ES2194619T3 - Sistema de seguridad electronico para escaleras mecanicas. - Google Patents
Sistema de seguridad electronico para escaleras mecanicas.Info
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Abstract
Un sistema de seguridad de transportador de pasajeros, que comprende: una unidad de control (32), y un controlador de seguridad (34) en comunicación con dicha unidad de control (32), dicho controlador de seguridad (34) se comunica a través de un bus (40) con una pluralidad de nodos de bus (42); recibiendo cada uno de dichos nodos de bus los datos desde al menos un sensor (44), siendo accionable dicho controlador de seguridad para emitir una señal a dicha unidad de control en respuesta a dichos datos recibidos desde dicha pluralidad de nodos de bus (42), donde dicho controlador de seguridad (34) comprende un microprocesador (48) que ejecuta un programa de seguridad que tiene modos múltiples de operación, caracterizado porque dicho programa de seguridad incluye un modo de inspección y mantenimiento, seleccionado entre un fallo, aislamiento y puente en al menos un sensor (44), para evaluar una respuesta desde dicho sistema de seguridad (30).
Description
Sistema de seguridad electrónico para escaleras
mecánicas.
Esta invención se refiere a un sistema de
seguridad de un transportador de pasajeros de acuerdo con la parte
de pre-caracterización de la reivindicación 1.
Las escaleras mecánicas y los andenes rodantes
incluyen dispositivos, tales como sensores para la supervisión de la
velocidad, sensores para detectar placas de caminar ausentes,
dispositivos para supervisar el desgaste; actuadores para la
utilización de dispositivos de aplicación especial y dispositivos de
salida, tales como luces de tráfico. Cada uno de estos dispositivos
incluye una combinación de dispositivos de interfaz, es decir,
sensores, conmutadores o actuadores, que están conectados a un
control central. Para asegurar el funcionamiento continuado de los
sensores, los transportadores de pasajeros típicos incluyen un
sistema de seguridad que supervisa y responde a cada sensor.
Los sistemas de seguridad de las escaleras
mecánicas convencionales están implementados utilizando una Cadena
de Seguridad en un circuito en serie de los conmutadores y
contactos. La Cadena de Seguridad activa relés (o contactores) que
gestionan la potencia al motor de la escalera mecánica. Una
activación de cualquier contacto dentro de la cadena desconectará el
motor o accionamiento desde la fuente de alimentación principal. Las
conexiones en serie de los contactos y la formación de puente para
inspección conducen a una cadena larga que requiere tensiones
elevadas para reducir al mínimo los efectos de las pérdidas de
tensión a lo largo de la cadena.
Debido a que la Cadena de Seguridad está cableada
en serie, no se puede identificar específicamente un fallo. Durante
el mantenimiento e inspección, a veces es necesario incluir puentes
en la Cadena de Seguridad manualmente para verificar y buscar
errores. La instalación y eliminación manual de los puentes requiere
tiempo y es intensiva de mano de obra. Además, la conexión en serie
hace difícil la verificación remota.
Por lo tanto, se ha determinado que existe una
necesidad de un sistema de seguridad mejorado que reduzca la
cantidad de piezas y los costes de fabricación, mejorando al mismo
tiempo la operabilidad.
De acuerdo con la parte de
pre-caracterización de la reivindicación 1, el
documento US-A-5 785 165 describe un
sistema de seguridad de un transportador de pasajeros que comprende
substancialmente las características descritas anteriormente.
Específicamente, el controlador está adaptado para determinar el
estado de servicio del transportador utilizando señales obtenidas a
partir de una pluralidad de sensores. Las señales son transferidas
al controlador a través de una interfaz, que analiza las señales y
emite una señal de alarma al controlador, si se detecta que existe
una diferencia substancial entre una temperatura de lubricación y la
temperatura ambiente.
Un sistema de escalera mecánica de acuerdo con
esta invención, como se define por la reivindicación 1, mejora el
trabajo de inspección y de diagnóstico, favorece el funcionamiento
seguro de la escalera mecánica, y activa la degradación segura
cuando se detecta una condición insegura. El sistema de seguridad
incluye un bus de comunicación que facilita el intercambio de
control y de señales de datos entre un controlador de seguridad
basado en un microprocesador o "bus maestro". Otros varios
componentes, que incluyen nodos de bus designados para interfaz con
sensores, contactos y conmutadores junto con detectores, componentes
y otro equipo de seguridad aseguran el funcionamiento seguro del
sistema de escalera mecánica.
El bus maestro controlado por software activa un
bus de comunicación que tiene nodos de bus a través de todo el
sistema de escalera mecánica. Los nodos de bus son consultados
periódicamente para averiguar el estado de los sensores, contactos y
conmutadores conectados a los nodos de bus. El microprocesador puede
funcionar en uno de varios modos diferentes, tales como
mantenimiento, inspección, operaciones normales, operaciones
degradadas y operaciones de emergencia. Cuando es adecuado, el bus
maestro genera señales de salida hacia el sistema de control de la
escalera mecánica y hacia el accionamiento y el sistema de freno de
la escalera mecánica.
Si se produce una condición insegura, el bus
maestro genera las salidas adecuadas que deben ser transmitidas a
los sistemas de control y de accionamiento de la escalera mecánica.
El controlador de seguridad puede activar dispositivos para detener
el movimiento de la escalera mecánica. El bus maestro y los
componentes asociados proporcionan un sistema de seguridad
electrónico que pueden ser gestionado de forma centralizada, mejora
en gran medida el tiempo de instalación, la calidad, los costes de
fabricación y las características operativas.
Las diversas características y ventajas de esta
invención serán evidentes para los técnicos en la materia a partir
de la siguiente descripción detallada de la forma de realización
actualmente preferida. Los dibujos que acompañan a la descripción
detallada se pueden describir brevemente a continuación.
La figura 1 ilustra esquemáticamente un sistema
de seguridad electrónico para un sistema de escalera mecánica
diseñado de acuerdo con esta invención.
La figura ilustra un sistema de escalera mecánica
10. Debería ser evidente en la descripción que la invención es
aplicable a otros transportadores de pasajeros, tales como andenes
rodantes. El sistema de escalera mecánica 10 incluye, en general, un
soporte 12 que se extiende entre un rellano inferior 14 y un rellano
superior 16. Una pluralidad de placas de caminar 18 conectadas
secuencialmente están unidas a una cadena de escalones 20 y se
extienden a través de una trayectoria de circuito cerrado dentro del
soporte 12. Una pareja de barandillas 22 tienen pasamanos 24. Una
máquina 26 acciona las placas de caminar 18 y las barandillas 24. La
máquina 26 está localizada típicamente en un espacio de máquinas 28
debajo del rellano superior 16.
Un sistema de seguridad electrónico 30 incluye un
controlador 32 de escalera mecánica que se comunica con un
controlador de seguridad electrónico, tal como un bus maestro 34, un
sistema de potencia 36 de la escalera mecánica, y un sistema de
accionamiento y de freno 38, que acciona la máquina 26.
El bus maestro 34 se comunica a través de un bus
40 con una pluralidad de nodos de bus 42. El bus maestro 34 está
implementado preferentemente utilizando un protocolo de comunicación
conocido como un bus de Red de Área de Controlador (CAN).
Cada nodo de bus 42 se conecta con al menos un
dispositivo sensor 44. Los dispositivos sensores 44, tales como
sensores, conmutadores, contactores u otros dispositivos de entrada
o salida están distribuidos a través del sistema de escalera
mecánica 10. Los dispositivos sensores 44 incluyen de una manera
preferida sensores tales como un sensor de velocidad para las placas
de caminar 18, un sensor para detectar las placas de caminar 18
ausentes, un conmutador de limitación para detectar el desgaste
excesivo de la cadena de escalones 20 y de las placas de caminar 18,
y un sensor para supervisar la velocidad de las barandillas 24.
Entre los dispositivos sensores 44 están también, por ejemplo, un
conmutador en cada rellano 14, 16 para detectar la presencia de un
pasajero y para provocar un cambio de la velocidad de las placas de
caminar 18, y un conmutador en cada rellano 14, 16 para activar el
funcionamiento de una plataforma de sillas de ruedas incrustada en
la placas de caminar 18. Además, otros dispositivos sensores 44,
tales como sensores 44', que supervisar el estado del sistema de
seguridad electrónico 30, se comunican preferentemente también a
través del bus 40. Además de los dispositivos de seguridad que se
conectan al bus de seguridad, es posible conectar componentes no
relacionados con la seguridad, tales como una luz de tráfico o un
panel operativo sobre el bus para reducir el esfuerzo de
instalación.
El bus maestro 34 procesa de una manera continua
los datos de los nodos de bus 42, que se comunican con los
dispositivos sensores 44. En condiciones predeterminadas, el bus
maestro 34 proporciona una señal al controlador 32 de la escalera
mecánica a través de una conexión de entrada / salida 35. El
controlador 32 de la escalera mecánica emite una señal de control
adecuada al sistema de accionamiento y de freno 38 de la escalera
mecánica para realizar la medida adecuada, por ejemplo desconexión
del sistema de accionamiento de la escalera mecánica, activación del
freno y generación de un diagnóstico detallado.
Los nodos de bus 42 están localizados a lo largo
del sistema de escalera mecánica 10 para comunicarse con la variedad
de dispositivos sensores 44 que emiten datos al nodo del bus 42. Los
dispositivos sensores de recopilación de datos 44 pueden estar
cableados a un nodo de bus 42 en paralelo o en serie o en una
combinación de los dos, en función de la cantidad de sensores,
contactos o conmutadores que son supervisados por un nodo de bus 42
particular. No obstante, es deseable disponer de tantos sensores,
contactos o conmutadores cableados entre sí que, cuando el nodo de
bus 42 reciba una señal desde uno de estos dispositivos, el nodo de
bus 42 conozca qué dispositivo particular está enviándole
información. Esta arquitectura permite al programa de software que
se ejecuta en el bus maestro 34 identificar la fuente y la condición
que provoca la señal de datos. Ésta es una ventaja significativa
comparada con un circuito cableado en serie, donde el programa de
software solamente puede identificar la señal de datos a un nivel de
circuito.
La potencia es suministrada a los dispositivos
sensores 44 por los nodos de bus 42. Debido a las distancias cortas
entre los nodos de bus 42 y los dispositivos sensores 44, se puede
utilizar una tensión baja, en este caso 24Vdc.
Lo que es importante, los dispositivos sensores
44 pueden ser verificados automáticamente por el programa de
software. Esta característica elude la necesidad de verificaciones
manuales y reduce los tiempos de inspección. Permite también
prolongar una rutina de servicio en el tiempo y centrarse en otras
tareas de mantenimiento críticas. El bus maestro 34 determina si
existe una condición insegura basada en lógica conocida.
Se apreciará por los técnicos en la materia que
el diseño del bus 40 es muy flexible y que se pueden añadir o
retirar nodos de bus 42 adicionales según sea necesario con cambios
adecuados realizados en el software para procesar los datos nuevos.
También algunos nodos 42 pueden tener capacidad de entrada / salida
de reserva para que se puedan conectar con sensores 44 adicionales.
La modularidad del bus 40 permite realizar estos tipos de
modificaciones de una manera mejorada con respecto a la técnica
anterior.
El bus maestro 34 incluye con preferencia un
microprocesador 48 que se comunica internamente con un sistema de
bus de microprocesador 50 con una memoria sólo de lectura (ROM) 52,
una memoria de acceso aleatorio (RAM) 54, una unidad de reserva de
potencia (BATT) 56, una unidad lógica 58 y un puerto de comunicación
de entrada / salida (I/O) 60. Cada uno de éstos se puede realizar
con componentes convencionales, circuitos integrados usuales,
software usual o una combinación de los tres. Dada la descripción,
los técnicos en la materia podrán seleccionar de entre las varias
opciones. Debería indicarse que aunque en esta forma de realización
se utiliza una ROM 52 para una memoria no volátil, se pueden
utilizar otros tipos de memoria no volátil, tal como una EPROM. El
microprocesador 48 ejecuta un programa de software memorizado en la
ROM 52. La ROM 52 contiene también tablas de datos para la
instalación de escalera mecánica particular.
La memoria volátil puede estar diseñada, por
ejemplo, sólo como Flash ROM, de manera que se pueden cargar
actualizaciones de software desde un ordenador de mantenimiento PC
(no se muestra). Este método se puede utilizar para efectuar cambios
de código o de datos o ambos. Aunque el dispositivo de
almacenamiento de memoria volátil en la forma de realización
descrita es la ROM 52, otros dispositivos de almacenamiento pueden
incluir unidades de disco duro, CD ROM, DVDM RAMN, ROM u otro
almacenamiento legible ópticamente, almacenamiento magnético o
circuito integrado.
El bus maestro 34 se comunica con los nodos del
bus 42 a través del bus 40 por medio del puerto de I/O 60. El bus 40
puede ser un bus individual (bus A) o un bus doble redundante (bus A
y bus B, no se muestra). Por lo tanto, el bus maestro 34 se puede
comunicar con cualquiera de los nodos de bus 42 a través de
cualquier bus A o bus B (no se muestran) como se conoce bien por los
técnicos en la materia. Aunque se ilustran un bus individual y un
microprocesador individual en la forma de realización descrita,
otras configuraciones de beneficiarán de la presente invención como
se describe con más detalle en la patente de los Estados Unidos
6.173.814 titulada ELECTRONIC SAFETY SYSTEM FOR ELEVATORS, que se
incorpora por referencia en su integridad en esta descripción.
Las comunicaciones entre el bus maestro 34 y los
nodos de bus 42 se programan de una manera preferida por software
para comunicarse con cualquier nodo de bus 42 periódicamente,
independientemente de si los datos son proporcionados o no por el
nodo de bus 42. Las comunicaciones periódicas son permitidas por el
software que se ejecuta en el bus maestro 34 para reafirmar
positivamente que las comunicaciones a través del bus 40 hasta los
nodos de bus 42 son operativas. Estos mensajes periódicos incluyen
información de estado a partir de chequeos del hardware realizados
en cada nodo de bus 42.
En una forma de realización de un modo operativo
normal, cada nodo del bus 42 es interrogado dos veces sobre el mismo
conjunto de datos, y los conjuntos de datos son comparados por el
programa de software para asegurarse de que son idénticos. Si los
conjuntos de datos no coinciden, el programa de software en la ROM
52 consulta de nuevo el nodo del bus 42 para determinar su
fiabilidad. El programa de software puede determinar que la
desigualdad de los datos no era normal en un tiempo o puede
determinar que existe un fallo de la comunicación, que necesita
reparación. El programa de software en la ROM 52 se puede comunicar
con el controlador 32 de la escalera mecánica para interrumpir el
sistema de escalera mecánica 10 si determina que no son fiables las
comunicaciones con los nodos del bus 42. En otra forma de
realización, el bus maestro 34 se comunica directamente con el
sistema de accionamiento y freno 38 a través de un relé de
comunicación redundante 62. El bus maestro 34 puede interrumpir de
esta manera de forma inmediata el sistema de escalera mecánica 10,
si falla el controlador 32 de la escalera
mecánica.
mecánica.
El programa de software es ejecutado con
preferencia en varios modos, tales como inspección y mantenimiento,
operaciones normales y operaciones de emergencia. Realiza varias
rutinas o llamadas, tales como interrogación de los nodos del bus 42
sobre el estado y los datos de la comunicación. El programa emite
también señales de control y datos al controlador 32 de la escalera
mecánica y al sistema de accionamiento y de freno 38.
La consulta del bus es implementada por la
interacción cíclica del maestros, en este caso el maestro de bus 34,
con sus subordinados, en este caso los nodos del bus 42. Se pueden
implementar varios programas para detectar fallos del bus 40. Un
ejemplo es una expiración de tiempo, donde el bus maestro 34
presupone que el nodo del bus ha fallado si no responden a una
comunicación desde el bus maestro 34 dentro de una cierta cantidad
predeterminada de tiempo. Otro método consiste en que cada mensaje
transmitido sobre el bus 40 está marcado con un número ID en un
orden creciente. Si un mensaje ID es recibido por el bus maestro 34
fuera de orden, determina que se ha perdido un mensaje o ha fallado
al ser transmitido. En tales condiciones, el bus maestro 34
determina que se ha producido un fallo.
También se puede utilizar una técnica de eco, en
la que el bus maestro 34 espera un reconocimiento para todos y cada
uno de los mensajes de comunicaciones colocados en el bus desde el
nodo de bus 42 respectivo, al que está dirigido. Si el bus maestro
34 no recibe un reconocimiento desde el nodo de bus de destino 42,
el bus maestro 34 supone que el nodo 42 ha fallado.
En un esquema de supervisión binaria, cada nodo
de bus 42 supervisa el bus 40 para ver si el bit emitido está
presente en el bus 40. Una vez que el nodo de bus 42 conoce que el
mensaje transmitido no está siendo comunicado al bus maestro 34,
entonces el nodo de bus 42 puede comunicar un fallo al bus maestro
34. También se puede utilizar una técnica de relleno de bits para
verificar la integridad de los mensajes, en la que, sobre la base de
un algoritmo pre-determinado, un transmisor inserta
bits de relleno de lógica opuesta después de que han sido
transmitidos un cierto número de bits con el mismo nivel lógico.
Otra técnica es una suma de control CRC, en la
que se inserta una suma de control en cada mensaje para verificar la
integridad del mensaje. El mensaje puede ser formateado también para
que cada mensaje ajuste dentro de un formato
pre-determinado de longitud binaria y/o campos.
También se puede implementar una prueba de reconocimiento, en la que
al menos un receptor debe reconocer la recepción de cualquier
mensaje transmitido. Muchas de estas técnicas de comunicación son
implementadas en la norma bus CAN, no obstante las técnicas
adicionales descritas aquí anteriormente son implementadas con
preferencia para incrementar la eficiencia y la fiabilidad de las
comunicaciones.
En un modo de inspección, el software puede
instalar temporalmente un "software puente" en la cadena de
seguridad para que se puedan aislar varios sensores, contactos o
conmutadores para verificación. De esta manera, no se requiere ya
cableado de hardware para puentear un sensor, contacto o conmutador.
Una mejora importante sobre la técnica anterior es que los
"puentes de software" se pueden eliminar automáticamente por el
programa o bien utilizando una función de tiempo o cuando el
programa de software sale del modo de inspección y retorna al modo
de operaciones normales. En cualquier caso, un operador no tiene ya
que insertar y eliminar posteriormente todo el cableado de hardware
o los puentes mecánicos para trabajo de inspección o
mantenimiento.
Dada esta descripción, los técnicos en la materia
podrán desarrollar el código de software necesario para conseguir
los resultados proporcionados por esta invención.
La descripción anterior es ejemplar y no está
definida por limitaciones contenidas en ella. Son posibles muchas
modificaciones y variaciones de la presente invención a la luz de
las enseñanzas anteriores. Las formas de realización preferidas de
esta invención han sido descritas, pero un técnico ordinario en la
materia reconocería que cierta modificaciones estarían dentro del
alcance de esta invención. Por lo tanto, se entiende que dentro del
alcance de las reivindicaciones anexas, la invención se puede
practicar de una manera distinta a la descrita específicamente. Por
esa razón, las siguientes reivindicaciones deberían estudiarse para
determinar el alcance y el contenido auténticos de esta
invención.
Claims (10)
1. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros, que comprende:
una unidad de control (32), y
un controlador de seguridad (34) en comunicación
con dicha unidad de control (32), dicho controlador de seguridad
(34) se comunica a través de un bus (40) con una pluralidad de nodos
de bus (42); recibiendo cada uno de dichos nodos de bus los datos
desde al menos un sensor (44), siendo accionable dicho controlador
de seguridad para emitir una señal a dicha unidad de control en
respuesta a dichos datos recibidos desde dicha pluralidad de nodos
de bus (42), donde dicho controlador de seguridad (34) comprende un
microprocesador (48) que ejecuta un programa de seguridad que tiene
modos múltiples de operación, caracterizado porque dicho
programa de seguridad incluye un modo de inspección y mantenimiento,
seleccionado entre un fallo, aislamiento y puente en al menos un
sensor (44), para evaluar una respuesta desde dicho sistema de
seguridad (30).
2. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 1, en el que dicho al menos un
sensor (44) incluye una pluralidad de sensores (44) que se comunican
con un nodo de bus común.
3. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 2, en el que dicha pluralidad de
sensores (44) están conectados en serie a dicho nodo de bus
común.
4. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 2, en el que dicha pluralidad de
sensores (44) están conectados en paralelo a dicho nodo de bus común
(42).
5. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 1, en el que dicho programa de
seguridad incluye una inactivación de una función en respuesta a un
modo seleccionado de funcionamiento.
6. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 1, en el que dicho controlador de
seguridad incluye:
una memoria sólo de lectura (52) para almacenar
dicho programa de seguridad y datos predeterminados;
una memoria de acceso aleatorio (54);
una unidad de reserva de batería (56); y
al menos un puerto de entrada / salida para
comunicaciones con dicho bus (40), y dicho control de escalera
mecánica (32).
7. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 1, en el que dicho controlador de
seguridad incluye:
un relé de comunicación redundante (62) para
comunicaciones directas con una unidad de accionamiento y freno de
la escalera mecánica (38).
8. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 1, en el que dicho al menos un
sensor (44) incluye un componente no relacionado con la
seguridad.
9. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 1, en el que dicho sistema de
seguridad está en comunicación independiente con una pluralidad de
unidades independientes de accionamiento y freno de la escalera
mecánica
(38).
(38).
10. Un sistema de seguridad de transportador de
pasajeros según la reivindicación 1, que comprende, además:
una unidad de accionamiento y freno (38) en
comunicación con dicho controlador de seguridad (34) y en el que
dicho microprocesador (48) determina si existe una condición
insegura, y en caso afirmativo, dicho microprocesador (48) emite una
señal de retención a dicha unidad de accionamiento y freno (38) en
respuesta a dichos datos recibidos desde dicha pluralidad de nodos
de bus (42), y emite, además, una señal de estado a dicha unidad de
control (32).
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