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Die
Erfindung betrifft eine Fahrtreppe oder einen Fahrsteig, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Fahrtreppen
und Fahrsteige bedürfen
einer Steuerung und Überwachung,
um den ordnungsgemäßen Betrieb
zu gewährleisten.
Hierzu ist es bekannt, eine Vielzahl von einzelnen Sensoren und
Sicherheits-Positionsschaltern und Anzeigeelementen, die als Eingabe/Ausgabe-Einheiten
wirken, gemeinsam an einen Bus anzuschließen, der unter Steuerung durch
einen sogenannten Busmaster mit den Einheiten in der gewünschten
Weise kommunizieren.
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Ein
derartiges Bus-System hat den Vorteil, dass Einzelverbindungen zwischen
Sensoren und beispielsweise Anzeigeelementen zur Steuereinheit entbehrlich
sind; ein Buskabel kann durch die einzelnen Eingabe/Ausgabe-Einheiten
durchgeschleift werden und dient hierbei zugleich der Spannungsversorgung
und der Signalkommunikation zwischen Steuereinheit und den Eingabe/Ausgabe-Einheiten.
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Die
einzelnen Eingabe/Ausgabe-Einheiten einer Fahrtreppe oder eines
Fahrsteigs haben unterschiedliche Relevanz, insbesondere in sicherheitstechnischer
Hinsicht. Während
beispielsweise auf alle Fälle
aufgrund der erheblichen Verletzungsgefahr sichergestellt sein muss,
dass der Antriebsmotor der Fahrtreppe umgehend abgeschaltet wird,
wenn eine Verletzungsgefahr für
ein Körperteil
eines Fahrgastes besteht, oder wenn der Antriebsmotor mit deutlicher Überdrehzahl
läuft,
muss beim partiellen Ausfall beispielsweise der dekorativ wirkenden Handlaufbeleuchtung
kein Betriebsstop vorgenommen werden.
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Zur
Reduzierung der Wartungskosten wird die automatische Überwachung
von mehr und mehr Bestandteilen der Fahrtreppe oder des Fahrsteigs angestrebt.
So kann beispielsweise der Kettenverschleiß über das Maß des Durchhängens der
Kette zwischen zwei Laufrädern
erfasst und damit die Notwendigkeit des Kettentausches abgeschätzt werden.
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Auch
kann beispielsweise die Spaltbreite zwischen Paletten oder Stufen
und Balustrade automatisch überwacht
werden. Hier sind Sicherheitsgesichtspunkte mit Wartungsaspekten
kombiniert; für die
Gewährleistung
der Betriebssicherheit darf eine maximale Spaltbreite nicht überschritten
werden, während
andererseits eine Änderung
der Spaltbreite über
ein gewisses Maß hinaus
auf einen, die Wartung erfordernden Verschleiß, beispielsweise der Laufrollen
von Fahrtreppen-stufen, hin- weist.
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Die
Druckschrift
EP 780
337 A2 offenbart eine Fahrtreppe (
10) mit einem
Sicherheitssystem (
48). Das Sicherheitssystem (
48)
weist eine Steuereinheit (
52), einen Bus-Master (
54),
eine serielle Verbindung (
56) sowie eine Vielzahl von Ein/Ausgabegeräten (
58)
auf (Spalte 3, Zeilen 18–23;
1),. Die Ein/Ausgabegeräte (
58)
kommunizieren über
die serielle Verbindung (
56) mit der Steuereinheit (
52).
Dabei werden Signale von den Ein/Ausgabegeräten (
58) über die
serielle Verbindung (
56) zu dem Bus-Master (
54)
und zu der Steuereinheit (
52) übertragen (Spalte 3, Zeilen
44–50).
Somit wird bei dieser bekannten Lösung ein komplexes Bussystem
verwendet, was die Störanfälligkeit
erhöht.
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DE 198 03 042 A1 weist
ein Modul zum Anschluss eines Aktuators oder Sensors als Teilnehmer an
eine Busleitung (
13) auf. Das Modul verfügt über einen Öffnerkontakt
(
34) sowie über
einen Schließerkontakt
(
35). Der Öffnerkontakt
(
34) ist als Sicherheitskontakt mit einem Verbraucher verbunden.
Der Schließerkontakt
(
35) ist mit einer Signalleitung (
27) verbunden, über die
der Zustand des Aktuators oder Senders abgefragt wird (Spalte 1,
Zeilen 39–40; Spalte
2, Zeilen 7–16;
1).
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Bei
dem Abfragen des Zustandes des Aktuators oder Senders wird ein entsprechendes
Signal über
die Busleitung (13) an eine übergeordnete Steuerung übertragen.
Jedoch kann hier eine eindeutige Fehleridentifikation nicht realisiert
werden, da eine Überwachung
des Bussystems nicht vorgesehen wird.
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Die
Druckschrift
DE 199
11 698 A1 offenbart, wie aus der Zusammenfassung und aus
1 entnehmbar ist, eine Sicherheitsschaltanordnung
mit wenigstens zwei in Serie an eine Auswerteeinheit (
11)
angelegten Öffnungsschaltern
(
12a,
12b,
12c). Beim Öffnen wenigstens
eines der Öffnungsschalter (
12a,
12b,
12c)
wird von der Auswerteeinheit (
11) ein Sicherheitssignal,
insbesondere Alarm- und/oder Abschaltsignal ausgelöst und festgestellt,
welcher Öffnungsschalter
(
12a,
12b,
12c) geöffnet wurde.
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Bei
dieser bekannten Sicherheitsschaltanordnung ist jedem Öffnungsschalter
(12a, 12b, 12c) ein Codesignalgenerator
(13a, 13b, 13c) zugeordnet, welcher beim Öffnen des
zugeordneten Öffnungsschalters
(12a; 12b, 12c) über eine allen Codesignalgeneratoren
(13a, 13b, 13c) zugeordnete gemeinsame.
Leitung das für
den betreffenden Öffnungsschalter
charakteristische Codesignal an die Auswerteeinheit (11)
1iefert. Dieses Codesignal wird in der Auswerteeinheit, analysiert
und als vom betreffenden Öffnungsschalter
kommend erkannt.
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Die
Kerngedanke dieser Erfindung ist es; eine kompakte Sicherheitsschaltanordnung
zu schaffen, bei der von jedem Öffnungsschalter
(12a, 12b; 12c), bei Öffnung, ein für ihn charakteristisches Codesignal
ausgelöst
wird und über
eine allen oder mehreren Öffnungsschaltern
gemeinsame Leitung der Auswerteeinheit zugeführt wird.
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Wenn
aber diese bekannte Sicherheitsschaltanordnung, d.h. ein spezieller
Sicherheitskreis, der die Funktionsfähigkeit sicherheitsrelevanter
Einheiten ständig überwacht,
in einer Fahrtreppe oder einem Fahrsteig angewendet wird, um die
erforderliche Ausfallsicherheit der betriebsnotwendigen Einheiten zu
gewährleisten,
würde dies
zu einem komplexen Bus-System führen
und damit zu eine Erhöhung
der Störanfälligkeit.
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Je
komplexer ein Bus-System ist, desto größer ist zwangsläufig auch
die Störanfälligkeit,
allein schon aufgrund der entsprechend zunehmenden Verbindungen.
Um dennoch die erforderliche Ausfallsicherheit der betriebsnotwendigen
Einheiten zu gewährleisten,
ist es bekannt geworden, einen speziellen Sicherheitskreis einzusetzen,
der die Funktionsfähigkeit
sicherheitsrelevanter Einheiten ständig überwacht. Ein derartiger Sicherheitskreis
erhöht
jedoch den Aufwand erheblich, so dass zwar die Sicherheit erhöht ist,
aber die Stillstandzeiten der Fahrtreppe oder des Fahrsteigs ebenso
größer wird.
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Andererseits
hat man gerade auch im Hinblick auf Sicherheitsbedenken davon Abstand
genommen, die Leitungen des Sicher heitskreises als Bus-System auszubilden,
so dass sie sternförmig
der Steuereinheit zugeführt
wurden, was einen entsprechend hohen Verdrahtungsaufwand bedeutete.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fahrtreppe oder einen
Fahrsteig gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 zu schaffen, die eine verbesserte Systemverfügbarkeit
bei dennoch besonders zuverlässig
realisierter Auslegung der Sicherheitsfunktion ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß ist es
besonders günstig, dass
keine Modifikation des Bussystems erforderlich ist, aber dennoch
die Sicherheitskategorie 4 der Sicherheitsnorm EN954-1 erreichbar
ist. Erfindungsgemäß sind hierzu
Sicherheitsslaves vorgesehen, die bevorzugt mit einer eindeutigen
Codetabelle versehen sind. Die Sicherheitsslaves sind an Sicherheitspositionsschalter
angeschlossen, die beim Versagen einer Einheit öffnen. Durch Überprüfung der
Rückmeldungen
der Sicherheitsslaves lässt
sich vom Sicherheitsmonitor eine eindeutige Fehleridentifikation realisieren,
ohne dass es erforderlich wäre,
einen sicherheitsgerichteten Master einzusetzen. Auch ist es nicht
erforderlich, sogenannte sichere Busprotokolle, die häufig inkompatibel
zu den üblichen
Busprotokollen sind, einzusetzen, und kann auch der Aufwand für die Realisierung
von doppelten Bussystemen vermieden werden.
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Gemäß der Sicherheitskategorie
4 bleibt auch beim Auftreten von Fehlern die Sicherheitsfunktion
erhalten. Die Fehler werden erkannt, und die Fahrtreppe oder der
Fahrsteig kann in geeigneter Weise abgeschaltet werden, beispielsweise
durch Unterbrechen des Motorantriebsstroms, und dadurch, dass die
Betriebsbremse aktiviert wird.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es günstig, wenn der Sicherheitskreis durch
die Eingabe/Ausgabe-Einheiten
kurzerhand durchgeschleift wird. Obwohl insofern eine elektrische
Trennung vorliegt, kann mit dieser Lösung das gleiche Kabel verwendet
werden. Die Leitung des Sicherheitskreises kann innnerhalb der gleichen
Abschirmung, oder gewünschtenfalls
auch separat abgeschirmt, in dem Kabel verlegt sein. Mit dieser
Lösung
lässt sich
der Sicherheitskreis mit der erforderlichen Verlässlichkeit realisieren, wobei
lediglich zwei zusätzliche
Kontakte zwischen den Fassungen der Einheiten und der Einheit selber
erforderlich sind.
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Besonders
günstig
ist es, dass bei Einheiten, die nicht so sicherheitsrelevant sind,
dennoch auch ohne diese Kontakte entprechende Einheiten gesteckt
werden können,
so dass keine vollständige Umrüstung erforderlich
ist, sondern auch beim Nachrüsten
eines Sicherheitskreises lediglich die sicherheitsrelevanten Bauteile
ausgetauscht werden müssen.
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Erfindungsgemäß ist es
günstig,
dass der Sicherheitsmonitor frei von Steuersignalen gehalten ist. Die
Signalisierung des Sicherheitsmonitors vollzieht lediglich die Abschaltung
der Fahrtreppe oder des Fahrsteigs.
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Es
versteht sich, dass bei Bedarf in an sich bekannter Weise über ein
serielles Protokoll eine Adressierung der sicherheitsrelevanten
Einheiten möglich
ist, um beim Versagen einer Einheit diese zu lokalisieren. In vorteilhafter
Ausgestaltung ist es vorgesehen, lediglich einen Fehlerzustand über den
Sicherheitskreis anzeigen zu lassen und die eigentliche Prüfung, die
eine Adressierung der Einheiten erfordert, über den Systembus vorzunehmen.
Durch diese Lösung
lässt sich
der Aufwand für
den Sicherheitskreis deutlich reduzieren, zumal kein separates Protokoll
erforderlich ist.
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Gemäß einem
weiteren, besonders günstigen
Gesichtspunkt lässt
sich die Steuereinheit einschließlich des Busmasters; aber
auch des Alarmschaltkreises in denjenigen Einstiegs-/Ausstiegsbereich
anordnen, in dem der Antriebsmotor der Fahrtreppe oder des Fahrsteigs
nicht angeordnet sein muss. Es versteht sich, dass es günstig ist,
Relais oder Thyristoren für
die Ansteuerung des Antriebmotors diesem benachbart anzuordnen und
lediglich die Steuereingänge
dieser Thyristoren oder Relais mit der Steuereinheit zu verbinden.
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Weitere
Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Details einer erfindungsgemäßen Fahrtreppe
in einer Ausführungsform,
unter Darstellung des Sicherheitskreises und eines Teils des Busses;
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2 eine
Draufsicht auf eine schematische Darstellung der Schaltungseinheit
für die
Ausführungsform
gemäß 1;
und
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3 ein
Prinzipschaltbild einer dezentralen Steuerung mit Standardteilnehmern
und sicherheitsgerichteten Teilnehmern.
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In 1 ist
ein Detail einer erfindungsgemäßen Fahrtreppe
schematisch dargestellt. Über
ein Bussystem 10 mit einem Sicherheitsslave ist eine Vielzahl
von Eingabe/Ausgabe-Einheiten 12 angeschlossen, von denen
in 1 eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 12 mit
einem Sicherheitspositionsschalter gestrichelt angedeutet ist. Jede
Eingabe/Ausgabe-Einheit 12 ist über eine Mehrfach-Steckbuchsenverbindung
mit dem Bussystem 10 verbunden. Das Bus system 10 erlaubt
eine Adressierung der einzelnen Eingabe/Ausgabe-Einheiten 12,
um die Signale der Eingabe/Ausgabe-Einheiten 12 verarbeiten
zu können.
In an sich bekannter Weise werden hierzu die Eingabe/Ausgabe-Einheiten 12 zyklisch
abgefragt. Eine Verbindung über
eine Steckbuchse 14 ist in 1 für die Eingabe/Ausgabe-Einheit 12 schematisch
angedeutet. Es versteht sich, dass die weiteren Eingabe/Ausgabe-Einheiten über entsprechende Zusatzkontakte
verfügen.
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Erfindungsgemäß ist nun
ein Sicherheitskreis 16 vorgesehen, der seriell sämtliche
Steckbuchsen 14 und Eingabe/Ausgabe-Einheiten 12 durchtritt.
Der Sicherheitskreis 16 ist bei einem funktionierendem
System in jeder Eingabe/Ausgabe-Einheit 12 geschlossen,
was durch einen Schalter 18 angedeutet ist.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, schließt der Schalter 18 auch
eine Busleitung 20, die mit einer Spannungsversorgungsleitung 22 in
Verbindung steht. Durch das Einstecken der Eingabe/Ausgabe-Einheit 12 wird
hierdurch automatisch die Spannungsversorgung sichergestellt.
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Aus 2 ist
ersichtlich, in welcher Weise in einer Baueinheit 24 die
Steckbuchsen 14 angeordnet sein können. Jede Steckbuchse 14 weist
eine Vielzahl von Kontakten, u.a. zwei Sicherheitskontakte, auf. Über die
Pfeile 27 ist schematisch das Durchschleifen des Sicherheitskreises 16 durch
die Baueinheiten angedeutet.
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Ferner
ist aus 2 ersichtlich, dass der Sicherheitskreis 16 von
einem Eingang zu einem Ausgang durch die Baueinheit 24 geführt ist,
wobei es sich versteht, dass in beliebiger geeigneter Weise die Sicherheitsschaltung
mit einem an den Ausgang angeschlossenen Alarmschaltkreis vorgesehen
sein kann.
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Das
in 2 dargestellte Bauteil kann auch als Sicherheitsslave
bezeichnet werden. Es ermöglicht
im Bereich Standard 41-Module 33 den
Anschluss von vier Sicherheitspositions-Schaltern.
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Über die
miteinander verbundenen Steckbuchsen 14 wird der Sicherheitskreis 16 durchgeschleift.
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Während die
Steckbuchsen 14 als Vierfach-Steckbuchsen ausgebildet sind,
weist die Baueinheit 24 auch einen Bereich 33 auf,
der für
die Bereitstellung des Standard-Bussystems mit Zwei/Vierfach-Steckbuchsen
vorgesehen ist. Hier können Standard-Eingabe/Ausgabe-Einheiten 12 angeschlossen
werden, die keiner Sicherheitsüberwachung
bedürfen,
nachdem sie für
die Funktion der Fahrtreppe nicht relevant sind.
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Erfindungsgemäß ist es
besonders günstig, dass
ein Standard-Feldbussystem
verwendet werden kann. Es weist im zentralen Fahrtreppen-Steuergerät einen
Bus-Master 50 auf, der mit der Busleitung 20 im
Fahrtreppen-Tragkörper
verbunden ist: Die Eingabe/Ausgabe-Einheiten 12 sind aus
der Sicht des Bus-Masters 50 insofern als Slaves bzw. als
Sicherheitsslaves zu bezeichnen, nachdem sie in den Sicherheitskreis 16 integriert
sind.
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Erfindungsgemäß ist der
besondere Sicherheitskreis 16 vorgesehen.
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Jede
Fahrtreppe benötigt
aufgrund der Vielzahl der vorgeschriebenen Sicherheitspositionsschalter
mehrere derartige Sicherheitsslaves. Derartige Sicherheitsslaves
bestehen aus einem Gehäuse mit
Steckbuchsen, interner Elektronik und einer internen Leiterplatte.
Sie werden an beliebiger Stelle mit der Busleitung 20 verbunden.
Zusätzlich
sind mehrere derartige Sicherheitsslaves mit Hilfe von Steckbuchsen 31 und 31' untereinander
verbunden, so dass sich der Sicherheitskreis 16 ergibt,
der die Energiezufuhr zum Antriebsmotor und/oder den Bremsen freigibt
oder unterbricht.
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Erfindungsgemäß können an
jeden Sicherheitsslave bis zu 4 Sicherheitspositionsschalter angeschlossen
werden, die mit doppelten Kontakten ausgerüstet sein können. Beispielsweise können ein Schließer und
ein Öffner
verwendet werden oder aber zwei Öffner.
Ein Öffner
wird für
den Sicherheitskreis 16 benötigt. Der andere gibt ein Signal
an die Elektronik im Sicherheitsslave ab. Hierdurch ist eine Diagnosefunktion
möglich.
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Die
Busleitung 20 und der Sicherheitskreis 16 sind
voneinander unabhängig
und über
separate Leitungen gefühn.
Bevorzugt ist jede Leitung doppelt isoliert und gerade die Leitung
für den
Sicherheitskreis ist mit erhöhter
Spannungsfestigkeit isoliert, so dass sie ohne weiteren Schutz im
Tragkörper
der Fahnreppe oder des Fahrsteigs verlegt werden kann.
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Erfindungsgemäß können an
ein Standard-Bussystem Standard-Eingabe/Ausgabe-Einheiten für nicht
sicherheitsrelevante Funktionen und die Sicherheitsslaves gleichzeitig
angeschlossen werden, und es ist eine Diagnose über den Standardbus möglich. Besonders
günstig
hierbei ist es, dass eine Leitungsführung von jedem Sicherheitspositionsschalter
zum zentralen Steuergerät
entfällt.
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Aus 3 ist
ein Prinzipschaltbild einer dezentralen Steuerung mit Standardteilnehmern
und sicherheitsgerichteten Teilnehmern ersichtlich. Bei der aus 3 ersichtlichen
Ausführungsform
ist ein Standard-Bussystem 10 mit der Busleitung 20 vorgesehen,
an das sowohl Standard-Slaves 26, 28 und 30 als
auch Sicherheitsslaves 32, 34 und 36 angeschlossen
sind. Die Standardslaves kommunizieren in an sich bekannter weise
mit einem Standardbus-Master 50.
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Erfindungsgemäß ist ein
Sicherheitsmonitor 38 vorgesehen, der das Standard-Bussystem 10 passiv überwacht.
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Jeder
sicherheitsgerichtete Slave 32, 34, 36 ist
an einen Sicherheitspositionsschalter angeschlossen, von dem je
ein Öffnerkontakt 40, 42 und 44 dargestellt
ist.
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Jeder
Sicherheitsslave 32, 34, 36 ist mit einer
eindeutigen Codetabelle versehen, die beispielsweise vierstellig
sein kann. Jeder Sicherheitsslave 32, 34 und 36 sendet
seine Codetabelle, und der Sicherheitsmonitor 38 empfängt und überprüft die Codetabellen,
in dem er die auf der Busleitung 20 vorliegenden Signale überwacht.
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Beim
Offnen eines Öffnerkontakts,
beispielsweise beim Sicherheitskontakt 40 des Sicherheitsslaves 32,
stimmt der Code des Sicherheitsslaves nicht mehr, und der Sicherheitsmonitor 38 stellt
bei der Überprüfung fest,
dass die Codetabellen nicht zutreffend sind. Der Sicherheitsmonitor 38 weist
eine fehlersichere Auswerteschaltung auf, die die Spannung zum Antriebsmotor
unterbricht. Ferner ist eine eigensichere Bremse für die Fahrtreppe
oder den Fahrsteig vorgesehen, die ebenfalls aktiviert wird.
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Der
Sicherheitsmonitor 38 weist ferner eine Zeitüberwachung
auf, die ebenfalls das Alarmsignal abgibt, wenn die Codes sämtlicher
Slaves nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters empfangen werden.
Durch diese Lösung
läBt sich
die Sicherheitskategorie 4 realisieren.
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- 10
- Standard-Bussystem
- 12
- Eingabe-/Ausgabe-Einheiten
- 14
- Steckbuchse
- 16
- Sicherheitskreis
- 18
- Schalter
- 20
- Busleitung
- 22
- Spannungsversorgungsleitung
- 24
- Baueinheit
- 26,
28, 30
- Standardslaves
- 27
- Pfeil
- 31,
31
- Steckbuchsen
- 32,
34, 36
- Sicherheitslaves
- 33
- Standard
41-Module
- 38
- Sicherheitsmonitor
- 40,
42, 44
- Sicherheitskontakt
- 50
- Bus-Master