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Die
vorliegende Erfindung sorgt für
die automatische Auswahl des korrekten Gesamtwiderstands für eine angemessene
Belastung in einer Hochspannungs-Messschaltung.
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Einschlägiger Stand
der Technik
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Die
stabile Überwachung
von Aufzugsignalen erfordert ein korrektes Einstellen von Spannungsschwellen
sowie eine angemessene Belastung hinsichtlich unerwünschtem
Geräusch.
Wenn die Spannungsschwelle zu niedrig gesetzt wird, ergibt sich eine
ungültige
Detektion von Kopplungsgeräusch;
ist die Spannungsschwelle zu hoch gesetzt, wird eine gültige Signaldetektion
blockiert. Außerdem
führt eine
zu geringe Belastung nicht zu einer Unterdrückung von Kopplungsgeräusch, und
eine zu hohe Belastung verursacht eine übermäßige Energieentnahme von dem überwachten
Signal (was Auswirkungen auf den Aufzugbetrieb haben könnte). Bei
bisherigen digitalen Eingabeausbildungen ist es notwendig, dass
ein Aufzuginstallateur die Spannung jedes Signals im Voraus kennt
oder vorab misst und dann die geeignete Schwelle und die geeignete
Belastung unter Verwendung von Überbrückungskabeln,
wie diese in 1 dargestellt
sind, manuell auswählt.
Dabei erfasst ein Opto-Sensor 9 die Spannung über einem Nebenschlusswiderstand 10,
wobei die Spannung mittels eines Serienwiderstands 11 beträchtlich
herabgesetzt wird, der mittels der Überbrückungskabel 16 bis 18 aufgrund
einer Mehrzahl von Widerständen 12 bis 15 gewählt wird.
Bei anderen bekannten Messsystemen werden die korrekte Schwelle
und die korrekte Belastung durch Auswählen des korrekten Eingabemoduls
gebildet, der in eine „Rückenebenen-"Platte einsteckbar
ist. Dieser manuelle Weg läßt Raum
für menschliche
Fehler und benötigt
für die Messung
und Einstellung ein beträchtliches
Maß an Zeit.
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Die
FR-2,732,171 (HELLA) offenbart eine Schaltung für eine automatische Spannungspegelanpassung.
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Die
DE-34 08 167 (Philips) offenbart eine Schaltungsanordnung zum Überwachen
einer Spannung.
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Offenbarung
der Erfindung
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Ziele
der Erfindung beinhalten das Erfassen von Hochspannungssignalen
mit geeigneten Schwellen und geeigneter Belastung ohne die Verwendung von Überbrückungskabeln,
Rückenebenen-Platten oder
einer anderweitigen manuellen Auswahl; die Verminderung des Risikos
von menschlichen Fehlern bei der Messung von Hochspannungssignalen;
die Eliminierung von menschlichen Eingriffen bei der Herstellung
der korrekten Schwelle und der korrekten Belastung zum Messen von
Hochspannungssignalen; die Reduzierung der Zeit, die zum Installieren
eines Aufzugs mit einem Überwachungssystem
erforderlich ist; sowie die Schaffung eines Spannungsüberwachungssystems,
das sich bei ändernden
Konditionen automatisch anpasst.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein Hochspannungs-Überwachungssystem, wie in Anspruch
1 beansprucht, und ein Verfahren zum Überwachen einer Spannung, wie
in Anspruch 5 beansprucht, geschaffen. Mindestens bei einer bevorzugten
Ausführungsform
ist jeder Sensor eines Hochspannungssignalsystems mit einem Überstromdetektor
versehen, um ein Signal zu schaffen, welches anzeigt, dass das System
zu viel Strom verbraucht; eine geeignete Schwelle und eine geeignete Belastung
wird geschaffen durch automatisches Erhöhen des Widerstandswerts in
Reihe mit dem Signalerfassungswiderstand bis zu dem Punkt der Eliminierung
des Überstromzustands.
Vorzugsweise werden bei jedem Abschalten der Überwachungsschaltung alle der
Sensoren in ihren maximalen Widerstandszustand versetzt, um dadurch
die Belastung der Aufzugsschaltungseinrichtungen zu minimieren. Beim
ersten Einschalten der Überwachungsschaltungseinrichtung
wird diese mit Hilfe des Aufzuginstallationspersonals vorkonfiguriert,
indem jede überwachte
Aufzugschaltung dazu veranlasst wird, zuerst einen Ein-Zustand anzunehmen
und dann einen Aus-Zustand anzunehmen, während gleichzeitig das automatische Überwachungssystem
nacheinander auf Überstrom überwacht
und die an gemessenen Einstellungen für jeden Widerstand vornimmt.
Danach wird bei jedem Einschalten des Überwachungssystems, nachdem
dieses einmal vorkonfiguriert worden ist, das System jeden Widerstand
bei dem während
der Vorkonfiguration als korrekt ermittelten Widerstand oder den
durch automatische Einstellung ermittelten Widerstand während des
Betriebs initialisieren. Wenn der Aufzug dann in Betrieb ist, spricht das
automatische Überwachungssystem
auf einen Überstrom
bei einem beliebigen der Sensoren an, um den Widerstandswert an
diesem Sensor zu erhöhen, die
neue Einstellung zu speichern sowie wahlweise eine Alarmnachricht
zu erzeugen.
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Die
Erfindung reduziert das Risiko von menschlichen Fehlern aufgrund
von Fehlmessungen oder verlegten Überbrückungskabeln und spart Installationszeit
ein, indem kein Installationspersonal zum Messen von Signalen und
Platzieren von Überbrückungskabeln
an einer Schaltungsplatte oder Modulen in einer Rückenebenen-Platte
notwendig ist. Die Erfindung schafft eine automatische Einstellung der
Messschaltung im Verlauf der Zeit.
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Weitere
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von exemplarischen
Ausführungsformen
derselben, wie diese in den Begleitzeichnungen dargestellt sind.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 ein vereinfachtes schematisches Blockdiagramm
einer Messschaltungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik;
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2 ein vereinfachtes Blockdiagramm
unter Darstellung einer automatischen Hochspannungs-Signalüberwachungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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3 und 4 Flußdiagramme von Funktionen auf
hohem Niveau, die bei der Ausführung
der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können.
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Beste Verfahrensweise
zum Ausführen
der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist
für jedes Element
des Aufzugsystems, das überwacht
werden soll, ein Paar Anschlüsse 23, 24 mit
dem Element verbunden, so dass die Spannung des Elements gemessen
werden kann. Die Elemente können
z.B. Relaisspulen und/oder Relaiskontakte, Schalterkontakte, Gebläse- oder
andere Zubehörspannungen
und dergleichen beinhalten. Bei der überwachten Spannung kann es
sich entweder um Wechselstromspannung oder Gleichstromspannung handeln,
und sie kann hoch sein und zwar in der Größenordnung zwischen 12 V und
265 V. Diese Spannung wird in einem Spannungsteiler herunter gesetzt,
der einen Erfassungswiderstand 27 und einen Serienwiderstand 28 aufweist.
Erfindungsgemäß ist ein Überstrom-Erfassungswiderstand 29 in
Reihe mit den Widerständen 27, 28 vorgesehen.
Der Widerstand 28 ist von einem maximalen Widerstandswert,
der von einem Widerstand 32 bestimmt wird, wenn jeder einer
Mehrzahl von Opto-Schaltern 34 bis 37 geöffnet ist,
auf einen minimalen Widerstandswert einstellbar, der durch die parallele
Kombination des Widerstands 32 mit einer Mehrzahl von Widerständen 40 bis 43 bestimmt
wird, wenn alle der Schalter geschlossen sind. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird angenommen, dass der Widerstandswert ausgehend von dem geschlossenen
Zustand aller Schalter zunimmt, wobei bei geöffnetem Schalter 37 der
nächsthöhere Widerstandswert
vorliegt und bei geöffnetem
Schalter 36 der wiederum nächsthöhere Widerstandswert vorliegt
usw. Gemäß der Erfindung
handelt es sich bei den Schaltern 34 bis 37 um
herkömmliche
optische FET-Koppler, wie z.B. der Marke Aromat NAIS, bei der die
Steuerspannung selektiv über
den Fotodioden angelegt wird, um eine Stromleitung durch die Ausgangsanschlüsse zu ermöglichen
und dadurch geschlossene Schalter zu bilden; ohne die Steuerspannung
liegt kein leitender Zustand zwischen den Ausgangsanschlüssen vor,
so dass geöffnete
Schalter gebildet sind.
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Die
Eingänge
zu den Opto-Schaltern sind über
in gestrichelten Linien 45 dargestellte Doppelleitungen
mit einem Mikroprozessor 47 verbunden, der den jeweiligen
Opto-Schaltern 34 bis 37 selektiv Spannung zuführt, um
diese leitend zu machen, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird.
Ein Elementsensor 50, der auf die Spannung über dem
Widerstand 27 anspricht, und ein Überstromsensor 51, der
auf die Spannung über
dem Überstromwiderstand 29 anspricht,
weisen jeweils einen Opto-Koppler auf, wie z.B. einen der Familie
NEC PS 2561, die jegliche Spannung über eine niedrige Schwelle
hinaus mit entsprechenden Ausgängen 54, 55 koppeln. Der
Widerstand 27 ist viel größer als der Widerstand 29,
so dass der Sensor 50 stets ein Ausgangssignal liefert,
wenn ein erwartetes Eingangssignal an den Anschlüssen 23, 24 anliegt,
jedoch der Sensor 51 nur dann ein Überstrom anzeigendes Ausgangssignal liefert,
wenn die Spannung über
den Anschlüssen 23, 24 hoch
genug ist, um ein Einstellen des Widerstands 28 erforderlich
zu machen. Zum Verhindern von falschen Einstellungen des Widerstands 28 aufgrund von
Spannungsspitzen oder anderem Rauschen über den Anschlüssen 23, 24 kann
der Mikroprozessor 47 eine Filterfunktion zum Reduzieren
von ungewöhnlichen
Ausschlägen
an den Ausgängen 54, 55 beinhalten,
um dadurch Einstellungen an dem Widerstand 28 zu vermeiden.
Der Mikroprozessor 53 kann eine Anzeige 57 aufweisen,
um Einstellungen der Opto-Schalter in dem Widerstand 28 anzuzeigen
sowie Servicepersonal zu informieren. Die Anzeige 57 kann
Installationspersonal über
den Fortschritt der Vorkonfigurationsroutine und/oder über die
Spannung über
jedem beliebigen bestimmten Element informieren, je nach dem, wie
dies gewünscht
ist. Der Mikroprozessor 53 kann derart gesteuert werden, dass
er die Ausführung
der in den 3 und 4 dargestellten Funktionen
beinhaltet. Anstatt unter der Steuerung des Mikroprozessors 53 kann
die Vorrichtung der 2 auch
Steuerroutinen unterliegen, die in einer Aufzugkabinensteuerung
oder dergleichen vorgesehen sind.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird
ein Überwachungsprogramm
des Mikroprozessors 47 beim Einschalten der Energie 58 oder
periodisch durch einen Eintrittspunkt 59 erreicht. Die
Widerstände
werden automatisch maximiert (d.h. alle der Schalter 34 bis 37 für jedes
der Elemente in dem System sind offen), wann immer die Vorrichtung
ausgeschaltet ist (keine Energie), da keine Span nungen auf den Leitungen 45 vorhanden
sind (2). Nach einer
herkömmlichen
Initialisierungs-Unterroutine 60 wird durch einen Test 73 bestimmt,
ob der „Ein"-Zustand initialisiert
worden ist oder nicht. Zu Beginn ist dies nicht der Fall, so dass
ein negatives Resultat des Tests 73 zu einem Test 75 für die Bestimmung
führt, ob
die Widerstände
vorkonfiguriert worden sind oder nicht. Während der Installation sowie
nach größeren Servicearbeiten
ist zu Beginn keine Vorkonfiguration vorhanden, so dass ein negatives
Resultat des Tests 75 die Vorkonfigurationsroutine der 4 unter Durchlaufung eines
Transferpunktes 76 erreicht. In 4 wird in einem ersten Schritt 78 S
auf Null gesetzt, und in einem Schritt 79 wird S dann inkrementiert.
In einem Schritt 80 wird die Schaltereinstellung für das Element
S auf ein Minimum gesetzt (d.h. es werden alle der Schalter 34 bis 37 der 2 geschlossen). Ein Test 81 bestimmt
dann, ob alle der Elemente die auf den Minimumwert eingestellten
Widerstandswerte hatten oder nicht. Ist dies nicht der Fall, kehrt
das Programm zu dem Schritt 79 zurück und veranlasst, dass das
nächste
Element seine Schaltereinstellung auf den minimalen Widerstand eingestellt
bekommt. Wenn alle Elemente auf den minimalen Widerstand eingestellt
worden sind, erreicht ein in Form eines „Ja" vorliegendes Resultat des Tests 81 einen
Schritt 82 zum Anzeigen eines Hinweises für das Installationspersonal,
dass es nun Zeit ist, nunmehr einen derartigen Aufzugbetrieb zu
veranlassen, dass jedes einzelne der Elemente zuerst eingeschaltet
und dann ausgeschaltet wird. In einem Schritt 84 wird dann
S auf Null gesetzt, in einem Schritt 85 wird S inkrementiert,
um auf das erste Element in dem Überwachungssystem
hinzuweisen, und in einem Schritt 86 wird ein Hinweis angezeigt, wie
z.B. „S
einschalten", wobei
S als die Nummer in der Abfolge des Elements angezeigt wird, das
derzeit einzuschalten ist, d.h. Spannung führen soll. Ein Test 87 bestimmt
dann, ob S eingeschaltet ist oder nicht, wobei dies bedeutet, dass
auf der Leitung 54 (2) von
dem Element mit der Nummer S ein Ausgangssignal vorliegt. Die Programmierung
wartet in einem Test 87, bis das Installationspersonal
das Einschalten von S veranlasst. Ein Test 90 bestimmt
dann, ob ein Überstromzustand
auf der Leitung 55 (2)
an dem Element S festgestellt wird. Wenn dies der Fall ist, wird
die Widerstandseinstellung für
S in einem Schritt 91 inkrementiert, und danach kehrt die
Routine zu dem Test 90 zurück. Die Routine durchläuft dann
zyklusartig den Test 90 und den Schritt 91, bis kein Überstromzustand
mehr vorliegt, wobei dies bedeutet, dass der korrekte Widerstand
für das
Element S erreicht worden ist. In einem Schritt 93 wird
dann ein Speicherort für
das Element S gesetzt, der gleich der Einstellung von S ist, wie
diese durch Inkrementieren in dem Schritt 91 geschaffen
worden ist. Dafür wird
der Status der Schalter 34 bis 37 (2) von dem Prozessor über die
Leitungen 45 gelesen. Dieser wird bei jedem Einschalten
des Überwachungssystems
verwendet, um den korrekten Widerstandswert für das Element S herzustellen.
In einem Schritt 95 wird dann ein Hinweis für das Installationspersonal
zum Ausschalten von S angezeigt, und ein Test 96 veranlasst
das Programm zum Abwarten, bis S ausgeschaltet ist (d.h. kein Ausgangssignal
mehr auf der Leitung 54 für das Element S vorhanden ist).
In einem Test 98 wird bestimmt, ob S auf die höchste Einstellung
eingestellt ist, wobei dies bedeutet, dass die Widerstände für alle Elemente
eingestellt worden sind; ist dies nicht der Fall, führt ein
negatives Resultat des Tests 98 dazu, dass die Routine
zu dem Schritt 85 zurückkehrt,
um S zu inkrementieren, so dass der Widerstand des nächsten Elements
in der Reihe korrekt eingestellt werden kann, wie dies beschrieben
worden ist. Wenn alle der Elemente eingestellt worden sind, führt ein
bejahendes Resultat des Tests 98 zum Erreichen eines Schrittes 100 zum
Setzen eines Vorkonfiguriert-Flag sowie eines Schrittes 101 zum
Anzeigen eines Hinweises für
das Installationspersonal, dass die Vorkonfiguration abgeschlossen
ist. Die weitere Programmierung wird dann unter Durchlaufung eines
Rückkehrpunktes 102 wieder aufgenommen.
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In
dem nächsten
Durchlauf durch die Routine der 3 ist
der Test 73 immer noch negativ, jedoch ist der Test 75 nun
positiv, wodurch ein Schritt 105 erreicht wird, um S auf
Null zu setzen, sowie ein Schritt 106 erreicht wird, um
S zum Hinweisen auf das erste Element in dem Überwachungssystem zu inkrementieren.
In einem Schritt 107 wird die Einstellung von S dann als
der Wert vorgenommen, der in der Vorkonfigurationsroutine in dem
Schritt 93 in dem Speicher für S gespeichert wurde. Ein
Test 108 bestimmt dann, ob die Widerstandseinstellungen
für alle
der Elemente gesetzt sind oder nicht. Ist dies nicht der Fall, kehrt die
Routine zu dem Schritt 106 zurück, um S zu inkrementieren
und das nächste
Element in der Reihe zu behandeln. Wenn die Widerstandseinstellungen
von allen Elementen vorgenommen worden sind, führt ein bejahendes Resultat
des Tests 108 zum Erreichen eines Schrittes 111,
um das Flag für
Initialisierung Ein zu setzen. Die weitere Programmierung erfolgt
dann unter Durchlaufung des Rückkehrpunktes 70.
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In
dem nächsten
Durchlauf durch die Routine der 3 ergibt
der Test 73 nun ein Ja, wobei dies bedeutet, dass das Überwachungssystem
nunmehr in einen normalen Überwachungsbetrieb übergeht. Ein
bejahendes Resultat des Tests 73 führt zum Erreichen eines Schrittes 114 zum
Setzen von S gleich Null, und ein Schritt 115 inkrementiert
S, um auf das erste Element in dem Überwachungssystem hinzuweisen.
In einem Test 118 wird dann bestimmt, ob das Element S
einen Überstrom
hat oder nicht. Wenn dies der Fall ist, wird die Einstellung für S in einem Schritt 119 inkrementiert,
wodurch ein Steigen des Widerstands verursacht wird (d.h. ein weiterer
der Schalter 34 bis 37 wird geöffnet), in einem Schritt 120 wird
die neue Einstellung in dem Speicher für das Element S gespeichert,
und in einem Schritt 121 wird eine Alarmnachricht für das Element
S erzeugt. Diese Nachricht kann durch irgend eine herkömmliche oder
andere Einrichtung zu einem beliebigen Ort geschickt werden, an
dem Wartungspersonal sie zur Kenntnis nehmen kann und/oder sie kann
aufgezeichnet werden und/oder in einer Aufzugüberwachung und/oder einer Wartungsroutine
verarbeitet werden. Wenn andererseits kein Überstrom an dem Element S festgestellt
wird, werden die Schritte 119 bis 121 umgangen.
Ein Test 122 stellt fest, ob alle der Elemente hinsichtlich
ihrer Überströme getestet
worden sind; ist dies nicht der Fall, kehrt das Programm zu dem
Schritt 115 zurück,
um S zum Testen auf Überstrom
an dem nächsten
Element in dem System zu inkrementieren. Wenn alle der Elemente
auf Überstrom
getestet worden sind, führt
ein bejahendes Resultat des Tests 122 dazu, dass die weitere
Programmierung unter Durchlaufung des Rückkehrpunktes 70 stattfindet.
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Die
Schritte 119 bis 121 alarmieren somit nicht nur
Wartungspersonal über
die Tatsache, dass die überwachte
Spannung um irgend einen Schwellenbetrag angestiegen ist, sondern
sie stellen auch den Widerstand der Überwachungsschaltungseinrichtung
derart ein, dass dieser für
den neu festgestellten Spannungszustand korrekt wird und dieser ferner
für den
anschließenden
Gebrauch aufgezeichnet wird. Der Überstromsensor gemäß der Erfindung sieht
somit die Ermittlung des korrekten Anfangswiderstands während des
Vorkonfigurati onsprozesses vor, jedoch sorgt er auch für einen
automatischen Alarm und eine Neueinstellung während der normalen Überwachung.
Die Alarmnachricht kann mehr oder weniger als Alarmsignal verwendet
werden, um diese während
anschließender
Diagnoseprozesse zu berücksichtigen
oder darauf hinzuweisen, dass ein zukünftiges Problem, das eine korrigierende
Einwirkung erforderlich macht, bald auftreten kann.
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Wenn
die Energie eingeschaltet wird, erfolgt im Verlauf der Zeit nach
der Konfiguration der Ablauf gemäß 3 aufgrund eines negativen
Resultats des Tests 73 und eines positiven Resultats des
Tests 75, wodurch die „Ein"-Initialisierungsschritte und die Tests 105 bis 111 erreicht
werden; jedes Mal, wenn die Überwachungsvorrichtung
Ein bleibt, wird die Routine der 3 dann
unter Durchlaufen des Überwachungs-Eintrittspunkts 59 erreicht,
und ein positives Resultat des Tests 73 führt zum
Erreichen der Überstromfunktionen 114 bis 122.
Die Überwachung des
Ausgangs 54 zum Bestimmen des Zustands des überwachten
Elements kann in einer beliebigen geeigneten herkömmlichen
Weise erfolgen und bildet keinen Bestandteil der Erfindung. Bei
Verwendung von anderen Einrichtungen als Opto-Schaltern, für die die
Konfiguration nicht lesbar ist, können die Inkrementierungen
des Schrittes 106 für
jeden Schalter gezählt
werden, und der Zählwert
kann während
der Vorkonfiguration gespeichert werden.
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Die
Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsformen
derselben dargestellt und beschrieben worden, jedoch versteht es
sich für
den Fachmann, dass die vorstehenden sowie verschiedene weitere Änderungen,
Weglassungen und Hinzufügungen
daran vorgenommen werden können,
ohne dass man den Wortlaut der Ansprüche verlässt.