EP3230189B1

EP3230189B1 - Aufzugsystem mit sicherheitsüberwachungssystem mit einer master-slave-hierarchie

Info

Publication number: EP3230189B1
Application number: EP15804827.2A
Authority: EP
Inventors: Astrid Sonnenmoser; David Michel; Reto Tschuppert
Original assignee: Inventio AG
Current assignee: Inventio AG
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2020-06-24
Anticipated expiration: 2035-12-07
Also published as: BR112017010771B1; EP3230189A1; RU2700236C2; CN107000965A; US10562738B2; AU2015359629B2; MY185020A; CA2967545A1; CA2967545C; RU2017123769A; BR112017010771A2; WO2016091779A1; US20170334678A1; KR20170095220A; KR102518003B1; PL3230189T3; MX371433B; RU2017123769A3; MX2017007512A; CN107000965B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzugsystem, insbesondere ein Aufzugsystem mit einem Sicherheitsüberwachungssystem.
Aufzugsysteme dienen im Allgemeinen dazu, Personen oder Gegenstände in vertikaler Richtung zu transportieren. Um hierbei Gefährdungen der Personen bzw. der Gegenstände zu vermeiden, werden regelmäßig Sicherheitsüberwachungssysteme eingesetzt. Diese überwachen zum Beispiel mithilfe von detektierenden Sicherheitsfunktionskomponenten, d.h. beispielsweise anhand von Daten oder Signalen von Sensoren oder von Steuergeräten, aktuelle Betriebszustände des Aufzugssystems. Zum Beispiel werden eine Geschwindigkeit einer Aufzugkabine oder ein Schließzustand von Türen des Aufzugsystems überwacht. Bei Erkennen eines kritischen Betriebszustands aktiviert das Sicherheitsüberwachungssystem geeignete aktivierbare Sicherheitsfunktionskomponenten wie beispielsweise eine Bremseinrichtung oder eine Fangeinrichtung zum Bremsen bzw. Stoppen der Aufzugkabine. Dabei werden an Sicherheitsüberwachungssysteme höchste Anforderungen hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Sicherheit gestellt.
Herkömmliche Sicherheitsüberwachungssysteme setzten häufig eine zentrale Sicherheitsüberwachungseinheit ein, welche mit einer Vielzahl von detektierenden bzw. aktivierbaren Sicherheitsfunktionskomponenten verbunden waren, und welche an verschiedenen Positionen innerhalb des Aufzugsystems angeordnet waren. Unter einer detektierenden Sicherheitsfunktionskomponente kann in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Sensor oder eine Ausgabeschnittstelle eines Steuergeräts verstanden werden, welche Signale oder Daten ermitteln und ausgeben, welche eine Information über einen aktuellen Betriebszustand innerhalb des Aufzugsystems angeben. Unter einer aktivierbaren Sicherheitsfunktionskomponente kann beispielsweise ein Aktuator, Motor oder dergleichen verstanden werden, welche einen aktuellen Betriebszustand innerhalb des Aufzugsystems aktiv beeinflussen können. Signale bzw. Daten z.B. von Sensoren wurden dabei jeweils an die zentrale Sicherheitsüberwachungseinheit übermittelt und dort verarbeitet. Wurde anhand von Verarbeitungsergebnissen erkannt, dass ein beispielsweise sicherheitskritischer Betriebszustand in dem Aufzugsystem herrscht, steuerte die zentrale Sicherheitsüberwachungseinheit eine oder mehrere der aktivierbaren Sicherheitsfunktionskomponenten geeignet an, um die Sicherheit des Aufzugsystems und insbesondere der beförderten Personen zu gewährleisten. Beispielsweise wurde bei Erkennen einer übermäßigen Geschwindigkeit der Aufzugkabine eine Brems- oder Fangeinrichtung aktiviert. Von Sensoren erzeugte Signale oder Daten wurden dabei unverarbeitet an die zentrale Sicherheitsüberwachungseinheit übermittelt, ausschließlich dort verarbeitet und dann basierend auf den Verarbeitungsergebnissen Steuersignale erzeugt, welche an die aktivierbaren Sicherheitsfunktionskomponenten gesendet wurden, um diese geeignet zu aktivieren.
Ein solches zentral überwachtes und gesteuertes System erfordert jedoch regelmäßig einen hohen Verdrahtungsaufwand. Außerdem kann es zu erheblichen Signallaufzeiten zwischen den lokal vorgesehenen detektierenden und aktivierbaren Sicherheitsfunktionskomponenten und der zentral vorgesehenen Sicherheitsüberwachungseinheit kommen, wodurch sich Reaktionsdauern, die das Sicherheitsüberwachungssystem benötigt, um auf eine eingetretene kritische Situation angemessen zu reagieren, erheblich verlängern können. Außerdem kann eine Übertragung von Signalen und Daten z. B. von einer Vielzahl verteilter Sensoren an eine einzelne zentrale Sicherheitsüberwachungseinheit und eine dort stattfindende zentrale Datenverarbeitung zu erheblichen Verarbeitungszeitdauern führen und somit die Reaktionsdauern weiter verlängern.
In EP 2 022 742 A1 wird daher ein Aufzugsystem mit einem dezentralen Steuerungssystem vorgeschlagen. Das dezentrale Steuerungssystem weist mehrere Auswerteeinheiten auf, wobei Signale über Busverbindungen zwischen den Auswerteeinheiten übertragen werden können. Verglichen mit zentralisierten Systemen kann auf diese Weise ein Verdrahtungsaufwand verringert und Reaktionsdauern verkürzt werden.
Die US 2011302466 A1 beschreibt ein Aufzugssystem mit einem Sicherheitsüberwachungssystem zum Kontrollieren von Sicherheitsfunktionskomponenten. Das Sicherheitsüberwachungssystem weist eine Mastereinheit und viele Slaveeinheiten auf. Die Slaveeinheiten sind jeweils Sensoren und Schaltern zugeordnet und empfangen Signale, welche sie an die Mastereinheit in einem besonders abgesicherten Verfahren übertragen. Die Mastereinheit verarbeitet diese Daten und aktiviert gegebenenfalls geeignete Sicherheitsfunktionskomponenten, beispielsweise zum Stoppen der Aufzugskabine.
Es kann unter anderem ein Bedarf an einem weiter verbesserten Aufzugsystem mit einem optimierten, zumindest teilweise dezentralisierten Sicherheitsüberwachungssystem bestehen.
Einem solchen Bedarf kann durch ein Aufzugsystem gemäß dem unabhängigen Anspruch entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß eines Aspekts der Erfindung wird ein Aufzugsystem vorgeschlagen, welches einen Antrieb, eine Kabine, mehrere Sicherheitsfunktionskomponenten zum Bereitstellen von Sicherheitsfunktionen an verschiedenen Positionen innerhalb des Aufzugsystems und ein Sicherheitsüberwachungssystem zum Kontrollieren aller Sicherheitsfunktionskomponenten aufweist. Das Sicherheitsüberwachungssystem weist mehrere Sicherheitsüberwachungseinheiten auf. Die Kabine ist mit dem Antrieb wirkverbunden und mittels des Antriebs entlang eines Verfahrweges verfahrbar. Das Aufzugsystem zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest manche, vorzugsweise jede der Sicherheitsüberwachungseinheiten eine Eingabeschnittstelle zum Einlesen von Daten oder Signalen aufweist. Zumindest einige der Sicherheitsüberwachungseinheiten des Sicherheitsüberwachungssystems sind dabei über Datenaustauschkanäle miteinander verbunden. Die Sicherheitsüberwachungseinheiten des Sicherheitsüberwachungssystems sind hierbei in Form einer Master-Slave-Hierarchie organisiert, wobei eine der Sicherheitsüberwachungseinheiten als Mastereinheit und wenigstens eine der Sicherheitsüberwachungseinheiten als Slaveeinheit ausgebildet ist. Erfindungsgemäss weist wenigstens eine Slaveeinheit eine Datenverarbeitungseinheit zum Verarbeiten der Daten oder Signale zu Steuersignalen sowie eine Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben der Steuersignale an wenigstens eine der jeweiligen Sicherheitsüberwachungseinheit zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente auf.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden, ohne hierdurch jedoch die Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken.
Zusammenfassend wurde erkannt, dass ein Sicherheitsüberwachungssystem eines Aufzugsystems besonders sicher und effizient ausgestaltet werden kann, wenn dezentral mehrere Sicherheitsüberwachungseinheiten angeordnet werden, von denen zumindest manche Signale, die z. B. von Sensoren oder anderen Steuergeräten bereitgestellt werden, nicht nur an eine zentrale Einheit weiterleiten können, sondern diese Signale selbst verarbeiten können und daraus resultierend Sicherheitsfunktionskomponenten steuern können. Diese dezentralen Sicherheitsüberwachungseinheiten sind somit in der Lage, lokal Daten z. B. von Sensoren oder Steuergeräten einzulesen, zu verarbeiten und dann zugehörige Sicherheitsfunktionskomponenten zu steuern. Um jedoch eine Kommunikation zwischen den einzelnen dezentralen Sicherheitsüberwachungseinheiten zu ermöglichen, werden diese über Datenaustauschkanäle, über die Daten oder Signale übermittelt werden können, miteinander verbunden. Die Sicherheitsüberwachungseinheiten können somit untereinander kommunizieren. Auf diese Weise lassen sich mehrere Sicherheitsüberwachungseinheiten zu einem gesamten Sicherheitsüberwachungssystem kombinieren, mithilfe dessen ein gesamtes Aufzugssystem überwacht werden kann.
Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die mehreren Sicherheitsüberwachungseinheiten in Form einer Master-Slave-Hierarchie zu organisieren. Eine der Sicherheitsüberwachungseinheiten ist dabei als Mastereinheit ausgebildet, wohingegen wenigstens eine weitere Sicherheitsüberwachungseinheit als Slaveeinheit ausgebildet ist. Bei einer solchen Master-Slave-Hierarchie ist die Mastereinheit der Slaveeinheit bzw. den Slaveeinheiten übergeordnet, d.h. sie hat z. B. prioritäre Rechte hinsichtlich der Anforderung, Weitergabe und/oder Weiterverarbeitung von Signalen und Daten sowie hinsichtlich der Steuerung von Sicherheitsfunktionskomponenten.
Beispielsweise kann die Mastereinheit eine Slaveeinheit dazu veranlassen, einen bestimmten Betriebsmodus einzunehmen, bei dem die Slaveeinheit Signale oder Daten von ihr zugeordneten Sensoren oder Geräten lediglich an die Mastereinheit weiterleitet. Die Mastereinheit kann diese Signale verarbeiten und dann die Slaveeinheit instruieren, die ihr zugeordneten Sicherheitsfunktionskomponenten in einer von der Mastereinheit bestimmten Weise anzusteuern. Alternativ kann die Mastereinheit die Slaveeinheit dazu autorisieren, solche Signale oder Daten selbst zu verarbeiten und darauf basierend die Sicherheitsfunktionskomponenten selbständig zu steuern.
Es ist auch möglich, dass eine Slaveeinheit nur über eine Eingabeschnittstelle verfügt und Signale oder Daten von ihr zugeordneten Sensoren oder Geräten lediglich an die Mastereinheit oder an andere Slaveeinheiten weiterleiten, Derartige Slaveeinheiten können einfacher und damit kostengünstiger ausgeführt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können alle Slaveeinheiten eine Datenverarbeitungseinheit zum Verarbeiten der Daten oder Signale zu Steuersignalen sowie eine Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben der Steuersignale an wenigstens eine der jeweiligen Sicherheitsüberwachungseinheit zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente aufweisen. Damit kann eine maximale Flexibilität im Zusammenspiel der Sicherheitsüberwachungseinheiten erreicht werden.
Anders ausgedrückt kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wenigstens eine Slaveeinheit dazu ausgelegt sein, Daten oder Signale, welche einen Sicherheitszustand innerhalb des Aufzugsystems angeben, über die Eingabeschnittstelle einzulesen und mittels der Datenverarbeitungseinheit zu verarbeiten und basierend auf einem Verarbeitungsergebnis die zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente selbständig zu steuern. Zumindest diese eine Slaveeinheit ist somit in der Lage, z. B. von Sensoren gelieferte Signale oder Daten selbständig zu verarbeiten und selbständig eine Sicherheitsfunktionskomponente anzusteuern. Die Slaveeinheit ist mit einer ihr zugeordneten aktivierbaren Sicherheitsfunktionskomponente verbunden und kann somit einen Teil der in dem Aufzugsystem notwendigen Sicherheitsüberwachung aktiv und selbständig durchführen. Die Slaveeinheit kann hierbei mit ihr zugeordneten detektierenden und/oder aktivierbaren Sicherheitsfunktionskomponenten verbunden sein und vorzugsweise in lokaler Nähe zu diesen angeordnet sein. Durch diese lokale Nähe können Zeiten für eine Übertragung von Daten und Signalen kurz gehalten werden. Insbesondere können Daten dezentral lokal in der Slaveeinheit verarbeitet werden und brauchen nicht über lange Distanzen hin zu einer zentral angeordneten Datenverarbeitungseinrichtung übertragen werden.
Die gleiche Slaveeinheit kann in einem anderen Betriebsmodus gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dazu ausgelegt sein, Daten oder Signale, welche einen Sicherheitszustand innerhalb des Aufzugsystems angeben, über die Eingabeschnittstelle einzulesen und über den Datenaustauschkanal an die Mastereinheit zu übertragen. Die Mastereinheit kann dann dazu ausgelegt sein, mittels ihrer Datenverarbeitungseinheit die übertragenen Daten oder Signale zu verarbeiten und Verarbeitungsergebnisse über den Datenaustauschkanal an die Slaveeinheit zu übertragen. Die Slaveeinheit kann schließlich dazu ausgelegt sein, basierend auf den übertragenen Verarbeitungsergebnissen eine zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente zu steuern. Die Slaveeinheit verhält sich in diesem Fall passiv und leitet Signale bzw. Daten jeweils nur von Sensoren bzw. anderen Geräten weiter zur Mastereinheit und leitet Steuerungsbefehle der Mastereinheit weiter zu ihren zugehörigen Sicherheitsfunktionskomponenten. Die eigentliche Datenverarbeitung findet jedoch nicht in der in diesem Fall passiven Slaveeinheit sondern in der Mastereinheit statt.
Gegebenenfalls können in dem Aufzugsystem auch eine oder mehrere Slaveeinheiten vorgesehen sein, die ausschließlich für diesen passiven Betriebsmodus ausgelegt sind. Jedoch sollte zumindest eine der in dem Aufzugsystem vorhandenen Slaveeinheit in der Lage sein, aktiv, d.h. selbständig, Signale oder Daten zu verarbeiten und daraus Steuersignale zu erzeugen, mithilfe derer eine zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente direkt, d.h. ohne Einbeziehung der Mastereinheit, gesteuert werden kann.
Allerdings ist diese Slaveeinheit weiterhin der Mastereinheit untergeordnet und kann somit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dazu ausgelegt sein, die zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente ausschließlich dann selbständig zu steuern, wenn sie hierzu zuvor von der Mastereinheit autorisiert wurde. Anders ausgedrückt kann die Mastereinheit die Slaveeinheit entsprechend ansteuern, sodass diese entweder einen Betriebsmodus einnimmt, in dem sie ihr zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponenten selbständig steuert, oder dass diese einen Betriebsmodus einnimmt, in dem sie nicht selbständig operiert sondern z. B. lediglich passiv Daten weiterleitet.
Die Mastereinheit kann somit entscheiden, ob sie gewisse Steuerungsfunktionen zentral selbst ausführt oder ob diese Funktionen dezentral von untergeordneten Sicherheitsüberwachungseinheiten in Form von Slaveeinheiten durchgeführt werden sollen. Gegebenenfalls kann die Mastereinheit die Slaveeinheit auch instruieren, wie diese eine Steuerungsfunktion auszuführen hat.
Gemäß einer konkreten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Slaveeinheit dazu ausgelegt, Daten oder Signale, welche einen Sicherheitszustand innerhalb des Aufzugsystems angeben, über die Eingabeschnittstelle einzulesen und mittels der Datenverarbeitungseinheit selbständig kontinuierlich zu überwachen und über den Datenaustauschkanal ausschließlich dann Daten oder Signale an die Mastereinheit zu übertragen, wenn anhand der Daten oder Signale ein vorgebbarer kritischer Sicherheitszustand erkannt wird. Die Slaveeinheit kann somit einen erheblichen Anteil des Überwachungsaufwandes selbständig durchführen und damit beispielsweise die Mastereinheit entlasten. Lediglich, wenn die Slaveeinheit z. B. erkennt, dass aufgrund der von ihr eingelesenen und kontinuierlich überwachten Signale oder Daten davon auszugehen ist, dass sich das Aufzugsystem nicht in einem Normalzustand befindet, meldet die Slaveeinheit dies der Mastereinheit. Die Slaveeinheit kann hierzu die von ihr eingelesenen Signale oder Daten direkt an die Mastereinheit weiterleiten oder diese alternativ vorverarbeiten und der Mastereinheit dann das vorverarbeitete Ergebnis weiterleiten. Auch lediglich die Übermittlung einer Art Warnsignal an die Mastereinheit ist denkbar. Die Mastereinheit kann daraufhin entscheiden, wie weiter zu verfahren ist und beispielsweise die Slaveeinheit instruieren, durch geeignetes Ansteuern von Sicherheitsfunktionskomponenten Maßnahmen zu bewirken, die das Aufzugsystem zurück in den Normalzustand oder zumindest in einen sicheren Zustand überführen.
Gemäß einer Ausführungsform kann jede Slaveeinheit Signale oder Daten über einen Datenaustauschkanal mit der Mastereinheit austauschen. Mit anderen Worten ist jede der Slaveeinheiten derart an die Mastereinheit angebunden, dass zwischen den beiden Einheiten Signale oder Daten übermittelt werden können. Vorzugsweise existiert zwischen jeder Slaveeinheit und der Mastereinheit lediglich ein einziger Datenaustauschkanal. Auch das Vorsehen eines einzigen gemeinsamen Datenaustauschkanals von der Mastereinheit hin zu einer Mehrzahl von Slaveeinheiten ist möglich. Eine Freigabe des Datenaustauschkanals für eine Datenübertragung wird dabei vorzugsweise von der Mastereinheit koordiniert.
Der Datenaustauschkanal kann dabei beliebig ausgebildet sein und kann insbesondere für eine spezifische Art der Datenübertragung bzw. für eine spezifische Anwendung angepasst sein.
Beispielsweise können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Sicherheitsüberwachungseinheiten und die Datenaustauschkanäle zur sicheren Datenübertragung über die Datenaustauschkanäle ausgelegt sein. Beispielsweise kann zur Datenübertragung ein Sicherheitsprotokoll verwendet werden. Als "sicher" kann eine Datenübertragung in diesem Zusammenhang angesehen werden, wenn die beispielsweise der DIN ISO 61508 entspricht oder den normierten Sicherheits-Integritäts-Level 3 (Safety Integrity Level, SIL 3) erfüllt. Eine abgesicherte Datenübertragung kann zur Zuverlässigkeit des Sicherheitsüberwachungssystems beitragen. Insbesondere können Systemfehler oder Manipulationen der Datenübertragung erkannt werden.
Ferner können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung innerhalb eines Datenaustauschkanals geeignete Bussysteme zur gezielten Zuordnung von Daten oder Signalen an eine der Slaveeinheiten bzw. von einer der Slaveeinheiten vorgesehen sein. Es können serielle oder parallele Bussysteme eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein CAN-Bus (Controller Area Network) vorgesehen sein. Bussysteme können eine steuerbare, schnelle und/oder zuverlässige Datenübertragung ermöglichen, ohne dass jede Einheit mit jeder anderen Einheit direkt verdrahtet zu werden braucht. Stattdessen kann das Bussystem beispielsweise eine gemeinsame Datenverbindung steuerbar verschiedenen Teilnehmern zur Verfügung stellen.
Insbesondere können für die Datenübermittlung zwischen Master- und Slaveeinheiten Bussysteme vorgesehen sein, die eine besonders schnelle Datenübertragung erlauben, um für kurze Übertragungsdauern und damit für schnelle Reaktionsmöglichkeiten innerhalb des Sicherheitsüberwachungssystems sorgen zu können.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Datenaustauschkanäle zur drahtlosen Daten- oder Signalübertragung ausgelegt sein. Beispielsweise kann eine Daten- und/oder Signalübertragung mithilfe von Technologien wie WLAN (wireless local area network), RF-Datenübertragung (radio frequency) oder optischer Datenübertragung, beispielsweise mittels modulierter Laserstrahlung, erfolgen. Hierdurch kann ein Verdrahtungsaufwand in dem Aufzugsystem erheblich verringert werden. Eine drahtlose Datenübertragung beispielsweise zwischen einer Aufzugkabine und einem Aufzugschacht könnte z. B. eine Aufzuganlage ohne Hängekabel ermöglichen.
Alternativ können Signale bzw. Daten auch kabelgebunden übertragen werden, beispielsweise mittels Technologien wie Ethernet, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) oder ähnlichem. Auch eine Datenübertragung durch ein Aufmodulieren von Informationen auf eine Stromleitung, die beispielsweise eigentlich zur Energieversorgung innerhalb des Aufzugsystems dient, ist vorstellbar.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Datenverarbeitungseinheit der Mastereinheit eine schnellere Datenverarbeitungsrate auf als die Datenverarbeitungseinheit der Slaveeinheit. Mit anderen Worten unterscheiden sich die Mastereinheit und eine Slaveeinheit hinsichtlich ihrer Datenverarbeitungsfähigkeiten. Eine Slaveeinheit braucht beispielsweise nur dazu ausgelegt sein, Daten oder Signale von spezifischen, ihr zugeordneten Sensoren zu empfangen und zu verarbeiten und dann ihr zugeordnete Aktuatoren zu steuern. Die Mastereinheit soll jedoch in der Lage sein, Daten und Signale verschiedener Quellen zu empfangen und zu verarbeiten und daraus resultierende Steuersignale an Aktuatoren weiterzuleiten. Eine zu verarbeitende Datenmenge kann daher bei der Mastereinheit wesentlich höher sein als bei einer Slaveeinheit. Ergänzend soll die Mastereinheit vorzugsweise in der Lage sein, Rechte und Aufgaben der Slaveeinheiten zu steuern bzw. zu koordinieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Mastereinheit an einer zentralen Komponente wie beispielsweise einem Maschinenraum, einem Aufzugschacht, einer Aufzugkabine, einem Gegengewicht oder einer Aufzuggrube angeordnet und wenigstens eine Slaveeinheit ist an einer anderen, peripheren Komponente der genannten Gruppe angeordnet. Die Mastereinheit kann somit beabstandet zu einer oder jeder der Slaveeinheiten angeordnet sein. Ein Abstand zwischen Master- und Slaveeinheit kann dabei mehrere Meter, beispielsweise mehr als 2m oder 10m, bis hin zu einigen hundert Metern, beispielsweise bis zu 200m, 500m oder gar 2000m, betragen. Die Master- bzw. Slaveeinheit kann hierbei direkt an oder nahe zu einer der genannten Komponenten angeordnet sein, um z. B. deren Funktionen überwachen zu können. Ein Abstand zwischen Master- und Slaveeinheit kann dabei deutlich größer sein als ein Abstand zwischen der Slaveeinheit und ihren zugeordneten Sicherheitsfunktionskomponenten, d.h. Sensoren und Aktuatoren. Auf diese Weise können Datenübertragungsdauern insbesondere in Betriebssituationen, in denen Sicherheitsfunktionskomponenten lokal von einer selbständig agierenden Slaveeinheit kontrolliert und gesteuert werden, kurz gehalten werden.
Ausführungsformen der Erfindung erlauben eine Vielzahl von Vorteilen.
Beispielsweise kann das hierin für ein Aufzugsystem vorgeschlagene dezentrale Sicherheitsüberwachungssystem, welches in mehrere verschiedene Untersicherheitskomponenten (teilweise auch als SSUs bezeichnet, Safety Supervision Units) unterteilt ist, eine sichere Überwachung von verteilten Systemen erlauben. Damit kann eine besonders gute Eignung für sehr lange Aufzüge, sogenannte High-Rise-Aufzüge, bewirkt werden. Hierbei kann vorteilhaft genutzt werden, dass die Mastereinheit und mindestens eine Slaveeinheit über einen Kommunikationskanal miteinander verbunden sind und gegenseitig Informationen austauschen können, wobei jede dieser Master- und Slaveeinheiten ein eigenes Sensorsystem haben kann, welches von dieser überwacht wird.
Durch den Einsatz verschiedener, vorzugsweise räumlich voneinander separierter Überwachungseinheiten kann es ermöglicht werden, ein größeres System, d.h. z. B. einen höheren Aufzugschacht, zu überwachen und/oder Überwachungsaufgaben örtlich oder logisch zu gruppieren.
Durch die dezentrale, verteilte Anordnung des Systems können kleinere Abschnitte oder Sensorsysteme entstehen, welche mit einer höheren Datenübertragungsrate oder höheren Datenverarbeitungsrate betrieben werden können.
Ferner kann aufgrund der Unterteilung in mehrere Subsysteme mit eigenen Sicherheitsüberwachungseinheiten auch eine Anzahl von Teilnehmern, d.h. z. B. eine Anzahl von insgesamt in dem Aufzugsystem überwachten Sicherheitsfunktionskomponenten, erhöht werden. Eine Sicherheit des Aufzugsystems kann dadurch gesteigert werden.
Es sind verschiedene Topologien oder Ausgestaltungen vorstellbar.
Beispielsweise können mehrere voneinander abhängige Sicherheitsüberwachungseinheiten (SSUs) mit einer Mastereinheit und einer oder mehreren Slaveeinheiten vorgesehen sein. Dabei kann vorzugsweise nur die Mastereinheit aktiv eingreifen, d.h. beispielsweise Einfluss auf einen Sicherheitskreis des Aufzugsystems nehmen. Alle Slaveeinheiten kommunizieren ihren Status zur Mastereinheit, welche dann z. B. entscheiden kann, ob aktuell ein Sicherheitsrisiko besteht, und geeignete Reaktionen auslösen kann. In einer solchen Anordnung ist es der Mastereinheit erlaubt, Informationen von verschiedenen Einheiten zu kombinieren und entsprechend "intelligenter" zu reagieren. Insgesamt lassen sich Verbundvorteile realisieren.
Alternativ können mehrere voneinander unabhängige Sicherheitsüberwachungseinheiten vorgesehen sein. Jede oder einige dieser Einheiten können die Möglichkeit haben, einzugreifen und auf ein Sicherheitsrisiko zu reagieren. Zusätzlich können z. B. Informationen zwischen den Einheiten ausgetauscht werden, z. B. zu Diagnosezwecken. In einer solchen Anordnung stellen sich jedoch im Regelfall keine Verbundvorteile, beispielsweise durch ein Kombinieren übergeordneter Information, ein.
Generell kann auch eine Mischform aus den zuletzt genannten beiden Topologien, d.h. sowohl mit voneinander abhängigen wie auch unabhängigen Einheiten, implementiert werden.
Durch ein verteiltes System können verschiedene Überwachungsfunktionen an verteilten Orten wahrgenommen werden und somit z. B. wie ein "Sicherheitsnetz" über den gesamten Aufzug gelegt werden. Alternativ oder ergänzend können Resultate von verschiedenen Einheiten zusammen neue Ergebnisse oder Überwachungsfunktionen bilden, z. B. aufgrund von Kombinationen der Informationen.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt ein Funktionsschema eines Aufzugsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Figur ist lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu.
Fig. 1 zeigt eine Schemaskizze eines Aufzugsystems 1 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Aufzugsystem 1 weist einen Antrieb 3 und eine Kabine 5 auf. Die Kabine 5 kann von dem Antrieb 3 entlang eines Verfahrwegs innerhalb eines Aufzugschachts 7 verfahren werden. Ein über Umlenkrollen 23 geführtes Kabel 21 verbindet die Kabine 5 mit einem Gegengewicht 17.
Das Aufzugsystem 1 verfügt über eine Vielzahl von detektierenden und/oder aktivierbaren Sicherheitsüberwachungskomponenten 9a - 9p, welche über das gesamte Aufzugsystem verteilt sind und an unterschiedlichen Positionen z. B. innerhalb des Aufzugschachts 7, an dessen Antrieb 3 oder an Türen des Aufzugsschachts 7 oder der Kabine 5 angeordnet sind.
Ein Sicherheitsüberwachungssystem 11 dient zum Überwachen des Aufzugsystems, um z. B. sicherheitskritische Zustände zu erkennen und gegebenenfalls geeignete Maßnahmen zu ergreifen. Das Sicherheitsüberwachungssystem 11 dient hierbei zum Kontrollieren bzw. Koordinieren der verschiedenen Sicherheitsfunktionskomponenten 9a - 9p.
Das Sicherheitsüberwachungssystem 11 umfasst eine Mehrzahl von Sicherheitsüberwachungseinheiten 13a bis 13e. Die Sicherheitsüberwachungseinheiten 13a bis 13e sind an verschiedenen Positionen innerhalb des Aufzugsystems 1 angeordnet.
Zum Beispiel ist eine erste Sicherheitsüberwachungseinheit 13a an der Kabine 5 angeordnet und mit mehreren ebenfalls dort angeordneten Sicherheitsfunktionskomponenten 9c, 9d, 9e, 91, 9k, 9j verbunden. Die Verbindung kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen und einen Austausch von Daten oder Signalen ermöglichen. Die Sicherheitsfunktionskomponenten können detektierend sein und z. B. als Sensoren, Detektoren, betätigbare Kontakte oder ähnliches ausgebildet sein, um Betriebszustände innerhalb des Aufzugsystems 1, d. h. in diesem Fall an der Kabine 5, feststellen zu können. Die Sicherheitsfunktionskomponenten können auch aktivierbar sein und z. B. als Aktuatoren, Motoren oder ähnliches ausgebildet sein, um bestimmte Funktionen innerhalb des Aufzugsystems 1 zu bewirken. Beispielsweise können die Sicherheitsfunktionskomponenten 9c, 9d, 9e, 91, 9k, 9j als detektierende Komponente in Form eines Fangkontakts, Notendkontakts, Notbremsschalters, Kabinentürkontakts oder ähnliches oder als aktivierbare Komponente in Form eines eine Bremseinrichtung oder eine Fangeinrichtung aktivierenden Aktuators ausgebildet sein.
Eine zweite Sicherheitsüberwachungseinheit 13b kann beispielsweise an dem Gegengewicht 17 angeordnet sein. Eine dritte Sicherheitsüberwachungseinheit 13c kann beispielsweise in einer Aufzugschachtgrube 19 angeordnet sein. Eine vierte Sicherheitsüberwachungseinheit 13d kann beispielsweise zur Überwachung von Türen des Aufzugschachts 7 dienen. Jede dieser Sicherheitsüberwachungseinheiten 13b, 13c, 13d kann mit einer oder mehreren lokal vorgesehenen und ihr zugeordneten Sicherheitsfunktionskomponenten 9f, 9g, 9h, 9i, 9m beispielsweise in Form eines Schlaffseilkontakts, eines Notbremsschalters der Schachtgrube, eines Schlaffseilkontakts eines Geschwindigkeitsbegrenzers oder ähnlichem verbunden sein.
Eine fünfte Sicherheitsüberwachungseinheit 13e ist an dem beispielsweise in einem Maschinenraum vorgesehenen Antrieb 3 angeordnet. Diese Sicherheitsüberwachungseinheit 13e ist mit in der Nähe befindlichen Sicherheitsfunktionskomponenten 9a, 9b, 9n, 9o, 9p beispielsweise in Form eines Kontakts einer Fangvorrichtung für das Gegengewicht, eines Kontakts eines Geschwindigkeitsbegrenzers, eines Notbremsschalters im Maschinenraum oder ähnlichem verbunden.
Jede oder zumindest einige der Sicherheitsüberwachungseinheiten 13a - 13e verfügt über eine eigene Datenverarbeitungseinheit 20 (nur für Sicherheitsüberwachungseinheit 13a dargestellt). Die Datenverarbeitungseinheit kann beispielsweise einen Prozessor, eine CPU oder ähnliches sowie eventuell ein Speichermedium zur Datenspeicherung umfassen. Die Sicherheitsüberwachungseinheiten 13a - 13e weisen ferner eine Eingabeschnittstelle 21 und eine Ausgabeschnittstelle 22 (nur für Sicherheitsüberwachungseinheit 13a dargestellt) auf, über die Daten von einer der detektierenden Sicherheitsfunktionskomponenten 9a - 9p eingelesen werden oder an eine der aktivierbaren Sicherheitsfunktionskomponenten 9a - 9p ausgegeben werden.
Zumindest einige der Sicherheitsüberwachungseinheiten 13a - 13e sind somit in der Lage, Sicherheitsüberwachungsaufgaben zumindest lokal selbständig durchzuführen, indem Daten oder Signale beispielsweise von Sensoren eingelesen, in der Datenverarbeitungseinheit verarbeitet und dann Aktuatoren geeignet angesteuert werden.
Alle oder zumindest einige der Sicherheitsüberwachungseinheiten 13a - 13e sind untereinander durch Datenaustauschkanäle 15 verbunden. Die Datenaustauschkanäle 15 können hierbei kabelgebunden oder drahtlos ausgeführt sein. Distanzen, über die die Sicherheitsüberwachungseinheiten 13a - 13e über die Datenaustauschkanäle miteinander verbunden sind, sind dabei typischerweise deutlich größer als Distanzen zwischen einer der Sicherheitsüberwachungseinheiten 13a - 13e und den ihr zugeordneten Sicherheitsfunktionskomponenten 9a - 9p. Die Datenaustauschkanäle 15 können über Bussysteme verfügen, mithilfe derer eine Datenübertragung bzw. ein Datenfluss gesteuert werden kann.
Im dargestellten Beispiel ist die fünfte Sicherheitsüberwachungseinheit 13e als Mastereinheit ausgeführt, wohingegen die erste bis vierte Sicherheitsüberwachungseinheit 13a - 13d jeweils als Slaveeinheiten ausgeführt sind. Die Mastereinheit ist dabei als den Slaveeinheiten übergeordnet anzusehen. Alle Slaveeinheiten sind direkt oder indirekt über Datenaustauschkanäle 15 mit der Mastereinheit verbunden. Die Mastereinheit kann somit sowohl Daten oder Signale von den Slaveeinheiten empfangen als auch Daten oder Signale an diese senden.
Die Mastereinheit kann dabei unter anderem auch vorgeben, ob bzw. in welcher Weise Daten oder Signale von einer der Slaveeinheiten an die Mastereinheit übermittelt werden sollen oder ob die Slaveeinheit selbständig operieren soll.
Beispielsweise kann die Mastereinheit jeder der Slaveeinheiten vorgeben, ob diese die Daten oder Signale, die sie von den ihr zugeordneten detektierenden Sicherheitsfunktionskomponenten empfängt, lediglich an die Mastereinheit weiterleiten soll oder ob sie diese Daten oder Signale teilweise oder vollständig selbständig verarbeiten soll. Auch gemischte Betriebsweisen können eingenommen werden, bei denen z. B. manche Daten von der Slaveeinheit selbst ausgewertet werden dürfen, andere Daten jedoch unverarbeitet an die Mastereinheit weitergeleitet werden sollen. Auch eine teilweise Vorverarbeitung der von der Slaveeinheit empfangenen Daten innerhalb der Slaveeinheit und anschließende Weiterleitung der vorverarbeiteten Daten an die Mastereinheit ist denkbar.
Die Mastereinheit kann auch mit in den Datenaustauschkanälen 15 vorgesehenen Bussystemen verbunden sein und berechtigt sein, über diese unter anderem einen Datenfluss durch die Datenaustauschkanäle 15 zu steuern.
Das vorgeschlagene Aufzugsystem 1 kann aufgrund seiner Ausprägung mit einem dezentral ausgebildeten Sicherheitsüberwachungssystem 11 mit vielen über das Aufzugsystem 1 verteilt angeordneten Sicherheitsüberwachungseinheiten13a - 13e, die in einer Master-Slave-Hierarchie organisiert sind, eine äußerst flexible und unterschiedlichen Umgebungsbedingungen anpasste Betriebsweise ermöglichen. Insbesondere können Überwachungsaufgaben über mehrere Sicherheitsüberwachungseinheiten verteilt ausgeübt werden, wobei die Mastereinheit jedoch prinzipiell jederzeit die Kontrolle über die Art und das Maß der von den Slaveeinheiten getätigten Aufgaben behalten kann. Hierdurch kann eine hohe Sicherheit des Systems gewährleistet werden. Gleichzeitig braucht die Mastereinheit jedoch nicht zwingend über eine sehr hohe Datenverarbeitungskapazität zu verfügen, da sie einen Teil der Sicherheitsüberwachungsaufgaben den Slaveeinheiten überlassen kann. Dies kann unter anderem zu einer Kostensenkung beitragen. Außerdem können die durch die Slaveeinheiten direkt durchgeführten Überwachungsaufgaben sehr schnell durchgeführt werden, da Datenübertragungsdistanzen kurz gehalten werden können. Dies kann wiederum zu schnellen Reaktionsdauern und damit beispielsweise zu einer erhöhten Sicherheit des Aufzugsystems beitragen, beispielsweise wenn ein kritischer Betriebszustand schnell erkannt und daraufhin schnell Maßnahmen wie z. B. das Aktivieren einer Bremseinrichtung oder einer Fangeinrichtung initiiert werden sollen.
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie "aufweisend", "umfassend", etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie "eine" oder "ein" keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Aufzugsystem (1), aufweisend:
einen Antrieb (3);

eine Kabine (5), welche mit dem Antrieb (3) wirkverbunden ist und mittels des Antriebs (3) entlang eines Verfahrweges verfahrbar ist;

mehrere Sicherheitsfunktionskomponenten (9a-p) zum Bereitstellen von Sicherheitsfunktionen an verschiedenen Positionen innerhalb des Aufzugsystems (1);

ein Sicherheitsüberwachungssystem (11) zum Kontrollieren aller Sicherheitsfunktionskomponenten (9a-p), wobei das Sicherheitsüberwachungssystem (11) mehrere Sicherheitsüberwachungseinheiten (13) aufweist;

wobei die Sicherheitsüberwachungseinheiten (13) eine Eingabeschnittstelle (21) zum Einlesen von Daten oder Signalen aufweisen,

und zumindest einige der Sicherheitsüberwachungseinheiten (13) des Sicherheitsüberwachungssystems (11) über Datenaustauschkanäle (15) miteinander verbunden sind; und

wobei die Sicherheitsüberwachungseinheiten (13) des Sicherheitsüberwachungssystems (11) in Form einer Master-Slave-Hierarchie organisiert sind, wobei eine der Sicherheitsüberwachungseinheiten (13e) als Mastereinheit und wenigstens eine der Sicherheitsüberwachungseinheiten (13a-d) als Slaveeinheit ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

wenigstens eine Slaveeinheit (13a-d) eine Datenverarbeitungseinheit (20) zum Verarbeiten der Daten oder Signale zu Steuersignalen und eine Ausgabeschnittstelle (22) zum Ausgeben von Steuersignalen an eine der jeweiligen Sicherheitsüberwachungseinheit (13) zugeordnete, aktivierbare Sicherheitsfunktionskomponente (9a-p), welche einen aktuellen Betriebszustand innerhalb des Aufzugsystems (1) aktiv beeinflussen kann, aufweist.
Aufzugsystem nach Anspruch 1, wobei alle Slaveeinheiten (13a-d) eine Datenverarbeitungseinheit (20) zum Verarbeiten der Daten oder Signale zu Steuersignalen und eine Ausgabeschnittstelle (22) zum Ausgeben von Steuersignalen an eine der jeweiligen Sicherheitsüberwachungseinheit (13) zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente (9a-p) aufweisen.
Aufzugsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens eine Slaveeinheit (13a-d) dazu ausgelegt ist, Daten oder Signale, welche einen Sicherheitszustand innerhalb des Aufzugsystems (1) angeben, über die Eingabeschnittstelle (21) einzulesen und mittels der Datenverarbeitungseinheit (20) zu verarbeiten und basierend auf einem Verarbeitungsergebnis die zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente (9a-p) selbstständig zu steuern.
Aufzugsystem nach Anspruch 3, wobei die Slaveeinheit (13a-d) dazu ausgelegt ist, die zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente (9a-p) ausschließlich dann selbständig zu steuern, wenn sie hierzu zuvor von der Mastereinheit (13e) autorisiert wurde.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens eine Slaveeinheit (13a-d) dazu ausgelegt ist, Daten oder Signale, welche einen Sicherheitszustand innerhalb des Aufzugsystems (1) angeben, über die Eingabeschnittstelle (21) einzulesen und mittels der Datenverarbeitungseinheit (20) selbständig kontinuierlich zu überwachen und über den Datenaustauschkanal (15) ausschließlich dann Daten oder Signale an die Mastereinheit (13e) zu übertragen, wenn anhand der Daten oder Signale ein vorgebbarer kritischer Sicherheitszustand erkannt wird.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenigstens eine Slaveeinheit (13a-d) dazu ausgelegt ist, Daten oder Signale, welche einen Sicherheitszustand innerhalb des Aufzugsystems (1) angeben, über die Eingabeschnittstelle (21) einzulesen und über den Datenaustauschkanal an die Mastereinheit (13e) zu übertragen, wobei die Mastereinheit (13e) dazu ausgelegt ist, mittels ihrer Datenverarbeitungseinheit die übertragenen Daten oder Signale zu verarbeiten und Verarbeitungsergebnisse über den Datenaustauschkanal (15) an die Slaveeinheit (13a-d) zu übertragen, und wobei die Slaveeinheit (13a-d) dazu ausgelegt ist, basierend auf den übertragenen Verarbeitungsergebnissen die zugeordnete Sicherheitsfunktionskomponente zu steuern.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jede Slaveeinheit (13a-d) Signale oder Daten über einen Datenaustauschkanal (15) mit der Mastereinheit (13e) austauschen kann.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Sicherheitsüberwachungseinheiten (13a-e) zur sicheren Datenübertragung über die Datenaustauschkanäle (15) ausgelegt sind.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Datenaustauschkanäle (15) zur drahtlosen Daten- oder Signalübertragung ausgelegt sind.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei innerhalb des Datenaustauschkanals (15) Bussysteme zur gezielten Zuordnung von Daten oder Signalen an eine bzw. von einer der Slaveeinheiten (13a-d) vorgesehen sind.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Datenverarbeitungseinheit der Mastereinheit (13e) eine schnellere Datenverarbeitungsrate aufweist als die Datenverarbeitungseinheit (20) der Slaveeinheit (13a-d).
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Mastereinheit (13e) an einer zentralen Komponente ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem Antrieb (3), einem Maschinenraum, einem Aufzugschacht (7), einer Aufzugkabine (5), einem Gegengewicht (17) und einer Aufzuggrube (19) angeordnet ist und wenigstens eine Slaveeinheit (13a-d) an einer anderen, peripheren Komponente der genannten Gruppe angeordnet ist.
Aufzugsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend wenigstens zwei jeweils als Slaveeinheit (13a-d) ausgebildete Sicherheitsüberwachungseinheiten.