EP2251293B1

EP2251293B1 - Aufzugsteuervorrichtung

Info

Publication number: EP2251293B1
Application number: EP09006603A
Authority: EP
Inventors: Walter Dolde; Stefan Kneisler; Peter Meyle; Gerhard Thumm
Original assignee: ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: EP2251293A1; ES2372445T3; CN102421691A; RU2011150622A; KR20120016094A; CN102421691B; ATE529366T1; WO2010130477A1; KR101394375B1; RU2499759C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufzugsteuervorrichtung für eine Aufzuganlage mit mindestens einem Fahrkorb, der zum Transport von Personen und/oder Lasten mittels einer Antriebseinrichtung in einem Schacht verfahrbar ist, wobei die Aufzugsteuervorrichtung mit Ein- und Ausgabeeinrichtungen und Sensoren der Aufzuganlage sowie mit der Antriebseinrichtung verbunden ist und den Betreib der Aufzuganlage steuert.
Aufzuganlagen zum Transport von Personen und/oder Lasten sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Mit ihrer Hilfe kann in einem Schacht mindestens ein Fahrkorb nach oben und nach unten verfahren werden. Innerhalb des Fahrkorbes oder auch an Haltestellen auf den einzelnen Stockwerken, die vom Fahrkorb bedient werden, kann der Benutzer sein Fahrziel oder die gewünschte Fahrtrichtung eingeben. Ein entsprechendes Steuersignal wird an eine Aufzugsteuervorrichtung übertragen. Diese kann dem Benutzer eine Rückmeldung geben, mit der die Eingabe bestätigt wird, und anschließend steuert die Aufzugsteuervorrichtung den Fahrkorb entsprechend der Benutzereingabe. Mit Hilfe von Sensoren kann beispielsweise die Position und die Geschwindigkeit sowie die Fahrtrichtung des Fahrkorbes erfasst und entsprechende Positions-, Geschwindigkeits- und Fahrtrichtungssignale können an die Aufzugsteuervorrichtung übertragen werden. Letztere ist mit der Antriebseinrichtung der Aufzuganlage verbunden sowie mit einer Bremse. Innerhalb des Fahrkorbes befindet sich darüber hinaus üblicherweise eine Notrufeinrichtung, mit der ein Benutzer im Notfall eine Sprachverbindung zu einer Zentrale herstellen kann.
Aufzugsteuervorrichtungen werden üblicherweise speziell für die jeweilige Aufzuganlage konzipiert und konfiguriert. Dies ist mit nicht unerheblichen Kosten verbunden. Auch ist es häufig schwierig, die Software einer Aufzugsteuervorrichtung zu aktualisieren.
Dokument WO 02 098 778 A1 offenbart eine Aufzugsteuervorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aufzugsteuervorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie kostengünstiger herstellbar und auf einfachere Weise aktualisierbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Aufzugsteuervorrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Aufzugsteuervorrichtung ein aufzugspezifisches Basissystem und ein standardisiertes Anwendungssystem aufweist, wobei das Basissystem Ein-/Ausgabeglieder, mindestens eine Feldbus-Schnittstelle oder mindestens eine serielle Schnittstelle sowie zumindest ein Signalverarbeitungsglied zur Verarbeitung echtzeitrelevanter Signale umfasst, und wobei das Anwendungssystem zumindest ein standardisiertes, hardwareunabhängig programmierbares Signalverarbeitungsglied zur Verarbeitung nicht-echtzeitrelevanter Signale aufweist mit einem Betriebssystem, und wobei zwischen den beiden Systemen bidirektional Daten übertragbar sind.
Die erfindungsgemäße Aufzugsteuervorrichtung umfasst ein aufzugspezifisches Basissystem und ein standardisiertes Anwendungssystem, zwischen denen Daten ausgetauscht werden können. Das Basissystem verarbeitet zeitkritische Signale, die ihm über ein Ein-/Ausgabeglied, eine Feldbus-Schnittstelle oder eine serielle Schnittstelle eingegeben werden. Das Basissystem stellt garantierte Reaktionszeiten sicher und ermöglicht einen Notfallbetrieb der Aufzuganlage. Es ist für die jeweilige Aufzuganlage speziell konzipiert und kann beispielsweise in Form einer Mikroprozessorbaugruppe ausgestaltet sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Basissystem mindestens ein Ein-/Ausgabeglied und zusätzlich mindestens eine Feldbus-Schnittstelle sowie auch mindestens eine serielle Schnittstelle aufweist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass beispielsweise die mindestens eine Feldbus-Schnittstelle oder auch die mindestens eine serielle Schnittstelle entfallen. In jedem Falle können dem Basissystem über mindestens ein Ein-/Ausgabeglied oder mindestens eine Feldbus-Schnittstelle oder mindestens eine serielle Schnittstelle zeitkritische Signale bereitgestellt werden, die dann von dem mindestens einen Signalverarbeitungsglied verarbeitet werden.
Das Anwendungssystem weist ein standardisiertes, hardwareunabhängig programmierbares Signalverarbeitungsglied auf, das grundsätzlich nicht nur bei Aufzuganlagen zum Einsatz kommen kann sondern auch bei der Steuerung sonstiger technischer Anlagen, Maschinen und Einrichtungen. Das Anwendungssystem kann daher in sehr großer Stückzahl hergestellt werden und lässt sich unabhängig von der jeweils zum Einsatz kommenden Hardware für den jeweiligen Einsatzzweck, vorliegend also zur Steuerung einer Aufzuganlage, programmieren. Mit Hilfe des standardisierten Anwendungssystems verarbeitet die erfindungsgemäße Aufzugsteuervorrichtung nicht-echtzeitrelevante Signale, d. h. Signale, die weniger zeitkritisch sind als die vom Basissystem zu verarbeitenden Signale. Das Anwendungssystem kann ebenfalls in Form einer Mikroprozessorbaugruppe ausgestaltet sein, vorzugsweise in Form eines 32 Bit-Rechners.
Das Signalverarbeitungsglied des Anwendungssystems ist in einer üblichen Hochsprache programmierbar und ermöglicht den Einsatz einer Vielzahl von Aufzugsapplikationen, die über den Notfallbetrieb der Aufzuganlage hinausgehen. Hierzu weist das Signalverarbeitungsglied des Anwendungssystems mindestens ein leistungsstarkes Betriebssystem auf, vorzugsweise ein Betriebssystem mit Multitaskingbetrieb.
Die Ausgestaltung der Aufzugsteuervorrichtung mit einem aufzugspezifischen Basissystem und einem standardisierten Anwendungssystem ermöglicht es, die Herstellungskosten für die Aufzugsteuervorrichtung erheblich zu senken. Lediglich das Basissystem muss speziell für Aufzuganlagen konzipiert und programmiert werden, wohingegen das Anwendungssystem für eine Vielzahl von Aufzuganlagen zum Einsatz kommen und mittels einfacher Anpassungsmaßnahmen an die spezielle Aufzuganlage angepasst werden kann. Die Herstellungskosten für das Anwendungssystem können daher verhältnismäßig gering gehalten werden.
Zur Übertragung von Daten vom Basissystem zum Anwendungssystem und umgekehrt vom Anwendungssystem zum Basissystem weisen beide Systeme bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jeweils zwei Schnittstellen auf, wobei jeweils eine erste Schnittstelle als Master und eine zweite Schnittstelle als Slave fungieren kann. Dies hat den Vorteil, dass jedes System von sich aus eine Datenübertragung veranlassen kann, ohne zuvor auf eine entsprechende Abfrage des anderen Systems warten zu müssen. Dies erlaubt eine sehr schnelle Datenübertragung zwischen den beiden Systemen, kurze Reaktionszeiten und eine geringe Belastung der Aufzugsteuervorrichtung.
Das standardisierte Anwendungssystem ist bevorzugt als austauschbares Modul ausgestaltet. Es bildet eine handhabbare Baueinheit aus, die beispielsweise auf einer Leiterplatte mechanisch und elektrisch lösbar gehalten sein kann. Die modulartige Ausgestaltung des Anwendungssystems hat den Vorteil, dass das Anwendungssystem auf einfache Weise ausgetauscht werden kann. Dies erlaubt beispielsweise eine einfache Aktualisierung der Aufzugsteuervorrichtung. Hierzu kann das zunächst zum Einsatz kommende Anwendungssystem durch ein aktualisiertes Anwendungssystem ersetzt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Anwendungssystem in Form eines mit dem Basissystem lösbar verbindbaren Moduls ausgestaltet ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Anwendungssystem werkzeuglos mit dem Basissystem lösbar verbindbar ist, beispielsweise mit Hilfe einer Steckverbindung.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Basissystem modulartig ausgestaltet. Das Basissystem kann eine Baueinheit ausbilden, dies erleichtert die Montage der Aufzugsteuervorrichtung.
Es kann vorgesehen sein, dass sowohl das Basissystem als auch das Anwendungssystem jeweils über einen Mikroprozessor verfügen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Basissystem oder auch das Anwendungssystem aus programmierbaren integrierten Schaltkreisen besteht, so genannten FPGAs (Field Programmable Gate Arrays).
Das Basissystem und das Anwendungssystem können unterschiedliche Rechen- und/oder Speicherleistungen aufweisen. Beispielsweise kann die Rechen- und/oder Speicherleistung des Anwendungssystems größer sein als die Rechen- bzw. Speicherleistung des Basissystems.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Taktrate des Basissystems nur ein Bruchteil der Taktrate des Anwendungssystems beträgt. Beispielsweise kann das Basissystem mit einer Taktrate von 72 MHz arbeiten, wohingegen die Taktrate des Anwendungssystems ein Vielfaches davon beträgt, beispielsweise 532 MHz.
Von besonderem Vorteil im Hinblick auf eine sehr energieeffiziente Steuerung ist es, wenn das Anwendungssystem einen Bereitschaftsmodus und einen Betriebsmodus aufweist. Dies gibt die Möglichkeit, das Anwendungssystem in den energiearmen Bereitschaftsmodus zu versetzen, wenn die Aufzuganlage beispielsweise in der Nacht oder am Wochenende über längere Zeit nicht betrieben wird. Die Energieaufnahme kann dadurch erheblich reduziert werden. Die Betriebsbereitschaft der Aufzuganlage wird vom Basissystem sichergestellt, dessen Rechen- und Speicherleistung jedoch deutlich geringer sein kann als diejenige des Anwendungssystems. Für einen Fahrbetrieb der Aufzuganlage wird das Anwendungssystem in seinen Betriebsmodus versetzt, während es sich ansonsten im energieärmeren Bereitschaftsmodus befindet.
Günstigerweise ist das Anwendungssystem vom Basissystem aus dem Bereitschaftsmodus in den Betriebsmodus versetzbar. Das Basissystem kann also die Eingabe eines Fahrwunsches durch einen Benutzer erkennen und daraufhin das Anwendungssystem aus dem Bereitschaftsmodus in den Betriebsmodus versetzen, um anschließend den Fahrwunsch abzuarbeiten.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Anwendungssystem vom Basissystem aus dem Betriebsmodus in den Bereitschaftsmodus versetzbar ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Anwendungssystem selbsttätig aus dem Betriebsmodus in den Bereitschaftsmodus übergeht, falls die Aufzuganlage länger als eine vorgegebene Zeitspanne nicht betrieben wird. Die vorgegebene Zeitspanne kann beispielsweise mindestens fünf Minuten betragen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Anwendungssystem an vorgebbaren Wochentagen, beispielsweise an Sonn- und Feiertagen und/oder zu vorgebbaren Tages- oder Nachtzeiten selbsttätig aus dem Betriebsmodus in den Bereitschaftsmodus übergeht, sofern kein Fahrwunsch vorliegt.
Das Anwendungssystem weist vorzugsweise mindestens eine USB-Schnittstelle auf. Dies erlaubt ein besonders einfaches und universelles Eingeben von Daten und Programmen zur Erzielung einer Vielzahl von Funktionalitäten.
Es kann vorgesehen sein, dass das Anwendungssystem mindestens eine Schnittstelle für ein auswechselbares digitales Speichermedium aufweist, beispielsweise für eine Flash-Speicherkarte. Derartige Speichermedien weisen keine rotierenden Teile auf. Dies erhöht die Lebensdauer des Anwendungssystems und damit der gesamten Aufzugsteuervorrichtung und macht sie störungsunempfindlicher.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Aufzugsteuervorrichtung lüfterlos gekühlt werden kann. Der Einsatz eines Lüfters kann somit entfallen. Dies erhöht ebenfalls die Lebensdauer der Aufzugsteuervorrichtung und macht sie störungsunempfindlicher.
Bevorzugt ist die Software des Anwendungssystems drahtlos oder auch drahtgebunden elektrisch aktualisierbar.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Anwendungssystem eine Schnittstelle zur drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikation mit einem Aktor, einem Sensor, einem Computernetzwerk und/oder einem Telefonnetz aufweist. Über eine derartige Schnittstelle kann das Anwendungssystem beispielsweise an ein Intranet oder auch an das Internet angeschlossen werden.
Die Schnittstelle zum Internet oder einem Intranet ermöglicht auch den Einsatz einer Kommunikationssoftware zur Sprachübertragung über das Internet bzw. Intranet (Voice over IP).
Bevorzugt zusätzlich zu mindestens einem Flash-Speicher kann das Anwendungssystem über mindestens einen RAM- und/oder EEPROM-Speicher verfügen.
Besonders günstig ist es, wenn das Anwendungssystem eine oder mehrere Speicherkarten-Schnittstellen, mindestens eine USB-Host-Schnittstelle, zumindest eine ETHERNET-Schnittstelle und/oder mindestens eine I²C-Schnittstelle aufweist.
Der Einsatz einer UART-Schnittstelle (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) für das Anwendungssystem hat sich als vorteilhaft erwiesen.
Das Basissystem weist bei einer vorteilhaften Ausführungsform mindestens einen Analog-Digitalwandler auf, so dass eingehende analoge Steuersignale in digitale Signale umgewandelt werden können.
Vorzugsweise umfasst das Basissystem zumindest einen Pulsweitenmodulator. Dies ermöglicht die Erzeugung von Steuersignalen, die beispielsweise an die Antriebseinrichtung der Aufzuganlage übertragen werden können.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Basissystem vom Anwendungssystem programmierbar ist. Dies gibt zum Beispiel die Möglichkeit, zur Aktualisierung der Aufzugsteuervorrichtung in einem ersten Schritt ein bestehendes Anwendungssystem durch ein aktualisiertes Anwendungssystem auszutauschen. Das aktualisierte Anwendungssystem kann dann zur Programmierung des Basissystems herangezogen werden. Die Aktualisierung der kompletten Aufzugsteuerung gestaltet sich dadurch besonders einfach.
Eine besonders sichere Aufzugsteuervorrichtung wird bei einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erzielt, dass der Betrieb des Anwendungssystems vom Basissystem überwachbar ist. Die korrekte Betriebsweise des Anwendungssystems wird bei einer derartigen Ausführungsform vom Basissystem überwacht. Liegt eine Störung vor, so wird dies vom Basissystem erkannt, das daraufhin die Aufzuganlage innerhalb kurzer Zeit stillsetzen kann oder aber ein Alarmsignal an eine Überwachungszentrale absetzen kann.
Es kann vorgesehen sein, dass der Betrieb des Basissystems vom Anwendungssystem überwachbar ist. Das Anwendungssystem kann bei einer derartigen Ausgestaltung die korrekte Funktion des Basissystems überwachen. Liegt eine Störung des Basissystems vor, so kann dies vom Anwendungssystem erkannt werden, das daraufhin die Aufzuganlage stillsetzen oder aber ein Alarmsignal an eine Überwachungszentrale absetzen kann.
Das Signalverarbeitungsglied des Basissystems ermöglicht bei einer vorteilhaften Ausführungsform eine Entprellung eingehender Steuersignale, die von elektromechanischen Baugruppen der Aufzuganlage gesendet werden.
Eine Auswertung und Normierung von Sensorsignalen, die von mindestens einem Analog-Digitalwandler gewandelt wurden, wird bei einer vorteilhaften Ausführungsform vom Signalverarbeitungsglied des Basissystems vorgenommen.
Das Basissystem kann günstigerweise über mindestens einen Zähler verfügen und/oder über eine Echtzeituhr.
Das Signalverarbeitungsglied des Basissystems kann bevorzugt eine Zählerauswertung und/oder eine Schwellwertüberwachung vornehmen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn vom Basissystem Alarmmeldungen generierbar sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Aufzugsteuervorrichtung ein Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem auf, das mit dem Anwendungssystem verbunden ist. Das Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem ermöglicht es, vom Fahrkorb abgesetzte Notrufe zu erkennen und daraufhin eine Sprachansage abzusetzen, beispielsweise zur Bestätigung des Einganges des Notrufes und/oder zur Alarmierung einer Überwachungszentrale. Das Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem kann dann beispielsweise über eine analoge oder digitale Schnittstelle mit dem Anwendungssystem verbunden sein. Es kann vorgesehen sein, dass eine Verbindung über eine I²C-Schnittstelle auswählbar oder schaltbar ist. Das Anwendungssystem kann wiederum über die bereits erwähnte Schnittstelle zur drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikation mit einem Computernetzwerk oder dem öffentlichen Telefonnetz eine Verbindung aufnehmen, um einen eingehenden Notruf weiterzuleiten.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem in das Anwendungssystem integriert ist.
Bevorzugt weist die Aufzugsteuervorrichtung ein Geräuscherkennungssystem auf, das mit dem Anwendungssystem verbunden ist. Das Geräuscherkennungssystem ermöglicht eine Überwachung der im Fahrkorb, im Aufzugschacht oder auch im Maschinenraum der Aufzuganlage auftretenden Geräusche. Treten ungewöhnliche Geräusche auf, die auf eine Störung der Aufzuganlage hindeuten, so kann dies vom Geräuscherkennungssystem erkannt werden, und es kann beispielsweise eine Überwachungszentrale informiert werden.
Von Vorteil ist es, wenn in dem mindestens einen Fahrkorb ein Mikrofon angeordnet ist, das sowohl mit dem Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem als auch mit dem Geräuscherkennungssystem verbunden ist. Dies gibt die Möglichkeit, über ein einziges Mikrofon im Fahrkorb sowohl Notrufe abzusetzen als auch innerhalb des Fahrkorbes auftretende Geräusche, beispielsweise während einer Leerfahrt, zu analysieren, um mögliche Störungen der Aufzuganlage frühzeitig zu erkennen.
Es kann vorgesehen sein, dass das Geräuscherkennungssystem in das Anwendungssystem integriert ist. Alternativ kann das Geräuscherkennungssystem über eine Schnittstelle mit dem Anwendungssystem verbunden sein.
Bevorzugt weist die Aufzugsteuervorrichtung eine grafische Bedienoberfläche auf. Dies ermöglicht es, Informationen grafisch auf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigen, beispielsweise mittels Piktogrammen, Schriftzeichen, Grafiken und/oder Bildern. Dies erleichtert die Bedienung und Wartung der Aufzugsteuervorrichtung.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Aufzugsteuervorrichtung mindestens ein Speicherglied zur Langzeit-Datenaufzeichnung auf, wobei die gespeicherten Daten nur bei Vorliegen einer Zugriffsberechtigung auslesbar und auswertbar sind. Eine derartige Ausgestaltung gibt die Möglichkeit, Betriebszustände, insbesondere Störungsdaten, der Aufzuganlage zu speichern, wobei die Betriebszustände in einem Langzeitspeicherglied hinterlegt werden. Diese Daten können beispielsweise bei einer Wartung von einem Servicetechniker ausgelesen werden. Dieser muss sich allerdings ausweisen, indem er eine Zugriffsberechtigung vorlegt. Die Betriebsdaten können über einen langen Zeitraum, beispielsweise über mehrere Tage, Wochen oder gar Monate abgespeichert werden. Eine Auswertung dieser Daten kann Hinweise auf besondere Betriebssituationen ergeben, insbesondere auf Störungen der Aufzuganlage oder auf besondere Belastungen. Der Zugriff zu diesen Daten erfolgt nur für berechtigte Personen, die eine entsprechende Zugriffsberechtigung aufweisen.
Von Vorteil ist es, wenn die Zugriffsberechtigung auf einem transportablen Speicherelement, vorzugsweise auf einem USB-Speicher-Stick, hinterlegbar ist, das zum Auslesen und Auswerten der im Speicherglied gespeicherten Daten berechtigt und an eine Schnittstelle der Aufzugsteuervorrichtung anschließbar ist. Als Schnittstelle kann beispielsweise die bereits erwähnte USB-Schnittstelle des Anwendungssystems dienen. Letztere kann auch das mindestens eine Speicherglied zur Langzeit-Datenaufzeichnung aufweisen. Die Prüfung der Zugriffsberechtigung kann vom Anwendungssystem vorgenommen werden, nachdem beispielsweise ein USB-Speicher-Stick in die USB-Schnittstelle eingesteckt wurde. Ist die Prüfung der Zugriffsberechtigung erfolgreich, so können die ausgelesenen und/oder ausgewerteten Daten beispielsweise an einer Anzeigeeinheit der Aufzugsteuervorrichtung angezeigt werden und/oder sie können an sonstigen Anzeige- oder Diagnosegeräten visualisiert werden.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1:: eine schematische Längsschnittansicht einer Aufzuganlage mit einer Aufzugsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und
Figur 2:: ein Blockschaltbild der Aufzugsteuervorrichtung aus Figur 1.

In Figur 1 ist schematisch eine Aufzuganlage 10 dargestellt mit einem Aufzugschacht 12, der sich von einer Schachtgrube 13 bis zu einem Schachtkopf 14 erstreckt. Innerhalb des Aufzugschachtes 12 ist ein Fahrkorb 16 in vertikaler Richtung nach oben und nach unten verfahrbar. Der Fahrkorb 16 ist über ein Tragseil 18 mit einem Gegengewicht 20 gekoppelt. Das Tragseil 18 ist über eine Treibscheibe 22 geführt, die von einem Motor 24 in Drehung versetzt und von einer Bremse 26 abgebremst werden kann. Der Motor 24 und die Treibscheibe 22 bilden eine Antriebseinrichtung der Aufzuganlage 10.
Die Steuerung der Aufzuganlage 10 erfolgt mittels einer Aufzugsteuervorrichtung 30, die in Figur 2 stark vereinfacht dargestellt ist. Über ein vieladriges Hängekabel 32 steht die Aufzugsteuervorrichtung 30 mit dem Fahrkorb 16 in elektrischer Verbindung. Darüber hinaus ist die Aufzugsteuervorrichtung 30 über eine erste Steuerleitung 34 mit dem Motor 24 und über eine zweite Steuerleitung 36 mit der Bremse 26 elektrisch verbunden.
Dem Aufzugschacht 12 benachbart ist auf den von der Aufzuganlage 10 zu bedienenden Stockwerken, von denen in Figur 1 nur drei Stockwerke 37, 38, 39 dargestellt sind, jeweils eine Ein- und Ausgabeeinrichtung 41, 42 bzw. 43 angeordnet, die beispielsweise als berührungsempfindlicher Bildschirm (Touch Screen) ausgebildet sein kann. Die Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen 41, 42 und 43 stehen über einen Feldbus 46 mit der Aufzugsteuervorrichtung 30 in elektrischer Verbindung. Auch konventionelle Ruftaster und Anzeigeeinrichtungen können an den Feldbus 46 angebunden sein.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein Benutzer mittels einer Eingabe- und Ausgabeeinrichtung 41, 42 oder 43 ein Fahrziel eingeben. Der Empfang des Fahrzieles wird von der Aufzugsteuervorrichtung 30 an der Eingabe- und Ausgabevorrichtung 41, 42 oder 43 quittiert, an der das Fahrziel eingegeben wurde, und anschließend steuert die Aufzugsteuervorrichtung 30 den Fahrkorb 16 entsprechend dem eingegebenen Fahrziel.
Innerhalb des Fahrkorbes 16 sind eine Anzeigevorrichtung in Form eines Monitors 50, ein Lautsprecher 51 und ein Mikrofon 52 angeordnet. Auf dem Monitor 50 können dem Benutzer Informationen angezeigt werden, insbesondere die aktuelle Position sowie die Fahrtrichtung des Fahrkorbes 16. Über den Lautsprecher 51 können akustische Signale abgegeben werden, insbesondere können während der Fahrt des Fahrkorbes 16 Sprachansagen oder Musik abgespielt werden. Das Mikrofon 52 ermöglicht eine Sprachverbindung. Monitor 50, Lautsprecher 51 und Mikrofon 52 stehen über das Hängekabel 32 mit der Aufzugsteuervorrichtung 30 in Verbindung.
Auf dem Dach 54 des Fahrkorbes 16 ist ein erster Luftdrucksensor 55 angeordnet und auf dem Boden 56 der Schachtgrube 13 ist ein zweiter Luftdrucksensor 57 positioniert. Die beiden Luftdrucksensoren 55 und 57 stehen über Funksignale mit der Aufzugsteuervorrichtung 30 in Verbindung und erfassen jeweils den am Ort des Sensors 55 bzw. 57 herrschenden Luftdruck. Der Luftdruck ist von der absoluten Höhe abhängig, so dass mittels des auf dem Dach 54 des Fahrkorbes 16 angeordneten Luftdrucksensors 55 die Lage des Fahrkorbes 16 innerhalb des Aufzugschachtes 12 ermittelt werden kann. Der am Boden 56 der Schachtgrube 13 angeordnete zweite Luftdrucksensor 54 dient hierbei zur Normierung des vom ersten Luftdrucksensor 55 erfassten Luftdruckes, so dass wetterabhängige Luftdruckschwankungen kompensiert werden können. Statt einer Funkverbindung zwischen den Luftdrucksensoren 55, 57 und der Aufzugsteuervorrichtung 30 kann auch eine drahtgebundene Verbindung zum Einsatz kommen. Der Luftdrucksensor 55 kann beispielsweise über das Hängekabel 32 mit der Aufzugsteuervorrichtung 30 verbunden sein.
Wie aus Figur 2 deutlich wird, umfasst die Aufzugsteuervorrichtung 30 ein aufzugspezifisches Basissystem 60 und ein standardisiertes Anwendungssystem 61. Das Anwendungssystem ist in Form eines austauschbaren Moduls ausgestaltet, das mittels einer Steckeranordnung 63 auf einer Platine 62 des Basissystems 60 mechanisch und elektrisch lösbar gehalten ist. Die Steckverbindung erlaubt einen einfachen Austausch des Anwendungssystems, indem es von der Platine 62 des Basissystems abgenommen wird. Das Basissystem 60 ist seinerseits modulartig ausgebildet, indem sämtliche Bauteile des Basissystems auf der Platine 62 angeordnet sind und die gesamte Platine 62 als Baueinheit ausgetauscht werden kann.
Das Basissystem 60 weist zur Übertragung von Daten an das Anwendungssystem 61 zwei Schnittstellen 64, 65 auf. In entsprechender Weise umfasst das Anwendungssystem 61 zwei Schnittstellen 66, 67 zur Übertragung von Daten an das Basissystem 60. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schnittstellen 64 bis 67 als SPI-Schnittstellen ausgestaltet. Bei der Übertragung von Daten vom Basissystem 60 zum Anwendungssystem 61 fungiert die erste Schnittstelle 64 des Basissystems 60 als Master und die erste Schnittstelle 66 des Anwendungssystems 61 als Slave. Bei der Übertragung von Daten vom Anwendungssystem 61 zum Basissystem 60 fungiert die zweite Schnittstelle 67 des Anwendungssystems 61 als Master und die zweite Schnittstelle 65 des Basissystems 60 als Slave. Zwischen den beiden Systemen können daher zu jedem Zeitpunkt Daten übertragen werden, ohne dass das eine System zunächst auf eine Datenabfrage des anderen Systems warten muss.
Das Anwendungssystem 61 weist darüber hinaus eine UART-Schnittstelle 68 auf, über die das Basissystem 60 vom Anwendungssystem 61 programmierbar ist.
Das Basissystem 60 umfasst ein Signalverarbeitungsglied 69, mit dem eingehende Signale in Echtzeit verarbeitet werden können. Die Signale können dem Basissystem 60 über eine serielle Schnittstelle 71, eine erste Feldbus-Schnittstelle 72, eine zweite Feldbus-Schnittstelle 73, einen Analog-Digitalwandler 74 und auch über einen Ein-/Ausgabeport 75 eingegeben werden. Das Basissystem 60 verfügt auch über einen Pulsweitenmodulator 76 zur Ausgabe von Steuersignalen. Außerdem weist das Basissystem 60 eine UART-Schnittstelle 77 auf, die mit der UART-Schnittstelle 68 des Anwendungssystems 61 zusammenwirkt, sowie einen Zähler 79 und eine Echtzeituhr 80. Über die erste Feldbus-Schnittstelle 72 steht das Basissystem 60 mit den Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen 41, 42, 43 in elektrischer Verbindung. Hierzu ist an die erste Feldbus-Schnittstelle 72 der Feldbus 46 angeschlossen (nicht dargestellt).
Das Anwendungssystem 61 weist ein standardisiertes, hardwareunabhängig programmierbares Signalverarbeitungsglied 83 auf, mit dem nicht-echtzeitkritische Signale verarbeitet werden können. Zu Diagnose- und Parametrisierungszwecken ist das Anwendungssystem 61 über einen Ein-/Ausgabeport 84 mit einer Anzeige-/Eingabeeinheit 101 der Aufzugsteuervorrichtung 30 verbunden. Die Anzeige-/Eingabeeinheit 101 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Display und eine Tastatur.
Über eine I²C-Schnittstelle 85 und eine Audio-Schnittstelle 102 steht das Anwendungssystem 61 mit einem Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem 87 der Aufzugsteuervorrichtung 30 in Verbindung, das wiederum mit dem Lautsprecher 51 und dem Mikrofon 52 des Fahrkorbes 16 verbunden ist. Außerdem verfügt das Anwendungssystem 61 über eine universelle USB-Buchse 86.
Ergänzend zum Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem 87 ist das Anwendungssystem 61 auch mit einem Geräuscherkennungssystem 89 der Aufzugsteuervorrichtung 30 verbunden, das sowohl mit dem Mikrofon 52, welches innerhalb des Fahrkorbes 16 angeordnet ist, als auch mit einem im Schachtkopf 14 angeordneten externen Mikrofon 90 verbunden ist. Dies ermöglicht es, während einer Leerfahrt im Fahrkorb 16 auftretende Geräusche ebenso zu überwachen wie Geräusche, die im Schachtkopf 14 auftreten und von der Treibscheibe 22, dem Motor 24 oder der Bremse 26 erzeugt werden. Weitere externe Mikrofone können innerhalb des Aufzugschachtes 12 verteilt angeordnet sein, so dass insbesondere auch Fahrgeräusche des Fahrkorbes 16 mittels des Geräuscherkennungssystems ausgewertet werden können.
Über eine weitere UART-Schnittstelle 91 ist das Anwendungssystem 61 mit einem Modem 92 der Aufzugsteuervorrichtung 30 verbunden, das wiederum mit dem Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem 87 in elektrischer Verbindung steht.
Das Anwendungssystem 61 weist eine Schnittstelle 95 für ein auswechselbares digitales Speichermedium auf, im vorliegenden Falle für eine Flash-Speicherkarte 96. Letztere bildet einen nicht-flüchtigen Speicher des Anwendungssystems 61. Darüber hinaus verfügt das Anwendungssystem 61 über einen RAM-Speicher 98, einen EEPROM-Speicher 99 und weitere Flash-Speicher 100.
Das Anwendungssystem 61 ist außerdem mit einer Schnittstelle 105 zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet. Die Schnittstelle 105 kann, wie in der Zeichnung dargestellt, direkt angesteuert werden, es ist aber auch denkbar, die Schnittstelle 105 über die USB-Buchse 86 anzusteuern. Über die Schnittstelle 105 kann eine drahtlose Verbindung zu den Luftdrucksensoren 55 und 57 hergestellt werden sowie auch zu einem Computernetzwerk, wie beispielsweise einem Intranet oder dem Internet. Außerdem ermöglicht die Schnittstelle 105 eine drahtlose Verbindung des Anwendungssystems 61 mit einem Aktor oder einem Telefonnetz.
Die Rechen- und Speicherleistung des Anwendungssystems 61 ist vielfach größer als die entsprechende Rechen- und Speicherleistung des Basissystems 60. Die Taktrate des Anwendungssystems kann beispielsweise 532 MHz betragen wohingegen die Taktrate des Basissystems bevorzugt 72 MHz beträgt.
Das Anwendungssystem 61 weist einen Bereitschaftsmodus und einen Betriebsmodus auf. Es geht selbsttätig in den Bereitschaftsmodus über, wenn die Aufzuganlage 10 über eine vorgegebene Zeitspanne hinaus nicht aktiviert wird. Erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt eine erneute Aktivierung, indem ein Benutzer ein Fahrziel über die Eingabe- und Ausgabeeinrichtung 41, 42 oder 43 eingibt, so wird das Anwendungssystem 61 vom Basissystem 60 in den Betriebsmodus versetzt.
Das Basissystem 60 ist speziell für die vorliegende Aufzuganlage 10 konzipiert und programmiert. Im Gegensatz hierzu handelt es sich beim Anwendungssystem 61 um ein Standardmodul, das auch zur Steuerung anderer industrieller Anlagen, Maschinen und Einrichtungen herangezogen werden kann. Es lässt sich in einer Hochsprache hardwareunabhängig programmieren und weist ein Betriebssystem auf, das die Speicher und Schnittstellen des Anwendungssystems 61 verwaltet und die Ausführung von Programmen steuert.
Auch das Basissystem 60 kann ein Betriebssystem aufweisen, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Das Basissystem 60 ist als Mikroprozessorbaugruppe ausgestaltet, insbesondere als modulare oder monolithisch aufgebaute Mikrocontrollerbaugruppe. Es kann aber auch als programmierbarer integrierter Schaltkreis in Form eines FPGAs ausgebildet sein (Field Programmable Gate Arrays).
Auch das Anwendungssystem 61 ist in Form einer Mikroprozessorbaugruppe ausgestaltet, bevorzugt in Form einer modularen oder monolithisch aufgebauten Mikrocontrollerbaugruppe. Es kann aber auch als programmierbarer integrierter Schaltkreis in Form eines FPGAs ausgebildet sein (Field Programmable Gate Arrays).
Die modulartige Ausgestaltung der Aufzugsteuervorrichtung 30 mit dem aufzugspezifischen Basissystem 60 und dem austauschbaren, standardisierten
Anwendungssystem 61 ermöglicht es, die Aufzugsteuervorrichtung 30 kostengünstig herzustellen, da das Anwendungssystem 61 in sehr großer Stückzahl produziert werden kann und für den jeweiligen Einsatzzweck auf einfache Weise in einer Hochsprache hardwareunabhängig programmiert werden kann.
Die Austauschbarkeit des Anwendungssystems 61, das über die Steckeranordnung 63 mit der Platine 62 des Basissystems 60 lösbar verbunden ist, ermöglicht auf einfache Weise einen Update der Aufzugsteuervorrichtung 30, indem das bestehende Anwendungssystem 61 durch ein aktuelles, für gewöhnlich leistungsstärkeres Anwendungssystem ausgetauscht wird unter Beibehaltung des Basissystems 60. Es kann auch nur die Software des bestehenden Anwendungssystems 61 ausgetauscht bzw. aktualisiert werden.
Das integrierte Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem 87 ermöglicht die Verwendung ein- und desselben Lautsprechers 51 im Fahrkorb 16 sowohl für Sprachansagen und Entertainment als auch für Notfallsituationen.
Das Geräuscherkennungssystem 89 ermöglicht eine frühzeitige Erkennung von Störungen, indem die innerhalb des Schachtes 12 sowie die während einer Leerfahrt innerhalb des Fahrkorbes 16 auftretenden Geräusche analysiert werden.
In der dargestellten Ausführungsform sind das Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem 87 sowie das Geräuscherkennungssystem 89 als separat ausgebildete Baugruppen der Aufzugsteuervorrichtung 30 ausgestaltet. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem 87 und/oder das Geräuscherkennungssystem 89 in das Anwendungssystem 61 integriert sind.
Mittels des Aufzugsteuervorrichtung 30 können mehrsprachig Informationen auch in unterschiedlichen Zeichensätzen, beispielsweise in kyrillisch, arabisch oder chinesisch, sowohl auf den stockwerkseitig angeordneten Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen 41, 42 und 43 als auch auf dem fahrkorbseitig angeordneten Monitor 50 und auch auf der Anzeige-/Eingabeeinheit 101 angezeigt werden. Auch individuelle Piktogramme können mit hoher Auflösung und damit für den Benutzer beziehungsweise Service-Techniker sehr gut erkennbar angezeigt werden.
Der Einsatz der Schnittstelle 105 für drahtlose Kommunikation ermöglicht es dem Anwendungssystem 61, drahtlos Sensorsignale aufzunehmen, die per Funk übertragen werden, beispielsweise Sensorsignale der Luftdrucksensoren 55 und 57. Letztere ersetzen manuelle Positionsschalter, die innerhalb des Aufzugschachtes 12 verteilt angeordnet und mit der Aufzugsteuervorrichtung 30 verdrahtet werden müssen. Der Verdrahtungsaufwand lässt sich durch die Möglichkeit der drahtlosen Kommunikation mittels der Schnittstelle 105 ganz erheblich vermindern.
Betriebszustände der Aufzuganlage 10 können vom Anwendungssystem 61 in einem Speicherglied gespeichert werden, beispielsweise im Flash-Speicher 100. Insbesondere können Störungsdaten im Flash-Speicher 100 gespeichert werden. Diese Daten können von einem Servicetechniker ausgelesen werden, der hierzu über eine Zugriffsberechtigung verfügen muss. Die Zugriffsberechtigung kann auf einem USB-Speicher-Stick vermerkt sein, der vom Service-techniker zur Prüfung der Zugriffsberechtigung in die USB-Buchse 86 eingesteckt werden muss. Nur wenn diese Zugriffsberechtigung vom Anwendungssystem 61 erkannt wird, können die gespeicherten Daten ausgelesen und beispielsweise an ein vom Servicetechniker mitgeführtes Diagnosegerät ausgegeben werden. Alternativ oder ergänzend können die Daten auf dem Display der Anzeige-/Eingabeeinheit 101 visualisiert werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine Fehleranalyse, indem die vor einer Störung auftretenden Betriebsdaten ausgewertet werden können.

Claims

Aufzugsteuervorrichtung für eine Aufzuganlage (10) mit mindestens einem Fahrkorb (16), der zum Transport von Personen und/oder Lasten mittels einer Antriebseinrichtung (24) in einem Schacht (12) verfahrbar ist, wobei die Aufzugsteuervorrichtung (30) mit Ein- und Ausgabeeinrichtungen und Sensoren der Aufzuganlage (10) sowie mit der Antriebseinrichtung verbunden ist und den Betrieb der Aufzuganlage (10) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzugsteuervorrichtung (30) ein aufzugspezifisches Basissystem (60) und ein standardisiertes Anwendungssystem (61) aufweist, wobei das Basissystem (60) Ein-/Ausgabeglieder (75), mindestens eine Feldbus-Schnittstelle (72, 73) oder mindestens eine serielle Schnittstelle (71) sowie zumindest ein Signalverarbeitungsglied (69) zur Verarbeitung echtzeitrelevanter Signale umfasst, und wobei das Anwendungssystem (61) zumindest ein standardisiertes, hardwareunabhängig programmierbares Signalverarbeitungsglied (83) zur Verarbeitung nicht-echtzeitrelevanter Signale aufweist mit einem Betriebssystem, und wobei zwischen den beiden Systemen (60, 61) bidirektional Daten übertragbar sind.
Aufzugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissystem (60) und das Anwendungssysstem (61) jeweils zwei Schnittstellen (64, 65, 66, 67) aufweisen, wobei jeweils eine Schnittstelle (64, 67) als Master und jeweils eine Schnittstelle (65, 66) als Slave fungiert.
Aufzugsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anwendungssystem (61) als austauschbares Modul ausgestaltet ist.
Aufzugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissystem (60) als austauschbares Modul ausgestaltet ist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechen- und/oder Speicherleistung des Anwendungssystems (61) größer ist als die Rechen- und/oder Speicherleistung des Basissystems (60).
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anwendungssystem (61) einen Bereitschaftsmodus und einen Betriebsmodus aufweist.
Aufzugsteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anwendungssystem (61) vom Basissystem (60) aus dem Bereitschaftsmodus in den Betriebsmodus versetzbar ist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anwendungssystem (61) mindestens eine USB-Schnittstelle (86) aufweist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anwendungssystem (61) mindestens eine Schnittstelle (95) für ein auswechselbares digitales Speichermedium (96) aufweist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anwendungssystem (61) eine Schnittstelle (105) zur drahtlosen Kommunikation mit einem Aktor, einem Sensor (55, 57), einem Computernetzwerk und/oder Telefonnetz aufweist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basissystem (60) vom Anwendungssystem (61) programmierbar ist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Anwendungssystems (61) vom Basissystem (60) überwachbar ist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Basissystems (60) vom Anwendungssystem (61) überwachbar ist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzugsteuervorrichtung (30) ein Notruf- und Sprachein-/ausgabesystem (87) aufweist, das mit dem Anwendungssystem (61) verbunden ist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzugsteuervorrichtung (30) ein Geräuscherkennungssystem (89) aufweist, das mit dem Anwendungssystem (61) verbunden ist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzugsteuervorrichtung (30) eine grafische Bedienoberfläche (101) aufweist.
Aufzugsteuervorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzugsteuervorrichtung (30) mindestens ein Speicherglied (96, 98, 99, 100) zur Langzeit-Datenaufzeichnung aufweist, wobei die gespeicherten Daten nur bei Vorliegen einer Zugriffsberechtigung auslesbar und auswertbar sind.
Aufzugsteuervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugriffsberechtigung auf einem transportablen Speicherelement, insbesondere einem USB-Speicher-Stick, hinterlegbar ist, das zum Auslesen und Auswerten der im Speicherglied (96, 98, 99, 100) gespeicherten Daten berechtigt und an eine Schnittstelle, insbesondere eine USB-Schnittstelle, der Aufzugsteuervorrichtung (30) anschließbar ist.