DE19826039A1 - Überbrückungsschaltung - Google Patents

Abstract

Es wird eine Sicherheitsschaltung (10) zur Überbrückung der Tür- und Sperrmittelschalter bei einem elektrisch oder hydraulisch betriebenen Aufzug beschrieben, die zweikanalig ein erstes Relais (12) und ein zweites Relais (14) aufweist. Das erste Relais (12) ist mit einem zugehörigen ersten Magnetschalter (16) und das zweite Relais (14) ist mit einem zugehörigen zweiten Magnetschalter (18) zusammengeschaltet. Zur Aktivierung der Magnetschalter (16, 18) sind im Türbereich einer jeden Aufzug-Haltestelle Magnetbänder vorgesehen. Zur Funktions- und Zustandsüberwachung des ersten und zweiten Magnetschalters (16, 18) und des ersten und zweiten Relais (12, 14) ist ein Mikroprozessor (20) vorgesehen, der einen Speicher für Haltestellen-Sollpositionen und einen Timer aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Überbrückung der Tür- und Sperrmittelschalter bei einem elektrisch oder hydraulisch betriebenen Aufzug zum Zwecke der frühzeitigen Türöffnung bzw. zum Nachregulieren bei offener Tür entsprechend der TRA 200 bzw. der EN 81 (-technische Regeln für Aufzüge).

Bei den bekannten Sicherheitsschaltungen sind eine Anzahl Schalter und Relais notwendig, einerseits um die jeweilige Sicherheitsschaltung zu realisieren und andererseits diese auch gleich zu überwachen. Das stellt einen Aufwand dar. Außerdem ist mit einer solchen bekannten Sicherheitsschaltung jeweils nur eine Überwachung der Schaltung an definierten Orten der Aufzugkabine möglich, nämlich dort, wo ein entsprechender Schaltermagnet vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Sicherheitsschaltung einfach und mit einer ausgezeichneten Zuverlässigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einer Sicherheitsschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung wird der Vorteil erzielt, daß die Überwachung jederzeit und somit auch an jedem Ort der Aufzugkabine wirksam ist. Die Vereinfachung wird dadurch erreicht, daß die elektronische Aufzugsteuerung bei der Sicherheitskreisüberbrückung mitwirkt, d. h. nur dann freigibt bzw. aktiviert, wenn sie benötigt wird, andererseits jedoch keine eigenständige Sicherheitskreisüberbrückung bewirken kann.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung ist einfach ausgebildet, sie weist nur eine vergleichsweise geringe Anzahl von Bauteilen und Komponenten auf, wobei gleichzeitig eine ausgezeichnete Betriebszuverlässigkeit erzielt wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch in einer Blockdarstellung verdeutlichten Ausführungs- bzw. Schaltungsbeispieles der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung zur Überprüfung der Tür- und Sperrmittelschalter bei einem elektrisch oder hydraulisch betriebenen Aufzug.

Die Figur zeigt in einer Blockdiagrammdarstellung die Sicherheitsschaltung 10 mit einem ersten Relais 12, mit einem zweiten Relais 14, einem mit dem ersten Relais 12 in Reihe zusammengeschalteten ersten Magnetschalter 16, einem mit dem zweiten Relais 14 in Reihe zusammengeschalteten zweiten Magnetschalter 18, die also eine zweikanalige Überbrückungsschaltung bilden. Die Sicherheitsschaltung 10 weist außerdem einen Mikroprozessor 20 auf, der zur Funktions- und Zustandsüberwachung des ersten Magnetschalters 16, des zweiten Magnetschalters 18 und der beiden Relais 12 und 14 vorgesehen ist. Der Mikroprozessor 20 ist Bestandteil einer Steuerschaltung 22, die Eingänge 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36 und 38 und die Ausgänge 40, 42, 44 und 46 sowie zusätzliche Eingänge 48, 50, 52 und 54 aufweist. Bei dem Eingang 24 handelt es sich um einen Low-Level-Eingang. Bei dem Eingang 30 handelt es sich um einen High-Level-Eingang, der mit einem Anschluß 56 für eine Spannungsquelle zusammengeschaltet ist. Bei der besagten Spannungsquelle handelt es sich bspw. um eine 24 V-Gleich­ spannungsquelle. Der Eingang 28 ist mit einem Magnet- Endschalter 57 und der Eingang 30 ist mit einem Magnet- Endschalter 58 zusammengeschaltet. Die Eingänge 32 und 34 sind mit dem zweiten Magnetschalter 18 kontaktiert, wobei der Eingang 32 außerdem mit dem Mikroprozessor 20 und der Eingang 34 mit dem Ausgang 42 zusammengeschaltet ist. Die Eingänge 36 und 38 der Steuerschaltung 22 sind mit dem ersten Magnetschalter 16 zusammengeschaltet. Der Eingang 36 ist mit dem Mikroprozessor 20 der Steuerschaltung 22 und mit dem Ausgang 44 kontaktiert.

Das Relais 12 der Sicherheits- bzw. Überbrückungsschaltung wird durch den zugehörigen Magnetschalter 16 und das Relais 14 wird durch den Magnetschalter 18 betätigt. Die Funktion dieser zweikanaligen Überbrückungsschaltung, bestehend aus den besagten Relais 12 und 14 und den zugehörigen Magnetschaltern 16 und 18, wird durch den Mikroprozessor 20 der Steuerschaltung 22 überwacht. Die Schalter 16 und 18 werden im Türbereich der jeweiligen Aufzug-Haltestelle durch Magnetbänder, wie sie bei solchen Aufzügen allgemein üblich sind, aktiviert. Die Relais 12 und 14 ziehen - bei aktivierten Magnetschaltern 16 und 18 - nur dann an, wenn über den Ausgang 46 der Steuerschaltung 22 durch die Steuerung der Erregerstromkreis der Relais 12 und 14 geschlossen wird. Diese Freigabe der Relais 12 und 14 über den Ausgang 46 darf nur dann wirksam werden, wenn für die jeweilige Aufzug-Haltestelle ein Haltekommando, d. h. wenn eine entsprechende funktionelle Anforderung an die Steuerung vorliegt.

Bei angezogenen Relais 12 und 14 ist die Kontaktkette aus den Schließern 60 und 62 der Relais 12 und 14 in der Überbrückung der Tür- und Sperrmittel geschlossen. Die Überbrückung ist außerdem nur gestattet, wenn definierte Grenzgeschwindigkeiten der Aufzugkabine nicht überschritten sind.

Die sicherheitsrelevante Funktionsüberwachung der beiden Kanäle der Überbrückungsschaltung wird wie folgt ausgeführt:

• 1. Wie bereits erwähnt worden ist, wird der Schaltzustand der Magnetschalter 16 und 18 durch den Mikroprozessor 20 der Steuerungsschaltung 22 überwacht. Dabei wird das Vorhandensein und die korrekte Position des im Aufzugschacht vorgesehenen Magnetbandes für den Magnetschalter 16 an jeder Aufzug-Haltestelle mit erfaßt. Hierzu wird der Ein- und Ausschaltzustand des Magnetschalters 16 an jeder Haltestelle in Kombination mit der Position im Aufzugschacht, die bspw. mittels eines Inkremental-Drehgebers bestimmbar ist, mit einer im Speicher der Steuerschaltung 22 abgelegten Sollposition verglichen. Bei dem besagten Speicher handelt es sich zweckmäßigerweise um ein EEPROM. Zu große Abweichungen, d. h. Fehler, führen nach Ende einer Fahrt zur Betriebshemmung; ein Wiederanfahren ist nicht möglich.
  Bei dem Magnetschalter 18 wird geprüft, ob der Schalter bei jeder Fahrt mindestens einmal geschaltet hat.
• 2. Die Funktion der Relais 12 und 14, bei denen es sich um Relais der Bauart "zwangsgeführt" handelt, die von den Magnetschaltern 16 und 18 direkt angesteuert werden, wird über die Kontaktkette 64 der Öffner 66 und 68 der Relais 12 und 14 auf Rückfallen sowie der zugehörige Eingang 55 der Steuerschaltung 22 vom Mikroprozessor 20 softwaremäßig durch Vergleich mit dem Sollzustand kontinuierlich überwacht. Dieser Sollzustand hängt vom Schaltzustand der Magnetschalter 16 und 18 sowie vom Haltekommando für die jeweilige Zielhaltestelle über den Eingang 55 ab.
• 3. Die Funktionsüberwachung des Mikroprozessors 20 übernimmt der Timer der Sicherheitsschaltung, bei dem es sich zweckmäßigerweise um einen Watchdog-Timer handelt.

Der weiteren Verdeutlichung der Funktions- bzw. Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung dient die nachfolgend beschriebene Funktion der Software bei der Sicherheitskreisüberbrückung und bei der Überwachung derselben. Ein Mikrocontroller, der die Software ausführt, wird von dem oben erwähnten Watchdog-Timer überwacht. Bei Fehlfunktion des Mikrocontrollers löst dieser einen Reset des Controllers aus.

Die Sicherheitskreisüberbrückung wird durch ein software­ gesteuertes Anlegen von 0 VDC an den Ausgang 46 aktiviert. Der Standardzustand des Ausgangs 46 ist immer hochohmig, so daß keine Überbrückung möglich ist. Beim Initialisieren, d. h. nach einem Reset des Mikrocontrollers, wird der Ausgang 46 sofort hochohmig geschaltet. Das geschieht auch nach dem Verlassen der normalen Fahrprogramme infolge des Aktivierens einer Inspektionsfahrt, einer Rückholsteuerung, eines Nothalts o. dgl., und auch dann, wenn der Ausgang 46 gar nicht auf 0 VDC, d. h. entsprechend aktiviert war. Die Sicherheitskreisüberbrückung ist folglich immer deaktiviert - bis auf zwei Ausnahmen - nämlich:

• 1. Der Aufzug steht in einem Stockwerk und die Steuerung stellt fest, daß die Kabine nicht genau bündig steht. Das geschieht durch Berechnung der Differenz zwischen der momentanen Kabinenposition und der bei einer Lernfahrt gespeicherten Position für diese Haltestelle. Liegt die Differenz außerhalb einer bestimmten einstellbaren Toleranz, die typischerweise ± 4 mm betragen kann, so leitet die Software das Nachregulieren ein. Das geschieht jedoch nur, wenn die Magnetschalter 16 und 18 aktiv sind, d. h. wenn an den Eingängen 36 und 32 bspw. +24 VDC anliegen. Ist das der Fall, so aktiviert die Software nun die Sicherheitskreisüberbrückung durch Schalten von 0 VDC auf den Ausgang 46. Anschließend wird der Antrieb des Aufzugs aktiviert, bis die in der Lernfahrt gespeicherte Haltestellen-Position, d. h. bis die gelernte Bündigposition erreicht ist - oder eine Laufzeitüberwachung anspricht. Ist das der Fall, so deaktiviert die Software den Antrieb wieder und der Ausgang 46 wird wieder hochohmig geschaltet.
• 2. Der Aufzug macht aufgrund eines Außenrufs oder aufgrund eines Innenkommandos eine normale Stockwerksfahrt. Bei Erreichen des für die augenblicklich gefahrene Geschwindigkeit geltenden Umschaltpunktes für die Zielhaltestelle gibt die Software dem Aufzug-Antrieb den Befehl, auf Langsamfahrt zu gehen. Beim Erreichen des Punktes für den Beginn der "vorzeitigen Türöffnung", wobei der Abstand dieses Punktes von der bündigen Position einstellbar ist, prüft die Software nach, ob die Magnetschalter 16 und 18 beide aktiv sind, d. h. ob an dem Eingang 36 und am Eingang 32 die besagten +24 VDC anliegen. Wenn das der Fall ist, wird der Ausgang 46 aktiviert, d. h. auf 0 VDC geschaltet und die Tür bzw. die Türen bei Aufzügen mit Durchladung, wird aufgesteuert. Sobald der Sicherheitskreis nicht mehr benötigt wird, d. h. sobald der Aufzug-Antrieb keinen Strom mehr benötigt, läßt die Software die Fahrschütze abfallen und deaktiviert den Ausgang 46 wieder. Ob bzw. wann der Aufzug-Antrieb keinen Strom mehr benötigt, ist davon abhängig, ob es sich um einen geregelten Antrieb, um einen polumschaltbaren Antrieb oder um einen hydraulischen Antrieb handelt.
  Eine neue Stockwerksfahrt ist aus dem Nachregulierprogramm heraus nicht möglich. Das bedeutet, daß das Nachregulieren auf jeden Fall beendet sein muß - und damit auch der Ausgang 46 deaktiviert sein muß - bevor eine neue Stockwerksfahrt möglich ist. Damit ist die Voraussetzung für die Software geschaffen, zu prüfen, ob der Sicherheitskreis ordnungsgemäß über den bzw. die Sperrmittelschalter geschlossen ist. Ein Beginn einer Stockwerksfahrt mit nicht geschlossener Tür ist also prinzipiell nicht möglich.

Während die obigen Ausführungen die Aktivierung der Sicherheitskreisüberbrückung betreffen, beziehen sich die nachfolgenden Ausführungen auf die Überwachung der Sicherheitskreisüberbrückung. Alle an der Sicherheitskreisüberbrückung beteiligten Komponenten, d. h. die Magnetschalter 16 und 18, die Schaltmagnete des Aufzugs und die Relais 12 und 14 werden - wie bereits erwähnt worden ist - von der Software überwacht. Das geschieht wie folgt
Bei der Lernfahrt, d. h. bei Inbetriebnahme des Aufzugs, überwacht die Software permanent den Zustand des Magnetschalters 16, d. h. den Eingang 36 der Steuerschaltung 22. Die Positionen im Aufzugschacht, an denen der Zustand aktiv bzw. inaktiv wird, was dem Anfang bzw. dem Ende einer Türzone entspricht, werden dabei anhand der vom erwähnten Inkrementaldrehgeber gelieferten Impulse bspw. auf 1 mm genau im EEPROM gespeichert. Zu diesem Zwecke ist der in der Figur durch einen Block angedeutete Inkrementaldrehgeber 70 mit einem Eingang 72 der Steuerschaltung 22 zusammengeschaltet. Die genauen Schaltpunkte der Endschalter 56 und 58 und somit der Eingänge 28 und 30 der Steuerschaltung 22 werden ebenso erfaßt und im Speicher gespeichert. Die genauen Maße beziehen sich hierbei stets auf einen virtuellen Nullpunkt, der z. B. 500 mm unter der bündigen Position der untersten Haltestelle liegt.

Bei jeder normalen Stockwerksfahrt beobachtet die Software andauernd den Zustand der Magnetschalter 16 und 18 sowie der Endschalter 57 und 58. Immer wenn sich am Schaltzustand des Magnetschalters 16 etwas ändert, d. h. wenn sich der Spannungszustand z. B. zwischen 0 VDC und +24 VDC ändert, vergleicht die Software die aktuelle, d. h. vom Inkrementaldrehgeber 70 gelieferte Position der Aufzugkabine mit derjenigen, die für diesen Zustandswechsel im Speicher, d. h. im EEPROM gespeichert ist. Wenn die entsprechende Differenz dieser beiden Werte über der Toleranzschwelle liegt, die üblicherweise nur einige Millimeter beträgt, so geht der Aufzug sofort in Störung. Sollte der Magnetschalter 16 seinen Zustand allerdings gar nicht mehr wechseln, so würde dieser Mechanismus nicht ansprechen. Aus diesem Grunde wird der Magnetschalter 16 noch zusätzlich überwacht. Zu dieser Überwachung des Magnetschalters 16 ist in der Software ein Zähler integriert, der anhand der Zustandswechsel des Magnetschalters 16 mitzählt, in welcher Türzone bzw. zwischen welchen Türzonen sich die Aufzugkabine gerade befindet. Ein zweiter Software-Zähler, von dem dann auch die Standanzeige abgeleitet wird, zählt die Haltestellennummer anhand der Informationen des Inkrementaldrehgebers 70. Nach Beendigung jeder Fahrt, wenn die Türen schon geöffnet sind, vergleicht die Software beide Zähler miteinander. Besitzen die beiden Zähler nicht den gleichen Zählwert, so geht der Aufzug sofort in Störung.

Da eine Stockwerksfahrt immer nur aus der jeweiligen Bündig- Position heraus beginnen kann, ist der Magnetschalter 18 zu Beginn einer Stockwerksfahrt immer aktiv, d. h. auf High-Level, was bedeutet, daß am Eingang 32 der Steuerschaltung 22 bspw. +24 VDC anliegen. Während jeder Fahrt der Aufzugkabine überwacht die Software den Zustand des Magnetschalters 18. Sollte er abfallen, d. h. sollten am Eingang 32 0 VDC anliegen, so wird diese Tatsache im Speicher des Mikrocontrollers gespeichert. Der besagte Speicher wird vor Beginn jeder Fahrt gelöscht. Nach Beendigung jeder Fahrt - wenn die Türen schon geöffnet sind - prüft die Software diese Speicherstelle nach. Sollte der Magnetschalter 18 während der letzten Fahrt nicht abgefallen sein, so geht der Aufzug sofort in Störung. Ein sog. Klebenbleiben des Magnetschalters 18 wird folglich bemerkt.

Sollte der Magnetschalter 18 überhaupt nicht mehr anziehen, so wird das zwar nicht bemerkt, ein gefährlicher Betriebszustand kann daraus aber nicht entstehen, da eine Sicherheitskreisüberbrückung nicht mehr möglich ist.

Auch die beiden Überbrückungs-Relais 12 und 14 werden von der Software überwacht. Zu diesem Zwecke fragt die Software andauernd den Zustand des Eingangs 55 der Steuerschaltung 22 ab. An diesem Eingang 55 muß High-Level, d. h. z. B. +24 VDC anliegen, wenn die Sicherheitskreisüberbrückung deaktiviert ist, und sie muß Low-Level besitzen, wenn die Sicherheitskreisüberbrückung aktiviert ist. Ist das nicht der Fall, so geht der Aufzug sofort in Störung.

Eine Überwachung des Überwachungs-Eingangs 55 erfolgt in der Weise, daß der Ausgang 46 kurzzeitig, d. h. bspw. für eine Sekunde aktiviert wird, wenn der Aufzug z. B. innerhalb einer Stunde keine Fahrt durchführt. Da der Aufzug bündig steht - und es keine anderen Haltepositionen gibt - ziehen die Relais 12 und 14 kurz an. Sollte der Mikrocontroller die dabei zu erwartende Reaktion am Überwachungs-Eingang 55 nicht erkennen, so geht der Aufzug sofort in Störung. Während dieser einen Sekunde leitet der Mikrocontroller unter keinen Umständen eine Fahrbewegung ein. Dieser Überwachungsvorgang wiederholt sich stündlich so lange, bis der Aufzug wieder eine Fahrt macht.

Oben ist mehrfach davon die Rede, daß der Aufzug in Störung geht. Das bedeutet, daß der Aufzug in der Bündig-Position mit offener Tür stehen bleibt. Die Software löscht alle eventuell noch bestehenden Außenrufe und Innenkommandos. Neue Außenrufe oder Innenkommandos nimmt die Software nicht mehr an und quittiert sie auch nicht. Fahrtrichtungs- oder Weiterfahrt- Pfeile gehen aus. Auf einer bspw. zweistelligen Siebensegmentanzeige auf der Steuerung blinkt eine entsprechende Fehlermeldung. Der Antrieb wird auf keinen Fall mehr angesteuert, d. h. es wird auch nicht nachreguliert. Das Aktivieren von Inspektionsfahrt, Rückholsteuerung, Brandfall, Sonderfahrt außen oder innen usw. wird von der Software ebenfalls ignoriert. Der einzige Weg, den Aufzug zu einer Fahrbewegung zu veranlassen, d. h. ihn wieder in Betrieb zu nehmen, ist ein Reset der Steuerung. Das geschieht entweder durch Betätigen eines Reset-Tasters auf der Steuerung oder durch Aus- und Wiedereinschalten der Spannungsversorgung.

Bezugszeichenliste

10

Sicherheitsschaltung

12

erstes Relais

14

zweites Relais

16

erster Magnetschalter

18

zweiter Magnetschalter

20

Mikroprozessor

22

Steuerschaltung

24

Eingang

26

Eingang

28

Eingang

30

Eingang

32

Eingang

34

Eingang

36

Eingang

38

Eingang

40

Ausgang

42

Ausgang

44

Ausgang

46

Ausgang

48

Eingang

50

Eingang

52

Eingang

54

Eingang

55

Eingang

56

Anschluß

57

Magnet-Endschalter

58

Magnet-Endschalter

60

Schließer

62

Schließer

64

Kontaktkette

66

Öffner

68

Öffner

70

Inkrementaldrehgeber

72

Eingang

Claims (4)

1. Sicherheitsschaltung zur Überbrückung der Tür- und Sperrmittelschalter bei einem elektrisch oder hydraulisch betriebenen Aufzug, gekennzeichnet durch ein erstes, durch einen zugehörigen ersten Magnetschalter (16) betätigbares Relais (12) und ein zweites, durch einen zugehörigen zweiten Magnetschalter (18) betätigbares Relais (14), wobei zur Aktivierung der Magnetschalter (16, 18) im Türbereich einer jeden Aufzug- Haltestelle Magnetbänder vorgesehen sind, und zur Funktions- und Zustandsüberwachung des ersten und des zweiten Magnetschalters (16, 18) und des ersten und des zweiten Relais (12, 14) ein Mikroprozessor (20) vorgesehen ist, der einen Speicher für Haltestellen- Sollpositionen und einen Timer aufweist.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Speicher des Mikroprozessors (20) zur Speicherung der Aufzug-Haltestellen-Positionen mit einem Inkrementaldrehgeber (70) verbunden ist.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein EEPROM aufweist.

4. Sicherheitsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20) zwei Zähler aufweist.