EP3532421B1 - Elevator with electric circuit monitoring a switch with alternating current - Google Patents

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EP3532421B1
EP3532421B1 EP17787199.3A EP17787199A EP3532421B1 EP 3532421 B1 EP3532421 B1 EP 3532421B1 EP 17787199 A EP17787199 A EP 17787199A EP 3532421 B1 EP3532421 B1 EP 3532421B1
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EP
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switch
monitored
signal
elevator system
microcontroller
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Ivo LUSTENBERGER
Kurt Heinz
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66B1/00Control systems of elevators in general
    • B66B1/24Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B66B1/30Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
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    • B66B13/00Doors, gates, or other apparatus controlling access to, or exit from, cages or lift well landings
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    • B66B5/00Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
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    • B66B5/0031Devices monitoring the operating condition of the elevator system for safety reasons

Definitions

  • the EP28 553 23 A1 describes a braking method for controlling an elevator, wherein a solid-state circuit is provided for supplying electrical power from a DC intermediate circuit which drives the elevator car.
  • a brake controller is controlled by means of a pulse signal. But the pulse signal here is used to overcome a possible fault due to contamination at an electrical contact, so that the brake controller can switch correctly.
  • electrocorrosion due to electropolarity that results in a certain Direction is directed at the metal contact of the brake controller would often occur because only a direct voltage or a direct current is applied to the brake controller CN 205 312 843 U discloses a power supply circuit for an elevator car door. At the output of the circuit, two optocouplers are connected in a row with one another in order to weaken the adverse effect of corrosion in the circuit.
  • the signal transmitter unit is designed to generate the alternating voltage signal with positive and negative amplitudes that are symmetrical with respect to a 0V potential, the occurrence of electrical corrosion can be greatly reduced.
  • the AC voltage signal can preferably be generated by the signal generator unit in such a way that the maximum positive voltages are the same as the maximum negative voltages, with a voltage profile over time preferably being set symmetrically to the 0V potential.
  • the electrically conductive structures of the switch are exposed to both positive and negative electrical voltages for the same time and with the same strength. Electrochemically induced reactions can be largely reversed when the electrical voltage is reversed, so that overall, hardly any electrocorrosion can occur.
  • Fig. 2 illustrates a conventional monitoring of a switching state of a switch.
  • the controller 15 controls a power supply of an electric motor accommodated in the drive 7 by a power source 17.
  • the power source 17 can, for example, be a multi-phase power connection whose power supply to the drive 7 is controlled with the aid of a switch arrangement 19. It can be important here to be able to detect a current switching state of the switch arrangement 19 and to be able to communicate with the controller 15 for control purposes, for example.
  • a protective diode 53 is also provided in the signal transmitter unit 37. One end of this protective diode 53 is connected to the electrical connection of the first microcontroller 45 to the capacitor 51. The other end of the protective diode 53 is electrically connected to a protective potential, for example a ground potential 54. In this way, the protective diode 53 can prevent static electrical charges from damaging the first microcontroller 45, for example.
  • the switch 21 is in its closed state. If, however, no voltage or only a direct voltage is present at the output 43 of the switch 21, although the alternating voltage signal 47 is present at its input 41, it can be assumed that the switch 21 is open or defective.
  • the AC voltage signals 47 are preferably generated by the signal generator unit 45 in such a way that an AC voltage signal 48 is set at the switch 21, in which the voltage U periodically reverses its polarity with an amplitude symmetrical to an OV potential (zero volt potential).
  • the AC voltage signal 48 can be sinusoidal, rectangular or with any other periodic curve and move symmetrically around a time axis t. Times in which the alternating voltage signal 48 is positive and times in which it is negative are essentially of the same length, so that any electrochemical reactions can repeatedly take place in alternating directions, but not a build-up of, for example, an electrochemically generated oxide layer on electrically conductive ones Structures of the switch to be monitored 21 comes.
  • the contactor 63 is coupled to a switch 21 to be monitored in such a way that in the event that the contactor 63 changes its switching state, the switch 21 to be monitored also inevitably changes its switching state. A switching state of the switch 21 to be monitored can then be monitored in the manner described above with the aid of the signal transmitter unit 37 and the monitoring unit 39 of the circuit 35 in a simple and reliable manner, and electrical corrosion can be avoided in the process.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzuganlage mit einer speziell ausgestalteten Steuerung zum Implementieren von Steuerfunktionen innerhalb der Aufzuganlage.The present invention relates to an elevator system with a specially designed controller for implementing control functions within the elevator system.

In einer Aufzuganlage wird eine Aufzugkabine mithilfe eines Antriebs zwischen verschiedenen Niveaus oder Stockwerken eines Bauwerks verlagert. Bewegungen der Aufzugkabine bzw. ein Betrieb eines die Aufzugkabine fördernden Antriebs werden dabei mithilfe einer Steuerung gesteuert.In an elevator system, an elevator car is moved between different levels or floors of a building with the aid of a drive. Movements of the elevator car or an operation of a drive conveying the elevator car are controlled with the aid of a controller.

Die Steuerung kann hierbei einerseits Aufzugkomponenten wie beispielsweise einen Motor des Antriebs aktiv steuern, um beispielsweise die Aufzugkabine zu gewünschten Stockwerken zu fahren. Hierzu kann die Steuerung beispielsweise eine Energieversorgung von einer Energiequelle zum Antrieb steuern. Im Regelfall wird der Antrieb mittels eines Elektromotors angetrieben, sodass die Steuerung eine Stromversorgung zum Elektromotor steuert bzw. regelt. Hierzu kann zwischen der elektrischen Energiequelle und dem Elektromotor ein oder mehrere Schalter, welche z.B. als Leistungsschalter zum Schalten hoher Leistungen ausgebildet sein können und teilweise auch als Schütze bezeichnet werden, vorgesehen sein, die, wenn der Antrieb die Aufzugkabine bewegen soll, von der Steuerung gesteuert geschlossen werden können. Ein tatsächlicher Schließzustand dieser Schalter sollte dabei von der Steuerung überwacht werden können.The controller can, on the one hand, actively control elevator components such as a motor of the drive, for example, in order to move the elevator car to the desired floors. For this purpose, the controller can, for example, control an energy supply from an energy source to the drive. As a rule, the drive is driven by an electric motor, so that the controller controls or regulates a power supply to the electric motor. For this purpose, one or more switches can be used between the electrical energy source and the electric motor, e.g. can be designed as circuit breakers for switching high powers and are sometimes also referred to as contactors, which can be closed in a controlled manner by the controller when the drive is to move the elevator car. The control should be able to monitor an actual closed state of these switches.

Andererseits kann die Steuerung Umgebungsbedingungen, insbesondere sicherheitsrelevante Bedingungen, innerhalb der Aufzuganlage überwachen und diese beim Steuern der Aufzugfunktionen berücksichtigen. Beispielsweise kann die Steuerung permanent oder in kurzen Zeitabständen überwachen, ob sich alle Komponenten des Aufzugs und somit auch die gesamte Aufzuganlage in einem sicheren Zustand befinden, sodass die Aufzugkabine gefahrlos verfahren werden kann.On the other hand, the controller can monitor ambient conditions, in particular safety-relevant conditions, within the elevator system and take these into account when controlling the elevator functions. For example, the control can monitor permanently or at short time intervals whether all components of the elevator and thus also the entire elevator system are in a safe state, so that the elevator car can be moved safely.

Beispielsweise kann die Steuerung überwachen, ob die Kabinentür sowie alle Schachttüren korrekt geschlossen sind. Hierzu können an der Türe der Aufzugkabine sowie an jeder der Schachttüren Türschalter vorgesehen sein, welche je nachdem, ob die betreffende Türe offen oder geschlossen ist, in einen zugehörigen Schließzustand übergehen. Die verschiedenen Türschalter können in Serie verschaltet sein und so einen Sicherheitskreis bilden. Beispielsweise kann der Sicherheitskreis ausschließlich dann geschlossen sein, wenn alle darin aufgenommenen Türschalter, und gegebenenfalls auch weitere darin integrierte Sicherheitsschalter, geschlossen sind. Die Steuerung kann einen Zustand des Sicherheitskreises überwachen und z.B. ein Verfahren der Aufzugkabine lediglich dann zulassen, wenn der Sicherheitskreis geschlossen istFor example, the control can monitor whether the car door and all shaft doors are correctly closed. This can be done on the door of the elevator car and door switches can be provided on each of the shaft doors, which switch to an associated closed state depending on whether the door in question is open or closed. The various door switches can be connected in series and thus form a safety circuit. For example, the safety circuit can only be closed when all door switches included in it, and possibly also further safety switches integrated therein, are closed. The controller can monitor a state of the safety circuit and, for example, only allow the elevator car to move when the safety circuit is closed

Es wurde beobachtet, dass in einem Schaltkreis einer Steuerung einer Aufzuganlage enthaltene Schalter zum Teil mit der Zeit degradieren. Insbesondere Schalter, mithilfe derer lediglich geringe elektrische Leistungen geschaltet werden, wie beispielsweise Türschalter oder Überwachungsschalter, neigen im Laufe der Zeit dazu, fehlerhafte Schaltzustände einzunehmen. Beispielsweise kann es aufgrund von Funktionsdegradationen dazu kommen, dass ein in einen geschlossenen Zustand geschalteter Schalter nicht wie gewünscht einen elektrischen Strom zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Schalters durchleitet.It has been observed that switches contained in a circuit of a control system of an elevator system partially degrade over time. In particular, switches that are used to switch only low electrical power, such as door switches or monitoring switches, tend to adopt incorrect switching states over time. For example, as a result of functional degradation, a switch switched to a closed state may not pass an electrical current through between an input and an output of the switch as desired.

Ferner wurde auch beobachtet, dass ein Schaltzustand solcher Schalter unter bestimmten Bedingungen nicht zuverlässig erkannt bzw. verifiziert werden konnte. Beispielsweise wurde angestrebt, einen aktuellen Schaltzustand des Schalters durch die Steuerung oder andere Einrichtungen kontinuierlich oder in Zeitabständen zu überwachen, um beispielsweise zu erkennen, ob der Schalter geschlossen ist. Allerdings konnte es hierbei zu Fehldiagnosen kommen, d.h. ein z.B. tatsächlich geschlossener Schalter wird fälschlich als offen erkannt, wodurch die Verfügbarkeit des Aufzugs beeinträchtigt werden kann.It was also observed that a switching state of such switches could not be reliably recognized or verified under certain conditions. For example, the aim was to monitor a current switching state of the switch by the control or other devices continuously or at time intervals, for example to detect whether the switch is closed. However, this could lead to misdiagnosis, i.e. a e.g. an actually closed switch is falsely recognized as open, which can impair the availability of the elevator.

Die EP28 553 23 A1 beschreibt ein Bremsenverfahren zum Steuern eines Aufzugs, wobei ein Festkörperschaltkreis zum Zuführen elektrischer Leistung von einer DC-Zwischenkreises, welcher die Kabine des Aufzugs antreibt, vorgesehen ist. Dabei wird ein Bremsregler mittels eines Pulssignals gesteuert. Aber das Pulssignal hierbei wird so verwendet, um eine mögliche Störung wegen Verschmutzung an einem elektrischen Kontakt zu überwinden, damit den Bremsregler richtig schalten zu können. Es besteht ein Nachteil, dass eine Elektrokorrosion aufgrund Elektropolarität, die sich in eine bestimmte Richtung richtet, an dem Metallkontakt des Bremsregler häufig vorkommen würde, weil an dem Bremsregler nur eine Gleichspannung oder ein Gleichstrom aufgelegt wird.Die CN 205 312 843 U offenbart einen Schaltkreis zur Stromversorgung für eine Aufzugskabinentür. Am Ausgang des Schaltkreises werden zwei Optokoppler in einer Reihe miteinander zugeschaltet, um die nachteilige Wirkung der Korrosion in dem Schaltkreis zu schwächen.The EP28 553 23 A1 describes a braking method for controlling an elevator, wherein a solid-state circuit is provided for supplying electrical power from a DC intermediate circuit which drives the elevator car. A brake controller is controlled by means of a pulse signal. But the pulse signal here is used to overcome a possible fault due to contamination at an electrical contact, so that the brake controller can switch correctly. There is a disadvantage that electrocorrosion due to electropolarity that results in a certain Direction is directed at the metal contact of the brake controller would often occur because only a direct voltage or a direct current is applied to the brake controller CN 205 312 843 U discloses a power supply circuit for an elevator car door. At the output of the circuit, two optocouplers are connected in a row with one another in order to weaken the adverse effect of corrosion in the circuit.

WO2005/000727A1 offenbart ebenfalls einen Schaltkreis einer Aufzugsanlage, jedoch keine Steuerung bei der ein analoges Signal mit Wechselspannung an einem Schalter angelegt wird. Auch US5523633A zeigt ein Schaltkreis und ein Verfahren zur Verminderung der Schalterkorrosion, indem eine Steuerung mittels pulsierenden Signale gleichgerichteter Elektropolarität erfolgt. Der Schaltkreis weist jedoch keine Steuersignale in Form von Wechselspannung auf. WO2005 / 000727A1 also discloses a circuit of an elevator installation, but not a control in which an analog signal with alternating voltage is applied to a switch. Also US5523633A Figure 11 shows a circuit and method for reducing switch corrosion by controlling using pulsed signals of rectified electropolarity. However, the circuit has no control signals in the form of AC voltage.

Es kann daher ein Bedarf an einer Aufzuganlage bestehen, bei der insbesondere die zuvor geschilderten Probleme vermieden oder zumindest verringert sind. Insbesondere kann ein Bedarf an einer Aufzuganlage bestehen, bei der ein einen Teil einer Steuerung bildender Schaltkreis wenigstens einen Schalter aufweist und der Schaltkreis dabei derart ausgelegt ist, dass ein Schaltzustand des Schalters langfristig zuverlässig ermittelt werden kann. Einem solchen Bedarf kann mit einer Aufzuganlage gemäß dem unabhängigen Anspruch entsprochen werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung angegebenThere may therefore be a need for an elevator system in which in particular the problems outlined above are avoided or at least reduced. In particular, there may be a need for an elevator system in which a circuit forming part of a controller has at least one switch and the circuit is designed in such a way that a switching state of the switch can be reliably determined over the long term. Such a need can be met with an elevator installation according to the independent claim. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims and the description below

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Aufzuganlage beschrieben, welche eine Aufzugkabine, einen Antrieb zum Antreiben der Aufzugkabine sowie eine Steuerung zum Steuern zumindest des Antriebs sowie optional weiterer Aufzugkomponenten aufweist. Die Steuerung umfasst einen Schaltkreis, der einen zu überwachenden Schalter, eine Signalgebereinheit sowie eine Überwachungseinheit aufweist. Der zu überwachende Schalter verfügt über einen Eingang und einen Ausgang. Die Signalgebereinheit ist dazu ausgelegt, ein Wechselspannungssignal als Eingangssignal an dem Eingang des zu überwachenden Schalters anzulegen. Die Überwachungseinheit ist dazu ausgelegt, ein am Ausgang des zu überwachenden Schalters anliegendes Ausgangssignal aufzunehmen und basierend auf einem Vergleich des Ausgangssignals mit dem Eingangssignal ein Überwachungssignal zu erzeugen, welches einen aktuellen Schließzustand des zu überwachenden Schalters angibt.According to one aspect of the invention, an elevator installation is described which has an elevator car, a drive for driving the elevator car and a control for controlling at least the drive and optionally further elevator components. The controller comprises a circuit which has a switch to be monitored, a signal transmitter unit and a monitoring unit. The switch to be monitored has an input and an output. The signal transmitter unit is designed to apply an AC voltage signal as an input signal to the input of the switch to be monitored. The monitoring unit is designed to receive an output signal present at the output of the switch to be monitored and, based on a comparison of the output signal with the input signal, to generate a monitoring signal which indicates a current closed state of the switch to be monitored.

Mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung können unter anderem und ohne die Erfindung einzuschränken als auf nachfolgend beschriebenen Ideen und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Possible features and advantages of embodiments of the invention can be viewed, inter alia and without restricting the invention, as being based on the ideas and findings described below.

Wie einleitend bereits angemerkt, wurden bei Schaltern, die in einem Schaltkreis einer Aufzuganlage verschaltet sind, Degradationen dahingehend beobachtet, dass ihr Schaltzustand mit der Zeit nicht mehr zuverlässig gesteuert werden konnte und/oder ihr aktueller Schaltzustand nicht mehr zuverlässig erkannt werden konnte.As already noted in the introduction, degradations were observed in switches that are connected in a circuit of an elevator system to the effect that their switching status could no longer be reliably controlled over time and / or their current switching status could no longer be reliably recognized.

Es wurde nun erkannt, dass die erstgenannte Problematik daher rühren kann, dass in einfachen mechanischen Schaltern zwei verschiedene Schaltzustände meist dadurch implementiert werden, dass elektrisch leitfähige Strukturen mechanisch in Kontakt gebracht werden bzw. mechanisch voneinander getrennt werden, um einen elektrisch geschlossenen Zustand bzw. einen elektrisch offenen Zustand zu erzeugen. Im Laufe der Zeit können sich an Oberflächen der elektrisch leitfähigen Strukturen jedoch elektrisch isolierende Schichten wie zum Beispiel Oxidschichten bilden, beispielsweise durch Elektrokorrosion, die einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zwischen den elektrisch leitfähigen Strukturen behindern können. Teure Schalter oder Schütze einer Aufzuganlage müssen dann meist ausgewechselt werden.It has now been recognized that the first-mentioned problem can arise from the fact that two different switching states are usually implemented in simple mechanical switches in that electrically conductive structures are mechanically brought into contact or are mechanically separated from one another to create an electrically closed state or one to generate electrically open state. In the course of time, however, electrically insulating layers, such as oxide layers for example, can form on the surfaces of the electrically conductive structures, for example due to electrocorrosion, which can hinder reliable electrical contact between the electrically conductive structures. Expensive switches or contactors in an elevator system then usually have to be replaced.

Es wurde ferner erkannt, dass die zweitgenannte Problematik daher rühren kann, dass herkömmlich ein aktueller Schaltzustand eines Schalters meist dadurch ermittelt wird, dass an einen Eingang des Schalters eine elektrische Spannung angelegt wird und überwacht wird, ob sich daraufhin ein elektrischer Strom durch den Schalter einstellt oder nicht bzw. ob am Ausgang des Schalters eine entsprechende resultierende elektrische Spannung anliegt. Allerdings kann hierbei nicht zuverlässig unterschieden werden, ob das Einstellen oder Fehlen des elektrischen Stroms bzw. die am Ausgang resultierende elektrische Spannung ursächlich von der angelegten elektrischen Spannung begründet ist, oder ob andere Ursachen wie beispielsweise fehlerhafte Erdschlüsse, Kurzschlüsse, Kriechströme oder Ähnliches hierfür verantwortlich sind.It was also recognized that the second-mentioned problem can arise from the fact that a current switching state of a switch is usually determined by applying an electrical voltage to an input of the switch and monitoring whether an electrical current is then established through the switch or not or whether a corresponding resulting electrical voltage is present at the output of the switch. However, a reliable distinction cannot be made here as to whether the setting or absence of the electrical current or the electrical voltage resulting at the output is caused by the electrical voltage applied, or whether other causes such as faulty earth faults, short circuits, leakage currents or the like are responsible for this .

Ferner konnte das kontinuierliche Anlegen einer Gleichspannung an den Schalter insbesondere an dessen elektrisch leitfähigen Strukturen zu Elektrokorrosion und damit zur Bildung elektrisch isolieren dazwischen Schichten beitragen.Furthermore, the continuous application of a direct voltage to the switch, in particular to its electrically conductive structures, could contribute to electrical corrosion and thus to the formation of electrically insulating layers between them.

Die genannten Problematiken treten insbesondere bei Schaltern auf, mittels derer in der Aufzuganlage niedrige elektrische Leistungen von weniger als 50W, insbesondere weniger als 10 W oder sogar weniger als 2 W, geschaltet werden und/oder welche als mechanische Schalter ausgelegt sind. Beispielsweise kann der zu überwachende Schalter zwar zum Schalten deutlich höherer Leistungen ausgelegt sein, jedoch in der Aufzuganlage tatsächlich nur zum Schalten geringer Leistungen eingesetzt werden. Insbesondere bei solchen zu überwachenden Schaltern können sich während des Betriebs elektrisch isolierende Schichten auf mechanisch und elektrisch zu kontaktierenden Strukturen wie z.B. Metallstrukturen bilden, beispielsweise bedingt durch Elektrokorrosion, wobei die elektrisch isolierenden Schichten mit der Zeit dicker werden können und letztendlich zu einem vollständigen Unterbrechen eines elektrischen Kontakts innerhalb des Schalters führen können. Während bei Hochleistungsschaltern, welche oft Leistungen im Bereich von mehreren Kilowatt schalten, während eines Schaltvorgangs oft kurzzeitig Funkenschläge oder Lichtbögen gebildet werden, welche eine etwaige zuvor gebildete Oxidschicht quasi absprengend entfernen können, können aufgrund der geringen zu schaltenden Leistungen bei den zu überwachenden Schaltern solche Oxidschichten im normalen Betrieb nicht entfernt werden und können sich somit zunehmend verdicken.The problems mentioned occur in particular with switches by means of which low electrical powers of less than 50 W, in particular less than 10 W or even less than 2 W, are switched in the elevator system and / or which are switched as mechanical switches are designed. For example, the switch to be monitored can be designed to switch significantly higher powers, but actually only be used in the elevator system to switch low powers. In particular with such switches to be monitored, electrically insulating layers can form during operation on structures to be mechanically and electrically contacted, such as metal structures, for example due to electrocorrosion, the electrically insulating layers can become thicker over time and ultimately lead to a complete interruption of an electrical one Contact inside the switch. While high-performance switches, which often switch powers in the range of several kilowatts, often briefly form sparks or arcs during a switching process, which can virtually remove any previously formed oxide layer, due to the low power to be switched on the switches to be monitored, such oxide layers can occur cannot be removed during normal operation and can therefore increasingly thicken.

Es wird daraufhingewiesen, dass im vorliegenden Text die Begriffe Schalter und zu überwachender Schalter synonym verwendet werden, wohingegen andere Arten von Schaltern wie zum Beispiel Leistungsschalter zum Schalten einer Leistungsversorgung zum Antrieb der Aufzuganlage speziell als solche bzw. als "weitere Schalter" bezeichnet werden.It is pointed out that in the present text the terms switch and switch to be monitored are used synonymously, whereas other types of switches such as power switches for switching a power supply to drive the elevator system are specifically designated as such or as "further switches".

Beide oben genannten Problematiken können in der hier vorgestellten Aufzuganlage entschärft werden. Ein Hauptgedanke kann dabei darin gesehen werden, statt des herkömmlichen Anlegens einer konstanten Spannung, d.h. einer Gleichspannung, zum Überwachen des aktuellen Schaltzustands des Schalters mithilfe einer Signalgebereinheit ein Wechselspannungssignal an den Eingang des Schalters anzulegen und dann mithilfe einer Überwachungseinheit ein am Ausgang des Schalters auftretendes Ausgangssignal zu überwachen und dieses mit dem gewünschten Schaltzustand, der z.B. mit dem Eingangssignal korrelieren oder von diesem abhängig sein kann, zu vergleichen.Both of the above-mentioned problems can be defused in the elevator system presented here. A main idea can be seen in this, instead of the conventional application of a constant voltage, i. a DC voltage, to monitor the current switching state of the switch using a signal transmitter unit to apply an AC voltage signal to the input of the switch and then using a monitoring unit to monitor an output signal occurring at the output of the switch and to match this with the desired switching state, e.g. correlate with the input signal or be dependent on it.

Für den Fall, dass das Ausgangssignal in einer vorgegebenen Weise mit dem gewünschten Schaltzustand übereinstimmt bzw. zumindest mit diesem in vorbestimmter Weise korreliert, kann mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass sich der Schalter in einem geschlossenen Zustand befindet. Andernfalls kann davon ausgegangen werden, dass der Schalter sich in seinem geöffneten Zustand befindet. Dementsprechend kann von der Überwachungseinheit ein Überwachungssignal generiert und ausgegeben werden, welches beispielsweise der Aufzugsteuerung die nötige Information über den Schaltzustand beispielsweise in einer Leistungsversorgung oder einer Sicherheitskette der Aufzuganlage mitteilt.In the event that the output signal matches the desired switching state in a predetermined manner or at least correlates with it in a predetermined manner, it can be assumed with a very high degree of probability that that the switch is in a closed state. Otherwise it can be assumed that the switch is in its open state. Accordingly, the monitoring unit can generate and output a monitoring signal which, for example, provides the elevator control with the necessary information about the switching state, for example in a power supply or a safety chain of the elevator installation.

Das Anlegen eines Wechselspannungssignals statt eines herkömmlich verwendeten Gleichspannungssignals in dem Schaltkreis kann dabei zumindest zwei Vorteile mit sich bringen.The application of an AC voltage signal instead of a conventionally used DC voltage signal in the circuit can bring about at least two advantages.

Erstens kann das Detektieren eines entsprechenden Wechselspannungssignals am Ausgang des Schalters mithilfe der Überwachungseinheit mit sehr hoher Zuverlässigkeit angeben, dass der Schalter tatsächlich geschlossen ist. Insbesondere Übereinstimmungen hinsichtlich eines Frequenzverhaltens bzw. einer Pulsdauer des detektierten Ausgangssignals mit dem angelegten Wechselspannung-Eingangssignal kann ausschließlich dann angenommen werden, wenn durch den geschlossenen Schalter tatsächlich eine elektrische Verbindung zwischen dem Eingang des Schalters und dessen Ausgang bewirkt wird. Etwaige Fehler in dem Schalter wie beispielsweise ein unzureichender elektrischer Kontakt zwischen internen leitfähigen Strukturen aufgrund zwischengelagerter isolierender Schichten, etwaige Kurzschlüsse oder Erdschlüsse, etwaige Kriechströme, oder Ähnliches können mit hoher Wahrscheinlichkeit kein entsprechendes Wechselspannung-Ausgangssignal erzeugen. Somit kann zumindest der geschlossene Zustand des Schalters mit sehr hoher Zuverlässigkeit detektiert werden, was insbesondere für den Fall, dass der Schalter Teil einer Sicherheitskette der Aufzuganlage ist, wesentlich für ein sicheres Betreiben der Aufzuganlage ist.Firstly, the detection of a corresponding AC voltage signal at the output of the switch with the aid of the monitoring unit can indicate with very high reliability that the switch is actually closed. In particular, matches with regard to a frequency behavior or a pulse duration of the detected output signal with the applied AC voltage input signal can only be assumed if the closed switch actually creates an electrical connection between the input of the switch and its output. Any faults in the switch, such as inadequate electrical contact between internal conductive structures due to interposed insulating layers, any short circuits or earth faults, any leakage currents, or the like, cannot generate a corresponding AC voltage output signal with a high degree of probability. Thus, at least the closed state of the switch can be detected with a very high level of reliability, which is essential for safe operation of the elevator system, especially in the event that the switch is part of a safety chain of the elevator system.

Zweitens kann durch ein Anlegen eines Wechselspannungssignals an den Schalter eine etwaige Elektrokorrosion von dessen leitfähigen Strukturen verhindert oder zumindest vermindert werden.Second, by applying an alternating voltage signal to the switch, any possible electrical corrosion of its conductive structures can be prevented or at least reduced.

Dies trifft insbesondere dann zu, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Signalgebereinheit dazu ausgelegt ist, das Wechselspannungssignal mit einer sich periodisch umkehrenden elektrischen Spannung zu erzeugen. Anders ausgedrückt soll die Signalgebereinheit das Wechselspannungssignal mit zeitlich wechselndem Vorzeichen erzeugen, sodass zeitweilig eine positive Spannung und zeitweilig eine negative Spannung an den Schalter angelegt werden. Das wiederholte Umkehren der angelegten Spannung kann zur Vermeidung von Elektrokorrosion beitragen.This is particularly true if, according to one embodiment of the invention, the signal transmitter unit is designed to generate the AC voltage signal with a periodically reversing electrical voltage. In other words, the Signal generator unit generate the alternating voltage signal with a sign that changes over time, so that temporarily a positive voltage and temporarily a negative voltage are applied to the switch. Repeatedly reversing the applied voltage can help prevent electrical corrosion.

Insbesondere wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Signalgebereinheit dazu ausgelegt ist, das Wechselspannungssignal mit bezüglich einem 0V-Potential symmetrischen positiven und negativen Amplituden zu erzeugen, können Elektrokorrosionserscheinungen sehr stark reduziert werden. Mit anderen Worten kann das Wechselspannungssignal von der Signalgebereinheit vorzugsweise derart erzeugt werden, dass die maximalen positiven Spannungen gleich groß wie die maximalen negativen Spannungen sind, wobei ein zeitlicher Spannungsverlauf vorzugsweise symmetrisch zu dem 0V-Potenzial eingestellt sein sollte. Dadurch werden die elektrisch leitfähigen Strukturen des Schalters gleich lange und gleich stark sowohl positiven als auch negativen elektrischen Spannungen ausgesetzt. Elektrochemisch bedingte Reaktionen können dabei beim Umkehren der elektrischen Spannung jeweils weitgehend rückgängig gemacht werden, sodass insgesamt kaum Elektrokorrosion auftreten kann.In particular if, according to one embodiment of the invention, the signal transmitter unit is designed to generate the alternating voltage signal with positive and negative amplitudes that are symmetrical with respect to a 0V potential, the occurrence of electrical corrosion can be greatly reduced. In other words, the AC voltage signal can preferably be generated by the signal generator unit in such a way that the maximum positive voltages are the same as the maximum negative voltages, with a voltage profile over time preferably being set symmetrically to the 0V potential. As a result, the electrically conductive structures of the switch are exposed to both positive and negative electrical voltages for the same time and with the same strength. Electrochemically induced reactions can be largely reversed when the electrical voltage is reversed, so that overall, hardly any electrocorrosion can occur.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Signalgebereinheit dazu ausgelegt, das Wechselspannungssignal mit einer zeitlich variierenden Periodendauer zu erzeugen. Mit anderen Worten wird das an den Eingang des Schalters anzulegende Wechselspannungssignal von der Signalgebereinheit nicht mit einer zeitlich konstanten Periodendauer, d.h. mit einer festen Frequenz, erzeugt, sondern diese Periodendauer bzw. die Frequenz werden mit der Zeit variiert.According to one embodiment, the signal generator unit is designed to generate the AC voltage signal with a period that varies over time. In other words, the alternating voltage signal to be applied to the input of the switch is not transmitted by the signal transmitter unit with a time-constant period, i.e. with a fixed frequency, but this period or the frequency are varied over time.

In dem das am Ausgang des Schalters auftretende Ausgangssignal von der Überwachungseinheit nicht nur hinsichtlich seiner Amplitude, sondern auch hinsichtlich seiner Periodendauer bzw. Frequenz mit dem angelegten Eingangssignal verglichen wird, kann noch sicherer erkannt werden, ob der Schalter in seinem geschlossenen Zustand ist oder nicht und das von der Überwachungseinheit zu erzeugende Überwachungssignal kann mit noch höherer Zuverlässigkeit generiert werden.In that the output signal occurring at the output of the switch is compared by the monitoring unit not only with regard to its amplitude, but also with regard to its period or frequency with the applied input signal, it can be recognized even more reliably whether the switch is in its closed state or not and the monitoring signal to be generated by the monitoring unit can be generated with even greater reliability.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Signalgebereinheit einen ersten Mikrokontroller zum Erzeugen eines elektrischen Signals mit zeitlich variierender Amplitude, einen Ausgangsanschluss sowie einen Kondensator, welcher mit dem Mikrokontroller einerseits und dem Ausgangsanschluss andererseits elektrisch verbunden ist und zum Bilden einer galvanischen Trennung zwischen dem Mikrokontroller und dem Ausgangsanschluss ausgelegt ist, auf. Die Überwachungseinheit weist dabei einen zweiten Mikrokontroller zum Analysieren eines elektrischen Signals mit zeitlich variierender Amplitude sowie einen Eingangsanschluss, welcher mit dem zweiten Mikrokontroller elektrisch verbunden ist, auf. Der Ausgangsanschluss der Signalgebereinheit ist hierbei mit dem Eingang des zu überwachenden Schalters elektrisch verbunden und der Eingangsanschluss der Überwachungseinheit ist mit dem Ausgang des zu überwachenden Schalters elektrisch verbunden.According to one embodiment, the signal generator unit has a first microcontroller for generating an electrical signal with a time-varying amplitude, a Output connection and a capacitor which is electrically connected to the microcontroller on the one hand and the output connection on the other hand and is designed to form a galvanic separation between the microcontroller and the output connection. The monitoring unit has a second microcontroller for analyzing an electrical signal with amplitude varying over time and an input connection which is electrically connected to the second microcontroller. The output connection of the signal generator unit is electrically connected to the input of the switch to be monitored and the input connection of the monitoring unit is electrically connected to the output of the switch to be monitored.

Die beiden Mikrokontroller (MCU - micro controller units) können dabei beispielsweise als integrierte Schaltkreise ausgebildet sein und dazu ausgelegt sein, eine Wechselspannung in Form von zeitlich variierenden Spannungspulsen zu erzeugen. Zumindest bei der Signalgebereinheit wird die Wechselspannung von dem ersten Mikrokontroller jedoch nicht direkt elektrisch an den Ausgangsanschluss der Signalgebereinheit weitergeleitet. Stattdessen wird ein Kondensator mit geeigneter Kapazität zwischen den ersten Mikrokontroller und den Ausgangsanschluss geschaltet. Dieser Kondensator stellt eine galvanische Trennung zwischen dem ersten Mikrokontroller und dem Ausgangsanschluss her, sodass ausschließlich Wechselspannungskomponenten einer von dem Mikrokontroller erzeugten Spannung an den Ausgangsanschluss übertragen werden, Gleichspannungskomponenten jedoch den Ausgangsanschluss nicht erreichen. Hierdurch kann vermieden werden, dass neben dem gewünschten Wechselspannungssignal an den Eingang des Schalters auch Gleichspannungskomponenten angelegt werden, die eventuell zu Elektrokorrosion beitragen könnten. Die Kapazität des Kondensators kann dabei derart bemessen sein, dass die von dem ersten Mikrokontroller erzeugten Wechselspannungssignale hinsichtlich ihrer Frequenz gut an den Ausgangsanschluss der Signalgebereinheit durchgeleitet werden.The two microcontrollers (MCU - micro controller units) can be designed, for example, as integrated circuits and designed to generate an alternating voltage in the form of time-varying voltage pulses. At least in the case of the signal transmitter unit, however, the alternating voltage is not forwarded directly electrically from the first microcontroller to the output connection of the signal transmitter unit. Instead, a capacitor with a suitable capacitance is connected between the first microcontroller and the output connection. This capacitor creates a galvanic separation between the first microcontroller and the output connection so that only AC components of a voltage generated by the microcontroller are transmitted to the output connection, but DC components do not reach the output connection. In this way, it can be avoided that, in addition to the desired AC voltage signal, also DC voltage components are applied to the input of the switch, which could possibly contribute to electrical corrosion. The capacitance of the capacitor can be dimensioned in such a way that the frequency of the alternating voltage signals generated by the first microcontroller can be passed through to the output connection of the signal transmitter unit.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Signalgebereinheit ferner eine Schutzdiode auf, welche zwischen einer elektrischen Verbindung des ersten Mikrokontrollers und dem Kondensator einerseits und einem elektrischen Schutzpotential andererseits geschaltet ist. Mit anderen Worten wird ein Ende einer Schutzdiode an eine elektrische Leitung angeschlossen, die den ersten Mikrokontroller mit dem Kondensator verbindet und ein entgegengesetztes Ende der Schutzdiode wird mit einem elektrischen Schutzpotential wie beispielsweise Masse verbunden. Die Schutzdiode wird dabei vorzugsweise derart ausgelegt und gepolt, dass eventuell vorhandene elektrische Ladungen wie beispielsweise statische Ladungen abgeleitet werden können und somit den empfindlichen ersten Mikrokontroller nicht schädigen können.According to one embodiment, the signal transmitter unit furthermore has a protective diode which is connected between an electrical connection of the first microcontroller and the capacitor on the one hand and an electrical protective potential on the other hand. In other words, one end of a protective diode is connected to an electrical line connected, which connects the first microcontroller to the capacitor and an opposite end of the protective diode is connected to an electrical protective potential such as ground. The protective diode is preferably designed and polarized in such a way that any electrical charges that may be present, such as static charges, for example, can be diverted and thus cannot damage the sensitive first microcontroller.

In ähnlicher Weise kann gemäß einer Ausführungsform die Überwachungseinheit ferner eine Schutzdiode aufweisen, welche zwischen einer elektrischen Verbindung des zweiten Mikrokontrollers und dem Eingangsanschluss einerseits und einem elektrischen Schutzpotential andererseits geschaltet ist, insbesondere um den zweiten Mikrokontroller gegenüber negativen Spannungen schützen zu können.Similarly, according to one embodiment, the monitoring unit can also have a protective diode, which is connected between an electrical connection of the second microcontroller and the input connection on the one hand and an electrical protective potential on the other hand, in particular in order to be able to protect the second microcontroller against negative voltages.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Aufzuganlage ferner mindestens einen weiteren Schalter auf, welcher mit dem zu überwachenden Schalter derart gekoppelt ist, dass der weitere Schalter und der zu überwachenden Schalter ihre Schaltzustände stets gemeinsam ändern.According to one embodiment, the elevator system also has at least one further switch which is coupled to the switch to be monitored in such a way that the further switch and the switch to be monitored always change their switching states together.

Beispielsweise kann ein weiterer Schalter dazu ausgelegt sein, hohe elektrische Leistungen im Bereich von einigen Kilowatt zu schalten, und in der Aufzuganlage auch tatsächlich derart hohe elektrische Leistungen schalten. Allerdings ist es bei einem solchen weiteren Schalter angesichts der hohen geschalteten Leistungen oft nicht problemlos möglich, dessen aktuellen Schaltzustand zu detektieren. Daher kann es vorteilhaft sein, dem weiteren Schalter ergänzend einen zu überwachenden Schalter zur Seite zu stellen. Der aktuelle Schaltzustand des zu überwachenden Schalters ist verhältnismäßig einfach zu detektieren. Insbesondere kann hierzu der hierin beschriebene Schaltkreis mit der das Wechselspannungssignal erzeugenden Signalgebereinheit und der Überwachungseinheit eingesetzt werden. Für den Fall, dass sichergestellt ist, dass der zu überwachenden Schalter stets gemeinsam mit dem mindestens einen weiteren Schalter seinen Schaltzustand ändert, kann durch Messung des Schaltzustands des zu überwachenden Schalters auf den aktuellen Schaltzustand des weiteren Schalters rückgeschlossen werden. Der zu überwachenden Schalter kann mit dem weiteren Schalter beispielsweise derart mechanisch gekoppelt sein, dass bei einem Umstellen interner Schaltkomponenten des weiteren Schalters zwangsweise auch Kräfte auf den zu überwachenden Schalter ausgeübt werden und diesen zum Umschalten bewegen.For example, another switch can be designed to switch high electrical powers in the range of a few kilowatts and actually switch such high electrical powers in the elevator system. However, with such a further switch, in view of the high switched powers, it is often not possible without problems to detect its current switching state. It can therefore be advantageous to place a switch to be monitored alongside the further switch. The current switching state of the switch to be monitored is relatively easy to detect. In particular, the circuit described herein with the signal generator unit generating the AC voltage signal and the monitoring unit can be used for this purpose. In the event that it is ensured that the switch to be monitored always changes its switching state together with the at least one further switch, the current switching state of the further switch can be inferred by measuring the switching state of the switch to be monitored. The switch to be monitored can, for example, be mechanically coupled to the further switch in such a way that when internal switching components of the further switch are changed over, forces also necessarily apply to the switch monitoring switch are exercised and move this to switch.

Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform der weitere Schalter zwischen den Antrieb und eine den Antrieb versorgende Leistungsquelle geschaltet sein. Der weitere Schalter dient in diesem Fall dazu, eine Leistungsversorgung für den Antrieb der Aufzuganlage anzustellen bzw. abzustellen. Mithilfe der Signalgebereinheit und der Überwachungseinheit kann die hierin vorgeschlagene Steuerung somit mithilfe des mit dem weiteren Schalter zusammenwirkenden zu überwachenden Schalters stets und mit hoher Zuverlässigkeit den aktuellen Schaltzustand der den Antrieb der Aufzuganlage versorgenden Leistungsversorgung bestimmen.For example, according to one embodiment, the further switch can be connected between the drive and a power source supplying the drive. In this case, the further switch is used to turn on or turn off a power supply for the drive of the elevator system. With the aid of the signal transmitter unit and the monitoring unit, the control proposed here can thus always and with high reliability determine the current switching state of the power supply supplying the drive of the elevator system with the aid of the switch to be monitored that interacts with the further switch.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der zu überwachende Schalter Teil einer Sicherheitskette der Aufzuganlage. Mit anderen Worten kann der zu überwachenden Schalter ein Sicherheitsschalter sein, der beispielsweise eine bestimmte Funktion oder einen bestimmten Zustand einer Komponente der Aufzuganlage überwacht. Dabei kann der zu überwachende Schalter ein Glied einer Sicherheitskette bilden.According to an alternative embodiment, the switch to be monitored is part of a safety chain of the elevator installation. In other words, the switch to be monitored can be a safety switch which, for example, monitors a specific function or a specific state of a component of the elevator system. The switch to be monitored can form a link in a safety chain.

Mithilfe der hierin vorgeschlagenen Kombination aus Signalgebereinheit und Überwachungseinheit kann gegebenenfalls nicht nur der aktuelle Schaltzustand eines einzelnen zu überwachenden Schalters bestimmt werden, sondern im Falle einer aus mehreren zu überwachenden Schaltern zusammengesetzten Sicherheitskette kann auch der Schaltzustand der gesamten Sicherheitskette ermittelt werden. Dabei brauchen die Signalgebereinheit und die Überwachungseinheit nicht notwendigerweise mit jedem einzelnen Schalter verdrahtet werden, sondern es kann genügen, beide Einheiten mit Endkontakten der Sicherheitskette zu kontaktieren, da die einzelnen Glieder der Sicherheitskette untereinander ohnehin elektrisch in Serie verschaltet sind.With the aid of the combination of signal transmitter unit and monitoring unit proposed herein, not only can the current switching status of an individual switch to be monitored be determined, but in the case of a safety chain composed of several switches to be monitored, the switching status of the entire safety chain can also be determined. The signal transmitter unit and the monitoring unit do not necessarily need to be wired to each individual switch, but it can suffice to contact both units with end contacts of the safety chain, since the individual links of the safety chain are electrically connected in series with one another.

Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform der zu überwachenden Schalter ein Türschalter sein. Ein solcher Türschalter befindet sich typischerweise im geschlossenen Zustand, wenn die von ihm überwachte Kabinen- oder Schachttüre korrekt geschlossen und verriegelt ist und wird geöffnet, sobald die Türe nicht korrekt verriegelt ist und/oder sich zu öffnen beginnt. Ein solcher Türschalter ist daher ähnlich wie andere Sicherheitsschalter meist ein passives Element, welches von einem aktiven Element wie in diesem Fall der Tür geschaltet wird, sodass über den vom Überwachungssignal wiedergegebenen Zustand des Schalters auf den aktuellen Schließzustand der Tür rückgeschlossen werden kann.For example, according to one embodiment, the switch to be monitored can be a door switch. Such a door switch is typically in the closed state when the car or shaft door monitored by it is correctly closed and locked and is opened as soon as the door is not correctly locked and / or begins to open. Such a door switch is therefore, similar to other safety switches, mostly a passive element, which is switched by an active element, such as the door in this case, so that the monitoring signal reproduced state of the switch can be inferred to the current closed state of the door.

Es wird daraufhingewiesen, 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.It should be noted that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with reference to different embodiments. A person skilled in the art recognizes that the features can be combined, adapted or exchanged in a suitable manner in order to arrive at further embodiments of the invention.

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.Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, neither the drawings nor the description being to be interpreted as restricting the invention.

Fig. 1 zeigt eine Aufzuganlage. Fig. 1 shows an elevator system.

Fig. 2 veranschaulicht eine herkömmliche Überwachung eines Schaltzustands eines Schalters. Fig. 2 illustrates a conventional monitoring of a switching state of a switch.

Fig. 3 zeigt einen Schaltkreis einer Steuerung einer Aufzuganlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 shows a circuit of a control of an elevator installation according to an embodiment of the present invention.

Fig. 4 veranschaulicht einen Schaltkreis zum Überwachen einer Leistungsversorgung für einen Antrieb einer Aufzuganlage. Fig. 4 Fig. 10 illustrates a circuit for monitoring a power supply for a drive of an elevator installation.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche oder gleichwirkende MerkmaleThe figures are only schematic and not true to scale. In the various figures, the same reference symbols denote the same or identically acting features

Fig. 1 zeigt eine Aufzuganlage 1, bei der eine Aufzugkabine 3 innerhalb eines Aufzugschachts 5 mithilfe eines Antriebs 7 verfahren werden kann. Die Aufzugkabine 3 wird dabei von einem Seil- oder Riemenartigen Tragmittel 9 gehalten. Dieses Tragmittel 9 wird von einer Treibscheibe 11 des Antriebs 7 angetrieben. Das Tragmittel 9 hält ferner ein Gegengewicht 13. Fig. 1 shows an elevator installation 1 in which an elevator car 3 can be moved within an elevator shaft 5 with the aid of a drive 7. The elevator car 3 is held by a rope or belt-like suspension element 9. This suspension element 9 is driven by a drive pulley 11 of the drive 7. The suspension element 9 also holds a counterweight 13.

Ein Betrieb des Antriebs 7 wird von einer Steuerung 15 gesteuert. Die Steuerung 15 steuert dabei eine Leistungsversorgung eines in dem Antrieb 7 aufgenommenen Elektromotors durch eine Leistungsquelle 17. Die Leistungsquelle 17 kann beispielsweise ein mehrphasiger Stromanschluss sein, dessen Stromversorgung an den Antrieb 7 mithilfe einer Schalteranordnung 19 gesteuert wird. Dabei kann es wichtig sein, einen aktuellen Schaltzustand der Schalteranordnung 19 detektieren und beispielsweise zu Regelungszwecken an die Steuerung 15 kommunizieren zu können.Operation of the drive 7 is controlled by a controller 15. The controller 15 controls a power supply of an electric motor accommodated in the drive 7 by a power source 17. The power source 17 can, for example, be a multi-phase power connection whose power supply to the drive 7 is controlled with the aid of a switch arrangement 19. It can be important here to be able to detect a current switching state of the switch arrangement 19 and to be able to communicate with the controller 15 for control purposes, for example.

Die Steuerung 15 ist ferner mit einer Vielzahl von Sicherheitsschaltern verbunden. Jeder der Sicherheitsschalter ist als Schalter 21 ausgeführt und dient beispielsweise dazu, einen bestimmten sicherheitsrelevanten Zustand innerhalb der Aufzuganlage 1 zu überwachen. Beispielsweise können Sicherheitsschalter als Türschalter 22 an Schachttüren 23 vorgesehen sein und einen aktuellen Schließzustand einer zugeordneten Schachtür 23 überwachen. Auch andere Typen von Schaltern 21 wie zum Beispiel Schachtendschalter, Türzonenschalter, etc. können überwacht werden.The controller 15 is also connected to a plurality of safety switches. Each of the safety switches is designed as a switch 21 and is used, for example, to monitor a specific safety-relevant state within the elevator installation 1. For example, safety switches can be provided as door switches 22 on shaft doors 23 and monitor a current closed state of an associated shaft door 23. Other types of switches 21, such as shaft limit switches, door zone switches, etc., can also be monitored.

Fig. 2 veranschaulicht, wie herkömmlich ein Schaltzustand eines Schalters, insbesondere eines mechanisch arbeitenden Schalters 21, überwacht wird. Von einer Spannungsquelle 25 wird eine Eingangsspannung U von beispielsweise 5 V an einen Eingangsanschluss 27 des Schalters 21 angelegt. Ein Ausgangsanschluss 29 des Schalters 21 ist mit einer Überwachungseinheit 31 verbunden, in der ein Mikrokontroller 33 die Spannung an dem Ausgangsanschluss 29 überwacht. Wird am Ausgangsanschluss 29 die Eingangsspannung U gemessen, wird davon ausgegangen, dass der Schalter 21 geschlossen ist. Bei fehlender Spannung am Ausgangsanschluss 29 wird von einem geöffneten Schalter 21 ausgegangen. Fig. 2 illustrates how a switching state of a switch, in particular of a mechanically operating switch 21, is conventionally monitored. An input voltage U of, for example, 5 V is applied from a voltage source 25 to an input connection 27 of the switch 21. An output connection 29 of the switch 21 is connected to a monitoring unit 31 in which a microcontroller 33 monitors the voltage at the output connection 29. If the input voltage U is measured at the output connection 29, it is assumed that the switch 21 is closed. If there is no voltage at the output connection 29, it is assumed that the switch 21 is open.

Allerdings kann das permanente Anliegen der Eingangsspannung U an dem Schalter 21 mit der Zeit zu Elektrokorrosion an dessen elektrisch leitfähigen Schaltkomponenten führen. Insbesondere kann ein korrodierter Schalter 21 dazu führen, dass beim Ausgangsanschluss 29 keine Spannung anliegt, obwohl der Schalter 29 geschlossen ist. Außerdem können Kurzschlüsse, Nebenschlüsse oder Ähnliches dazu führen, dass an dem Ausgangsanschluss 29 Spannungen ähnlich der Eingangsspannung U anliegen, obwohl der Schalter 21 geöffnet ist.However, the permanent application of the input voltage U to the switch 21 can over time lead to electrical corrosion on its electrically conductive switching components. In particular, a corroded switch 21 can result in no voltage being applied to the output terminal 29, although the switch 29 is closed. In addition, short circuits, shunts or the like can lead to voltages similar to the input voltage U being present at the output terminal 29, although the switch 21 is open.

Fig. 3 zeigt daher einen Schaltkreis 35, wie er beispielsweise in der Steuerung 15 einer Aufzuganlage 1 integriert sein kann, und mit dessen Hilfe der Schaltzustand eines Schalters 21 zuverlässig überwacht werden kann und dabei das Risiko von Elektrokorrosion minimiert werden kann. Fig. 3 therefore shows a circuit 35 as it can be integrated, for example, in the controller 15 of an elevator system 1, and with the aid of which the switching state of a switch 21 can be reliably monitored and the risk of electrical corrosion can be minimized.

Der Schaltkreis 35 verfügt neben dem Schalter 21 über eine Signalgebereinheit 37 und eine Überwachungseinheit 39. Gegebenenfalls können die Signalgebereinheit 37 und die Überwachungseinheit 39 sowie eventuell weitere Einheiten beispielsweise der Aufzugsteuerung in einer gemeinsamen Gesamteinheit aufgenommen sein. Die Signalgebereinheit 37 ist mit einem Eingang 41 des Schalters 21 elektrisch verbunden. Die Überwachungseinheit 39 ist mit einem Ausgang 43 des Schalters 21 elektrisch verbunden.In addition to the switch 21, the circuit 35 has a signal transmitter unit 37 and a monitoring unit 39. If necessary, the signal transmitter unit 37 and the monitoring unit 39 and possibly other units, for example the elevator control, can be included in a common overall unit. The signal transmitter unit 37 is electrically connected to an input 41 of the switch 21. The monitoring unit 39 is electrically connected to an output 43 of the switch 21.

Die Signalgebereinheit 37 verfügt über einen ersten Mikrokontroller 45, der dazu ausgelegt ist, ein Wechselspannungssignal 47 zu erzeugen. Der erste Mikrokontroller 45 ist über einen Widerstand 49 elektrisch mit einem Anschluss eines Kondensators 51 verbunden. Der zweite Anschluss des Kondensators 51 ist über einen Ausgangsanschluss 42 mit dem Eingang 41 des Schalters 21 verbunden. Eine Kapazität des Kondensators 51 ist dabei geeignet angepasst, dass zwar das Wechselspannungssignal 47 den Kondensator 51 passieren kann, etwaige Gleichspannungsanteile jedoch nicht bis zum Schalter 21 gelangen.The signal transmitter unit 37 has a first microcontroller 45 which is designed to generate an AC voltage signal 47. The first microcontroller 45 is electrically connected to a connection of a capacitor 51 via a resistor 49. The second connection of the capacitor 51 is connected to the input 41 of the switch 21 via an output connection 42. A capacitance of the capacitor 51 is suitably adapted so that although the AC voltage signal 47 can pass through the capacitor 51, any DC voltage components, however, do not reach the switch 21.

In der Signalgebereinheit 37 ist ferner eine Schutzdiode 53 vorgesehen. Diese Schutzdiode 53 ist mit einem Ende an die elektrische Verbindung des ersten Mikrokontrollers 45 mit dem Kondensator 51 angeschlossen. Das andere Ende der Schutzdiode 53 steht mit einem Schutzpotenzial, beispielsweise einem Massepotenzial 54, in einer elektrischen Verbindung. Hierdurch kann die Schutzdiode 53 verhindern, dass beispielsweise statische elektrische Aufladungen den ersten Mikrokontroller 45 schädigen können.A protective diode 53 is also provided in the signal transmitter unit 37. One end of this protective diode 53 is connected to the electrical connection of the first microcontroller 45 to the capacitor 51. The other end of the protective diode 53 is electrically connected to a protective potential, for example a ground potential 54. In this way, the protective diode 53 can prevent static electrical charges from damaging the first microcontroller 45, for example.

Die Überwachungseinheit 39 verfügt über einen zweiten Mikrokontroller 55. Dieser ist über einen Eingangsanschluss 44 mit dem Ausgang 43 des Schalters 21 elektrisch verbunden. Ferner ist eine Schutzdiode 57 zwischen die elektrische Verbindung des Mikrokontrollers 55 mit dem Eingangsanschluss 44 einerseits und einem Schutzpotenzial wie beispielsweise einem Massepotenzial 58 zwischengeschaltet, um den zweiten Mikrokontroller 55 beispielsweise gegen negative Spannungen zu schützen.The monitoring unit 39 has a second microcontroller 55. This is electrically connected to the output 43 of the switch 21 via an input connection 44. Furthermore, there is a protective diode 57 between the electrical connection of the microcontroller 55 to the input connection 44 on the one hand and a protective potential such as a ground potential 58 interposed in order to protect the second microcontroller 55, for example against negative voltages.

Der zweite Mikrokontroller 55 ist dazu ausgelegt, an seinem Eingangsanschluss 44 anliegende elektrische Spannungen, insbesondere dort anliegende elektrische Wechselspannungssignale, aufzunehmen und zu analysieren. Insbesondere kann der zweite Mikrokontroller 55 dazu ausgelegt sein, die von ihm aufgenommenen Ausgangssignale des Schalters 21 mit den Wechselspannungssignalen 47, die an dessen Eingang 41 angelegt wurden, zu vergleichen.The second microcontroller 55 is designed to record and analyze electrical voltages present at its input connection 44, in particular electrical AC voltage signals present there. In particular, the second microcontroller 55 can be designed to compare the output signals of the switch 21 recorded by it with the alternating voltage signals 47 which were applied to its input 41.

Hierzu kann in dem zweiten Mikrokontroller 55 beispielsweise eine Information über die angelegten Wechselspannungssignale 47 hinterlegt sein, beispielsweise in einem Speicher abgespeichert sein. Alternativ kann der zweite Mikrokontroller 55 mit dem ersten Mikrokontroller 45 über eine Datenverbindung 59 (gestrichelt dargestellt) in Kommunikation stehen und von dem ersten Mikrokontroller 45 Informationen bezüglich der von diesem an den Schalter 21 angelegten Wechselspannungssignale 47 erhalten.For this purpose, information about the applied alternating voltage signals 47 can be stored in the second microcontroller 55, for example stored in a memory. Alternatively, the second microcontroller 55 can be in communication with the first microcontroller 45 via a data connection 59 (shown in dashed lines) and receive information from the first microcontroller 45 regarding the alternating voltage signals 47 applied by the latter to the switch 21.

Wenn der zweite Mikrokontroller 55 der Überwachungseinheit 39 erkennt, dass die am Ausgang 43 des Schalters 21 anliegenden Ausgangssignale im Wesentlichen den an dessen Eingang 41 anliegenden Wechselspannungssignalen 47 entsprechen, kann davon ausgegangen werden, dass der Schalter 21 in seinem geschlossenen Zustand ist. Falls am Ausgang 43 des Schalters 21 jedoch keine Spannung oder lediglich eine Gleichspannung anliegt, obwohl an dessen Eingang 41 das Wechselspannungssignal 47 anliegt, kann davon ausgegangen werden, dass der Schalter 21 geöffnet oder defekt ist.If the second microcontroller 55 of the monitoring unit 39 detects that the output signals present at the output 43 of the switch 21 essentially correspond to the AC voltage signals 47 present at its input 41, it can be assumed that the switch 21 is in its closed state. If, however, no voltage or only a direct voltage is present at the output 43 of the switch 21, although the alternating voltage signal 47 is present at its input 41, it can be assumed that the switch 21 is open or defective.

Dabei kann als wesentliches Merkmal, das angibt, ob das eingehende Wechselspannungssignal 47 dem ausgelesenen Ausgangssignal entspricht, ein zeitlicher Verlauf der beiden Signale, insbesondere eine Frequenz der beiden Signale, angesehen werden. Gegebenenfalls kann ein Differenzsignal zwischen dem eingehenden Wechselspannungssignal 47 und dem ausgelesenen Ausgangssignal analysiert werden. Etwaige Dämpfungen des Wechselspannungssignals 47 oder Überlagerungen von zusätzlichen Gleichspannungssignalen können bei der Analyse geeignet berücksichtigt werden oder als für die Entscheidung, ob der zu überwachenden Schalter 21 geschlossen ist oder nicht, nicht relevant ignoriert werden.An essential feature that indicates whether the incoming alternating voltage signal 47 corresponds to the output signal read out is a time profile of the two signals, in particular a frequency of the two signals. If necessary, a difference signal between the incoming AC voltage signal 47 and the output signal read out can be analyzed. Any attenuation of the AC voltage signal 47 or superimpositions of additional DC voltage signals can be suitably taken into account in the analysis or ignored as irrelevant for the decision as to whether the switch 21 to be monitored is closed or not.

Dabei kann davon ausgegangen werden, dass etwaige Fehler in dem Schaltkreis 35 zwar dazu führen können, dass beispielsweise durch Kurzschlüsse, Nebenschlüsse oder Ähnliches zusätzliche Gleichspannungen an dem Ausgang 43 des Schalters 21 anlegen können, bei geöffnetem Schalter 21 jedoch aufgrund solcher Fehler keine Wechselspannung an dem Ausgang 43 generiert werden kann, die der Überwachungseinheit 39 fälschlicherweise einen geschlossenen Schalter "vorspielt".It can be assumed that any errors in the circuit 35 can lead to additional DC voltages being applied to the output 43 of the switch 21, for example due to short circuits, shunts or the like, but when the switch 21 is open, no AC voltage is applied to the Output 43 can be generated which falsely "plays" a closed switch to the monitoring unit 39.

Vorzugsweise werden die Wechselspannungssignale 47 von der Signalgebereinheit 45 derart generiert, dass sich am Schalter 21 ein Wechselspannungssignal 48 einstellt, bei dem sich die Spannung U periodisch und mit einer zu einem OV-Potenzial (Null-Volt-Potenzial) symmetrischen Amplitude umpolt. Beispielsweise kann das Wechselspannungssignal 48 sinusförmig, rechteckig oder mit beliebigem anderem periodischem Verlauf ausgestaltet sein und sich symmetrisch um eine Zeitachse t herumbewegen. Zeiten, in denen das Wechselspannungssignal 48 positiv ist und Zeiten, in denen es negativ ist, sind dabei im Wesentlichen gleich lang, sodass etwaige elektrochemische Reaktionen wiederholt in wechselnde Richtungen ablaufen können, es aber nicht zu einem Aufbau beispielsweise einer elektrochemisch generierten Oxidschicht an elektrisch leitfähigen Strukturen des zu überwachenden Schalters 21 kommt.The AC voltage signals 47 are preferably generated by the signal generator unit 45 in such a way that an AC voltage signal 48 is set at the switch 21, in which the voltage U periodically reverses its polarity with an amplitude symmetrical to an OV potential (zero volt potential). For example, the AC voltage signal 48 can be sinusoidal, rectangular or with any other periodic curve and move symmetrically around a time axis t. Times in which the alternating voltage signal 48 is positive and times in which it is negative are essentially of the same length, so that any electrochemical reactions can repeatedly take place in alternating directions, but not a build-up of, for example, an electrochemically generated oxide layer on electrically conductive ones Structures of the switch to be monitored 21 comes.

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung, wie mithilfe der Schaltung 35 in einer Aufzuganlage die Stromversorgung zu einem Motor 61 des Antriebs 7 gesteuert und überwacht werden kann. Die Schaltung 35 bildet dabei einen Teil der Steuerung 15. Die Signalgebereinheit 47 mit ihrem ersten Mikrokontroller 45 und die Überwachungseinheit 39 mit ihrem zweiten Mikrokontroller 55 können dabei in die Steuerung 15 integriert sein (aus Gründen der Übersichtlichkeit sind Details der beiden Einheiten 37, 39 in Fig. 4 nicht dargestellt). Fig. 4 shows an embodiment of how the power supply to a motor 61 of the drive 7 can be controlled and monitored with the aid of the circuit 35 in an elevator installation. The circuit 35 forms part of the controller 15. The signal transmitter unit 47 with its first microcontroller 45 and the monitoring unit 39 with its second microcontroller 55 can be integrated into the controller 15 (for the sake of clarity, details of the two units 37, 39 are shown in FIG Fig. 4 not shown).

Die Steuerung 15 ist mit der Schalteranordnung 19 verbunden. In der Schalteranordnung 19 ist ein Schütz 63 vorgesehen, mithilfe dessen drei Phasen einer Leistungsversorgung mit dem Motor 61 verbunden werden können. Der als weiterer Schalter dienende Schütz 63 wird über ein von der Steuerung 15 gesteuertes Relais 65 geschaltet.The controller 15 is connected to the switch arrangement 19. A contactor 63 is provided in the switch arrangement 19, with the aid of which three phases of a power supply can be connected to the motor 61. The contactor 63 serving as a further switch is switched via a relay 65 controlled by the controller 15.

Der Schütz 63 ist mit einem zu überwachenden Schalter 21 derart gekoppelt, dass für den Fall, dass der Schütz 63 seinen Schaltzustand ändert, zwangsläufig auch der zu überwachenden Schalter 21 seinen Schaltzustand ändert. Ein Schaltzustand des zu überwachenden Schalters 21 kann dann in der zuvor beschriebenen Weise mithilfe der Signalgebereinheit 37 und der Überwachungseinheit 39 des Schaltkreises 35 in einfacher und zuverlässiger Weise überwacht werden und dabei Elektrokorrosion vermieden werden.The contactor 63 is coupled to a switch 21 to be monitored in such a way that in the event that the contactor 63 changes its switching state, the switch 21 to be monitored also inevitably changes its switching state. A switching state of the switch 21 to be monitored can then be monitored in the manner described above with the aid of the signal transmitter unit 37 and the monitoring unit 39 of the circuit 35 in a simple and reliable manner, and electrical corrosion can be avoided in the process.

In ähnlicher Weise wie mit dem Schaltkreis 35 bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ein einzelner Schalter 21 überwacht wird, um die Funktion bzw. den Schaltzustand eines leistungsschaltenden Schützes 63 zu überwachen, kann die mit dem Schaltkreis 35 versehene Steuerung 15 auch dazu eingesetzt werden, den Schaltzustand einer Sicherheitskette zu überwachen, in der mehrere Schalter 21 wie zum Beispiel Türschalter 22 in Serie verschaltet sind.In a manner similar to circuit 35 in the in Fig. 4 Example shown a single switch 21 is monitored in order to monitor the function or the switching state of a power switching contactor 63, the controller 15 provided with the circuit 35 can also be used to monitor the switching state of a safety chain in which several switches 21 such as for example door switches 22 are connected in series.

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.Finally, it should be pointed out that terms such as “having”, “comprising”, etc. do not exclude any other elements or steps and that terms such as “a” or “an” do not exclude a plurality. It should also be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be regarded as a restriction.

Claims (13)

  1. Elevator system (1), comprising:
    an elevator cabin (3);
    a drive (7) for driving the elevator cabin (3);
    a control means (15) for controlling at least the drive (7) and optionally further elevator components;
    wherein the control means (15) comprises a circuit (35) and the circuit (35) has:
    a switch (21) to be monitored comprising an input (41) and an output (43);
    a signal transmitter unit (37) which is designed to apply an AC voltage signal (47) as an input signal to the input (41) of the switch (21) to be monitored;
    a monitoring unit (39) which is designed to record an output signal applied to the output (43) of the switch (21) to be monitored and, on the basis of a comparison of the output signal with the input signal, to generate a monitoring signal which indicates a switching state of the switch (21) to be monitored.
  2. Elevator system according to claim 1, wherein the signal transmitter unit (37) is designed to generate the AC voltage signal (47) so as to have a periodically reversing electrical voltage.
  3. Elevator system according to either of the preceding claims, wherein the signal transmitter unit (37) is designed to generate the AC voltage signal (47) so as to have positive and negative amplitudes that are symmetrical with respect to a 0V potential.
  4. Elevator system according to any of the preceding claims, wherein the signal transmitter unit (37) is designed to generate the AC voltage signal (47) so as to have a temporally varying period.
  5. Elevator system according to any of the preceding claims, wherein the signal transmitter unit (37) has:
    a first microcontroller (45) for generating an electrical signal having a temporally varying amplitude;
    an output terminal (42);
    a capacitor (51) which is electrically connected at one end to the first microcontroller (45) and at the other end to the output terminal (42) and is designed to form a galvanic isolation between the first microcontroller (45) and the output terminal (42);
    wherein the monitoring unit (39) has:
    a second microcontroller (55) for analyzing an electrical signal having a temporally varying amplitude;
    an input terminal (44) which is electrically connected to the second microcontroller (55);
    wherein the output terminal (42) of the signal transmitter unit (37) is electrically connected to the input (41) of the switch (21) to be monitored and the input terminal (44) of the monitoring unit (39) is electrically connected to the output (43) of the switch (21) to be monitored.
  6. Elevator system according to claim 5, wherein the signal transmitter unit (37) also comprises a protective diode (53) which is connected between an electrical connection of the first microcontroller (45) to the capacitor (51) at one end and an electrical protection potential (54) at the other end.
  7. Elevator system according to either claim 5 or claim 6, wherein the monitoring unit (39) also comprises a protective diode (57) which is connected between an electrical connection of the second microcontroller (55) to the input terminal (44) at one end and an electrical protection potential (58) at the other end.
  8. Elevator system according to any of the preceding claims, wherein the switch (21) to be monitored in the elevator system switches low electrical powers of less than 50W.
  9. Elevator system according to any of the preceding claims, wherein the switch (21) to be monitored is a mechanical switch.
  10. Elevator system according to any of the preceding claims, also comprising at least one further switch (63) which is coupled to the switch (21) to be monitored such that the at least one further switch (63) and the switch (21) to be monitored always change their switching states together.
  11. Elevator system according to claim 10, wherein the at least one further switch (63) is connected between the drive (7) and a power source (17) supplying the drive (7).
  12. Elevator system according to any of the preceding claims 1 to 9, wherein the switch (21) to be monitored is part of a safety chain of the elevator system (1).
  13. Elevator system according to claim 12, wherein the switch (21) to be monitored is a door switch (22).
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