EP1040073B1 - Safety device for escalators and moving walkways - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von Funktionseinheiten an Rolltreppen und Rollsteigen, bestehend aus mehreren unabhängig voneinander vorgebbare Parameter der jeweiligen Funktionseinheit kontrollierende Prozessoren.The invention relates to a device for monitoring functional units on escalators and escalators, consisting of several independently Controllable parameters of the respective functional unit that can be predetermined from one another Processors.
Es ist allgemein bekannt, Funktionseinheiten an Rolltreppen und Rollsteigen, wie z. B. den Antriebsmotor für die Stufen bzw. die Paletten oder den Handlaufantrieb mittels Sicherheitseinrichtungen zu überwachen. Zur Anwendung gelangen vielfach Schütze, die mit Hilfe einer Elektronik auf Basis einer fest verdrahteten Logik die Rolltreppe oder den Rollsteig im Fehlerfall stillsetzen. Nachteilig ist hier festzustellen, daß infolge dieser elektrischen Bauteile ein erhöhter Raumaufwand sowie ein erhöhter Verdrahtungsaufwand betrieben werden muß.It is generally known that functional units on escalators and escalators, such as B. the drive motor for the steps or the pallets or Monitor handrail drive using safety devices. For use In many cases, contactors that use electronics based on a In the event of a fault, shut down the hard-wired logic to the escalator or escalator. The disadvantage here is that as a result of these electrical components an increased amount of space and an increased amount of wiring must become.
Rolltreppen und Rollsteige müssen gem. geltenden in- und ausländischen Sicherheitsvorschriften so ausgerüstet sein, daß sie selbsttätig stillgesetzt werden, bevor die Geschwindigkeit beispielsweise den 1,2 fachen Wert der Nenngeschwindigkeit überschreitet. Dieser Maßgabe wird durch die bekannten 3 Überwachungseinrichtungen auf der Grundlage von Schützen oder ihren Vorschützen zwar Rechnung getragen, der Bauaufwand wird jedoch als zu hoch angesehen.Escalators and escalators must be applicable domestic and foreign Safety regulations must be equipped so that they shut down automatically before the speed, for example, 1.2 times the value of Rated speed exceeds. This requirement is known by the 3 monitoring devices based on shooters or their Gunner is taken into account, but the construction effort is considered viewed too high.
Durch die US 5,526,256 ist eine Kontrolleinrichtung für Personenförderanlagen bekanntgeworden. Vorgesehen sind ein erster sowie ein zweiter Microcomputer, wobei der erste Microcomputer über Schalter mit den für das Anfahren der Personenförderanlage zuständigen Sicherheitselemeneten in Wirkverbindung steht. Die Ergebnisse werden zur Inbetriebnahme der Personenförderanlage verwendet. Der zweite Microcomputer überwacht das Verhalten der Sicherheitseinrichtungen auf der Grundlage von Eingangssignalen derselben. Bei Ausfall eines der Microcomputer wird die Personenförderanlage nicht stillgesetzt, vielmehr übernimmt der zweite Microcomputer die Funktionen des ersten, wodurch erhebliche Risiken beim Weiterbetrieb der Personenförderanlage entstehen können, da der Fehler nicht behoben sondern lediglich verlagert wird.US 5,526,256 is a control device for passenger conveyor systems known. A first and a second microcomputer are provided, the first microcomputer using switches for starting of the passenger conveyor system responsible security elements in Active connection is established. The results are used to commission the passenger conveyor system used. The second microcomputer monitors the behavior of safety devices based on input signals the same. If one of the microcomputers fails, the passenger conveyor system will not shut down, rather the second microcomputer takes over the functions the first, which creates significant risks in the continued operation of the passenger conveyor system can arise because the error is not fixed but is only relocated.
Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, eine Überwachungseinrichtung für Rolltreppen und Rollsteige bereitzustellen, die den heutigen technischen Möglichkeiten entspricht und die gegenüber dem bisher auf diesem Gebiet bekannten St. d. T. einerseits preislich wesentlich günstiger und andererseits leistungsfähiger bei geringerer Baugröße ist. Die Überwachungseinrichtung soll darüber hinaus flexibel in der Anpassung an unterschiedliche in- und ausländische Sicherheitsstandards sein. Eine Abschaltung der Personenförderanlage soll bei auftretenden Problemen in jedem Fall sichergestellt werden.The object of the invention is to provide a monitoring device for To provide escalators and moving walks that are today's technical Opportunities and compared to the previous one in this area well-known St. d. T. much cheaper on the one hand and on the other hand is more powerful with a smaller size. The monitoring device should also be flexible in adapting to different domestic and international foreign security standards. A shutdown of the passenger conveyor system should be ensured in any case if problems arise.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Prozessoren unabhängig voneinander gleichzeitig zur Überwachung des Antriebsmotors für die Stufen bzw. die Paletten und / oder des Antriebsmotors für den bzw. die Handläufe vorgesehen sind und insbesondere die Geschwindigkeit(en) des bzw. der Antriebsmotore überwachen, wobei die Prozessoren mit Sicherheitskontakten zum unverzüglichen Stillsetzen der Personenförderanlage verbunden sind, und daß die Prozessoren in Wirkverbindung mit mindestens einem weiteren Prozessor stehen, der für die Steuerung und / oder Diagnose von nicht sicherheitsrelevanten Funktionseinheiten vorgesehen ist.This goal is achieved according to the invention in that the processors are independent from each other simultaneously to monitor the drive motor for the steps or the pallets and / or the drive motor for the or Handrails are provided and in particular the speed (s) of the or monitor the drive motors, the processors with safety contacts to stop the passenger conveyor system immediately are connected, and that the processors are operatively connected to at least Another processor are available for control and / or diagnosis is provided by non-safety-relevant functional units.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the subject matter of the invention are the subclaims refer to.
Das Prinzip der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung beruht somit, in Anlehnung an im In- und Ausland geltende Sicherheitsvorschriften, auf einer im Bedarfsfalle gegenseitigen Überwachung der Prozessoren. Diese bei Rolltreppen und Rollsteigen bisher noch nicht verwirklichte Art der Überwachung einerseits sicherheitsrelevanter und andererseits nicht sicherheitsrelevanter Funktionseinheiten entspricht dem heutigen technischen Stand und genügt auch den einschlägigen in- und ausländischen Sicherheitsstandards, wobei auftretende Probleme im Bereich der Funktionseinheiten und / oder der Prozessoren in jedem Fall zur Abschaltung der Personenförderanlage führt.The principle of the monitoring device according to the invention is thus based on on the basis of safety regulations applicable in Germany and abroad mutual monitoring of the processors if necessary. This at Escalators and escalators have never been used before on the one hand more security-relevant and on the other hand not more security-relevant Functional units correspond to the current state of technology and also meets the relevant domestic and foreign security standards, problems occurring in the field of functional units and / or Processors in any case leads to the shutdown of the passenger conveyor system.
Der bauliche Aufwand ist gegenüber dem St. d. T. wesentlich günstiger. Die Überwachungseinrichtung ist flexibel an in- und ausländische Sicherheitsvorschriften anpaßbar, wobei der konstruktive Aufbau bezüglich der Vorratshaltung im wesentlichen gleich bleibt und ggf. einzelne mögliche Funktionen - angepaßt an den jeweiligen Standard - nicht aktiv sind.The construction effort is compared to the St. d. T. much cheaper. The Monitoring device is flexible to domestic and foreign security regulations adaptable, the constructive structure with regard to stockpiling remains essentially the same and, if necessary, individual possible functions - adapted to the respective standard - are not active.
Erfindungsgemäß stehen die zur Überwachung der sicherheitsrelevanten Funktionseinheiten dienenden Prozessoren mit mindestens einem weiteren Prozessor in Wirkverbindung, der beispielsweise für die Steuerung und / oder die Fehlerdiagnose vorgesehen sein und bei Bedarf auch auf der gleichen Platine angeordnet werden kann.According to the invention are those for monitoring the safety-relevant Processors serving functional units with at least one further one Processor in operative connection, for example for control and / or the fault diagnosis should be provided and if necessary also on the same Circuit board can be arranged.
Es kommen mindestens zwei Mikroprozessoren für die Überwachung der sicherheitsrelevanten Funktionseinheiten zum Einsatz, die insbesondere die Geschwindigkeit der jeweiligen Funktionseinheit (Antriebsmotor Stufen/ Paletten/ Handlauf) kontrollieren. Bei zwei Mikroprozessoren findet eine redundante Überwachung von zwei Geschwindigkeiten statt, während vier Mikroprozessoren bei Bedarf für die Geschwindigkeitsüberwachung von 2 x 2 Geschwindigkeiten einsetzbar sind.There are at least two microprocessors for monitoring the safety-relevant ones Functional units used, in particular the Speed of the respective functional unit (drive motor steps / pallets / Handrail). With two microprocessors there is a redundant one Monitoring of two speeds takes place during four microprocessors if required for speed monitoring of 2 x 2 speeds can be used.
Ebenfalls denkbar ist die gleichzeitige Überwachung mehrerer voneinander unabhängiger Funktionseinheiten einer Rolltreppe oder eines Rollsteiges, z. B. des Stufen- oder Palettenbandes und des Handlaufantriebes, durch Vorsehen mehrerer Mikroprozessoren auf ein- und derselben Platine. It is also conceivable to monitor several of them simultaneously independent functional units of an escalator or an escalator, e.g. B. the step or pallet belt and the handrail drive, by provision multiple microprocessors on the same board.
Zum Einsatz gelangt eine sicherheitsgerichtete Software, durch welche u. a.
folgende Parameter abgedeckt werden können:
Für höchstmögliche Sicherheit gegen versuchte Softwaremanipulationen kommt eine solche Technologie zum Einsatz, durch welche im Betriebszustand der Funktionseinheit Änderungen des Programmes oder Bestandteilen desselben weder zulässig noch durchführbar sind.For the highest possible security against attempted software manipulation such a technology is used, by which in the operating state the functional unit changes to the program or components it is neither permissible nor feasible.
Desweiteren ist eine ebenfalls sicherheitsgerichtete Hardware (Fail- Safe, d. h. immer zum sicheren Zustand hin gerichtet) vorgesehen, bestehend aus mindestens 2 Prozessoren, entsprechend zwei Kanälen (Redundanz), in Verbindung mit einem Vergleicherkanal über die Software und Kontrolle des Vergleichers.Furthermore, safety-related hardware (fail-safe, i.e. H. always directed towards the safe state), consisting of at least 2 processors, corresponding to two channels (redundancy), in connection with a comparator channel via the software and control of the comparator.
Eine Ausfallüberwachung für die nachgeschalteten Sicherheitsrelais und für den Datentransfer zwischen den Prozessoren ist ebenfalls auf einfache Art und Weise realisierbar.Failure monitoring for the downstream safety relays and for the data transfer between the processors is also simple and realizable.
Folgende Parameter sind an Funktionseinheiten von Rolltreppen bzw. Rollsteigen
zu überwachen:
Die Auswahl des bzw. der jeweiligen Parameter bleibt dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann vorbehalten.The selection of the respective parameter (s) remains in this area reserved for the specialist.
Bei Ansprechen der Überwachungseinrichtung und Stillsetzen der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges soll darüber hinaus vermieden werden, daß die Rolltreppe bzw. der Rollsteig wieder anfahren kann, ehe nicht eine eingehende Überprüfung des Fehlverhaltens durch Fachpersonal vorgenommen worden ist. Durch die Software muß demzufolge eine Einschaltverriegelung bei auftretenden Störungen realisierbar sein, die erst durch das Fachpersonal wieder entriegelbar ist, nachdem die Störung behoben wurde.When the monitoring device responds and the escalator stops or the escalator should also be avoided that the escalator or the runway can start again before an in-depth inspection the misconduct has been carried out by specialist personnel. As a result, the software must activate a lock when it occurs Faults can only be realized by specialist staff can be unlocked after the fault has been remedied.
Ferner kann für Erweiterungszwecke auch ein sogenannter lokaler Peripheriebus vorgesehen werden.A so-called local peripheral bus can also be used for expansion purposes be provided.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in Form von Prinzipskizzen dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1
- Steuerung einer Rolltreppe mit integriertem Motorwächter
- Fig. 2
- Steuerung eines Rollsteiges mit Überwachung des Hauptantriebes für die Paletten sowie des Handlaufantriebes
- Fig. 3
- Redundante Geschwindigkeits- und Handlaufgeschwindigkeitsüberwachung an einer Rolltreppe
- Fig. 4
- Weitere alternative Steuerung eines Rollsteiges
- Fig. 1
- Control of an escalator with an integrated motor monitor
- Fig. 2
- Control of a moving walk with monitoring of the main drive for the pallets and the handrail drive
- Fig. 3
- Redundant speed and handrail speed monitoring on an escalator
- Fig. 4
- Another alternative control of a moving walk
Figur 1 zeigt eine Steuerung einer hier nicht weiter dargestellten Rolltreppe mit integriertem Motorwächter als Prinzipskizze, die dem europäischen Standard genügen soll.Figure 1 shows a control of an escalator not shown here with integrated motor monitor as a basic sketch that complies with the European standard should be enough.
Erkennbar sind folgende auf einer Platine A angeordnete Bauteile:
der Antriebsmotor 1 für die Stufen der Rolltreppe, Mikroprozessoren 2, 3, für
die sicherheitsrelevante Geschwindigkeitsüberwachung des Antriebsmotors
1, ein weiterer Mikroprozessor 4 zur Steuerung und Diagnose von nicht sicherheitsrelevanten
Rolltreppenfunktionen, z. B. der Laufrichtungsvorwahl,
der mit einer seriellen Schnittstelle 5 für einen Datenaustausch in Wirkverbindung
steht.The following components can be seen arranged on a circuit board A:
the
Mit der gestrichelten Linie soll lediglich eine optische Trennung der Funktionen
Überwachung (Mikroprozessoren 2, 3) und Diagnose bzw. Steuerung
(Mikropro-zessor 4) angedeutet werden. Diese Bauteile sind aus Fertigungsund
Funktionsgründen alle auf der gleiche Platine A angeordnet, werden jedoch
in Anpassung an den jeweils geltenden Standard entweder nur teilweise
oder aber ganz in Funktion genommen.The dashed line is only intended to visually separate the functions
Monitoring (
Optional kann für Erweiterungszwecke ein lokaler Peripheriebus 6 vorgesehen
werden. Am Antriebsmotor 1 werden versetzt zueinander Sensoren 7, 8
angeordnet, die 2 x die Drehzahl des Antriebsmotors 1, beispielsweise an
dessen Abtriebswelle, messen und in entsprechende digital verwertbare Impulse
umwandeln, die dann über Signalleitungen 9, 10 dem jeweils zuständigen
Mikroprozessor 2 bzw. 3 zur Verfügung gestellt werden.A local
Die Mikroprozessoren 2, 3 sind über weitere Datenleitungen 11 miteinander
verbunden, so daß eine gegenseitige Überwachung gewährleistet ist. Somit
kontrollieren sich die Mikroprozessoren 2, 3 nicht nur selbst auf lokal anfallende
Störungen, sondern überprüfen auch, ob die dem jeweils anderen Mikroprozessor
3, 2 zugeleiteten, in diesem Beispiel Geschwindigkeitsimpulse
im Toleranzfeld liegen.The
Mit den Bezugszeichen 12, 13 sind einerseits die Spannungsversorgung der
sogenannten Sicherheitskette und andererseits die Spannungsversorgung
der Steuerung selbst bezeichnet. Über die Datenleitung 14 stehen die Mikroprozessoren
2, 3 mit dem für die Steuerung und Diagnose zuständigen Mikroprozessor
4 in Wirkverbindung.With the
Im Falle einer Störung im Bereich des Antriebsmotors 1 wird über den Mikroprozessor
2 bzw. 3 der Kontakt 15, 16 hier nicht weiter dargestellter Sicherheitsrelais
betätigt, was zum sofortigen Stillsetzen der Rolltreppe führt. Des
weiteren vorhanden sind Optokoppler- Eingänge 17, die mit Kontakten 18, 19,
20 weiterer Sicherheitselemente 21, 22, 23, z. B. Not- Aus- Kontakten, verbunden
sind.In the event of a fault in the area of the
Der Mikroprozessor 4 steht ferner noch in Wirkverbindung mit digitalen Eingängen
32 sowie digitalen Ausgängen 33 für Steuerungsaufgaben, z. B. der
einer Energiesparsteuerung.The
Figur 2 zeigt ebenfalls als Blockschaltbild die Steuerung eines nicht weiter dargestellten Rollsteiges, die den US- Standards (ANSI) genügen soll. Gleiche Bauteile, wie in Figur 1, werden mit gleichen Bezugszeichen versehen.FIG. 2 also shows the control of one as a block diagram shown moving walks, which should meet the US standards (ANSI). Same Components, as in Figure 1, are given the same reference numerals.
Dargestellt ist der Antriebsmotor 1 in Verbindung mit lediglich einem Sensor
7. Zum Antreiben des Handlaufes (nicht dargestellt) dienen zwei weitere
Elektromotore 24, 25, an welchen ebenfalls Sensoren 26, 27 angebracht sind.
Über Signalleitungen 10, 28, 29 stehen die Antriebsmotore 1, 24, 25 mit zwei
Mikroprozessoren 2', 3' zur Auswertung der sicherheitsrelevanten Signale in
Wirkverbindung. The
Ein weiterer Mikroprozessor 4 ist über die Datenleitung 14 mit den Prozessoren
2', 3' verbunden. Eine gegenseitige Überwachung der beiden Mikroprozessoren
2', 3' ist hier nicht notwendig, da die US- Standards eine Redun-
danz derzeit noch nicht vorschreiben. Aus Fertigungsgründen wird diese
Funktion - auch wenn sie hier nicht genutzt werden soll - dennoch vorgehalten,
da Sicherheitsvorschriften einer ständigen Weiterentwicklung unterliegen.
Insofern kann der Prozessor 3' andere, ebenfalls sicherheitsrelevante Funktionseinheiten
des Rollsteiges, nämlich den bzw. die Handlaufantriebe 24, 25
überwachen. Die Funktion dieser Steuerung ist - mit Ausnahme der Erweiterung
- analog zu Figur 1 zu sehen, wobei auch die Peripherie identisch ist.Another
Figur 3 zeigt eine weitere alternative Steuerung, die eine Kombination der Figuren 1 und 2 darstellt.Figure 3 shows a further alternative control, which is a combination of Figures 1 and 2 represents.
Analog zu Figur 2 sollen auch hier einerseits der Antriebsmotor 1 einer Rolltreppe
(nicht dargestellt) und andererseits die Elektromotore 24, 25 für die
Handläufe (nicht dargestellt) überwacht werden.Analogously to FIG. 2, the
Vorgesehen werden zu diesem Zweck jeweils zwei Mikroprozessoren 2, 3 für
die Überwachung des Antriebsmotors 1 und zwei Mikroprozessoren 3', 3" für
die Überwachung der Elektromotore 24, 25. Über entsprechende Signalleitungen
9, 10, 28, 29 sind die Sensoren 7, 8, 26, 27 mit dem jeweiligen Prozessor
verbunden. Über Datenleitungen 14 sind die Prozessoren 2, 3, 3', 3"
mit dem bereits angesprochenen Mikroprozessor 4 für für die nicht sicherheitsrelevante
Steuerung und Diagnose der Personenförderanlage verbunden.
Die Peripherie ist auf dieser Seite analog zu den Figuren 1 und 2 anzusehen.
Die Mikroprozessoren 2, 3 sind entsprechend Figur 1 mit Kontakten
verbunden, die bei auftretenden Störungen ein sofortiges Stillsetzen der Rolltreppe
bewirken. Two
Die Prozessoren 3', 3" wirken mit äquivalenten Kontakten 30, 31 zusammen,
die bei auftretenden Problemen im Bereich der Handlaufantriebe 24, 25 (z. B.
bei Bruch eines Handlaufes) ein unverzügliches Stillsetzen der Rolltreppe
bewirken.The
Figur 4 zeigt eine weitere alternative Steuerung, beispielsweise eines Rollsteiges.
Während bisher lediglich Motore in Wirkverbindung mit Sensoren als Überwachungselementen
dargestellt worden sind, geht dieses Beispiel aus von
einem einzelnen Antriebsmotor 34, der sowohl das Palettenband (nicht dargestellt)
als auch die Handläufe über einen nicht weiter dargestellten mechanischen
Abgriff antreibt. Gleiche Bauteile sind der besseren Übersicht halber
auch hier mit gleichen Bezugszeichen versehen.FIG. 4 shows a further alternative control, for example a moving walk.
While previously only motors in operative connection with sensors have been shown as monitoring elements, this example is based on a
Mit S sind weitere Sensoren bezeichnet, die im Bereich des mechanischen
Abgriffes
für die Handläufe vorgesehen sind und z. B. deren Geschwindigkeiten messen
und diese Ergebnisse als digitale Impulse über die Signalleitungen 35,
36, 37, 38 den Mikroprozessoren 2, 3 zur Verfügung stellen. Im Bereich des
Antriebsmotors ist jeweils ein weiterer Sensor 7, 8 angeordnet, der über eine
zugehörige Datenleitung 9, 10 mit dem jeweiligen Prozessor 2, 3 in Wirkverbindung
steht. Die Prozessoren 2, 3 überwachen sich in diesem Beispiel wieder
gegenseitig. Die übrigen Bauteile, wie insbesondere der weitere Mikroprozessor
4 in Wirkverbindung mit dessen Peripherie entsprechenden Funktionen,
die bereits in den vorangegangenen Beispielen beschrieben worden
sind.S is used to denote further sensors in the field of mechanical tapping
are provided for the handrails and z. B. measure their speeds and provide these results as digital pulses via the signal lines 35, 36, 37, 38 to the
Claims (8)
- Device for monitoring functional units at escalators and moving walkways, consisting of several processors controlling presettable parameters of the respective functional unit independently from each other, characterised in that the processors (2, 3, 3', 3") are provided independently from each other for simultaneously monitoring the driving motor (1) of the steps respectively the pallets and/or the driving motor (24, 25, 35) of the hand rail(s) and in particular monitoring the velocity (velocities) of the driving motor(s) (1, 24, 25, 35), the processors (2, 3, 3', 3") being connected to safety contacts (15, 16, 30, 31) for immediately stopping the escalator respectively the moving walkway, and that the processors (2, 3, 3', 3") are in active relation with at least one other processor (4), which is provided for the control and/or diagnosis of safety irrelevant functions.
- Device according to claim 1, characterised in that each processor (2, 3, 3', 3") at least comprises one component, the program of which is unchangeable in the operating status of the functional unit.
- Device according to claim 1 or 2, characterised in that at least the processors (2, 3, 3', 3") monitoring each other are provided on the same board (A).
- Device according to one of the claims 1-3, characterised in that the processors (2, 3, 3', 3") mutually exchange status messages of the respective operating status of the functional units on the one hand and of their own operating status on the other hand, within presettable time intervals.
- Device according to one of the claims 1-4, characterised in that at least the processors (2, 3, 3', 3") monitoring each other are not centrally provided, i.e. not in the area of the functional unit to be monitored, in particular of the driving motor (1, 24, 25, 34).
- Device according to one of the claims 1-5, characterised in that a processor (2') is provided for monitoring the driving motor (1) and another processor (3') is provided for monitoring the hand rail drive (24, 25).
- Device according to one of the claims 1-6, characterised in that two processors (2, 3) are provided for monitoring the driving motor (1, 34) and two other processors (2, 3, 3', 3") are provided for monitoring the hand rail drive, and that the processors (2, 3 and 3', 3") are monitoring each other.
- Device according to one of the claims 1-7, characterised in that the other processor (4) is also located on the same board (A) as the processors (2, 3, 3', 3") and is connected to the same ones via at least one data line (14), the processor (4) being in active relation with corresponding peripheral means, such as entries and exits (32, 33) for controlling purposes, serial interfaces (5) for data exchange and, if necessary, with at least one local peripheral bus (6) for enlargement options.
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