DE102018213473A1 - Elevator system with an equal ranking communication between sensor unit and linear drive - Google Patents
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Abstract
Es ist eine Aufzugsanlage gezeigt, umfassend zumindest eine Fahrschiene, welche in einem Schacht montiert ist sowie zumindest einen Fahrkorb mit einem Fahrgestell, insbesondere eine Mehrzahl an Fahrkörben, wobei das Fahrgestell entlang der Fahrschiene in einer Fahrtrichtung (F) verfahrbar ist. Ferner weist die Aufzugsanlage einen Linearantrieb, der ausgebildet ist, den Fahrkorb zu verfahren sowie eine erste Sensoreinheit auf, die ausgebildet ist, ein erstes Sensorsignal mittels eines ersten Kommunikationskanals an den Linearantrieb zu senden. Die erste Sensoreinheit und der Linearantrieb sind gleichrangige Teilnehmer des ersten Kommunikationskanals. Der Linearantrieb ist ausgebildet, das erste Sensorsignal zu empfangen und den Fahrkorb in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal zu verfahren, wobei das erste Sensorsignal eine Information über die Position des Fahrkorbs umfasst.An elevator installation is shown, comprising at least one travel rail, which is mounted in a shaft, and at least one car with a chassis, in particular a plurality of cars, the chassis being movable in a direction of travel (F) along the travel rail. Furthermore, the elevator installation has a linear drive, which is designed to move the car and a first sensor unit, which is designed to send a first sensor signal to the linear drive by means of a first communication channel. The first sensor unit and the linear drive are peers of the first communication channel. The linear drive is designed to receive the first sensor signal and to move the car as a function of the first sensor signal, the first sensor signal comprising information about the position of the car.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufzugsanlage mit einer Mehrpunktverbindung zwischen Sensoreinheit und Linearantrieb. Ausführungsbeispiele zeigen eine asynchrone Übertragung von Sensordaten an verteilte Empfänger des Linearantriebs.The invention relates to an elevator system with a multi-point connection between the sensor unit and the linear drive. Exemplary embodiments show an asynchronous transmission of sensor data to distributed receivers of the linear drive.
In einer linearen Antriebsanwendung wie z.B. bei einem Aufzug mit Linearantrieb, gibt es auf Grund von Redundanz- und Verfügbarkeitsgründen einen verteilten linearen Antrieb mit vielen unabhängig voneinander agierenden Antriebseinheiten, die beispielsweise durch eine Linearmotorsteuerung und zumindest einen mit der Linearmotorsteuerung (elektrisch) verbundenen Linearmotor gekennzeichnet sind. Kombiniert man den verteilten linearen Antrieb mit einem verteilten Sensorsystem für die Erfassung der Position des zu bewegenden Objekts, sollten die Positionsinformation von vielen Sensoreinheiten an viele Antriebeinheiten verteilt werden.In a linear drive application such as in the case of an elevator with a linear drive, there is a distributed linear drive with many independently operating drive units due to redundancy and availability reasons, which are characterized, for example, by a linear motor controller and at least one linear motor (electrically) connected to the linear motor controller. If you combine the distributed linear drive with a distributed sensor system for detecting the position of the object to be moved, the position information should be distributed from many sensor units to many drive units.
Dies bedeutet, dass die Positionsinformation einer Sensoreinheit zu mehreren Antriebseinheiten übermittelt werden. Gleichzeitig erhält jede Antriebseinheit die Positionsinformation von mehreren Sensoreinheiten. Die gängigen seriellen Datenschnittstellen sind jedoch üblicherweise Punkt-Zu-Punkt Datenübertragungen, wobei ein „Master“ (üblicherweise die Antriebseinheit) die Daten im „Slave“ (üblicherweise der Sensor) abruft. Dazu werden mehrere Datenleitungen verwendet, um im Handshake-Verfahren die Kommunikation zwischen „Master“ und „Slave“ durchzuführen (z.B. SSI, BiSS, EnDat etc.). Dadurch wird die Kommunikation zwischen „Master“ und „Slave“ synchronisiert.This means that the position information of a sensor unit is transmitted to several drive units. At the same time, each drive unit receives the position information from several sensor units. However, the common serial data interfaces are usually point-to-point data transfers, with a "master" (usually the drive unit) calling up the data in the "slave" (usually the sensor). For this purpose, several data lines are used to carry out the communication between "master" and "slave" using the handshake procedure (e.g. SSI, BiSS, EnDat etc.). This synchronizes the communication between "master" and "slave".
Auf Grund der Synchronisation dieser „Master/Slave“-Kommunikation kann die Information jedoch nur von einem Master abgefragt bzw. vorgegeben werden (Synchronisierung) und für jeden angeschlossenen Sensor an der Antriebseinheit muss eine „Master/Slave“-Kommunikation aufgebaut werden. Es wäre für andere Teilnehmer, d.h. andere Antriebseinheiten, möglich bei dieser „Master/Slave“- Kommunikation mitzuhören indem sie sich ebenfalls auf den Mastertakt aufsynchronisieren. Fällt jedoch der primäre Master auf Grund eines Fehlers aus, ist die Kommunikation auch für alle „mithörenden“ Antriebseinheiten ausgefallen, wodurch ein schlechtes Redundanzverhalten entsteht.Due to the synchronization of this “master / slave” communication, the information can only be queried or specified by a master (synchronization) and “master / slave” communication must be established for each sensor connected to the drive unit. It would be for other participants, i.e. other drive units, possible to listen to this "master / slave" communication by also synchronizing with the master clock. However, if the primary master fails due to an error, communication has also failed for all "listening" drive units, which results in poor redundancy behavior.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für eine Aufzugsanlage zu schaffen um die vorgenannten Nachteile zu überwinden.The object of the present invention is therefore to create an improved concept for an elevator installation in order to overcome the aforementioned disadvantages.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.The object is achieved by the subject matter of the independent claims. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Ausführungsbeispiele zeigen eine Aufzugsanlage umfassend zumindest eine Fahrschiene, welche in einem Schacht montiert ist sowie zumindest einen Fahrkorb mit einem Fahrgestell, insbesondere eine Mehrzahl an Fahrkörben, wobei das Fahrgestell entlang der Fahrschiene in einer Fahrtrichtung (
Wenn nachfolgend auf die Ordnungszahlen (erste, zweite, ...) vor den Merkmalen (z.B. Sensoreinheit, Sensorsignal, ...) verzichtet wird, bezieht sich die Aussage sowohl auf das erste als auch jedes entsprechende weitere Merkmal. D.h., dass Merkmale, die sich auf die Sensoreinheit bezieht, sowohl auf die erste, als auch die zweite und jede mögliche weitere Sensoreinheit anwendbar sind. Gleiches gilt für alle anderen mehrfach auftretenden Merkmale.If the ordinal numbers (first, second, ...) in front of the characteristics (e.g. sensor unit, sensor signal, ...) are omitted, the statement refers to both the first and each corresponding further characteristic. That is, features relating to the sensor unit are applicable to both the first and the second and any possible further sensor unit. The same applies to all other features that occur repeatedly.
Mittels des ersten Kommunikationskanals kann eine Mehrpunktverbindung, also beispielsweise das Senden des Sensorsignals mittels eines Broadcasts an alle an dem Kommunikationskanal angeschlossenen Teilnehmer, zwischen der Sensoreinheit und dem Linearantrieb aufgebaut werden. Dies ermöglicht die Abkehr von der typischen Master/Slave Architektur. Der Kommunikationskanal ermöglicht es der Sensoreinheit das Sensorsignal an den Linearantrieb, insbesondere an alle relevanten Linearmotorsteuerungen zu senden. Der Ausfall einer Linearmotorsteuerung hindert dann nicht die Kommunikation von der Sensoreinheit zu anderen relevanten Linearmotorsteuerungen. Im Falle einer Master/Slave Architektur würde der Ausfall des Masters den Ausfall der gesamten Kommunikation von der Sensoreinheit bedeuten. Aufgrund der Redundanz des Linearantriebs ist es in dem Fall, dass eine Linearmotorsteuerung ausfällt, sogar möglich, die Aufzugsanlage weiter zu betreiben. By means of the first communication channel, a multi-point connection, that is to say for example the transmission of the sensor signal by means of a broadcast to all participants connected to the communication channel, can be established between the sensor unit and the linear drive. This enables the departure from the typical master / slave architecture. The communication channel enables the sensor unit to send the sensor signal to the linear drive, in particular to all relevant linear motor controls. The failure of a linear motor controller then does not prevent communication from the sensor unit to other relevant linear motor controllers. In the case of a master / slave architecture, the failure of the master would mean the failure of all communication from the sensor unit. Due to the redundancy of the linear drive, in the event that a linear motor control fails, it is even possible to continue operating the elevator system.
Dies ist bei einem Ausfall des Masters in einer Master/Slave-Architektur nicht möglich, da direkt alle mithörenden Linearmotorsteuerungen keine Sensordaten mehr erhalten.This is not possible in the event of a master failure in a master / slave architecture, since all listening linear motor controls no longer receive sensor data.
Das Sensorsignal kann auch als Nutzsignal bezeichnet werden. So kann das Sensorsignal zum Zweck der Übertragung auf ein Trägersignal, z.B. eine (Rechteck-) Taktfrequenz, entsprechend eines (vorbestimmten) Leitungscodes, beispielsweise einem Manchester Code, aufmoduliert werden. Das resultierende modulierte Signal kann auch als Übertragungssignal bezeichnet werden. Zum Aufmodulieren des Sensorsignals auf das Trägersignal bieten sich die bekannten Modulationstechniken an, wie beispielsweise, um nur eine zu nennen, die Pulsweitenmodulation. Das Senden des Sensorsignals von der Sensoreinheit (auch Sender) zum Linearantrieb (auch Empfänger) erfolgt mittels einer seriellen Kommunikation. Hierbei sind der Linearantrieb (Empfänger) und die Sensoreinheit (Sender) gleichrangige Teilnehmer des Kommunikationskanals. D.h. der Kommunikationskanal weist die Abwesenheit einer (seriellen) Master/Slave Kommunikation auf. Das Sensorsignal kann z.B. als Broadcast-Signal gesendet werden, d.h. dass das Sensorsignal von der Sensoreinheit an alle mit der Sensoreinheit (elektrisch) verbundenen Linearantriebe gesendet wird. Die (elektrische) Verbindung zwischen der Sensoreinheit und dem Linearantrieb kann über eine Datenleitung, auch (Daten-) Bus, d.h. leitungsgebunden, erfolgen. Für die Demodulation, d.h. der Rückgewinnung des Sensorsignals und des Trägersignals aus dem Übertragungssignal, reicht es aus, wenn im Linearantrieb die ungefähre Taktfrequenz des Trägersignals bekannt ist. Eine exakte Synchronisation von Sender und Empfänger ist nicht notwendig.The sensor signal can also be referred to as a useful signal. So the sensor signal can Purpose of the transmission to a carrier signal, for example a (square) clock frequency, according to a (predetermined) line code, for example a Manchester code. The resulting modulated signal can also be referred to as a transmission signal. Known modulation techniques are available for modulating the sensor signal onto the carrier signal, such as pulse width modulation, to name just one. The sensor signal (also the transmitter) is sent to the linear drive (also the receiver) by means of serial communication. Here, the linear drive (receiver) and the sensor unit (transmitter) are peers of the communication channel. This means that the communication channel has no (serial) master / slave communication. The sensor signal can be sent, for example, as a broadcast signal, ie the sensor signal is sent from the sensor unit to all linear drives connected (electrically) to the sensor unit. The (electrical) connection between the sensor unit and the linear drive can take place via a data line, also (data) bus, ie wired. For demodulation, ie the recovery of the sensor signal and the carrier signal from the transmission signal, it is sufficient if the approximate clock frequency of the carrier signal is known in the linear drive. An exact synchronization of transmitter and receiver is not necessary.
Ausführungsbeispiele zeigen den Linearantrieb, der eine Vielzahl von entlang der Fahrschiene angeordnete Linearmotoren aufweist. Entlang der Fahrschiene meint, dass die Vielzahl der Linearmotoren (im Wesentlichen) parallel zu der Fahrschiene angeordnet sind. Die Vielzahl der Linearmotoren stehen mit einer, vorzugsweise an dem Fahrkorb angeordneten, Magneteinheit in Wechselwirkung, so dass ein mit der Vielzahl von Linearmotoren erzeugtes Wandermagnetfeld mit einem im Wesentlichen statischen Magnetfeld der Magneteinheit korreliert, d.h. das Magnetfeld der Linearmotoren erzeugt eine Kraftwirkung auf die Magneteinheit, und somit den Fahrkorb antreibt. Die Vielzahl von Linearmotoren und die Magneteinheit weisen die Abwesenheit einer direkten mechanischen Verbindung auf. Die Magneteinheit kann einen oder mehrere Magnete aufweisen, die ein statisches Magnetfeld erzeugen, also z.B. einem oder mehreren Permanentmagneten oder einem oder mehreren entsprechend angesteuerten Elektromagneten.Exemplary embodiments show the linear drive, which has a multiplicity of linear motors arranged along the travel rail. Along the travel rail means that the plurality of linear motors are (essentially) arranged parallel to the travel rail. The plurality of linear motors interact with a magnet unit, preferably arranged on the car, so that a traveling magnetic field generated with the plurality of linear motors correlates with an essentially static magnetic field of the magnet unit, i.e. the magnetic field of the linear motors creates a force effect on the magnet unit and thus drives the car. The large number of linear motors and the magnet unit have no direct mechanical connection. The magnet unit can have one or more magnets that generate a static magnetic field, e.g. one or more permanent magnets or one or more appropriately controlled electromagnets.
Der Linearantrieb weist dann ferner eine Steuerungseinheit auf, die ausgebildet ist, die Vielzahl der Linearmotoren in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal anzusteuern, um einen Parameter, insbesondere eine Amplitude und/oder eine Frequenz und/oder eine Phasenlage, des Wandermagnetfelds einzustellen. Die Steuerungseinheit kann für die Ansteuerung der einzelnen Linearmotoren verteilte Linearmotorsteuerungen, beispielsweise Frequenzumrichter und eine entsprechende Steuerungssoftware, vorsehen, die jeweils einen Linearmotor oder eine Gruppe von Linearmotoren ansteuert. Als Linearmotor kann vereinfacht eine lineare Anordnung von Spulen, beispielsweise drei Spulen, angesehen werden, die entsprechend von einer Linearmotorsteuerung mit einem Phasenversatz von beispielsweise 360° geteilt durch die Anzahl der Spulen pro Linearmotor, angesteuert werden.The linear drive then also has a control unit which is designed to control the plurality of linear motors as a function of the first sensor signal in order to set a parameter, in particular an amplitude and / or a frequency and / or a phase position, of the traveling magnetic field. For the control of the individual linear motors, the control unit can provide distributed linear motor controls, for example frequency converters and corresponding control software, which each control a linear motor or a group of linear motors. A linear arrangement of coils, for example three coils, can be viewed in a simplified manner as a linear motor, which are correspondingly controlled by a linear motor control with a phase offset of, for example, 360 ° divided by the number of coils per linear motor.
Weitere Ausführungsbeispiele zeigen die Aufzugsanlage, die eine Mehrzahl von Sensoreinheiten aufweist und die Steuerungseinheit, die eine Mehrzahl von Linearmotorsteuerungen aufweist. Die erste Sensoreinheit ist ausgebildet, das erste Sensorsignal an eine erste und eine zweite Linearmotorsteuerung zu senden. Eine zweite Sensoreinheit ist ausgebildet, ein zweites Sensorsignal mittels eines zweiten Kommunikationskanals an die erste Linearmotorsteuerung zu senden, wobei das zweite Sensorsignal (wie auch bereits das erste Sensorsignal) eine Information über die Position des Fahrkorbs aufweist. Die erste Sensoreinheit, die erste Linearmotorsteuerung und die zweite Linearmotorsteuerung sind gleichrangige Teilnehmer des ersten Kommunikationskanals. Ebenso sind die zweite Sensoreinheit und die erste Linearmotorsteuerung gleichrangige Teilnehmer des zweiten Kommunikationskanals. Die erste Linearmotorsteuerung ist ausgebildet, eine erste Teilmenge aus der Vielzahl von Linearmotoren in Abhängigkeit von dem ersten und/oder dem zweiten Sensorsignal anzusteuern und die zweite Linearmotorsteuerung ist ausgebildet, eine zweite Teilmenge aus der Vielzahl von Linearmotoren in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal anzusteuern.Further exemplary embodiments show the elevator installation, which has a plurality of sensor units, and the control unit, which has a plurality of linear motor controls. The first sensor unit is designed to send the first sensor signal to a first and a second linear motor controller. A second sensor unit is designed to send a second sensor signal to the first linear motor control by means of a second communication channel, the second sensor signal (as also already the first sensor signal) having information about the position of the car. The first sensor unit, the first linear motor controller and the second linear motor controller are peers of the first communication channel. Likewise, the second sensor unit and the first linear motor controller are peers of the second communication channel. The first linear motor control is designed to control a first subset of the plurality of linear motors as a function of the first and / or the second sensor signal, and the second linear motor control is designed to control a second subset of the plurality of linear motors as a function of the first sensor signal.
Die Teilmenge aus der Vielzahl von Linearmotoren kann einen Linearmotor oder eine Mehrzahl von Linearmotoren aufweisen. Die Mehrzahl von Sensoreinheiten kann so in dem Schacht, beispielsweise entlang der Linearmotoren bzw. der Führungsschiene, angeordnet werden, dass zwei aufeinanderfolgende Sensoreinheiten einen (maximalen) Abstand voneinander aufweisen, der gleich oder geringer ist als eine Ausdehnung des Fahrkorbs oder der Magneteinheit entlang der Fahrschiene. Ein minimaler Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sensoreinheiten kann größer oder gleich der Hälfte der Ausdehnung des Fahrkorbs oder der Magneteinheit entlang der Fahrschiene sein. Ferner können die Sensoreinheiten äquidistant in dem Schacht angeordnet werden. Entsprechend dem Abstand der Sensoreinheiten ist auch eine Länge einer Referenzschiene (auch Maßstab genannt) an dem Fahrkorb gewählt, die von der Sensoreinheit zur Bestimmung der Position des Fahrkorbs abgetastet wird. Der maximale Abstand zwischen zwei Sensoreinheiten beträgt dann die „Referenzschienenlänge minus der mechanischen Länge der Sensoreinheit“, jedenfalls sofern die gesamte Sensoreinheit von der Referenzschiene bedeckt sein muss, um eine verlässliche Positionsbestimmung durchzuführen. Der Abstand kann jedoch auch geringer sein, beispielsweise um eine Redundanz der Sensoreinheiten zu erhalten. Ferner kann bei einer drehbaren Umsetzeinheit die Länge der Referenzschiene auf eine Länge beschränkt sein, die innerhalb des Kreisbogens der Umsetzeinheit passt. In Ausführungsbeispielen kann die Länge der Referenzschiene zwischen 1,50m und 3,50m, insbesondere zwischen 2m und 2,50m liegen. Die Teilmengen aus der Vielzahl von Linearmotoren können echte Teilmengen sein, d.h. dass ein Linearmotor nur (genau) einer Teilmenge (und nicht noch einer weiteren Teilmenge) zugeordnet werden kann.The subset of the plurality of linear motors can have one linear motor or a plurality of linear motors. The plurality of sensor units can be arranged in the shaft, for example along the linear motors or the guide rail, in such a way that two successive sensor units are at a (maximum) distance from one another which is equal to or less than an expansion of the car or the magnet unit along the travel rail , A minimum distance between two successive sensor units can be greater than or equal to half the extent of the car or the magnet unit along the running rail. Furthermore, the sensor units can be arranged equidistantly in the shaft. Depending on the distance between the sensor units, a length of a reference rail (also called a scale) on the car is selected, which is scanned by the sensor unit to determine the position of the car. The maximum distance between two sensor units is then the “reference rail length minus the mechanical length of the sensor unit ”, at least provided that the entire sensor unit must be covered by the reference rail in order to reliably determine the position. However, the distance can also be smaller, for example in order to maintain redundancy of the sensor units. Furthermore, in the case of a rotatable conversion unit, the length of the reference rail can be limited to a length that fits within the circular arc of the conversion unit. In exemplary embodiments, the length of the reference rail can be between 1.50 m and 3.50 m, in particular between 2 m and 2.50 m. The subsets from the large number of linear motors can be real subsets, ie a linear motor can only be assigned (exactly) to a subset (and not yet another subset).
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist zumindest ein Linearmotor der ersten Teilmenge der Vielzahl von Linearmotoren räumlich zwischen der ersten Sensoreinheit und der zweiten Sensoreinheit angeordnet und wobei zumindest ein Linearmotor der zweiten Teilmenge der Vielzahl von Linearmotoren auf einer von der zweiten Sensoreinheit abgewandten Seite der ersten Sensoreinheit angeordnet ist.According to further exemplary embodiments, at least one linear motor of the first subset of the plurality of linear motors is arranged spatially between the first sensor unit and the second sensor unit, and at least one linear motor of the second subset of the plurality of linear motors is arranged on a side of the first sensor unit facing away from the second sensor unit.
Dies ist vorteilhaft, da so insbesondere die Linearmotoren, die den Antrieb des Fahrkorbs in der aktuellen Position beeinflussen, das entsprechende Sensorsignal erhalten. Ferner erhalten die Linearmotoren, die den Antrieb des Fahrkorbs nicht beeinflussen wenn dieser von einem entsprechenden Sensor detektiert wird, von diesem Sensor kein Sensorsignal. Für den Antrieb des Fahrkorbs sind insbesondere nur solche Linearmotoren relevant, deren erzeugtes Magnetfeld in Wechselwirkung mit dem Magnetfeld der Magneteinheit steht und nicht aufgrund der Stärke eines benachbarten Magnetfelds zu vernachlässigen ist. In anderen Worten sendet die Sensoreinheit ihr Sensorsignal nur zu den Linearmotorsteuerungen, die einen Linearmotor ansteuern, der zum Zeitpunkt der Messung der Position des Fahrkorbs zum Antrieb des Fahrkorbs verwendet werden kann.This is advantageous since in particular the linear motors which influence the drive of the car in the current position receive the corresponding sensor signal. Furthermore, the linear motors, which do not influence the drive of the car when it is detected by a corresponding sensor, do not receive a sensor signal from this sensor. Only those linear motors are relevant for driving the elevator car, the magnetic field generated of which interacts with the magnetic field of the magnetic unit and is not to be neglected due to the strength of an adjacent magnetic field. In other words, the sensor unit sends its sensor signal only to the linear motor controls that control a linear motor that can be used to drive the car at the time the position of the car is measured.
Um Lücken in der Regelungsschleife zu vermeiden, sollten sich benachbarte Sensoreinheiten in einem Abstand zueinander befinden, der kleiner ist als die Höhe des Fahrkorbs bzw. die Ausdehnung des Fahrkorbs entlang der Führungsschienen, so dass zu jedem Zeitpunkt eine Positionsmessung von zumindest einer Sensoreinheit möglich ist.In order to avoid gaps in the control loop, adjacent sensor units should be at a distance from each other that is smaller than the height of the car or the expansion of the car along the guide rails, so that a position measurement by at least one sensor unit is possible at any time.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind dem ersten Kommunikationskanal weniger als drei Leitungen, insbesondere nur eine Leitung, zugewiesen. Die Kommunikation kann demnach über einen elektrischen, leitungsgebunden Kommunikationskanal erfolgen. Dies schließt sowohl die unipolare Kommunikations über eine physikalische Leitung ein als auch die bipolare Kommunikation über ein (verdrilltes) physikalisches Leitungspaar. Die bipolare Kommunikation wird bevorzugt, wenn große Datenraten vorliegen und/oder große Entfernungen zu überbrücken sind. Die Kommunikation benötigt ferner nur eine Leitung für die Übertragung von Takt (Trägersignal) und Sensorsignal. Eine Rückleitung von der Linearmotorsteuerung zu der Sensoreinheit ist möglich aber nicht notwendig (bidirektionale Kommunikation). Im Vergleich zu einer Master/Slave Kommunikation wird somit zumindest eine Leitung eingespart, da für die Übertragung von Takt und Sensorsignal hier zumindest zwei Leitungen benötigt werden. Gleiches gilt auch für den zweiten und jeden weiteren Kommunikationskanal. In einem Ausführungsbeispiel sind die Leitungen der Kommunikationskanäle voneinander verschieden, d.h. das erste Sensorsignal wird über eine andere Leitung gesendet als das zweite Sensorsignal, usw. Erfolgt die Signalübertragung drahtlos werden z.B. verschiedene Frequenzbänder genutzt. Somit ist es nicht notwendig, dass die Linearmotorsteuerung die für sie bestimmten Sensorsignale zunächst identifiziert bevor sie verwendet werden, sondern die Linearmotorsteuerung kann diese direkt in den Speicher bzw. die Regelschleife übergeben. Die Verwendung eines aus Zeit- und/oder Kostengründen nachteiligen Filters wird somit vermieden. Die Totzeit (vgl.
Ausführungsbeispiele zeigen ferner die Sensoreinheit, die ausgebildet ist, zu einem ersten Zeitpunkt (t1) und zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) das erste Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs an den Linearantrieb zu senden. Der Linearantrieb kann das erste Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs erhalten und zu einem dritten Zeitpunkt (t3) die aktuelle Position des Fahrkorbs basierend auf der Information über die Position des Fahrkorbs zum ersten Zeitpunkt (t1) und zum zweiten Zeitpunkt (t2) zu schätzen. Der Fahrkorb wird dann in Abhängigkeit von der geschätzten Position (und nicht basierend auf der zuletzt gemessenen Position der Sensoreinheit) verfahren. Der dritte Zeitpunkt liegt dabei vorteilhafterweise zeitlich hinter dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt.Exemplary embodiments also show the sensor unit, which is designed to send the first sensor signal to the linear drive, each with information about the position of the car, at a first point in time (t1) and at a second point in time (t2). The linear drive can receive the first sensor signal with information about the position of the car and at a third time (t3) the current position of the car based on the information about the position of the car at the first time (t1) and the second time (t2) ) appreciate. The car is then moved depending on the estimated position (and not based on the last measured position of the sensor unit). The third point in time is advantageously behind the first and the second point in time.
Diese Anordnung ist vorteilhaft, da sich dadurch, dass alle Teilnehmer asynchron arbeiten, d.h. zumindest nicht streng synchronisiert sind, Interferenz Effekte bzw. Schwebungen bilden können, die mit dieser Ausführungsform reduziert werden. Würden Sensoreinheit und Empfänger, d.h. Linearantrieb bzw. Linearmotorsteuerung, synchron laufen, ergäbe sich eine konstante Totzeit durch die Verarbeitung der Positionsinformation zwischen der Messung und der Umsetzung der Positionsinformation. Die Verarbeitung der Positionsinformation kann die Positionserfassung in der Sensoreinheit, die Positionsverarbeitung in der Sensoreinheit, die Positionsübertragung von der Sensoreinheit zur Antriebseinheit und die Umsetzung der Positionsinformation in ein elektrisches Signal durch den Linearantrieb bzw. die Linearmotorsteuerung umfassen. Demnach gäbe es nur einen kalkulierbaren Positionsfehler, der nur von der Objektgeschwindigkeit abhängt (Δs = Ttot · v), wobei Δs die zurückgelegte Distanz während der Totzeit Ttot und v die Geschwindigkeit bezeichnet. Wenn Sender und Empfänger aber asynchron arbeiten, ist die serielle Datenübertragung nur selten genau in dem Moment abgeschlossen, in dem Empfänger (Linearantrieb) sie für die Verarbeitung benötigt. Deshalb ist die Totzeit der Verarbeitung der Positionsinformation nicht konstant, sondern kann die Kurvenform eines Sägezahns (vgl.
Gleiches gilt in Ausführungsbeispielen auch für die zweite und jede weitere Sensoreinheit. Es ergibt sich somit, dass die erste Sensoreinheit ausgebildet ist, zu einem ersten Zeitpunkt (t1) und zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) das erste Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs an die erste und die zweite Linearmotorsteuerung zu senden. Die zweite Sensoreinheit ist ausgebildet, zu einem ersten Zeitpunkt (t1) und zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) das zweite Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs an die erste Linearmotorsteuerung zu senden. Die zweite Linearmotorsteuerung ist ausgebildet, das erste Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs zu erhalten und zu einem dritten Zeitpunkt (t3) die aktuelle Position des Fahrkorbs basierend auf der Information über die Position des Fahrkorbs zum ersten Zeitpunkt (t1) und zum zweiten Zeitpunkt (t2) zu schätzen, wobei die erste Linearmotorsteuerung ausgebildet ist, das erste und/oder das zweite Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs zu erhalten und zu einem dritten Zeitpunkt (t3) die aktuelle Position des Fahrkorbs basierend auf der Information über die Position des Fahrkorbs zum ersten Zeitpunkt (t1) und zum zweiten Zeitpunkt (t2) aus dem ersten und/oder dem zweiten Sensorsignal zu schätzen. Die erste und die zweite Linearmotorsteuerung sind ausgebildet, die entsprechenden Linearmotoren, die der Linearmotorsteuerung zugeordnet sind, basierend auf der geschätzten Position (und nicht ausschließlich basierend auf der zuletzt gemessenen Position der Sensoreinheit) anzusteuern.The same also applies in exemplary embodiments to the second and each further sensor unit. It thus follows that the first sensor unit is designed to send the first sensor signal with information about the position of the car to the first and second linear motor controls at a first time (t1) and at a second time (t2). The second sensor unit is designed to send the second sensor signal, each with information about the position of the car, to the first linear motor controller at a first time (t1) and at a second time (t2). The second linear motor controller is designed to receive the first sensor signal with information about the position of the car and at a third time (t3) the current position of the car based on the information about the position of the car at the first time (t1) and to estimate the second point in time (t2), the first linear motor controller being designed to receive the first and / or the second sensor signal each with information about the position of the car and at a third point in time (t3) the current position of the car based on the Estimating information about the position of the car at the first point in time (t1) and at the second point in time (t2) from the first and / or the second sensor signal. The first and second linear motor controls are designed to control the corresponding linear motors that are assigned to the linear motor control based on the estimated position (and not exclusively based on the last measured position of the sensor unit).
Unter asynchroner Datenübertragung/Kommunikation oder asynchronem arbeiten wird verstanden, dass die Abtastraten des Sensors zum Ermitteln der Position des Fahrkorbs sich von der Frequenz, mit der der Linearantrieb sich nachregelt, d.h. die Regelgröße neu bestimmt, unterscheidet. Insbesondere kann der Sensor die Position des Fahrkorbs häufiger bestimmen und nach jeder Bestimmung an den Linearantrieb senden, als der Linearantrieb sich nachregelt. Die Sensoreinheit sendet also mit einer anderen Häufigkeit die Positionsinformationen als sie für die Regelung des Linearantriebs benötigt werden. Selbst die Wahl eines Vielfachen der einen Frequenz von der anderen Frequenz ist nicht exakt zu realisieren, da aufgrund von minimal unterschiedlichen Frequenzen der Zeitgeber in der Regel eine leichte Abweichung vorliegt.Asynchronous data transmission / communication or asynchronous working is understood to mean that the sampling rates of the sensor for determining the position of the car depend on the frequency with which the linear drive adjusts itself, i.e. redetermines the controlled variable. In particular, the sensor can determine the position of the car more frequently and send it to the linear drive after each determination than the linear drive adjusts itself. The sensor unit therefore sends the position information at a different frequency than is required for the control of the linear drive. Even the choice of a multiple of one frequency from the other frequency cannot be realized exactly, since the timer generally has a slight deviation due to minimally different frequencies.
Ferner zeigen Ausführungsbeispiele die Aufzuganlage umfassend zumindest eine feststehende erste Fahrschiene, welche fest in einer ersten, insbesondere vertikalen, Richtung (z), ausgerichtet ist, zumindest eine feststehende zweite Fahrschiene, welche fest in einer zweiten, insbesondere horizontalen, Richtung (y) ausgerichtet, zumindest eine Umsetzeinheit zum Überführen des Fahrkorbs von einer Fahrt in der ersten Richtung (z) in eine Fahrt in der zweiten Richtung (y). Insbesondere umfasst die Umsetzeinheit zumindest eine bewegbare, insbesondere drehbare, dritte Fahrschiene und insbesondere ist die dritte Fahrschiene überführbar zwischen einer ersten Stellung, insbesondere einer Ausrichtung in der der Richtung (z), und einer zweiten Stellung, insbesondere einer Ausrichtung in der zweiten Richtung (y).Furthermore, exemplary embodiments show the elevator installation comprising at least one fixed first travel rail, which is fixedly aligned in a first, in particular vertical, direction (z), at least one fixed second travel rail, which is fixedly aligned in a second, in particular horizontal, direction (y), at least one conversion unit for transferring the car from a trip in the first direction (z) to a trip in the second direction (y). In particular, the conversion unit comprises at least one movable, in particular rotatable, third travel rail and in particular the third travel rail can be moved between a first position, in particular an orientation in the direction (z), and a second position, in particular an orientation in the second direction (y ).
Weiterhin ist ein Verfahren zum Messen einer Beschleunigung eines Fahrkorbs einer Aufzugsanlage mit folgenden Schritten offenbart: Bereitstellen eines Fahrkorbs, insbesondere einer Mehrzahl von Fahrkörben, mit einem Fahrgestell, wobei das Fahrgestell entlang einer in einem Schacht montierten Fahrschiene mittels eines Linearantriebs entlang der Fahrschiene in eine Fahrtrichtung (
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage in einer perspektivischen Darstellung; -
2 : eine schematische Darstellung der Aufzugsanlage gemäß Ausführungsbeispielen als Blockdiagramm; -
3 : eine schematische Darstellung der Aufzugsanlage als Blockdiagramm gemäß weiteren Ausführungsbeispielen in einer perspektivischen Darstellung; -
4 : eine schematische Darstellung eines Positionsfehlers bzw. einer Totzeit ohne Extrapolation in einem Diagramm über der Geschwindigkeit; -
5 : eine schematische Darstellung des Positionsfehlers ohne Extrapolation in einem Diagramm über der Zeit; -
6 : eine schematische Darstellung eines Verlaufsdiagramms der Position einer Aufzugskabine über der Zeit, wobei zu Abtastzeitpunkten des Empfängers (Linearantrieb) ein Vergleich zwischen der extrapolierten Position und der nicht-extrapolierten Position mit der realen Position der Aufzugskabine gezeigt ist; und -
7 : eine schematische Darstellung eines Positionsfehlers bzw. einer Totzeit mit Extrapolation in einem Diagramm über der Geschwindigkeit.
-
1 : a schematic representation of an elevator system in a perspective view; -
2 : a schematic representation of the elevator system according to embodiments as a block diagram; -
3 : a schematic representation of the elevator system as a block diagram according to further embodiments in a perspective view; -
4 : a schematic representation of a position error or a dead time without extrapolation in a diagram over the speed; -
5 : a schematic representation of the position error without extrapolation in a diagram over time; -
6 : A schematic representation of a course diagram of the position of an elevator car over time, wherein a comparison between the extrapolated position and the non-extrapolated position with the real position of the elevator car is shown at sampling times of the receiver (linear drive); and -
7 : a schematic representation of a position error or a dead time with extrapolation in a diagram over the speed.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.Before exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the drawings, it is pointed out that identical, functionally identical or equivalent elements, objects and / or structures in the different figures are provided with the same reference numerals, so that they are shown in different exemplary embodiments Description of these elements is interchangeable or can be applied to each other.
Die erste Sensoreinheit
In Ausführungsbeispielen extrapoliert der Linearantrieb
Der Fahrkorb
Die Linearmotorsteuerungen
In Ausführungsbeispielen befindet sich die erste Sensoreinheit
Ausführungsbeispiele beziehen sich ferner auf die Kommunikationskanäle. So können sowohl der erste Kommunikationskanal, über den das erste Sensorsignal
Zwischen den beiden vertikalen Fahrschienen
Die
So zeigt
Auch der Positionsfehler, d.h. der Unterschied zwischen der Ist-Position der Aufzugkabine zum Zeitpunkt der Verarbeitung des Sensorsignals durch den Linearantrieb zu der gemessenen Position der Aufzugkabine. Es ist offensichtlich, dass der Positionsfehler geschwindigkeitsabhängig ist. Ein linear ansteigender Gleichanteil kann durch eine geeignete Wahl des Regelkreises gut kompensiert werden, die sprunghaften Änderungen können sich jedoch insbesondere bei großen Geschwindigkeiten negativ insbesondere auf den differentiellen Teil des Regelkreises auswirken.The position error, i.e. the difference between the actual position of the elevator car at the time the sensor signal is processed by the linear drive and the measured position of the elevator car. It is obvious that the position error is speed dependent. A linearly increasing DC component can be well compensated for by a suitable choice of the control loop, but the sudden changes can have a negative effect, in particular at high speeds, in particular on the differential part of the control loop.
In anderen Worten ist die serielle Datenübertragung nur selten genau in dem Moment abgeschlossen, in dem Empfänger sie für die Verarbeitung benötigt, wenn Sender und Empfänger asynchron arbeiten. Deshalb ist die Totzeit der Verarbeitung der Positionsinformation nicht konstant, sondern hat die Kurvenform eines Sägezahns. Deshalb gibt es wiederkehrende Sprünge des Positionsfehlers welche mit steigender Objektgeschwindigkeit größer werden.In other words, serial data transmission is rarely completed at the exact moment when the receiver needs it for processing when the transmitter and receiver work asynchronously. Therefore, the dead time for processing the position information is not constant, but has the shape of a sawtooth. That is why there are recurring jumps in the position error which increase with increasing object speed.
Wie bereits in den
In anderen Worten und bezugnehmend auf z.B.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.Although some aspects have been described in connection with a device, it goes without saying that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Analogously, aspects that have been described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or details or features of a corresponding device.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The above-described embodiments are merely illustrative of the principles of the present invention. It is to be understood that modifications and variations in the arrangements and details described herein will be apparent to those skilled in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the following claims and not by the specific details presented based on the description and explanation of the exemplary embodiments herein.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Linearantrieblinear actuator
- 1212
- Sensoreinheitsensor unit
- 1414
- Sensorsignalsensor signal
- 1616
- Linearmotorenlinear motors
- 1818
- Magneteinheitmagnet unit
- 2020
- Steuerungseinheitcontrol unit
- 2222
- Magneteinheitmagnet unit
- 2424
- Steuerungssignalcontrol signal
- 3030
- Positionsfehlerposition error
- 3232
- Totzeitdead
- 3434
- Zeitpunkttime
- 3636
- Fahrkurvetravel curve
- 3838
- Abtastzeitpunkt der SensoreinheitSampling time of the sensor unit
- 4040
- Abtastzeitpunkt des LinearantriebsSampling time of the linear drive
- 4242
- Position ohne ExtrapolationPosition without extrapolation
- 4444
- Position mit ExtrapolationPosition with extrapolation
- 100100
- Aufzugsanlageelevator system
- 102102
- Fahrschienerunning rail
- 103103
- drehbares Schienensegment (dritte Fahrschiene)rotatable rail segment (third rail)
- 110110
- Fahrkorbcar
- 112112
- Fahrgestellchassis
- 120120
- Schacht shaft
- FF
- Fahrtrichtungdirection of travel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102015218025 A1 [0037]DE 102015218025 A1 [0037]
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