EP1307395A1 - Überwachungseinrichtung für einen aufzug - Google Patents

Überwachungseinrichtung für einen aufzug

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EP1307395A1
EP1307395A1 EP01957667A EP01957667A EP1307395A1 EP 1307395 A1 EP1307395 A1 EP 1307395A1 EP 01957667 A EP01957667 A EP 01957667A EP 01957667 A EP01957667 A EP 01957667A EP 1307395 A1 EP1307395 A1 EP 1307395A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
monitoring device
response
elevator
active
Prior art date
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Granted
Application number
EP01957667A
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English (en)
French (fr)
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EP1307395B1 (de
EP1307395B2 (de
Inventor
Killian Schuster
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Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
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Publication date
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Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Priority to EP01957667A priority Critical patent/EP1307395B2/de
Publication of EP1307395A1 publication Critical patent/EP1307395A1/de
Publication of EP1307395B1 publication Critical patent/EP1307395B1/de
Priority to CY20071100157T priority patent/CY1105988T1/el
Application granted granted Critical
Publication of EP1307395B2 publication Critical patent/EP1307395B2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B13/00—Doors, gates, or other apparatus controlling access to, or exit from, cages or lift well landings
    • B66B13/22—Operation of door or gate contacts

Definitions

  • the invention relates to a monitoring device for an elevator, which comprises at least one switching device u which can be actuated without contact.
  • Switching devices must have a certain state in order to be able to safely carry out the intended action.
  • Elevator cabin all doors remain closed and mechanically locked.
  • a monitoring device for a control device having a safety chain is known from the document EP 0 535 205 B1, which is provided with a switching device comprising a sensor that can be triggered without contact.
  • the switches or sensors are actuated by approaching or removing a magnet.
  • a disadvantage of this solution is the fact that the switch or the sensor responds to each magnet, regardless of whether this magnet is the correct magnet and the magnet intended for the selected switch or sensor. It is enough to approximate an appropriate material in order to trigger a valid signal. As soon as the switch is in the effective range of the magnet, it triggers a valid signal. A malfunction (incorrect triggering) of the switch or sensor can hardly be excluded with reasonable effort. An erroneous triggering can also be caused, for example, by artifacts and / or external faults, which is dangerous for the safe operation of the elevator system.
  • the invention has for its object a
  • a monitoring device for an elevator of the type mentioned at the outset which does not have the aforementioned disadvantages and enables safe and trouble-free monitoring. Furthermore, the monitoring device is insensitive to artifacts and external manipulations. The components to be monitored can be clearly identified by means of the monitoring device.
  • Another advantage is that several switching devices can be monitored for functionality and condition at the same time.
  • Several active units are chained in such a way that the responses of all passive units are linked in such a way that mutual interference in the sense of a misinterpretation can be excluded.
  • Another advantage is the fact that data exchange between the active and passive unit can only take place by bringing the coils working as antennas closer together.
  • the passive unit does not need its own energy supply or battery. This is achieved in that it has an energy store in which the energy transmitted by the active unit can be stored. This saves energy. Since the energy has to be transmitted to generate the response, no spontaneous activity is possible.
  • Fig. 1 shows a switching device of the safety chain in the idle state, i.e. in ineffective condition
  • Fig. 2 shows the switching device from Fig. 1 in the operating state, i.e. in the effective state
  • FIG. 6 shows a central control unit according to an embodiment of the invention
  • Fig. 7 shows a security chain for the door contacts of an elevator system.
  • FIG. 1 shows a switching device 1 of an electronic security chain, the switching device 1 having an active unit designed as an interrogation unit 2 and a passive unit designed as an answering unit 3.
  • the response unit 3 can be, for example, a transponder, a tag, a smart card or a chip card.
  • the interrogation unit 2 has a first coil 4 and the Response unit 3 a second coil 5.
  • the interrogation unit 2 and the response unit 3 are in a so-called idle state, that is to say they are so far apart from one another that there is no interaction, that is to say no electromagnetic coupling between them.
  • the query unit 2 generates a pattern M, which is transmitted to the response unit 3 and to which the response unit 3 does not respond.
  • FIG. 2 shows the same switching device 1 from FIG. 1, but in this case it is in a so-called operating state.
  • the query unit 2 and the response unit 3 are arranged so close to one another that an interaction takes place. There is therefore an electromagnetic coupling between the interrogation unit 2 and the response unit 3.
  • the answering unit 3 gives a complex answer M 'to the pattern M generated by the query unit 2.
  • the interrogation unit 2 can have a generator 6, a first modulator 7 and a first demodulator 8.
  • the generator 6 can be, for example, an HF generator, an RF generator and so on.
  • the response unit 3 can in turn have a second modulator 9 and a second demodulator 10.
  • Response unit 3 can furthermore have an energy store 11, which can be designed, for example, as a capacitor with a capacitance.
  • the response unit 3 therefore preferably does not have its own energy supply or battery.
  • Interrogation unit 2 response unit 3 is in a preferred
  • the query unit 2 is designed such that it is able to transmit information to the answering unit 3 and / or to receive information from the answering unit 3.
  • the first coil 4 and the second coil 5 are designed as an antenna.
  • the interrogation unit 2 transmits the energy to the response unit 3 via an electromagnetic field.
  • electromagnetic coupling is used because the energy transfer works similarly to a transformer, where the energy is transferred from the primary winding to the secondary winding through close coupling.
  • the energy coupled in via the electromagnetic field temporarily stores the response unit 3 in the energy store 11. As soon as the response unit 3 has received enough energy, it becomes functional and responds in a very specific manner to the pattern M generated by the query unit 2.
  • the pattern M and / or the answer M 'can for example, be numbers which are represented by a bit pattern / bit sequence.
  • the pattern M exciting the response unit 3 need not be very complex since it is primarily the
  • the pattern M can be an RF carrier, for example, and can be generated as a phase-modulated RF signal.
  • the pattern M is used by the response unit 3 only for energy generation and synchronization of a response.
  • the pattern M as Instruction to the response unit 3 can be understood to generate a corresponding response M '.
  • the pattern M need not be constant and can be specified by the query unit 2 or from outside.
  • the response unit 3 changes the pattern M in such a way that it is ensured that this change is carried out by the corresponding response unit 3 itself and not by another element. This can be done, for example, by the answering unit 3 responding to a request by transmitting a unique number. The response unit 3 is thus clearly identified.
  • FIG. 3 shows a chain of several switching devices 1, which are linked to one another in series with a central control unit 12.
  • Control unit 12 sends a command r (x) and an instruction a (w) in data word format via a serial channel 13 to all query units 2 of the security chain S.
  • An electromagnetic signal is generated therefrom and as a pattern M, which is used, for example, with the function M (R , x) can be represented, transmitted to the response units 3.
  • the Pattern M excites the respective response units 3 if they are within the range / range of action of the query units 2.
  • Each response unit 3 has a characteristic function fi (x), where i represents the number of participants, so in this example the response units 3 are designated with the characteristic functions f0 (x), f1 (x) and f2 (x).
  • the response units 3 process the pattern M with the respective characteristic functions fi (x).
  • the respective responses M 1 designed as electromagnetic information which can be represented, for example, by the function M '(A, fi (x)), are converted into data word information and additively linked along the serial channel 13.
  • the result a (w + fi (x)) is reported back to the central control unit 12.
  • the central control unit 12 must be functional and reliable, which can be ensured in a known manner, for example, by a redundant decision branch, not shown ,
  • the responses M 'of the response units 3 can be linked additively, it being ensured that the responses of all switching devices 1 are independent of one another. In this example, this is achieved through the characteristic functions f ⁇ (x), fl (x) and f2 (x).
  • the communication with the central control unit 12 and the data transmission to the same can take place, for example, via a bus 13.
  • the characteristic function fi (x) of the response unit 3 is stored in a table, for example. This means that the determination of the function value is traced back to reading out a memory addressed by the function argument.
  • a preferred embodiment variant results from an arrangement as set out in the following FIGS. 4, 5 and 6.
  • the response unit 3 has an address / data memory 14, an intermediate data memory 15, a local control unit 16, a modulation / demodulation unit 17 and an antenna 18, which can be designed as a coil.
  • the pattern M can be represented, for example, with the function M (R, x), where R represents an inquiry and x an address. If a pattern M (R, x) is picked up by the antenna 18 and then demodulated by the modulation / demodulation unit 17, this becomes an inquiry R of a local one
  • Control unit 16 communicated. This then causes reading the cell with the address x from the address / data memory. The value read out is interpreted as the result fi (x), modulated together with the identifier A and emitted via the antenna 18 as a response M ', which can thus be represented as a function M' (A, fi (x)).
  • the configuration of the address / data memory so that the contents at the addresses x correspond to the values f (x) can also be carried out using analog mechanisms with appropriate commands or separately, for example by means of a laser and permanent change in the semiconductor structure.
  • the answers M 'of several answering units are linked by serial addition of the individual results along a bus 13.
  • the queries of the answering units 3 can also be triggered using appropriate commands.
  • the interrogation unit 2 has a further antenna 19, a further modulation / demodulation unit 20, a further local control unit 21, a further intermediate data memory 22, an adder 23, and a bus coupling 24, which is positioned along the serial bus 13.
  • Response units 3 which are in sufficient proximity to the further antenna 19 are located, then respond with the answer M '(A, f (x)). This is demodulated and stored in the further intermediate data memory 22 as a result. If there is then an instruction a (w) with argument w through the bus 13, the sum w + f (x) is generated in the serial adder 23 and passed on via the bus coupling 24 as a (w + f (x)).
  • the result determined by the summation over all tags is compared with that determined by the interrogation unit, and if the safety circuit matches, it is evaluated as closed.
  • the central control unit 12 has a control unit 25, a random generator 26, a memory 27, a computer 28, a comparator 29 and a coupling 30, which ensures the serial link with the query units 2.
  • a random argument x is generated by the random generator 26 and output to the query units 2 as the command r (x).
  • the random argument x will then correspond to an address of the address / data memory 14 of the response unit 3.
  • the "setpoint" f A 0 (x) + ... + f ⁇ (x) is calculated using the information relating to the functions fi stored in the memory 27. All those answer units TO ... TN that are used for
  • f (x) can also be used.
  • f should be chosen so that a simple criterion can be used to check the result.
  • Such functions are well known in the field of cryptography under the term “one way function” or "trap door function”. The function need not necessarily deliver scalar results.
  • Hierarchy level is guaranteed, the requirements on the bus system itself are very low.
  • interlinking of the interrogation stations can also be accomplished by functions other than the addition.
  • a single query of all tags is also conceivable.
  • the security requirements for the components are low.
  • the security results primarily from the handling of information. It only needs to be ensured that the comparator is safe works and its input signals come from independent sources (calculation / bus).
  • the central control unit 12 issues a query command r (x) which is propagated along the bus 13 by the query units 2.
  • the query command r (x) serves as a control command for each query unit 2 to generate a response in the response units 3.
  • the response units 3 have the characteristic functions f0 (x), f1 (x) and f2 (x) in the row.
  • the central control unit also sends the instruction a (w) on the bus 13, which the query units 2 interpret as quasi a read command to read the answers M 'and to forward them on.
  • Each shaft door 32 has a first door leaf 32 ′ and a second door leaf 32 ′′, which are movable relative to one another for opening and closing the door.
  • the closing direction of the shaft doors 32 is shown by the arrows P in FIG.
  • the first door leaf 32 ' has the interrogation unit 2 and the second door leaf 32''has the answering unit 3.
  • Response unit 3 are attached to the respective door leaf 32 ', 32''arranged so that they attach Schli' eat the shaft door 32 may come so close that they can interact in the sense of this invention together, which means that between which the above-mentioned elektromamegnetician coupling can take place.
  • the query units 2 and the response units 3 are preferably located on those parts of the respective door leaves which overlap when the door is closed.
  • the query units 2 and the response units 3 are preferably arranged on the corresponding door leaves 32 ′, 32 ′′ such that they only interact in the sense of the invention when the door leaves 32 ′, 32 ′′ are already mechanically or electromechanically locked.
  • the query units 2 of each shaft door 32 are connected to one another via a bus line 13 and to a control unit 12 in series.
  • the query of the query units 2, the response of the answering units 3 and the data transfer to the control unit 12 functions exactly as shown in FIG. 3.
  • the control unit 12 continuously monitors the state of the door contacts and is connected to a central elevator control system (not shown) in a conventional manner.
  • the monitoring device according to the invention can be used at all locations of an elevator to be secured, and the switching devices can replace all safety switches of an elevator.
  • the active and / or the passive unit can also be provided with switch contacts or with semiconductor switches which, for example, put the energy store or the antenna out of operation. This could be used for example with existing mechanical contacts.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für einen Aufzug, die mehrere behrührungslos betätigbare Schalteinrichtungen (1) aufweist, welche seriell miteinander zu einer Sicherheitskette (S) verschaltet sind. Die Schalteinrichtung (1) umfasst eine Abfrageeinheit (2) und eine Antworteinheit (3). Die Antworteinheit (3) reagiert ausschliesslich auf ein von der Abfrageeinheit (2) generiertes Muster (M), wenn sie genügen Nahe liegen. Es wird eine sichere und störungsfreie Überwachung möglich sein und es ist somit ein sicherer Betrieb der Aufzugsanlage gewährleistet.

Description

Beschreibung
Überwachungseinrichtung für einen Aufzug
Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für einen Aufzug, die mindestens eine berührungslos betätigbare Schalteinrichtung u fasst.
Bei Aufzugsanlagen werden einzelne Aktionen, zum Beispiel eine Fahrt eine.-Aufzuges, im allgemeinen mit Hilfe von
Schalteinrichtungen überwacht. Mehrere von solchen
Schalteinrichtungen müssen einen bestimmten Zustand haben, um die beabsichtige Aktion sicher durchführen zu können.
Insbesondere muss bei einer Aufzugsanlage sichergestellt sein, dass vor Beginn und während der Fahrt der
Aufzugskabine alle Türen geschlossen und mechanisch verriegelt bleiben.
Aus der Schrift EP 0 535 205 Bl ist eine Überwachungseinrichtung für eine eine Sicherheitskette aufweisende Steuervorrichtung bekannt, die mit einer berührungslos auslösbaren einen Sensor umfassenden Schalteinrichtung versehen ist. Durch Annäherung oder Entfernung eines Magneten werden die Schalter bzw. Sensoren betätigt.
Nachteilig bei dieser Lösung ist die Tatsache, dass der Schalter bzw. der Sensor auf jeden Magnet reagiert, unabhängig davon, ob dieser Magnet der richtige und der zu dem gewählten Schalter bzw. Sensor bestimmte Magnet ist. Es genügt die Annäherung eines entsprechenden Materials, um ein gültiges Signal auszulösen. Sobald sich der Schalter im Wirkungsbereich des Magneten befindet, löst er ein gültiges Signal aus. Eine Fehlfunktion (falsche Auslösung) des Schalters bzw. des Sensors kann mit vernünftigem Aufwand kaum ausgeschlossen werden. Eine irrtümliche Auslösung kann auch zum Beispiel durch Artefakten und/oder externe Störungen verursacht werden, was für den sicheren Betrieb der Aufzugsanlage gefährlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Überwachungseinrichtung für einen Aufzug der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und eine sichere und störungsfreie Überwachung ermöglicht. Weiter ist die Überwachungseinrichtung gegenüber Artefakten und externe Manipulationen unempfindlich. Mittels der Überwachungseinrichtung sind die zu überwachenden Komponenten eindeutig identifizierbar.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst .
Ein Vorteil ist darin zu sehen, dass ein gültiges Signal nur mit einer beispielsweise weltweit einzigen passiven Einheit ausgelöst werden kann. Die aktive Einheit kann kein gültiges Signal generieren, ohne die richtige passive Einheit in Reichweite zu haben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Überwachung mit kostengünstig herstellbaren Elementen gewährleistet ist. Durch die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführte Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Überwachungseinrichtung möglich.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass gleichzeitig mehrere Schalteinrichtungen bezüglich Funktionsfähigkeit und Zustand überwacht werden können. Die Verkettung mehrerer aktiver Einheiten erfolgt derart, dass die Antworten aller passiven Einheiten so verknüpft werden, dass eine gegenseitige Beeinflussung im Sinne einer Falschinterpretation ausgeschlossen werden kann.
Vorteilhaft ist weiter die Tatsache, dass ein Datenaustausch zwischen aktiver und passiver Einheit nur durch Annäherung der als Antenne arbeitenden Spulen stattfinden kann.
Weiter ist vorteilhaft, dass die passive Einheit keine eigene Energieversorgung oder Batterie braucht. Dies wird dadurch erreicht, dass sie einen Energiespeicher aufweist, in dem die durch die aktive Einheit übermittelte Energie gespeichert werden kann. Es wird somit Energie gespart. Da die Energie zur Generierung der Antwort übertragen werden muss, ist keine Spontanaktivität möglich.
Alle erläuterten Merkmale sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den schematischen Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schalteinrichtung der Sicherheitskette im Ruhezustand, d.h. im unwirksamen Zustand,
Fig. 2 die Schalteinrichtung aus Fig. 1 im Betriebszustand, d.h. im wirksamen Zustand,
Fig. 3 eine Verkettung mehrerer Schalteinrichtungen,
Fig. 4 eine passive Einheit gemäss einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 eine aktive Einheit gemäss einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 eine zentrale Kontrolleinheit gemäss einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 eine Sicherheitskette für die Türkontakte einer Aufzugsanlage .
In Figur 1 ist eine Schalteinrichtung 1 einer elektronischen Sicherheitskette dargestellt, wobei die Schalteinrichtung 1 eine als Abfrageeinheit 2 ausgebildete aktive Einheit und eine als Antworteinheit 3 ausgebildete passive Einheit aufweist. Die Antworteinheit 3 kann beispielsweise ein Transponder, ein Tag, eine Smart-Card oder eine Chip-Card sein. Die Abfrageeinheit 2 weist eine erste Spule 4 und die Antworteinheit 3 eine zweite Spule 5 auf. Die Abfrageeinheit 2 und die Antworteinheit 3 befinden sich in einem sogenannten Ruhezustand, das heisst sie sind voneinander so weit distanziert, dass keine Interaktion also keine elektromagnetische Kopplung dazwischen stattfindet. Die Abfrageeinheit 2 generiert ein Muster M, das der Antworteinheit 3 übermittelt wird und auf welches die Antworteinheit 3 nicht reagiert.
In Figur 2 ist die gleiche Schalteinrichtung 1 aus Figur 1 gezeigt, die in diesem Fall aber in einem sogenannten Betriebszustand ist. Die Abfrageeinheit 2 und die Antworteinheit 3 sind so nahe zueinander angeordnet, dass eine Interaktion erfolgt. Es findet also eine elektromagnetische Kopplung zwischen der Abfrageeinheit 2 und der Antworteinheit 3 statt. Auf das von der Abfrageeinheit 2 generierte Muster M wird seitens der Antworteinheit 3 eine komplexe Antwort M' gegeben.
In einer Ausführungsform kann die Abf ageeinheit 2 einen Generator 6, einen ersten Modulator 7 und einen ersten Demodulator 8 aufweisen. Der Generator 6 kann beispielsweise ein HF-Generator, ein RF-Generator und so weiter sein. Die Antworteinheit 3 kann seinerseits einen zweiten Modulator 9 und einen zweiten Demodulator 10 aufweisen. Die
Antworteinheit 3 kann weiter einen Energiespeicher 11 aufweisen, der zum Beispiel als Kondensator mit einer Kapazität ausgebildet sein kann. Die Antworteinheit 3 besitzt also vorzugsweise keine eigene Energieversorgung oder Batterie. Das wesentliche Funktionsprinzip des Systems
Abfrageeinheit 2-Antworteinheit 3, wird in einer bevorzugten
Ausführungsform, im folgenden näher beschrieben:
Die Abfrageeinheit 2 ist so ausgebildet, dass sie in der Lage ist, Informationen zur Antworteinheit 3 zu übertragen und/oder Informationen von der Antworteinheit 3 zu erhalten. Die erste Spule 4 und die zweite Spule 5 sind in diesem Beispiel als Antenne ausgebildet. Die Abfrageeinheit 2 übermittelt der Antworteinheit 3 die Energie über ein elektromagnetisches Feld. Es wird von elektromagnetischer Kopplung gesprochen, da die Energieübertragung ähnlich wie in einem Transformator funktioniert, wo die Energie von der Primärwicklung durch enge Kopplung auf die Sekundärwicklung übertragen wird. Die über das elektromagnetische Feld eingekoppelte Energie speichert die Antworteinheit 3 temporär im Energiespeicher 11. Sobald die Antworteinheit 3 genügend Energie erhalten hat, wird sie funktionstüchtig und antwortet in sehr spezifischer Art und Weise auf das von der Abfrageeinheit 2 generierte Muster M.
Das Muster M und/oder die Antwort M' können beispielsweise Zahlen sein, die durch ein Bitmuster/Bitfolge dargestellt sind. Das die Antworteinheit 3 erregende Muster M braucht nicht sehr komplex zu sein, da es in erster Linie der
Übertragung von Energie und der Auslösung einer Antwort M' dient. In einer Ausführungsform kann das Muster M etwa ein HF-Träger sein und als phasenmoduliertes HF-Signal generiert werden. Das Muster M wird von der Antworteinheit 3 lediglich zur Energiegewinnung und Synchronisation einer Antwort verwendet. Mit anderen Worten kann das Muster M als Anweisung an die Antworteinheit 3 verstanden werden, eine entsprechende Antwort M' zu generieren.
Auf diese Weise ist eine kausale Verknüpfung von Antwort und Anfrage sichergestellt.
Das Muster M braucht nicht konstant zu sein und kann durch die Abfrageeinheit 2 oder von Aussen vorgegeben werden.
Es könnte aber auch ein Datenaustausch nach klassischen Modulationsverfahren (Amplitudenmodulation AM, Frequenzmodulation FM, usw.) zwischen der Abfrageeinheit 2 und der Antworteinheit 3 stattfinden.
Die Antworteinheit 3 verändert das Muster M derart, dass sichergestellt ist, dass diese Veränderung durch die entsprechende Antworteinheit 3 selbst und nicht durch ein anderes Element erfolgt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Antworteinheit 3 auf eine Anfrage mit der Übertragung einer eineindeutigen Zahl antwortet. Damit ist die Antworteinheit 3 eindeutig identifiziert.
Figur 3 zeigt eine Verkettung mehrerer Schalteinrichtungen 1 , die miteinander seriell mit einer zentralen Kontrolleinheit 12 verknüpft sind. Die zentrale
Kontrolleinheit 12 sendet ein Kommando r(x) und eine Anweisung a(w) in Datenwortenformat über einen seriellen Kanal 13 an alle Abfrageneinheiten 2 der Sicherheitskette S. Daraus wird ein elektromagnetisches Signal erzeugt und als Muster M, das beispielsweise mit der Funktion M(R,x) darstellbar ist, den Antworteinheiten 3 übermittelt. Das Muster M erregt die jeweiligen Antworteinheiten 3, falls diese in Reichweite/im Wirkungsbereich der Abfrageeinheiten 2 sind. Jede Antworteinheit 3 weist eine charakteristische Funktion fi(x) auf, wobei i die Teilnehmerzahl darstellt, also in diesem Beispiel sind die Antworteinheiten 3 mit den charakteristischen Funktionen f0 (x) , f1 (x) und f2 (x) bezeichnet. Die Antworteinheiten 3 bearbeiten das Muster M mit den jeweiligen charakteristischen Funktionen fi (x) . Die jeweiligen als elektromagnetische Informationen ausgebildeten Antworten M1, die beispielsweise durch die Funktion M'(A,fi(x)) darstellbar sind, werden in Datenworten-Informationen umgewandelt und entlang des seriellen Kanals 13 additiv verknüpft. Das Resultat a(w+fi(x)) wird der zentralen Kontrolleinheit 12 zurückgemeldet. Diese überprüft das Resultat auf Gültigkeit und entscheidet so über den Zustand der Sicherheitskette S, d.h. über den Zustand der einzelnen Schalteinrichtungen 1. Natürlich muss die zentrale Kontrolleinheit 12 funktionsfähig und zuverlässig sein, was sich beispielsweise durch einen nicht gezeigten redundanten Entscheidungszweig in bekannter Weise gewährleisten lässt. Die Antworten M' der Antworteinheiten 3 lassen sich additiv verknüpfen, wobei sichergestellt wird, dass die Antworten aller Schalteinrichtungen 1 unabhängig voneinander sind. In diesem Beispiel ist dies durch die charakteristischen Funktionen fθ(x), fl(x) und f2(x) erreicht.
Die Kommunikation mit der zentralen Kontrolleinheit 12 und die Datenübertagung zu derselben, kann beispielsweise über einen Bus 13 erfolgen. Die charakteristische Funktion fi (x) der Antworteinheit 3 ist beispielsweise in einer Tabelle abgespeichert. Dies bedeutet, dass das Ermitteln des Funktionswertes auf das Auslesen eines durch das Funktionsargument adressierten Speichers zurückgeführt wird. Der Aufbau der Tabelle kann dabei in einem einmaligen Initialisierungszyklus erfolgen. Die Tabelleninhalte werden so gewählt, dass diese über alle Antworteinheiten verschieden sind. Dazu kann etwa die lineare Funktion fi(x) = ui+vi*x verwendet werden, wobei sichergestellt wird, dass die Bildbereiche je disjunkt sind. Sollen auch Teilmengen von Antworteinheiten 3 in einem Kreis identifiziert werden, so sind die Anforderungen entsprechend strenger zu wählen. Im allgemeinen Falls müssen alle additiven Teilmengen disjunkt sein.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante ergibt sich aus einer Anordnung wie sie in den folgenden Figuren 4, 5 und 6 dargelegt ist.
In Figur 4 sind die wesentlichen Bestandteile einer
Antworteinheit 3 dargestellt. Die Antworteinheit 3 weist einen Adresse-/Dataspeicher 14, einen Zwischen-Dataspeicher 15, eine lokale Kontrolleinheit 16, eine Modulations- /Demodulationseinheit 17 und eine Antenne 18 auf, welche als Spule ausgebildet sein kann. Das Muster M kann beispielsweise mit der Funktion M(R,x) dargestellt werden, wobei R eine Anfrage und x eine Adresse darstellt. Wird ein Muster M(R,x) von der Antenne 18 aufgenommen und anschliessend durch die Modulations-/Demodulationseinheit 17 demoduliert, so wird dies als Anfrage R einer lokalen
Kontrolleinheit 16 mitgeteilt. Diese veranlasst daraufhin das Auslesen der Zelle mit der Adresse x aus dem Adresse- /Dataspeicher. Der ausgelesene Wert wird als Resultat fi(x) interpretiert, zusammen mit der Kennung A moduliert und über die Antenne 18 als Antwort M' abgestrahlt, die also als Funktion M'(A,fi(x)) darstellbar ist.
Die Konfiguration des Adresse-/Dataspeichers, so dass die Inhalte an den Adressen x den Werten f (x) entsprechen, kann auch über analoge Mechanismen mit entsprechenden Kommandos oder aber separat, zum Beispiel mittels Laser und bleibender Veränderung der Halbleiterstruktur, erfolgen.
Die Verknüpfung der Antworten M' mehrerer Antworteinheiten erfolgt durch serielle Addition der Einzelresultate entlang einem Bus 13. Mittels diesem lassen sich, unter Verwendung entsprechender Kommandos, auch die Abfragen der Antworteinheiten 3 auslösen.
In Figur 5 sind die wesentlichen Bestandteile einer Abfrageeinheit 2 dargestellt. Die Abfrageeinheit 2 weist eine weitere Antenne 19, eine weitere Modulations- /Demodulationseinheit 20, eine weitere lokale Kontrolleinheit 21, einen weiteren Zwischen-Dataspeicher 22, einen Addierer 23, und eine Busankopplung 24, welche entlang des seriellen Busses 13 positioniert ist.
Ein Abfragekommando r(x), welches entlang dem Bus propagiert wird, löst in jeder Abfrageeinheit die Generierung eines
Musters M(R,x) aus. Anschliessend wird der weitere Zwischen- Dataspeicher 22 auf den Wert 0 gesetzt. Alle
Antworteinheiten 3, welche sich in genügender Nähe der weiteren Antenne 19 befinden, antworten daraufhin mit der Antwort M' (A, f (x) ) . Diese wird demoduliert und im weiteren Zwischen-Dataspeicher 22 als Resultat abgelegt. Erfolgt daraufhin eine Anweisung a(w) mit Argument w durch den Bus 13, so wird im seriellen Addierer 23 die Summe w+f (x) generiert und über die Busankopplung 24 als a (w+f (x) ) weitergereicht .
Zur Auswertung des Ergebnisses wird das durch die Summation über alle Tags ermittelte Resultat mit dem durch die Abfrageeinheit ermittelten verglichen, und bei Übereinstimmung der Sicherheitskreis als geschlossen bewertet .
In Figur 6 sind die wesentlichen Bestandteile der zentralen Kontrolleinheit 12 dargestellt. Die zentrale Kontrolleinheit weist eine Steuereinheit 25, einen Zufallsgenerator 26, einen Speicher 27, einen Rechner 28, einen Vergleicher 29 und eine Kopplung 30, die die serielle Verknüpfung mit den Abfrageneinheiten 2 gewährleistet.
Zur Bestimmung des Zustandes des Sicherheitskreises wird vom Zufallsgenerator 26 ein Zufallsargument x generiert und an die Abfrageeinheiten 2 als Kommando r(x) ausgegeben. Das Zufallargument x wird dann einer Adresse der Adresse- /Dataspeicher 14 der Antworteinheit 3 entsprechen. Gleichzeitig wird, mittels der im Speicher 27 abgelegten Informationen betreffend die Funktionen fi, der "Sollwert" fA0 (x) +...+fΛ (x) berechnet. Dabei werden all jene Antworteinheiten TO ... TN berücksichtigt, welche zur
Erreichung eines bestimmten Sicherheitszustandes notwendig sind. Nach einer wohlbestimmten Zeitdauer erfolgt die Abfrage der Resultate mittels der Anweisung a(0). Das so ermittelte Resultat f0(x)+ ...+fN(x) wird im Vergleicher 29 mit dem Sollwert verglichen und, entsprechend dem Resultat, entweder die Direktive "Kreis geschlossen" oder "Kreis offen" ausgegeben. Eine Bewertung des Sicherheitszustandes kann zyklisch oder auf Anfrage hin erfolgen.
Es können auch andere Funktionen f (x) verwendet werden. Idealerweise wird f so gewählt, dass zur Prüfung des Resultates ein einfaches Kriterium anwendbar ist. Im Idealfall ist die Bestimmung von f (x) sehr schwierig, die Prüfung von der Gleichheitsrelation w = f (x) hingegen sehr einfach. Derartige Funktionen sind unter dem Begriff "One Way Function" oder "Trap Door Function" im Bereich der Kryptographie hinreichend bekannt. Die Funktion braucht nicht zwingend skalare Resultate zu liefern.
Zur Kommunikation können verschiedenste bekannte Bussystem verwendet werden. Da die Sicherheit auf einer höheren
Hierarchie-Ebene gewährleistet wird, sind die Anforderungen an das Bussystem selbst sehr gering.
Die Verkettung der Abfragestationen kann auch durch andere Funktionen als die Addition bewerkstelligt werden. Denkbar ist auch eine Einzelabfrage aller Tags.
Die Sicherheitsanforderungen an die Komponenten sind gering, Die Sicherheit ergibt sich in erster Linie durch die Handhabung von Information. Es braucht lediglich sichergestellt zu werden, dass der Vergleicher sicher arbeitet und dessen Eingangssignale aus unabhängigen Quellen (Berechung/Bus) stammen.
In Bezug auf die gezeigte Sicherheitskette S gemäss Figur 3, bei der drei in Serie geschaltene Schalteinrichtungen 1 überwacht werden, wird von der zentralen Kontrolleinheit 12 ein Abfragekommando r(x) abgegeben, das entlang des Buses 13 duch die Abfrageneinheiten 2 propagiert wird. Das Abfragekommando r(x) dient jeder Abfrageeinheit 2 quasi als Ansteuerbefehl eine Antwort in den Antworteinheiten 3 zu generieren. Die Antworteinheiten 3 besitzen in der Reihe die charakteristischen Funktionen f0 (x) , f1 (x) und f2 (x) . In bestimmten Zeitabstände oder kontinuierlich wird von der zentralen Kontrolleinheit auch die Anweisung a(w) auf dem Bus 13 geschickt, die von den Abfrageneinheiten 2 quasi als Auslesebefehl interpretiert wird, die Antworten M' zu lesen und sie weiterzuvermitteln. Im gezeigten Beispiel aus Figur 3 sendet die zentrale Kontrolleinheit 12 die Anweisung a(wθ) an die in der Reihe gesehen ersten Abfrageneinheit 2, wobei am Anfang wO = 0 gesetzt wird. Nachdem die erste
Abfrageeinheit 2 die Antwort M' bekommen hat, schickt sie an die zweite Abfrageeinheit 2 die Anweisung a(wl), wobei wl = a (wO + f0 (x) ) . Diese Prozedur wiederholt sich in entsprechender Weise entlang des Buses 13 mit der in der Reihe gesehen zweiten und dritter Schalteinrichtung 1. Nach der dritten Schalteinrichtung 1 wird der zentralen Kontrolleinheit als Resultat das Signal a(w3) zurückgemeldet, wobei w3 = f0 (x) + fl(x) + f2 (x) ist.
In Figur 7 ist die Verkettung gemäss Figur 3 als
Sicherheitskette für die Türkontakte einer Aufzugsanlage dargestellt. Auf drei Stockwerke 31 eines Gebäudes sind Aufzugstüren 32 vorhanden, die in diesem Beispiel als Schachttüren 32 ausgebildet sind. Jede Schachttür 32 weist einen ersten Türflügel 32' und einen zweiten Türflügel 32'' auf, die für das Öffnen und das Schliessen der Tür relativ zueinander beweglich sind. Die Schliessrichtung der Schachttüren 32 ist in Figur 4 durch die Pfeile P dargestellt. Der erste Türflügel 32' weist die Abfrageeinheit 2 und der zweite Türflügel 32'' die Antworteinheit 3 auf. Die Abfrageeinheit 2 und die
Antworteinheit 3 sind an den jeweiligen Türflügel 32', 32'' so angeordnet, dass sie beim Schli'essen der Schachttür 32 so nahe kommen können, dass sie im Sinne dieser Erfindung zusammen interagieren können, das heisst, dass zwischen denen die obenerwähnte elektromamegnetische Kopplung stattfinden kann. Vorzugsweise befinden sich die Abfrageeinheiten 2 und die Antworteinheiten 3 auf denjenigen Teilen der jeweiligen Türflügeln, die sich bei geschlossener Tür überlappen. Die Abfrageneinheiten 2 und die Antworteinheiten 3 sind vorzugsweise so an den entsprechenden Türflügeln 32', 32'' angeordnet, dass sie im Sinne der Erfindung erst interagieren, wenn die Türflügeln 32', 32'' schon mechanisch oder elektromechanisch verriegelt sind. Die Abfrageneinheiten 2 jeder Schachttür 32 sind über eine Bus-Leitung 13 miteinader und mit einer Kontrolleinheit 12 seriell verbunden. Die Abfrage der Abfrageneinheiten 2, die Antwort der Antworteiheiten 3 sowie die Datenübetragung zur Kontrolleinheit 12 funktioniert genau so, wie in Figur 3 dargestellt ist. Mit Hilfe dieser in der erfindungsgemässen Weise arbeitenden Sicherheitskette S können die Türkontakte der Schachttüren sicher überwacht und eindeutig indentifiziert werden. Falsche Auslösungen werden vermieden. Die Kontrolleinheit 12 kontrolliert laufend den Zustand der Türkontakte und ist mit einer nicht gezeigten zentralen Aufzugssteurung in konventioneller Art verbunden.
Das gleiche Prinzip kann auch für die Kabinentüre des Aufzuges angewendet werden.
Die Überwachungseinrichtung gemäss der Erfindung kann an allen zu sichernden stellen eines Aufzuges verwendet werden, und die Schalteinrichtungen können alle Sicherheitsschalter eines Aufzuges ersetzen.
Die aktive und/oder die passive Einheit können auch mit Schaltkontakten oder mit Halbleiterschaltern versehen werden, die beispielsweise den Energiespeicher oder die Antenne ausser Betrieb setzen. Dies könnte zum Beispiel bei bestehenden mechanischen Kontakten angewendet werden.
Bezugszeichenliste
I Schalteinrichtung 2 Abfrageeinheit
3 Antworteinheit
4 Erste Spule
5 Zweite Spule
6 Generator 7 Erster Modulator
8 Erster Demodulator
9 Zweiter Modulator
10 Zweiter Demodulator
II Energiespeicher 12 Zentrale Kontrolleinheit
13 Serieller Kanal / Bus
14 Adresse-/Dataspeicher
15 Zwischen-Dataspeicher
16 Lokale Kontrolleinheit 17 Modulations-/Demodulationseinheit
18 Antenne
19 Weitere Antenne
20 Weitere Modulations-/Demodulationseinheit
21 Weitere lokale Kontrolleinheit 22 Weiterer Zwischen-Dataspeicher
23 Addierer
24 Busankopplung
25 Steuereinheit
26 Zufallgenerator 27 Speicher
28 Rechner 29 Vergleicher
30 Kopplung
31 Stockwerk eines Gebäudes
32 Aufzugstür 32 ' Erster Türflügel
32'' Zweiter Türflügel
M Muster
M' Antwort
P Schliessrichtung der Schachttür S Sicherheitskette

Claims

Patentansprüche
1. Überwachungseinrichtung für einen Aufzug, die mindestens eine berührungslos betätigbare Schalteinrichtung (1) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (1) eine aktive Einheit (2) und eine passive Einheit (3) aufweist, wobei die aktive Einheit (2) und die passive Einheit (3) so ausgebildet sind, dass die passive Einheit (3) ausschliesslich durch ein von der aktiven Einheit (2) generiertes Muster (M) erregt ist.
2. Überwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die passive Einheit (3) durch das Muster (M) ab einem bestimmten Abstand zwischen aktiver und passiver Einheit (2, 3) von der aktiven Einheit (2) erregt ist.
3. Überwachungseinrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schalteinrichtungen (1) und eine zentrale Kontrolleinheit (12) vorgesehen sind, die zu einer Sicherheitskette (S) verschaltet sind.
4. Überwachungseinrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (1) und die zentrale Kontrolleinheit (12) in Serie geschaltet sind.
5. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Einheit (2) eine erste Spule (4) und die passive Einheit (3) eine zweite Spule (5) aufweist.
6. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die passive Einheit (3) einen Energiespeicher (11) aufweist, der Energie speichert.
7. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster (M) eine Zahl ist, die durch ein Bitmuster oder eine Bitfolge darstellbar ist.
8. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufzug mindestens eine Aufzugstür (32) aufweist, die einen ersten Türflügel (32') und einen zweiten Türflügel (32'') umfasst, wobei die aktive Einheit (2) am ersten Türflügel (32') und die passive Einheit (3) am zweiten Türflügel (32'') angeordnet sind.
9. Überwachungseinrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzugstür (32) eine Schachttür oder eine Kabinentür ist.
10. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Einheit (2) als Transceiver und die passive Einheit (3) als Transponder ausgebildet sind.
11. Verfahren zur Überwachung eines Aufzugs, bei dem ein Muster (M) durch eine aktive Einheit (2) generiert und zu einer passiven Einheit (3) gesendet wird, bei dem das Muster (M) bei einem bestimmten Abstand zwischen aktiver und passiver Einheit (2, 3) von der passiven Einheit (3) empfangen wird, bei dem eine Antwort (M1) durch die passive Einheit (3) generiert und zu der aktiven Einheit (2) gesendet wird und bei dem die Antwort (M') von der aktiven Einheit (2) empfangen wird.
12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung des bestimmten Abstand durch die passive Einheit (3) keine Antwort (M') generiert wird.
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