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TECHNIKBEREICH
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Die Erfindung betrifft Aufzugssysteme für den Transport von Personen oder Gütern zwischen Stockwerken oder Ebenen eines Gebäudes, Schiffes oder sonstigen Bauwerks, die mindestens eine mit Türen ausgestattete Aufzugskabine aufweisen, und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und ein System zur Ermittlung bzw. Überwachung des Betriebszustands eines entsprechenden Türantriebs, insbesondere eines Türöffners und - schließers, eines solchen Aufzugssystems.
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HINTERGRUND
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Die vorbeugende oder vorausschauende Wartung eines Aufzugstürmechanismus zielt darauf ab, die Verschlechterung seines Zustands oder seiner Leistung und die Verschlechterung der Qualität des Türbetriebs zu verringern, die durch Umwelteinflüsse, Nutzung und Verschleiß verursacht werden. Umweltfaktoren, die den Zustand des Türmechanismus beeinflussen, können Staub, Schmutz und Temperatur sein. Wenn die Aufzugstüren nicht rechtzeitig gewartet oder gepflegt werden, kann es zu einem Ausfall der Türen kommen, so dass der Aufzug überhaupt nicht mehr benutzbar ist oder die Betriebsqualität des Aufzugs entscheidend sinkt, z. B. die Türen erzeugen zu viel Lärm.
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Die Planung der Türwartung basiert konventionell entweder auf einer regelmäßigen Wartung in bestimmten Intervallen oder auf dem Ausmaß der Nutzung, z. B. auf der kumulierten Anzahl der Öffnungs- und Schließvorgänge der Tür. Im
US-Patent 4,512,442 wird offenbart, die Anzahl der Öffnungs- und Schließvorgänge der Türen zu zählen und die ermittelte Zahl an ein Wartungszentrum zur Planung der Wartung zu senden.
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Die bekannten Wartungs- oder Instandhaltungsmethoden berücksichtigen jedoch nicht den individuellen Verschleiß von Aufzügen, der sich aus wechselnden Umweltfaktoren und gelegentlicher grober Behandlung ergibt. Die Wartung und Reparatur von Aufzügen wurde bisher nur auf der Grundlage von Kundenmeldungen über eine Verschlechterung des Aufzugszustands oder auf der Grundlage von Fehlermeldungen automatischer Überwachungssysteme geplant. Konventionelle Methoden zur Überwachung von Aufzugstüren basieren darauf, Rückschlüsse aus Ereignissen und Zuständen zu ziehen. Bei der ereignisbasierten Überwachung werden die Sequenzen des Auftretens von offenen, wiedergeöffneten, geschlossenen und verriegelten Zuständen der Aufzugstür mit Hilfe von Ein/Aus-Signalen überwacht, die von Sensoren, z. B. unter Verwendung von offenen und geschlossenen Endschaltern der Tür, erhalten werden. Mit diesen Methoden kann der Wartungsbedarf nur grob bestimmt werden, typischerweise in Form von „entweder/oder“-Daten. Eine Wartungsnotwendigkeit wird erst dann festgestellt, wenn der Aufzugsbetrieb aufgrund eines defekten Türmechanismus komplett zum Erliegen gekommen ist.
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Weiterhin offenbart die
EP 1 353 868 A1 ein Verfahren zur Überwachung des Zustands einer Türmechanik einer Aufzugsanlage und zur Ermittlung ihres Wartungsbedarfs. Dabei werden Signale eines Steuerungssystems für die Tür sowohl in einem guten Betriebszustand (z. B. kurz nach der Installation der Aufzugsanlage) der Tür bei Öffnungs- und Schließbewegungen der Tür gemessen. Hierdurch wird ein erster Satz von Kenndaten erzeugt, die den Betrieb der Tür beschreiben. Entsprechend wird später im Normalbetrieb der Aufzugsanlage ein weiterer Satz solcher Kennlinien gemessen. Die beiden so erzeugten Kennliniensätze werden miteinander verglichen und es wird eine Diagnose durchgeführt, um festzustellen, wo und wie der Betrieb der Tür und ihrer Komponenten vom Betrieb der Tür im guten Betriebszustand abweicht. Als Ergebnis werden der Wartungsbedarf und ein Wartungstermin festgelegt.
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Aus
US 10,196,236 B2 sind ein Überwachungssystem einer Aufzugsanlage und ein Verfahren zum Betrieb des Überwachungssystems bekannt, mit dem Nutzungsdaten einer Aufzugstür erzeugt werden können. Das Überwachungssystem umfasst einen Sensor zur Messung mindestens eines physikalischen Parameters der Umgebung des Sensors. Das Überwachungssystem umfasst ferner eine Auswerteeinheit, die aus einem zeitlichen Verlauf des physikalischen Parameters einen Betriebszustand der Aufzugstür ermittelt.
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Darüber hinaus offenbart
EP 1 922 278 B1 ein Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Aufzugssystems, bei dem die Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit der Bewegung einer Aufzugstür und das Drehmoment eines Türmotors, der die Aufzugstür bewegt, gemessen werden und ein dynamisches Modell der Tür erstellt wird. Aus einer Beschleunigung oder Geschwindigkeit, die auf der Grundlage des Modells bestimmt wird, und aus einer gemessenen Beschleunigung oder Geschwindigkeit wird eine Fehlerfunktion erhalten und ihr Minimalwert bestimmt. Im dynamischen Modell werden die kinetischen Parameter der Tür berücksichtigt. Durch die Verwendung der berechneten Werte der kinetischen Parameter wird die Funktion der Türen optimiert. Die kinetischen Parameter, die bei der Optimierung der Funktionen der Aufzugstür verwendet werden, werden aus gespeicherten Parametern und aus einem externen Auswahlsignal ausgewählt, das entweder ein Signal ist, das eine Zieletage anzeigt, oder ein Signal, das von einem Etagendetektor erzeugt wird, der sich mit einer Aufzugskabine oder einem Fahrkorb bewegt.
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Weiterhin offenbart die
EP 3 403 970 A1 ein Verfahren und System zur Erzeugung von Wartungsdaten eines Aufzugstürsystems. Das Verfahren umfasst die Schritte des Erfassens eines ersten Ereignisses während des Schließens oder Öffnens einer Tür des Aufzugstürsystems und des Definierens eines Zeitstempels des ersten Ereignisses, wobei das erste Ereignis das Öffnen oder Schließen eines Sicherheitskreises ist, des Erfassens mindestens eines zweiten Ereignisses während des Schließens oder Öffnens der Tür des Aufzugstürsystems und des Definierens des Zeitstempels des mindestens einen zweiten Ereignisses, des Definierens eines Differenzwertes durch Vergleichen des Zeitstempels des ersten Ereignisses und des Zeitstempels des mindestens einen zweiten Ereignisses, des Vergleichens des Differenzwertes mit einem oder mehreren zuvor gespeicherten Differenzwerten und des Erzeugens von Wartungsdaten des Aufzugstürsystems.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Ermitteln und/oder Überwachen des mechanischen und/oder elektrischen Funktions-/Betriebszustands eines Aufzugstürantriebsmechanismus, insbesondere eines motorisierten Türöffnungs- und - schließantriebs oder -mechanismus, der auf der Seite einer Aufzugskabine oder -kabine und/oder auf der Seite eines entsprechenden Türmechanismus angeordnet ist, der auf einem Stockwerk eines darunterliegenden Gebäudes angeordnet ist. Die Überwachung umfasst die Überprüfung eines ordnungsgemäßen Öffnungs- und Schließvorgangs einer Aufzugstür und zielt insbesondere darauf ab, die Möglichkeit einer prädiktiven und/oder Fernwartung eines solchen Türmechanismus bereitzustellen, um dessen Wartungsbedarf zu ermitteln.
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Bekannte Aufzugsanlagen sind bereits mit einer Fernwartungsmöglichkeit ausgestattet, die eine mobile Kommunikation ermöglicht. Somit kann ein Techniker z. B. per Mobiltelefon die Funktionsfähigkeit des Aufzugs überprüfen und diagnostizieren und festlegen, welche Aufgaben des Wartungsprozesses durchzuführen sind. Einige Wartungsaspekte bzw. - prozesse eines Aufzugs sind jedoch noch nicht in einem solchen Fernwartungssystem implementiert, wie z. B. der Prozess der zuverlässigen Überwachung des (elektro)mechanischen Zustands eines Aufzugstürmechanismus, insbesondere eines besagten Türöffners/-schließers.
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Insbesondere der Prozess der Überprüfung des Türöffners/-schließers wird von den derzeit bekannten Fernwartungssystemen noch nicht unterstützt. Diese Systeme überwachen nur das Timing einer Tür, aber die tatsächliche Antriebskraft eines Motorantriebs zum Bewegen der Tür ist wichtiger, um einen sicheren Türbetrieb nachzuweisen. Die einwandfreie Funktion dieser Komponente ist wichtig, um sicherzustellen, dass eine Aufzugstür reibungslos und leise schließt.
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Die Notwendigkeit eines entsprechenden Wartungsprozesses kann durch die hier vorgestellte Lösung erfüllt werden, so dass die ferngesteuerte Wartung von Aufzugstüren effizienter wird und/oder die operative Effizienz des Wartungspersonals oder der Arbeiter verbessert werden kann.
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Die Grundidee des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, den elektrischen Strom des Türmotors während eines Öffnungsvorgangs und eines Schließvorgangs zu messen. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Stromwerten unter einen empirisch ermittelten Schwellenwert sinkt, wird daraus geschlossen, dass der Türöffner/-schließer degradiert oder sogar defekt oder funktionsunfähig ist.
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Die Idee beruht auf der bisherigen Erfahrung bzw. Kenntnis, dass der mechanische bzw. Betriebszustand der genannten Teile eines Aufzugstürantriebs im Laufe der Zeit durch Verschleiß beschädigt werden kann bzw. dass diese Teile ihre Einbaulage verändern oder ihre Dichtigkeit verlieren können, insbesondere durch die recht häufigen Öffnungs- und Schließvorgänge bzw. -vorgänge auch während des normalen Betriebs einer zugrunde liegenden Aufzugsanlage.
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Es ist zu erwähnen, dass die genannten elektrischen (Motor-)Stromwerte zuverlässig, basierend auf einer vorhandenen oder eigenen Aufzugssteuerung, ermittelt werden können. Dabei können vorhandene Betriebsdaten über türbetriebsabhängige Motorantriebsströme, die zum Betrieb des Motorantriebs der Türen benötigt werden, oder vorhandene Sensoren zur Überwachung des Öffnens und Schließens von Türen genutzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens können die Ergebnisse der erwähnten Auswertung der Differenz zwischen den beiden Stromwerten mit mindestens einer weiteren physikalischen Eigenschaft korreliert werden, die für den Türbetrieb oder den Nutzungszustand bzw. den elektromechanischen Zustand einer Türmechanik relevant ist, z. B. der Zeit, die seit dem letzten Wartungsdienst vergangen ist und/oder der Gesamtzahl der Türbetätigungen. Durch diese Korrelation kann die Zuverlässigkeit des vorgeschlagenen Verfahrens deutlich erhöht werden.
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Ferner wird ein System bzw. eine Steuerung zur Überprüfung und/oder Überwachung des Zustandes einer Aufzugstürmechanik, insbesondere eines genannten Türöffners/-schließers, vorgeschlagen, das bzw. die einen Datenspeicher aufweist, um die genannte Auswertung gemessener oder ermittelter elektrischer Stromwerte durch einen Vergleicher bzw. eine entsprechende Auswerteeinheit durchführen zu können. Der Komparator bzw. die Auswerteeinheit vergleicht aktuelle Differenzwerte des elektrischen Stroms zum Öffnen und zum Schließen einer Tür einer zugrundeliegenden Aufzugsanlage mit einem entsprechenden, empirisch (vor-)bestimmten Schwellenwert und bewertet die Notwendigkeit einer Wartungsdienstleistung für eine jeweilige Aufzugstür.
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Das System oder die Steuerung kann weiterhin eine Kommunikationseinheit enthalten, die, falls der tatsächliche Stromdifferenzwert unter dem vorgegebenen Schwellenwert liegt, automatisch eine entsprechende Wartungsanforderung an ein stationäres oder tragbares Kommunikations- oder Computergerät eines Servicetechnikers sendet, wie z. B. einen Server-Computer oder Desktop-PC, ein Smartphone oder einen Tablet-PC. Alternativ kann die Kommunikationseinheit ein Prioritätsbit oder einen Prioritätswert für einen Wartungsserviceabruf ändern, basierend auf dem Auswertungsergebnis.
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Figurenliste
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Die Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind im Zusammenhang mit der detaillierten Beschreibung zu verstehen, wie nachstehend dargelegt. Die ausführliche Beschreibung ist im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen, die einen wesentlichen Teil dieser Offenbarung bilden, wobei:
- 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufzugssteuerung in Form eines Blockdiagramms.
- 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Das in 1 schematisch dargestellte Aufzugssystem umfasst eine Aufzugskabine 100, die in einem Aufzugsschacht 105 angeordnet ist. Die Aufzugskabine 100 ist in einer Vorderansicht dargestellt, um einen zugrunde liegenden Aufzugskabinentürmechanismus mit zwei Aufzugstüren 110, 115 in der vorliegenden Ausführungsform besser zu veranschaulichen. Natürlich kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Aufzugssystem oder einen entsprechenden Türantriebsmechanismus zum Betreiben von nur einer Tür oder sogar mehr als zwei Türen angewendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Türantriebsmechanismus oder -antrieb angewandt werden, der in jedem der Stockwerke eines darunter liegenden Gebäudes angeordnet ist.
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Der Betrieb des gezeigten Türantriebsmechanismus zur Betätigung der beiden Aufzugstüren 110, 115 wird von einer Aufzugssteuereinheit 120 gesteuert, die in der vorliegenden Ausführungsform seitlich an der gezeigten Aufzugskabine 100 angeordnet ist. Die Steuereinheit 120 kann jedoch auch an einer Wand des Aufzugsschachtes 105 oder in einem Hauptsteuerraum, der sich z.B. auf der Oberseite des Schachtes 105 befindet, angeordnet sein. Die Steuereinheit ist über entsprechende Steuer- bzw. Kommunikationsleitungen 135, 136 mit zwei elektromotorischen Antrieben 125, 130 verbunden. Die Kommunikationsleitungen 135, 136 dienen zur Bereitstellung bzw. Übertragung von elektrischen Stromistwerten von den beiden elektromotorischen Antrieben 125, 130 an die Aufzugssteuereinheit 120. Die elektromotorischen Antriebe 125, 130 dienen als Teil des erwähnten Türantriebsmechanismus bzw. Operators zur Öffnungs- und Schließbewegung der Aufzugstüren 110, 115.
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Die dargestellten Kommunikationsleitungen 135, 136, wie sie durch die gestrichelten Linien angedeutet sind, können entweder mit bekannten drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationstechnologien realisiert werden. Die Steuereinheit 120, wie sie in ihrer vergrößerten Ansicht rechts dargestellt ist, umfasst gemäß ihrer vorliegenden Funktion als Auswerteeinheit einen lokalen Datenspeicher 160, in dem erfasste bzw. gemessene elektrische Stromwerte zum Öffnen und zum Schließen jeder der beiden Aufzugstüren 110, 115 gespeichert werden. Darüber hinaus umfasst die Steuereinheit 120 einen digitalen Komparator 165, der die Differenz der aktuell im Datenspeicher 160 gespeicherten elektrischen Stromwerte mit einem vorgegebenen, z.B. zuvor empirisch ermittelten, Schwellenwert 170 vergleicht. Der Komparator 165 prüft insbesondere, ob die Differenz zwischen diesen beiden Stromwerten unter den Schwellwert 170 sinkt. Ist dies der Fall, so wird darauf geschlossen, dass der jeweilige elektromotorische Antrieb 125, 130 des Türöffners/-schließers degradiert oder sogar defekt oder funktionsunfähig ist.
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Das vom Komparator 165 gelieferte Ausgangssignal bzw. die Information 175 wird danach genutzt, um die Priorität für die Planung der Wartung des Torantriebs zu erhöhen bzw. einen entsprechenden Wartungsservice auszulösen, was in der vorliegenden Ausführungsform in der Steuereinheit 120 durchgeführt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der Komparator 165 einen elektrischen Stromdifferenzwert mit zwei oder sogar mehr vorhandenen Schwellenwerten vergleichen, wobei sich jeder dieser Schwellenwerte z. B. auf eine bestimmte Prioritätsstufe für die Planung der Wartung bezieht. Hierdurch kann die Planung der Wartung wesentlich einfacher bzw. mit wesentlich geringerem Implementierungs- und Kostenaufwand durchgeführt werden.
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Die Steuereinheit 120 der in 1 dargestellten Aufzugsanlage ist über eine Kommunikationseinheit 180 mit einer (hier nicht dargestellten) Fernwartungszentrale verbunden. Die Übertragung 185 der von der Steuereinheit 120 gelieferten Informationen 175 an die Fernwartungszentrale erfolgt über bekannte Übertragungsprotokolle auf Basis einer Telefonleitung oder einer beliebigen drahtgebundenen oder drahtlosen Verbindung.
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Wenn Informationen von der Steuereinheit 120 zur Auswertung solcher Informationen an die Fernwartungszentrale gesendet werden, können die Daten z. B. in Verbindung mit einem Testanruf auf einer Notrufleitung übertragen werden. Da die Informationen 175 nur dann übertragen werden 185, wenn die beschriebenen Differenzwerte unterhalb einer genannten Schwellengrenze liegen, wird entsprechender Datenverkehr erheblich eingespart.
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Es ist zu erwähnen, dass gemäß einer alternativen Ausführungsform die Auswertung der gemessenen elektrischen Stromwerte auch auf der Seite der (nicht dargestellten) Fernwartungszentrale durchgeführt werden kann. In einer solchen Ausführungsform müssen die Auswerteeinheit 120 und ihr Komparator auf der Seite der Wartungszentrale angeordnet sein, um die beschriebenen Datenvergleiche mit entsprechenden Schwellwerten durchzuführen. Daher kann in einer solchen Ausführungsform die Steuereinheit 120 eine aus dem Stand der Technik bekannte gemeinsame Steuereinheit sein, die dann lediglich gemessene oder erfasste elektrische Stromwerte zeitlich an die Fernwartungszentrale überträgt, die die übertragenen Stromwerte vor Ort auswertet.
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Anhand der Ergebnisse der Auswertung der elektrischen Stromwerte wird der Wartungsbedarf ermittelt, entweder auf Seiten der Aufzugsanlage oder auf Seiten der Fernwartungszentrale. Basierend auf dem ermittelten Wartungsbedarf wird ein Wartungstermin, d.h. ein Termin, bis zu dem die Türen der zugrunde liegenden Aufzugsanlage gewartet werden sollen, festgelegt. Dadurch werden Störungen vermieden und ein akzeptables Leistungs- und Sicherheitsniveau der Aufzugsanlage gewährleistet.
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Der ermittelte Servicetermin kann auch mit einem vorläufigen Serviceterminplan verglichen werden, der in einer auf der Seite der Fernwartungszentrale angeordneten Datenbank gespeichert ist. Bei Bedarf wird ein früherer Termin für einen geplanten Wartungsbesuch vergeben. Für den Wartungsbesuch werden aus den Auswertungsergebnissen Anweisungen für die betreffenden Türen generiert, welche Teile der Türmechanik gewartet werden müssen.
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Bei dem in 2 dargestellten Verfahren wird davon ausgegangen, dass nach einem Öffnungs- oder Schließvorgang der beiden in 1 dargestellten Türen 110, 115 immer eine entgegengesetzte Bewegung der Türen 110, 115 erfolgt, nämlich ein Schließ- oder Öffnungsvorgang. Gemäß dem dargestellten Verfahren wird daher zunächst geprüft bzw. erkannt 200, ob ein Öffnungs- oder ein Schließvorgang stattgefunden hat. Diese Unterscheidung kann z.B. durch die in 1 dargestellte Steuerung 120 oder durch eine zusätzliche Sensorik erfolgen, z.B. durch einen Sensor, mit dem geprüft wird, ob die Türen bereits vollständig geschlossen sind, bevor die Aufzugskabine in Bewegung gesetzt wird.
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Hierbei ist zu erwähnen, dass die über die in 1 dargestellten Kommunikationsleitungen 135, 136 übertragenen elektrischen Stromsignale entweder kontinuierlich oder nur während eines anstehenden Torbewegungsvorgangs erfasst werden. Gemäß der letztgenannten Option kann die in 1 dargestellte Steuereinheit 120 die Erfassung der entsprechenden Daten nur dann auslösen, wenn eine Torbewegung stattfindet, so dass die Gesamtmenge der erfassten Daten erheblich begrenzt wird.
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Im nun angenommenen Fall eines z.B. detektierten Öffnungsvorgangs der beiden Türen 110, 115 werden im nächsten Schritt 205 die entsprechenden zwei elektrischen Ströme der elektromotorischen Antriebe 125, 130 der beiden Türen 110, 115 während der Öffnungsbewegung von den beiden elektromotorischen Antrieben 125, 130 erfasst oder von der Steuereinheit 120 bereitgestellt. Die erfassten zwei elektrischen Stromwerte werden dann 210 zumindest temporär (digitalisiert und) gespeichert.
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In Schritt 215 wird weiter geprüft, ob mindestens zwei elektrische Stromdaten oder -werte gesammelt wurden, nämlich für den öffnenden und für den schließenden Türbetrieb. Wenn sich die kürzlich gespeicherten Daten nur auf eine dieser beiden Betriebsarten beziehen, dann springt die Prozedur zurück zum Anfang, d. h. zu Schritt 200. Andernfalls, wenn die zuletzt gespeicherten Daten sowohl den Öffnungs- als auch den Schließvorgang abdecken, dann fährt das Verfahren mit Schritt 220 fort, wo für diese beiden Daten oder Werte ein Differenzwert berechnet oder bestimmt wird.
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Im weiteren Prüfschritt 225 wird der berechnete Differenzwert bzw. die Daten mit einem empirisch vorgegebenen Schwellwert 230 verglichen. Ergibt der Vergleich 225, dass der Differenzwert den Schwellwert 230 nicht unterschreitet, wird an den Anfang der Prozedur, also vor Schritt 200, zurückgesprungen.
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Andernfalls, wenn der Differenzwert den Schwellwert 230 unterschreitet, wird daraus gefolgert 235, dass der zugrundeliegende elektromotorische Antrieb 125 bzw. 130 degradiert oder sogar defekt oder funktionsunfähig ist. Als Konsequenz wird eine höhere Priorität des Wartungsplans für die unterliegende Aufzugsanlage und/oder für den unterliegenden Türantrieb gesetzt.
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Gemäß dem folgenden optionalen (gestrichelt dargestellten) Schritt 240 können die ermittelten Degradationsergebnisse 235 entweder über ein Kabinendisplay der zugrunde liegenden Aufzugsanlage an einen lokalen Servicetechniker ausgegeben oder an eine Fernwartungszentrale übermittelt werden, wie bereits im Zusammenhang mit 1 beschrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4512442 [0003]
- EP 1353868 A1 [0005]
- US 10196236 B2 [0006]
- EP 1922278 B1 [0007]
- EP 3403970 A1 [0008]
