[0001] Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung mit einer elektrischen Überwachungsschaltung für einen Sicherheits-Stromkreis einer Aufzugsanlage gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
[0002] Die im Sicherheits-Stromkreis von Aufzugsanlagen vorgesehenen seriell geschalteten Unterbrechungsschalter unterbrechen im Fehlerfalle über die elektrische Koppelung mit der Aufzugssteuerung die Stromzufuhr zu den Hauptschaltgliedern der Aufzugsanlage. Diese Unterbrechungsschalter befinden sich einerseits an zu überwachenden Anlagenteilen des Aufzugs, wie als Türschalter und als Riegelschalter, und sie zeigen an, ob eine Türe geschlossen und verriegelt ist.
[0003] Andererseits befinden sie sich an anderen Anlagenteilen des Aufzugs, wie dem Geschwindigkeitsbegrenzer und der Fangvorrichtung. In diesem Fall sollen sie bei Überschreitung der Fahrgeschwindigkeit die Anlage stillsetzen. Während die Schalter der ersten Gruppe auch im Normalbetrieb der Anlage betätigt werden, so schalten jene der zweiten Gruppe nur im Fehlerfall.
[0004] Die Überwachung von Schaltzuständen richtet sich vor allem an die Unterbrechungsschalter der ersten Gruppe, also die Tür- und Riegelschalter. Diese werden auch im Normalbetrieb der Anlage betätigt, ein verlässliches Öffnen und Schliessen derselben ist deshalb von hoher Wichtigkeit. Während das Nichtschliessen einfach als unterbrochener Sicherheitskreis die Steuerung blockiert, wird das Nichtöffnen von der Aufzugssteuerung nicht erkannt.
[0005] Überwachungsschaltungen sollen nicht nur das Nichtöffnen von einzelnen Unterbrechungsschaltern kontrollieren, sondern sollen auch mögliche Fehler, welche ein Nichtöffnen vortäuschen, erkennen.
[0006] Mögliche Fehlerquellen, welche ein Nichtöffnen eines Sicherheitskontaktes vortäuschen können, sind folgende:
<tb>1.<sep>Überbrückung eines oder mehrerer Unterbrechungsschalter.
<tb>2.<sep>Spannungseinspeisung: Von einem anderen Spannungssystem, z.B. einer Zuleitung für Fahrkorbbeleuchtung, oder auch vom aktiven Leiter des Sicherheits-Stromkreises selbst wird Spannung eingespeist.
<tb>3.<sep>Spannungsverschleppung: Kurzschlüsse an den Anschlüssen der Signalabgriffe des Sicherheits-Stromkreises und gleichzeitige Unterbrechung des Rückleiters können ebenfalls zu Überbrückungen von Unterbrechungsschaltern führen. Zum Beispiel könnte ein defekter Bauteil einer Platine (Widerstand) die Ursache für ein solches Fehlerbild sein.
[0007] Überwachungsschaltungen haben daher die Aufgabe, die Offenstellung der Sicherheitsschalter zu kontrollieren.
Stand der Technik
[0008] Es entspricht auch heute noch dem Stand der Technik, die Offenstellung der Türschalter manuell zu prüfen, d.h. in regelmässigen Zeitabständen, z.B. wöchentlich, prüft der Aufzugwärter im Rahmen der sogenannten Betriebskontrolle, ob der Aufzug bei geöffneten Türen anfährt. Dieses Intervall kann bei Vorhandensein einer Überwachungsschaltung auf monatlich ausgedehnt werden. Da immer mehr Betreuungsfirmen die Tätigkeit der Betriebskontrollen übernehmen, wird die Ausdehnung des Überprüfungsintervalls zu einer wesentlichen finanziellen Überlegung.
[0009] Kurz gesagt, Betreuungsfirmen und Überwachungsschaltungen übernehmen immer mehr die Tätigkeit der Aufzugwärter.
[0010] Die heute bekannten Lösungen für Überwachungsschaltungen lassen sich in zwei Gruppen einteilen.
1. Freischalten:
[0011] Die zu überwachenden Unterbrechungsschalter werden über Schützkontakte aus dem Sicherheits-Stromkreis geschaltet und der Überwachungsschaltung zugeführt. Diese kontrolliert, ob der Unterbrechungsschalter geöffnet oder geschlossen ist.
[0012] Der Nachteil der Freischaltmethode ist der hohe Aufwand an zusätzlichen Kontakten im Sicherheits-Stromkreis. Fehlbeschaltungen (Verdrahtungsfehler) bei Einbau des Systems oder im Rahmen einer Störungssuche können zu gefährlichen Betriebszuständen führen.
2. Potentialmessung
[0013] Die Kontrolle der Schaltstellung erfolgt durch Spannungsmessung am jeweiligen Ende des zu prüfenden Schalters.
[0014] Bei der Potentialmessung wird ein zusätzlicher Steuerungsteil parallel zu den Unterbrechungsschaltern geschaltet. Obwohl die Eingänge in die Überwachungsschaltung den einschlägigen Vorschriften entsprechen, stellt sie selbst eine potentielle Gefahrenquelle hinsichtlich der Überbrückung eines Unterbrechungsschalters dar.
[0015] Überwachungseinrichtungen der oben genannten Arten sind beispielsweise aus der EP 0 149 727 A1 und der AT 394 022 B bekannt.
[0016] Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, den Sicherheitsschaltkreis möglichst ohne Umbauten - verursacht durch eine Überwachungsschaltung - zu belassen, sodass Verdrahtungsfehler beim Einbau einer Überwachungsschaltung mit Sicherheit vermeidbar sind. Auch soll die Überwachungsschaltung selbst keine Überbrückung eines Unterbrechungsschalters ermöglichen.
[0017] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Überwachungsschaltung gemäss Anspruch 1 mit dem Sicherheits-Stromkreis ausschliesslich induktiv koppelbar ist, wobei nach einer bevorzugten Ausführungsform der Sicherheits-Stromkreis mittels der Überwachungsschaltung mit einer Prüfspannung überlagerbar ist, die hinsichtlich Frequenz-und/oder Spannungshöhe unterschiedlich ist zur Betriebsspannung des Sicherheits-Stromkreises.
[0018] Vorzugsweise entspricht die maximale Prüfspannung der Differenz aus Spannungsfestigkeit der Einrichtungen des Sicherheits-Stromkreises und der Betriebsspannung, wobei zweckmässig die minimale Prüfspannung derart bemessen ist, dass ein noch messbares Signal feststellbar ist.
[0019] Die minimale Prüfspannung ist hingegen vorzugsweise derart bemessen, dass ein noch messbares Signal feststellbar ist.
[0020] Wird eine hinsichtlich Frequenzhöhe zum Sicherheits-Stromkreis unterschiedliche Prüfspannung gewählt, so ist vorzugsweise die maximale Frequenz derart bemessen, dass das Abstrahlungsverhalten der Leitung des Sicherheits-Stromkreises noch zulässig ist, wobei die minimale Frequenz der Prüfspannung nur so weit über der Frequenz der Betriebsspannung liegt, dass eine eindeutige Filterung der Frequenz der Prüfspannung von der Frequenz der Betriebsspannung möglich ist.
[0021] Vorzugsweise beträgt die Prüfspannung maximal 200 V, vorzugsweise 5 bis 10 V.
[0022] Die Frequenz der Prüfspannung liegt zweckmässig zwischen 50 Hz und 100 kHz, insbesondere zwischen 10 kHz und 100 kHz.
[0023] Eine bevorzugte Ausführungsform der Überwachungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfspannung über einen Transformator in den Sicherheits-Stromkreis induzierbar und über einen weiteren Transformator wieder zurückinduzierbar ist, wobei zwischen den beiden Transformatoren ein zu überprüfender Unterbrechungsschalter vorgesehen ist.
[0024] Ein besonders einfaches Konzept, das sehr leicht zu verwirklichen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfspannung über eine Spule direkt in die Leitung des Sicherheits-Stromkreises induzierbar ist und über eine weitere Spule direkt von der Leitung des Sicherheits-Stromkreises wieder zurückinduzierbar ist, wobei zwischen den beiden Spulen ein zu überprüfender Unterbrechungsschalter vorgesehen ist.
[0025] Der im Sicherheits-Stromkreis induzierte Prüfstrom ist vorzugsweise über Kondensatoren zu einem Kreislauf geschlossen.
[0026] Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung schematisiert dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Sicherheits-Stromkreis nach dem Stand der Technik veranschaulicht. Die Fig. 2und 3 zeigen unterschiedliche Überwachungsschaltungen für den Sicherheits-Stromkreis gemäss dem Stand der Technik; die Fig. 4 und 5zeigen erfindungsgemässe Ausführungsformen der Überwachungseinrichtung.
[0027] In Fig. 1 ist ein Sicherheits-Stromkreis 1 einer Aufzugsanlage mit Unterbrechungsschaltern 2, 3 veranschaulicht, die Türschalter 2 und Riegelschalter 3 für die Türen darstellen. Dieser Sicherheits-Stromkreis 1 ist mit der Aufzugssteuerung 4 derart gekoppelt, dass bei Unterbrechung des Sicherheits-Stromkreises 1, also bei einem geöffneten Türschalter 2 oder Riegelschalter 3, eine Fahrt der Fahrkabine verhindert wird. Die Pfeile I und II deuten eine Überbrückung eines Unterbrechungsschalters 2 oder mehrerer Unterbrechungsschalter 2, 3 an, wodurch auch bei einem geöffneten Unterbrechungsschalter 2 bzw. 3 eine Fahrt der Fahrgastkabine möglich ist.
[0028] Um ein Freischalten der Aufzugssteuerung infolge einer solchen Überbrückung zu verhindern, ist es bekannt, Überwachungsschaltungen 5, 6 vorzusehen, wie sie in den Fig. 2 und 3veranschaulicht sind. Gemäss Fig. 2 wird der zu überwachende Unterbrechungsschalter 2 über Schützkontakte 7, 8 aus dem Sicherheits-Stromkreis 1 geschaltet und der Überwachungsschaltung 5, also deren Stromkreis, zugeführt. Mit dieser Überwachungsschaltung 5 ist es nun möglich, zu kontrollieren, ob der Unterbrechungsschalter 2 geöffnet oder tatsächlich geschlossen ist.
[0029] Gemäss Fig. 3 wird der Unterbrechungsschalter 2 mittels einer Potentialmessung 6 überwacht. Die Schaltstellung des Unterbrechungsschalters 2 wird somit durch eine Spannungsmessung unter Zwischenschaltung des Unterbrechungsschalters 2 kontrolliert.
[0030] Wie bereits eingangs erwähnt, können diese beiden Lösungen zu einem Fehlverhalten der Aufzugsanlage führen. Die erstere Lösung bedingt zudem einen hohen Aufwand an zusätzlichen Kontakten im Sicherheits-Stromkreis, und es können Verdrahtungsfehler auftreten. Die zweite in Fig. 3dargestellte Lösung kann Fehlanzeigen für den Unterbrechungsschalter 2 verursachen, da die Überwachungsschaltung 6 selbst eine Gefahr für die Überbrückung des Unterbrechungsschalters 2 darstellt.
[0031] Erfindungsgemäss wird - wie in den Fig. 4und 5dargestellt - eine Prüfspannung über Transformatoren 9 in den Sicherheits-Stromkreis 1 induziert und abgefragt, wobei jeweils ein Transformator 9 vor und nach einem Unterbrechungsschalter 2 bzw. 3 vorgesehen ist. Kondensatoren 10 dienen zum Schliessen des Prüfstromkreises. Sie sind so bemessen, dass sie für die Betriebsspannung einen möglichst hohen Widerstand darstellen und für die Prüfspannung als Last dienen. Die Pfeile III zeigen den Verlauf des Prüfstromes an.
[0032] Mithilfe der Transformatoren 9 wird der Betriebsspannung, die beispielsweise 110 V, 60 Hz oder 230 V, 50 Hz beträgt, des Sicherheits-Stromkreises 1 eine Prüfspannung überlagert. Diese Prüfspannung unterscheidet sich in Frequenz und/oder Spannungshöhe von der Betriebsspannung. Die obere Grenze Prüfspannung ergibt sich aus der Differenz Spannungsfestigkeit der Schaltgeräte bzw. der Teile des Sicherheits-Stromkreises 1 minus Betriebsspannung. Im Allgemeinen beträgt die Spannungsfestigkeit 250 V. Bei einer Betriebsspannung von 230 V ergibt sich eine theoretische Differenz von 20 V. Bei einer Betriebsspannung von 110 V verbleiben (250-110) 140 V für die Prüfspannung.
[0033] Die untere Grenze der Prüfspannung ist die Mindestspannung, welche noch ein messbares Signal im Abfrageteil erlaubt.
[0034] Die obere Grenze der Frequenz ergibt sich aus dem Abstrahlungsverhalten der Leitungen des Sicherheits-Stromkreises 1. Im Hochfrequenzbereich wirken diese Leitungen je nach Gebäudehöhe wie eine Antenne. Bei einer Hubhöhe von 50 m beträgt daher die maximale Frequenz ca. 75 kHz.
[0035] Die untere Grenze ergibt sich aus der Netzfrequenz (50 Hz) und sollte zumindest so weit über diesem Wert liegen, dass eine eindeutige Filterung der Prüffrequenz von der Netzfrequenz möglich ist.
[0036] Daraus folgt ein erweiterter Spannungsbereich zwischen 0 V-200 V und ein engerer Spannungsbereich zwischen 5 V-10 V, sowie ein erweiterter Frequenzbereich zwischen 50 Hz-100 kHz und ein engerer Frequenzbereich zwischen 10 kHz-100 kHz.
[0037] Gemäss Fig. 5 wird die Prüfspannung über Spulen 9 direkt in die Leitung des Sicherheits-Stromkreises 1 induziert und über Spulen 9 auch wieder direkt von der Leitung abgefragt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass am Sicherheits-Stromkreis 1 keinerlei Manipulationen erforderlich sind.
[0038] Der Kern der Erfindung liegt darin, dass die Überwachungsschaltung 11 galvanisch eindeutig vom Sicherheits-Stromkreis getrennt ist und damit auch von der Aufzugssteuerung. Der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Überwachungseinrichtung liegt darin, dass keine zusätzlichen Kontakte des Sicherheits-Stromkreises 1, die geöffnet und geschlossen werden müssen, erforderlich sind. Gemäss der Variante in Fig. 5 ist lediglich die Leitung des Sicherheits-Stromkreises 1 durch die Spulen 9 zu führen.
The invention relates to a monitoring device with an electrical monitoring circuit for a safety circuit of an elevator system according to the preamble of claim 1.
The provided in the safety circuit of elevator systems serially connected breaker interrupt in case of failure via the electrical coupling with the elevator control the power to the main switching elements of the elevator system. These breakers are on the one hand to be monitored plant parts of the elevator, such as a door switch and as a bolt switch, and they indicate whether a door is closed and locked.
On the other hand, they are located on other parts of the elevator, such as the speed limiter and the safety gear. In this case, they should stop the system if the vehicle speed is exceeded. While the switches of the first group are also operated during normal operation of the system, those of the second group only switch in the event of a fault.
The monitoring of switching states depends primarily on the breaker switch of the first group, ie the door and bolt switch. These are also operated in normal operation of the system, a reliable opening and closing of the same is therefore of great importance. While the non-closure simply blocks the control as an interrupted safety circuit, the non-opening is not recognized by the elevator control.
Monitoring circuits are not only intended to control the non-opening of individual circuit breakers, but are also to detect possible errors which simulate non-opening.
Possible sources of error which can simulate a non-opening of a safety contact are the following:
<tb> 1. <sep> Bridging one or more breakers.
<tb> 2. <sep> Voltage feed: From another voltage system, e.g. A supply line for car lighting, or even the active conductor of the safety circuit itself voltage is fed.
<tb> 3. <sep> Voltage carryover: Shortcircuiting the terminals of the safety circuit's signal taps and breaking the return conductor at the same time can also cause bypass breakers to bypass. For example, a defective component of a board (resistor) could be the cause of such a defect image.
Monitoring circuits therefore have the task of controlling the open position of the safety switch.
State of the art
Even today, it is still the state of the art to manually check the open position of the door switches, i. at regular intervals, e.g. weekly, the lift attendant checks within the framework of the so-called operational control whether the elevator starts with the doors open. This interval can be extended to monthly in the presence of a monitoring circuit. As more and more caregivers take over the work of operational controls, the extension of the review interval becomes a major financial consideration.
In short, support companies and monitoring circuits are taking over more and more the activity of the elevator attendant.
The solutions known today for monitoring circuits can be divided into two groups.
1. Unlock:
The circuit breaker to be monitored are connected via contactor contacts from the safety circuit and fed to the monitoring circuit. This controls whether the breaker is open or closed.
The disadvantage of the unlocking method is the high cost of additional contacts in the safety circuit. Incorrect wiring (wiring errors) when installing the system or as part of a troubleshooting can lead to dangerous operating conditions.
2. Potential measurement
The control of the switching position is performed by voltage measurement at the respective end of the switch to be tested.
In the potential measurement, an additional control part is connected in parallel with the interrupt switches. Although the inputs to the monitoring circuit comply with the relevant regulations, it itself constitutes a potential source of danger with regard to the bridging of an interruption switch.
Monitoring devices of the abovementioned types are known, for example, from EP 0 149 727 A1 and AT 394 022 B.
The invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and has set itself the task of the safety circuit as possible without alterations - caused by a monitoring circuit - to leave, so that wiring errors in the installation of a monitoring circuit can be avoided with certainty. Also, the monitoring circuit itself should not allow bridging an interruption switch.
This object is achieved in that the monitoring circuit according to claim 1 with the safety circuit is exclusively inductively coupled, wherein in a preferred embodiment of the safety circuit by means of the monitoring circuit with a test voltage is superimposed, in terms of frequency and / or voltage level is different from the operating voltage of the safety circuit.
Preferably, the maximum test voltage corresponds to the difference between the dielectric strength of the devices of the safety circuit and the operating voltage, wherein suitably the minimum test voltage is dimensioned such that a still measurable signal can be detected.
The minimum test voltage, however, is preferably dimensioned such that a still measurable signal can be detected.
If a frequency difference to the safety circuit different test voltage selected, so preferably the maximum frequency is such that the radiation behavior of the line of the safety circuit is still allowed, the minimum frequency of the test voltage only so far above the frequency of Operating voltage is that a clear filtering of the frequency of the test voltage of the frequency of the operating voltage is possible.
Preferably, the test voltage is a maximum of 200 V, preferably 5 to 10 V.
The frequency of the test voltage is suitably between 50 Hz and 100 kHz, in particular between 10 kHz and 100 kHz.
A preferred embodiment of the monitoring device is characterized in that the test voltage is inducible via a transformer in the safety circuit and back induced again via another transformer, wherein between the two transformers to be tested interruption switch is provided.
A particularly simple concept, which is very easy to implement, is characterized in that the test voltage via a coil directly into the line of the safety circuit is inducible and via another coil directly from the line of the safety circuit backinducible again is, is provided between the two coils to be checked interruption switch.
The induced in the safety circuit test current is preferably closed via capacitors to a circuit.
The invention is described below with reference to two schematically illustrated in the drawings embodiments, wherein Fig. 1 illustrates a safety circuit according to the prior art. Figures 2 and 3 show different monitoring circuits for the safety circuit according to the prior art; FIGS. 4 and 5 show embodiments of the monitoring device according to the invention.
In Fig. 1, a safety circuit 1 of an elevator system with break switches 2, 3 is illustrated, the door switch 2 and latch switch 3 represent the doors. This safety circuit 1 is coupled to the elevator control 4 in such a way that when the safety circuit 1 is interrupted, that is to say when the door switch 2 or the latch switch 3 is open, a movement of the driver's cab is prevented. The arrows I and II indicate a bridging of an interruption switch 2 or more interruption switches 2, 3, whereby a ride of the passenger cabin is possible even with an open breaker switch 2 or 3.
In order to prevent disconnection of the elevator control as a result of such bridging, it is known to provide monitoring circuits 5, 6, as illustrated in FIGS. 2 and 3. According to FIG. 2, the interruption switch 2 to be monitored is connected via contactor contacts 7, 8 from the safety circuit 1 and supplied to the monitoring circuit 5, ie its circuit. With this monitoring circuit 5, it is now possible to check whether the interruption switch 2 is opened or actually closed.
According to FIG. 3, the interruption switch 2 is monitored by means of a potential measurement 6. The switching position of the interruption switch 2 is thus controlled by a voltage measurement with the interposition of the interruption switch 2.
As already mentioned, these two solutions can lead to a faulty behavior of the elevator system. The former solution also requires a high cost of additional contacts in the safety circuit, and there may be wiring errors. The second solution shown in FIG. 3d can cause false indications for the interruption switch 2, since the monitoring circuit 6 itself represents a danger for the bypassing of the interruption switch 2.
According to the invention - as shown in FIGS. 4 and 5 - induced a test voltage via transformers 9 in the safety circuit 1 and interrogated, in each case a transformer 9 is provided before and after a break switch 2 and 3 respectively. Capacitors 10 are used to close the test circuit. They are designed so that they represent the highest possible resistance to the operating voltage and serve as a load for the test voltage. The arrows III indicate the course of the test current.
Using the transformers 9, the operating voltage, which is for example 110 V, 60 Hz or 230 V, 50 Hz, the safety circuit 1, a test voltage superimposed. This test voltage differs in frequency and / or voltage level of the operating voltage. The upper limit test voltage results from the difference between the dielectric strength of the switching devices or the parts of the safety circuit 1 minus the operating voltage. In general, the withstand voltage is 250 V. At an operating voltage of 230 V, the theoretical difference is 20 V. At an operating voltage of 110 V, (250-110) 140 V remains for the test voltage.
The lower limit of the test voltage is the minimum voltage, which still allows a measurable signal in the interrogation part.
The upper limit of the frequency results from the radiation behavior of the lines of the safety circuit 1. In the high frequency range, these lines act depending on the building height as an antenna. With a lifting height of 50 m, the maximum frequency is therefore approx. 75 kHz.
The lower limit results from the mains frequency (50 Hz) and should at least be so far above this value that a clear filtering of the test frequency of the mains frequency is possible.
This results in an extended voltage range between 0 V-200 V and a narrower voltage range between 5 V-10 V, as well as an extended frequency range between 50 Hz-100 kHz and a narrower frequency range between 10 kHz-100 kHz.
5, the test voltage is induced via coils 9 directly into the line of the safety circuit 1 and queried via coils 9 again directly from the line. This embodiment has the advantage that no manipulations are required on the safety circuit 1.
The essence of the invention is that the monitoring circuit 11 is electrically isolated from the safety circuit and thus also from the elevator control. The particular advantage of the monitoring device according to the invention is that no additional contacts of the safety circuit 1, which must be opened and closed, are required. According to the variant in FIG. 5, only the line of the safety circuit 1 is to be led through the coils 9.