CN101939243B - 输送系统的安全装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监测输送系统(1)的方法和设备。该输送系统包括输送设备(2)以及用于使输送设备运动的同步电机(3)。在该方法中，所述输送设备的运动信息由两个通道确定，如果确定的运动信息的彼此偏差超过设定的限定值，执行急停。

Description

输送系统的安全装置
技术领域
本发明涉及用于监测输送系统的安全性的方法、用于监测输送系统的安全性的装置以及输送系统的安全设备。
背景技术
监测输送设备的运动一般要求运动的双通道测量。传统地，为了该目的，至少两个单独的运动传感器安装到输送系统中。
运动传感器一般为机械的不断磨损的部件，在此情况下它们的运行故障影响输送系统的总体可靠性。
传统地，当监测到运动传感器的故障时，输送系统的运行中断，在此情况下输送系统的服务水平恶化。
公布的EP1602610A1提出了基于升降机电机的运动传感器和升降机轿厢的运动传感器的测量结果监测升降机系统的运动。
发明内容
本发明的目的是解决前述问题以及以下在本发明的描述中公开的问题。本发明提出了比现有技术更简单且更可靠地监测输送系统的安全性。由于该监测，输送系统的服务水平还比现有技术的输送系统的服务水平更好。
在根据本发明的用于监测输送系统的安全性的装置中，输送系统包括输送设备、用于使输送设备运动的同步电机以及由输送设备控制的止停设备。在此情况下，用于监测输送系统的安全性的装置包括输送设备的运动传感器、同步电机的电气参数的确定、从输送设备的运动传感器信号的输送设备的运动信息的确定、从同步电机的电气参数的输送设备的运动信息的确定、基于从输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息以及基于从同步电机的电气参数确定的输送设备的运动信息监测输送设备的运动信息的确定，以及还根据运动信息的确定的前述监测控制输送设备的止停设备。
根据本发明的输送系统的安全设备包括用于输送设备的运动传感器的信号的输入、用于输送设备的止停设备的控制信号的输出、用于从同步电机的电气参数确定的运动信息的总线、基于输送设备的运动传感器的信号以及基于从同步电机的电气参数确定的运动信息监测输送设备的运动信息的确定以及根据运动信息的确定的监测控制输送设备的止停设备。
根据本发明的术语“输送系统的输送设备”指的是输送系统的一部分，待输送的对象由该输送系统的一部分进行运动。这些种类的输送系统是例如升降机系统、自动扶梯系统、自动人行道系统以及正驱动升降机系统或起重机系统。本发明还适合用于例如与轮系(trains)结合，或者例如与各种输送机例如电厂、工厂或仓库的输送带结合。然而，所有这些可应用的输送系统共有的是它们中的输送设备，例如升降机系统的升降机轿厢被布置为通过同步电机而运动。
在本发明的一个实施例中，输送设备的运动信息是由同步电机的源电压和/或由同步电机的电感的变化进行确定的。以这种方式，实现了可靠的运动确定，因为前述的同步电机的源电压直接由转子励磁运动产生。在此情况下，转子的运动还可以与转子从同步性的掉落有关地进行确定。转子的运动通常还可由同步电机的电感的变化可靠地确定，因为对于许多类型的电力设备磁路的电感由于转子几何形状而变化。电感的变化相当大，例如永磁类的电机，在永磁电机中永磁体嵌入转子中以使转子和定子之间的气隙的长度变化。转子励磁还可引起磁路局部饱和。在此情况下，磁路的饱和可以被检测作为电感的变化。
在本发明的一个实施例中，确定的输送设备的运动信息与输送设备的运动参考值进行比较，如果运动信息与运动参考值的偏差超过设定的限定值，执行急停。在本发明的一个实施例中，前述的输送设备的运动参考值是由彼此为顺次的运动参考值形成的。
在本发明的一个实施例中，当执行急停时，输送设备的止停设备，例如同步电机的机械制动器，或者制动输送设备的另一制动设备，例如升降机系统的导轨制动器或楔形制动器即安全装置如果需要的话会受到控制。在此情况下，所述控制通过防止给制动器的开启器例如机械制动器的磁化线圈供电而进行。
在本发明的一个实施例中，通过打开安装到电机的供电电路的至少一个可控开关，从电源到电机的供电同样通过涉及制动器的控制而得以防止。
在本发明的一个实施例中，防止在急停之后输送系统的运行重新起动。
前述的输送设备的运动传感器可以是例如安装到输送设备的加速度传感器、布置在升降机系统的过速控制器的绳索滑轮上的传感器例如转速表或编码器、连接在升降机轿厢和导轨之间的传感器，或者直接测量输送设备的运动的另一传感器。一个这种可能的运动传感器是例如SchmersalAG’s USP 30或USP 100传感器。
在本发明的一个实施例中，测量磁场的传感器例如霍尔传感器，测量用变压器或磁阻传感器与同步电机的磁路相关地安装，并且由同步电机的转子励磁产生的磁场的运动通过前述的传感器进行测量。在此情况下，转子的运动可基于测量的磁场的运动进一步进行测量；另一方面，输送设备的运动可以与同步电机的转子的运动成比例地进一步进行确定。
术语“运动信息的确定的监测”指的是这样的监测，即通过该监测能够推断出运动信息的确定的运行情形，例如运动传感器的运行情形。
前述的同步电机的运动传感器可以是例如与同步电机相关地安装的编码器、绝对编码器、求解器或转速表。
术语“同步电机的电气参数”指的是例如同步电机的电流、供应电压、输出功率、电感、绕组阻抗或源电压。
根据本发明的同步电机可以是例如设置有转子绕组的同步电机、永磁电机或磁阻电机。
根据本发明的同步电机可以是旋转电机或直线电机。
术语“输送设备的运动/运动信息”指的是，例如在输送系统中通过同步电机运动的机械的位置、速度、加速度或加速度变化率(jerk)。
术语“输送设备的受限运动”指的是例如受限的运动范围、速度、加速度、加速度变化率或由这些得出的其他运动信息。
根据本发明的一个安全设备和输送系统的一些其他控制设备相关连地结合。
根据本发明的前述的用于由同步电机的电气参数确定的运动信息的安全设备的总线可以是例如处理器总线或串行总线。
运动传感器的信号的输送链路可以是有线或无线并行或串行接口总线。如果输送链路是无线的，那么信号可以是例如电磁、光学或声学信号。
在根据本发明的用于监测输送系统的安全性的方法中，输送系统包括输送设备以及用于使输送设备运动的同步电机。在该方法中，输送设备的运动信息由输送设备的运动传感器的信号确定；输送设备的运动信息由同步电机的电气参数确定；以及由输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息与由同步电机的电气参数确定的输送设备的运动信息进行比较，如果由输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信号与由同步电机的电气参数确定的输送设备的运动信息的偏差超过设定的限定值，则执行急停。在此情况下，输送设备的运动信息可用两个通道但却仅用一个运动传感器进行确定。这由以下事实引起，即由同步电机的电气参数确定的运动信息与转子的机械运动对应，因为同步电机的磁场的运动和转子的机械运动彼此成比例。例如，同步电机的源电压直接由转子励磁运动产生。这简化了运动的双通道测量，在此情况下，测量的可靠性提高并且成本降低。在此情况下，通过比较以彼此不同的方法确定的输送设备的两个运动信息，能够确保运动信息的正确性。而且，当检测到前述的运动信息彼此有偏差时，如果必要的话可执行急停，在此情况下确保了输送系统的安全。这样，能够避免例如升降机轿厢的绳索破损之后的危险情形。
在本发明的一个实施例中，输送设备的运动信息由同步电机的运动传感器的信号确定；由同步电机的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息与由输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息进行比较，如果由同步电机的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息与由输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息的偏差超过设定的限定值，那么前述的由同步电机的运动传感器的信号以及由输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息与由同步电机的电气参数确定的输送设备的运动信息比较，并基于该比较确定前述运动传感器的运行情形。在此情况下，当运动信息的确定的监测已经检测到由至少两个不同的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息的彼此的偏差超过设定的限定值时，前述运动传感器的运行情形以及运动信息的确定的运行情形可进一步根据本发明进行确定。通过比较确定的输送设备的运动信息，能够推断出是否例如仅仅前述运动传感器或运动信息的确定中的一个是有缺陷的。
如果由同步电机的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息与由同步电机的电气参数确定的输送设备的运动信息的偏差超过设定的限定值，但是由输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息与由同步电机的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息的偏差在允许的范围内，输送系统的运行可仍将继续，在此情况下，输送系统的服务水平提高。这与那些现有技术的在运动传感器出现缺陷时就中断运行的输送系统相比是有利的。在此情况下，如果必要的话，还能够继续以受限制的运动继续输送系统的运行，在此情况下，确保了输送系统的安全性。另一方面，如果由输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息与由同步电机的电气参数确定的输送设备的运动信息的偏差超过设定的限定值，通过执行急停能够中断输送系统的运行。
附图说明
在下面，将参照附图借助于本发明的实施例的一些例子更详细地描述本发明，其中：
图1示出根据本发明的升降机系统；
图2示出以不同方式确定的输送设备的运动信息。
具体实施方式
图1示出根据本发明的升降机系统1。升降机轿厢2和配重经由连接到同步电机3的牵引槽轮的绳索在升降机提升通道中运动。同步电机3的供电从电源12通过变频器11进行。通过控制变频器11的固态开关进行供电。用于监测升降机系统的安全的装置安装到升降机系统中。该装置包括同步电机3的电气参数的确定以及从同步电机的电气参数的输送系统的运动信息的确定7。运动信息的前述确定7集成到变频器2中。同步电机的电气参数，例如电流和电源电压，是通过变频器并利用前述信息以及例如与同步电机的绕组阻抗和电感有关的信息进行测量的，输送系统的运动信息7是用一些现有技术的方法例如通过确定同步电机的源电压进行确定的。在此情况下，关于同步电机3的磁场的运动的信息用于输送系统的运动信息7的确定，因为同步电机3的转子的励磁轴和源电压矢量实质上相对于彼此成直角地位于同步电机3中。安全设备10也被安装到升降机系统，其在此被集成为变频器11的控制器的一部分。
在本发明的第一实施例中，升降机轿厢2的运动是由固定到升降机轿厢的加速度传感器4的信号确定的，该信号发送到安全设备10，并且该运动与由同步电机3的电气参数确定的升降机轿厢的运动信息进行比较。在比较这些运动信息之前，由同步电机3的电气参数确定的运动信息以及由加速度传感器4的信号确定的升降机轿厢的运动信息必需进行转换和比例变化以彼此对应。这样确定的运动信息被比较，并且如果由升降机轿厢的加速度传感器4的信号确定的升降机轿厢的运动信息与由同步电机3的电气参数确定的升降机轿厢的运动信息7的偏差超过设定的限定值5，通过控制同步电机的机械制动器13以及如果必要的话还控制升降机轿厢的楔形制动器14而执行急停。另外，通过至少将变频器的设定的固态开关控制到非导通状态来防止给同步电机3供电。
在本发明的第二实施例中，除了前述的升降机轿厢的运动信息的确定之外，升降机轿厢的运动信息的确定还由同步升降机的运动传感器6的信号执行而执行。同步电机的运动传感器6是一种编码器，该编码器通过摩擦牵引连接到同步电机3的牵引槽轮。在本发明的该实施例中，由同步电机的运动传感器6确定的升降机轿厢的转换以及比例变化的运动信息与如上所述由升降机轿厢的加速度传感器4的信号确定的升降机轿厢的运动信息进行比较。如果升降机轿厢的前述运动信息彼此之间的差异超过设定的限定值8，前述的由同步电机的运动传感器6的信号和由升降机轿厢的加速度传感器4的信号确定的升降机轿厢的信息与由同步电机的电气参数确定的升降机轿厢的运动信息7进行比较，并且基于该比较，确定前述的运动传感器4、6的运行情形。在此情况下，如果由同步电机的运动传感器6的信号确定的升降机轿厢的运动信息与由同步电机的电气参数确定的升降机轿厢的运动信息7的偏差超过设定的限定值9，则可推断出同步电机的运动传感器和/或运动传感器6的运动信息的确定已经失效。然而，如果由升降机轿厢的加速度传感器4的信号确定的升降机轿厢的运动信息与由同步电机的电气参数确定的升降机轿厢的运动信息7的偏差在设定的限定值5的允许范围内，升降机系统的运行以升降机轿厢的受限制的运动即受限制的速度和加速度/减速度继续进行。另一方面，如果前述的由升降机轿厢的加速度传感器4的信号确定的升降机轿厢的运动信息与由同步电机的电气参数确定的升降机轿厢的运动信息的偏差超过设定的限定值5，则执行急停。
图2示出在输送设备的加速、匀速和减速过程中由不同方法确定的输送设备的运动信息。由同步电机的运动传感器6的信号确定的输送设备的运动信息与由同步电机的电气参数确定的运动信息7的偏差小于限定值9。由输送设备的运动传感器4的信号确定的输送设备的运动信息与由同步电机的电气参数确定的运动信息7的偏差小于限定值5。由同步电机的运动传感器6的信号确定的输送设备的运动信息与由输送设备的运动传感器4的信号确定的输送设备的运动信息的偏差小于限定值8。限定值5、8、9可以彼此不同(divergent)，但是在本发明的一个实施例中，限定值5和9具有相同的量值，并且限定值8与它们相比是它们的两倍。
以上借助于本发明的实施例的一些例子描述了本发明。对本领域内的技术人员来说，显然，本发明不限于上述实施例，而是在发明构思的范围内可以进行许多其他的应用。

Claims (8)

1.一种用于监测输送系统(1)的安全性的方法，该输送系统包括输送设备(2)以及用于使所述输送设备运动的同步电机(3)，在该方法中：
所述输送设备的运动信息由所述输送设备的运动传感器(4)的信号确定，
其特征在于：
所述输送设备的运动信息由所述同步电机(3)的源电压和／或所述同步电机(3)的电感的变化确定，
由所述输送设备的所述运动传感器(4)的信号确定的所述输送设备的运动信息与由所述同步电机(3)的源电压和／或所述同步电机(3)的电感的变化确定的所述输送设备的运动信息(7)进行比较，以及
如果由所述输送设备的所述运动传感器(4)的信号确定的所述输送设备的运动信息与由所述同步电机(3)的源电压和／或所述同步电机(3)的电感的变化确定的所述输送设备的运动信息(7)的偏差超过设定的限定值I(5)，则执行急停。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述输送设备的运动信息由所述同步电机的运动传感器(6)的信号确定，
由所述同步电机的运动传感器(6)的信号确定的输送设备的运动信息与由所述输送设备的运动传感器(4)的信号确定的输送设备的运动信息进行比较，如果由所述同步电机的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息与由所述输送设备的运动传感器的信号确定的输送设备的运动信息的偏差超过设定的限定值II(8)，
前述的由所述同步电机的运动传感器(6)的信号和由所述输送设备的运动传感器(4)的信号确定的输送设备的运动信息与由所述同步电机(3)的源电压和／或所述同步电机(3)的电感的变化确定的输送设备的运动信息(7)进行比较，以及
基于该比较，确定所述输送设备的运动传感器(4)和所述同步电机的运动传感器(6)的运行情形。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
如果由所述同步电机的运动传感器(6)的信号确定的输送设备的运动信息与由所述同步电机(3)的源电压和／或所述同步电机(3)的电感的变化确定的输送设备的运动信息(7)的偏差超过设定的限定值III(9)，则继续所述输送系统的运行，
如果由所述输送设备的运动传感器(4)的信号确定的输送设备的运送信息与由所述同步电机(3)的源电压和／或所述同步电机(3)的电感的变化确定的输送设备的运动信息(7)的偏差超过所述设定的限定值I(5)，则执行急停。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：
如果由所述同步电机的运动传感器(6)的信号确定的输送设备的运动信息与由所述同步电机(3)的源电压和／或所述同步电机(3)的电感的变化确定的输送设备的运动信息(7)的偏差超过设定的限定值III(9)，则继续以受限制的运动继续所述输送系统的运行。
5.一种用于监测输送系统(1)的安全性的装置，该输送系统包括：
输送设备(2)，
用于使所述输送设备运动的同步电机(3)，以及
受所述输送设备控制的止停设备(13，14)，
其中，用于监测输送系统的安全性的该装置包括：
所述输送设备的运动传感器(4)和变频器，
其特征在于：
所述变频器用于根据如权利要求1所述的用于监测输送系统(1)的安全性的方法而进行对所述输送设备的止停设备(13，14)的控制。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
所述同步电机的运动传感器(6)，
其中，所述变频器用于根据如权利要求2、3或4所述的用于监测输送系统(1)的安全性的方法而进行对所述输送设备的运动传感器(4)和所述同步电机的运动传感器(6)的运行情形的确定。
7.一种输送系统的安全设备(10)，包括：
用于输送设备的运动传感器(4)的信号的输入的输入装置，
用于所述输送设备的止停设备(13，14)的控制信号的输出的输出装置，
其特征在于：
所述安全设备还包括：
用于由同步电机的源电压和／或由所述同步电机的电感变化确定的运动信息(7)的总线，以及
变频器，
其中，所述变频器根据如权利要求1所述的用于监测输送系统(1)的安全性的方法而进行所述输送设备的止停设备(13，14)的控制。
8.如权利要求7所述的安全设备，其特征在于，所述安全设备还包括：
用于所述同步电机的运动传感器(6)的信号的输入的输入装置，
用于表明所述输送设备的运动传感器(4)和所述同步电机的运动传感器(6)的运行情形的信号的总线，
其中，所述变频器用于根据如权利要求2、3或4所述的用于监测输送系统(1)的安全性的方法而进行对所述输送设备的运动传感器(4)和所述同步电机的运动传感器(6)的运行情形的确定。
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