genommen. Die erwähnte Gruppe aus zwei Transistoren hat jeweils einen Eingang aus der Einspeicherung
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die einer Einspeicherung zugeordneten Transistoren Trl-l, Trl-2 usw. eingangsseitig parallel geschaltet und bilden jeweils eine Zeile der Speicher-Matrix. Die Kollektoren dieser Transistoren sind teilweise parallel geschaltet, wenn sie zu einer Abfrage gehören. Die so gebildeten Einheiten stellen zusammen mit je einem Abfrage-Transistor TrI-A, Tr2-A usw., die ihrerseits einen Eingang von der Abfrage erhalten, jene Gruppe dar, dieinder beschriebenen Weise arbeitet.
Jede dieser Gruppen liefert gegebenenfalls eine Spannung an den Ausgangswiderstand der Gruppe Rl.. R8, die Spannung an diesen Widerständen wird je einem Verstärker VI.. V8 zugeführt.
In Fig. 4 ist das Prinzipschema einer gesamten Anlage für fünf Stockwerke wiedergegeben, die einen MATRIX-SPEICHER wie beschrieben verwendet. Dabei wurden jene Einzelheiten, die entweder allen
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- Sammelsieuerungen gemeinsam sind oder sein können, sowie schaltungstechnische allgemein bekannte
Einzelheiten nur angedeutet oder weggelassen.
Jedem Stockwerk mit Stockwerksindex ist je eine Drucktaste für die Auf- und Ab-Richtung DA! und
DAt zugeordnet, die über einen bistabil geschalteten Transistor Tra, Trb, Trc mit Stockwerkindex die
Einspeicherung der Kommandos in den Matrix-Speicher Über die Eingänge El.. ES liefert. Auf jeweils den gleichen Eingang 4 des Speichers arbeitet eine in der Kabine befindliche Drucktaste DK, wobei für jedes anzusteuernde Stockwerk eine solche vorhanden ist. Die Einspeicherung der Kommandos erfolgt also über jene Matrix-Eingänge die auch in Fig. 2 bzw. Fig. 3 eingetragen sind. Die Matrix hat, wie bereits ausgeführt, weitere Eingänge (in dem Ausführungsbeispiel 8), u. zw. für die Abfrage in bezug auf die
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Die Funktion der Anlage ist dabei folgende :
Ein Türkontakt, z. B. TK2, gibt beim Schliessen der Kabinentür in jenem Stockwerk, in welchem sich die Kabine befindet, nach dem die Etage 2 in Auffahrt erreicht wurde, einen Impuls-Generator SIG, der einzelne Impulse erzeugt, frei. Dieser Generator ist so gebaut. dass er zunächst gefesselt ist. d. h. nicht schwingt, und über den Türkontakt derart angestossen wird, dass er eine Gruppe von zwei aufeinanderfolgenden Impulsen abgibt, und danach in die Fesselung zurückkehrt. Der zweite Impuls dieser Impulsgruppe kann durch die Rückwirkung von der Koinzidenzschaltung K, auf die noch zurückzukommen ist, unterdrückt werden. Zunächst kommt der erste Impuls an eine Tor-Schaltung T, die vom Fahrt-Richtungsspeicher FRS gesteuert wird.
Eine solche Torschaltung hat zwei Eingänge, einen vom SIG her und einen zweiten vom FRS her, sowie zwei Ausgänge, wobei je nach der Stellung des FRS (auf oder ab) der eine oder der andere Ausgang für den vom SIG kommenden Impuls freigegeben wird. Zunächst wird, dem festgelegten Prinzip zufolge, jene Richtung freigegeben, die die letzte Fahrtrichtung war. Der Impuls gelangt somit an jenen Eingang der Matrix, der der gleichen Richtung wie zuvor entspricht, im Beispiel an A2 of., und trifft mit dem gleichen Impuls, der die Matrix umgangen hat, in der Koinzidenzschaltung K zusammen. Die Koinzidenzschaltung ist für jede Fahrtrichtung vorhanden K, K . Sie hat jeweils einen Eingang aus dem Matrix-Speicher und einen zweiten, an welchen der aus dem SIG stammende Impuls direkt angelegt wird.
Am Ausgang liefert sie entweder keine Spannung, wenn an beide Eingänge ein Impuls gelangt, oder. einen Impuls, wenn dieser nur an einem Eingang vorhanden ist. Konnte der an die Matrix geleitete Impuls-diese durcheilen, was der Fall ist, wenn kein entsprechendes Kommando eingespeichert ist, so liefert die-Koinzidenzschaltung keinen Ausgang, woraus im Fahrtrichtungsspeicher FRS ein Kriterium abgeleitet wird, dass dieser in jene Lage umschlägt, die einer Umkehrung der Fahrtrichtung entstlcht, Dieser Vorgang liefert keine Rückwirkung auf den SIG, der daraufhin den zweiten Impuls der Gruppe auslost, der nun den Matrix-Speicher im Beispiel am Eingang Ait erreicht, da inzwischen auch - die Torschaltung über den umgepolten FRS auf die umgekehrte Richtung umgelegt wurde.
Liegt ein entsprechendes Kommando vor, im Beispiel ein Ruf aus der ersten Etage, so kann der Impuls den MatrixSpeicher nicht durcheilen. Im Ausgang der Koinzidenzschaltung wird ein Impuls übrigbleiben und dieser wird den Umschalter US im Antrieb und den Einschalter für die Fahrt betätigen.
Der Einfachheit halber wurde für die Abfrage zwischen den Stockwerken nur ein Schalter, der sich in der Mitte zwischen den Stockwerken befinden soll, angenommen. Dieser soll in gleicher Weise bei Aufund Abfahrt betätigt werden. Auf den Zwischenstockkontakt ZSKl, ZSK2 usw. folgt ein bistabil geschalteter Transistor TR mit Zwischenstockindex und auf diesen eine vom FRS gesteuerte Torschaltung Tl mit Stockwerkindex, aus-der wiederum eine entsprechende Anzahl von Eingängen gebildet werder. In schaltungstechnisch ähnlicher Weise wie dies in Fig. 2 durch Zusammenschalten der zweiten Wicklungen der Speicherkeme für die Abfrage nach der Fahrtrichtung geschehen ist, werden auf den Kernen aufgebrachte dritte Wicklungen verwendet um eine Antwort auf die Frage "SOLL IM FOLGENDEN STOCK GEHALTEN WERDEN ODER NICHT" zu erhalten.
Eine bejahende Antwort steuert wiederum über eine Koinzidenzschaltung den Umschalter für die Schnell-und Langsam-Fahrt SS/LS und leitet so das Stehenbleiben ein.
Wird ein Stockwerk angesteuert, so liefert beim Öffnen der Tür nach dem Halten der schon erwähnte Türkontakt TK mit Stockwerkindex einen Impuls, der über eine Torschaltung T2 mit Stockwerkindex die vom FRS gesteuert werden, einen Impuls an jenen bistabilen Transistor, der dem angesteuerten Stockwerk zugeordnet ist und in der Fahrtrichtung liegt, sowie an den Transistor, der zur betreffenden Kabinentaste gehört. Damit wird der über diesen Weg eingespeicherte Ruf gelöscht.