JP3839254B2 - 施設の欠陥のない状態を監視し、および／または不完全状態を検出する回路装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、複数の監視および検出装置と少なくとも１つの制御評価ユニットを有しており、複数の監視および検出装置は相互に直列接続され、かつ制御評価ユニットに直列接続されており、装置はその状態、例えば切り換え状態に関して問い合わせ可能である、施設の欠陥のない状態を監視し、および／または不完全状態を検出する回路装置、例えば鋼索鉄道またはチェアリフト施設の欠陥のない状態を監視し、および／または不完全状態を検出する回路装置に関する。
【０００２】
種々のタイプの施設、特にいわゆる安全性に関わる施設はしばしば常時の監視を必要とする。すなわち欠陥のない状態の監視、および（一般には欠陥のない状態の監視に関連して）不完全状態の検出が必要である。不完全状態が検出されると直ちに安全性に関連する処置が導入される。
【０００３】
鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設では安全性に関連する判断基準として、ケーブルを支持するかまたはケーブルを案内するケーブル滑車に対するケーブルの状態が監視される。少なくとも１つのケーブル滑車に対するケーブルの実際状態が目標状態に相応しない場合には、安全性に関連する処置を介入させなければならない。ケーブルの実際状態と目標状態との間の偏差が僅かな場合には、そこから導出される安全性に関連する処置はケーブル速度の低減であってもよい。このケーブルの実際状態と目標状態との偏差が所定の限界値を超えると、安全性に関連する処置として鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設が直ちに停止されることになる。
【０００４】
制御回路として機能する電気回路ないし（今日通常である）電子回路では、動作電流方式と静止電流方式とが区別される。動作電流方式では（例えば所定の装置において）、制御回路内で充分に大きな制御電流が流れる場合に制御介入が行われる。この動作電流方式にしたがって動作する制御回路に存在する切り換え装置は閉成スイッチとして構成されている。この切り換え装置が作動されると電気的に導通される。これに対して静止電流方式では（例えば所定の装置において）制御回路に制御電流が流れない場合に制御介入が行われる。この静止電流方式にしたがって動作する制御回路に存在する切り換え装置は開放スイッチとして構成されており、これが作動されると電気的に導通しなくなる。
【０００５】
動作電流方式によって構成される制御回路では、前述のように、制御回路に充分に大きな制御電流が流れる場合にのみ、配属された装置への制御介入が行われる。このための前提として、一方では必要な動作電圧が存在し、他方では断線がなく、この種の制御回路に存在する閉成スイッチとして構成された切り換え装置が確実に機能することが挙げられる。反対に静止電流方式にしたがって動作する制御回路では、制御回路に制御電流が流れない場合に所属の装置への制御介入が行われる。
【０００６】
動作電流方式および静止電流方式についての前述の説明から、安全性に関連する処置をトリガする制御回路を静止電流方式にしたがって動作させなければならないことが明らかである。この場合制御回路の電流のない状態によって相応の装置が安全状態にあると評価されるので、動作電圧の欠陥および断線がつねに、装置が安全状態になくても安全状態にあるとされてしまう。鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設では、安全状態とはもちろんケーブル駆動が遮断されている状態である。
【０００７】
動作電流方式にしたがって機能する制御回路、すなわち切り換え装置が閉成スイッチとして構成されている制御回路では、切り換え装置は並列接続される。閉成スイッチとして構成された切り換え装置が作動された後、制御回路全体が活性化される。これに対して静止電流方式にしたがって機能する制御回路、すなわち切り換え装置が開放スイッチとして構成されている制御回路では、切り換え装置は直列接続される。開放スイッチとして構成された切り換え装置が作動された後、制御回路の電流は失われ、これにより全体が活性化される。
【０００８】
全ての監視および検出装置を直列接続して装置の不完全状態が検出された場合に、この形式の回路装置で異常の位置を突き止めるために、監視および検出装置はその状態に関して、特にその切り換え状態に関して問い合わせ可能であるように構成されている。
【０００９】
前述の形式の回路装置において監視および検出装置を個々にどのように構成するかは、特にこの回路装置を用いて欠陥のない状態を監視し、不完全状態を検出すべき装置ないし施設が個々にどのように構成されているかに依存している。この施設が鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設である場合、公開されていない特許出願明細書第１９６２００６５．２号によれば、各監視および検出装置は有無を表示する３つのインジケータを有しており、この有無を表示するインジケータは出力側で（直接または間接に）相互に論理結合されている。ここで問題となるのはこの３つのセンサに必要な面積が大きいことであり、このように大きな必要面積は使用できないことも多い点である。
【００１０】
本発明の課題は、前述の形式の回路装置を提供して、特に高い安全要求をともなう監視を満足し、かつ僅かな取り付けスペースで使用可能にすることである。
【００１１】
前述のように示された課題は主として、各近接スイッチが複数の異なる空間的な影響領域と複数の信号出力側とを有しておりかつアドレス可能であり、各近接スイッチおよび制御評価ユニットは問い合わせ手段およびアドレシング手段の点で相応の接続線路を介して１つのリング状システムを形成しており、アドレスおよび情報は接続線路を介して信号線路上の安全に関連する信号の伝送方向の反対方向のみに伝送されることにより解決される。ここで本発明における影響領域とは監視および検出装置に対して所定の距離にある空間的な領域のことであり、この影響領域の内部では監視および検出装置に監視されている対象物の有無により状態の変化にいたる。通常の近接スイッチでは、影響領域では、影響領域とは近接スイッチのアクティブ表面の情報においてこのスイッチが発振を制御する材料の接近に反応する領域のことである。したがって通常の近接スイッチはまさに１つしか影響領域を有さない。
【００１２】
本発明によれば各監視および検出装置が複数の異なる影響領域を有することにより、施設の状態の正確かつ選択的な監視が可能となる。このため欠陥のない状態と不完全状態とが区別されるだけでなく、付加的に欠陥のない状態の劣化を検出し、相応の処置を導入することによって不完全状態の発生を最大限に回避することができる。鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設のケーブルとこのケーブルを案内するケーブル滑車との相対的な状態を監視する場合には、ケーブルの側方での滑りを検出することができる。
【００１３】
本発明の有利な実施形態では、各監視および検出装置は制御入力側および制御出力側を有しており、ｎ−１番目の監視および検出装置の制御出力側はｎ番目の監視および検出装置の制御入力側に接続されている。これにより一方では安全上の理由から必要となる監視および検出装置の直列接続が実現され、他方では監視および検出装置での電圧降下の加算が阻止される。第１の監視および検出装置の制御入力側は制御評価ユニットに接続されており、このユニットからタイミング制御された信号、有利には周期的にプログラミングされる信号が印加される。
【００１４】
本発明の別のコンセプトによれば、本発明の回路装置では、監視および検出装置はその状態、特に切り換え状態に関して問い合わせ可能であるだけでなく、付加的にアドレシング可能である。これは個々の各監視および検出装置に対して所定のアドレスが割り当てられていることによりこれらが個別化されていることを意味する。したがって所定の監視および検出装置の状態の問い合わせに際しては、アドレスによって個別化されている監視および検出装置が“要求”を受け、その状態を問い合わされる。この装置が切り換え装置として構成されている場合には切り換え状態を問い合わされる。ここで監視および検出装置と制御評価ユニットとはこの問い合わせ手段およびアドレシング手段に関して、相応の接続線路を介して１つのリング状システムを形成している。
【００１５】
有利には、アドレスおよび情報は接続線路を介して所定の方向のみに伝送される。すなわち制御評価ユニットから第１の監視および検出装置の制御入力側へ入力されるタイミング制御された信号の伝送方向とは反対方向に伝送される。これにより監視および検出装置の故障または伝送ケーブルの断線を検出することができる。
【００１６】
本発明の有利な実施形態によれば、付加的に、１つの影響領域を２つの部分領域に分割する。この場合２つの部分領域の分割状態は前記影響領域に対して垂直に延在するように行われる。これにより鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設のケーブルがケーブルを案内するケーブル滑車に対して側方に滑ることに加えて、これに垂直なケーブル状態の変化も検出可能となる。このようなケーブル状態の変化は例えばケーブル滑車が負荷によって位置を変化させたり、またはケーブル滑車の運動面の摩耗が生じたりした場合に発生することがある。
【００１７】
詳細には本発明の回路装置を構成および実施する種々の手段が存在する。これらの構成および別の実施形態は請求項１に後置された請求項から得られる。以下に実施例を図に関連して説明する。図１には本発明の回路装置が使用される鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設の部分図が概略的に示されている。図２には本発明の回路装置の有利な実施例が示されている。図３には本発明の回路装置における監視および検出装置の種々の影響領域の基本図が示されている。
【００１８】
図２に示された回路装置は、施設ないし装置の欠陥のない状態を監視し、不完全状態を検出するために定められている。この施設ないし装置は例えば図１に概略的かつ部分的にのみ示された鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設である。この回路装置は基本的な構造として、複数の監視および検出装置１と制御評価ユニット２とから成る。複数の監視および検出装置１は相互に接続され、また制御評価ユニット２に直列接続されている。
【００１９】
図１には各監視および検出装置１が３つの異なる影響領域３ａ、３ｂ、３ｃを有することが示されている。この場合、この３つの影響領域３ａ、３ｂ、３ｃはまず相互にケーブル４の長手方向に対して垂直方向で有効である。ここでは次のような状況が発生しうる。すなわち
１）ケーブル４の実際状態が、図１に示されているように目標状態に相応する。この場合にはケーブル４は影響領域３ａにあり、この影響領域３ａに相応する信号出力が導通接続される。
【００２０】
２）ケーブル４の実際状態が目標状態に相応しない。
【００２１】
−２ａ）ケーブル４は図１に示された目標状態の左方に位置しており、影響領域３ｂにある。したがってこの影響領域３ｂに相応する信号出力が導通接続される。
【００２２】
−２ｂ）ケーブル４は図１に示された目標状態の右方に位置しており、影響領域３ｃにある。したがってこの影響領域３ｃに相応する信号出力が導通接続される。
【００２３】
−２ｃ）ケーブル４はケーブル滑車５の外側の右方または左方に位置しており、影響領域３ａ、３ｂ、３ｃの外側にある。
【００２４】
これらの条件に次の処置が対応する。
【００２５】
影響領域３ａに相応する信号出力が導通接続され、他の２つの信号出力が存在しない場合には、これはケーブルがその実際状態にあることを意味している。鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設を通常の速度で駆動することができる。影響領域３ａに相応する信号出力が導通接続され、さらに影響領域３ｂまたは３ｃに相応する信号出力が導通接続された場合には、これはケーブル４の実際状態がもはや正確に目標状態に一致していないことに対する判断基準となる。この場合には鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設を僅かに低減された速度で駆動すれば充分である。
【００２６】
影響領域３ｂまたは３ｃに相応する信号出力のみが導通接続された場合には、これはケーブル４がすでに著しく目標状態から偏移していることに対する判断基準となる。
【００２７】
３つの信号出力の全てが導通接続された場合は、回路が所定の状態にない。この場合には回路装置に直ちに介入しなければならない。
【００２８】
３つの信号出力のいずれも導通接続されない場合は、安全性に関する判断基準となり、回路装置に直ちに介入しなければならない。これは鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設においては、ケーブル４がケーブル滑車から外れてしまっており、直ちにこの鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設を停止させなければならないことを意味する。
【００２９】
図２には４つの監視および検出装置１のみが示されている。ただし一般には本発明の回路装置には多数の監視および検出装置１が所属している。鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設の欠陥のない状態を監視し、不完全状態を検出するための回路装置では、少なくとも数１００ｍにわたって分散された５０個以上の監視および検出装置１が必要となる。
【００３０】
監視および検出装置１はそれぞれ制御入力側６および制御出力側７を有しており、第１の監視および検出装置１の制御出力側７は第２の監視および検出装置１の制御入力側６に接続されている。第２の監視および検出装置１の制御出力側７は第３の監視および検出装置１の制御入力側６に接続されている。第３の監視および検出装置１の制御出力側７は第４の監視および検出装置１の制御入力側６に接続されている。第１の監視および検出装置１の制御入力側６は制御評価ユニット２の制御出力側８に接続されており、このユニットから、タイミング制御された信号、有利には周期的にプログラミング変更される信号が印加される。第４の監視および検出装置１の制御出力側７は制御評価ユニット２の制御入力側９に接続されている。このような個々の監視および検出装置１を直列接続することにより、回路装置の信号線路が形成され、これを介して個々の監視および検出装置１は安全性に関連する信号を制御評価ユニット２へ送信する。
【００３１】
図２に示されている本発明の回路装置の実施例についてはさらに、監視および検出装置１および制御評価ユニット２は問い合わせ手段およびアドレシング手段の点で、相応の接続線路１０を介して１つのリング状システムを形成している。この場合アドレスおよび情報は接続線路１０を介してタイミング制御された信号の伝送方向の反対方向のみに伝送される。これは制御評価ユニット２の制御出力側８から第１の監視および検出装置１の制御入力側６に対して供給されるので、信号線路上の安全性に関連する信号の伝送方向とは反対である。これにより、制御評価ユニット２が監視および検出装置１間の接続の遮断だけでなく、欠陥のある位置をも検出することが保証される。例えば２つの監視および検出装置１の間の信号線路が遮断された場合、制御評価ユニット２によってその制御入力側９に信号線路を介した信号が到来しないことは認識されるものの、どこに欠陥が存在しているかは検出できない。ただし接続線路１０を介して信号線路の伝送方向とは反対の方向へアドレシングすることにより、個々の監視および検出装置１を、接続線路１０を介して連続的に問い合わせて、要求された監視および検出装置１の信号線路を介して得られた切り換え信号を検出できる。その後方の監視および検出装置１に欠陥個所が存在する。
【００３２】
例えば図２に示された回路装置において第２の監視および検出装置１と第３の監視および検出装置１との間の信号線路が遮断された場合、制御評価ユニット２は接続線路１０を介してまず第４の監視および検出装置１への問い合わせを開始する。この装置から制御評価ユニット２は信号線路を介して戻りの信号を受け取り、これによって制御評価ユニット２から第４の監視および検出装置１への接続と第４の監視および検出装置１自体に欠陥がないことを認知する。同様に制御評価ユニット２は続いて第３の監視および検出装置１の戻りの信号を受け取る。しかし第２の監視および検出装置１が接続線路１０を介して問い合わされる際には、制御評価ユニット２は応答メッセージを受け取ることができない。なぜならここが遮断されているからである。このようにして制御評価ユニット２による欠陥位置の特定が可能となる。
【００３３】
図２の回路装置の構成では、解放信号の入力側１１を介して監視および検出装置１で受信可能な解放信号が印加される場合にのみ、監視および検出装置１がアドレスおよび情報を接続線路１０を介して受信する。全ての監視および検出装置１の解放信号入力側１１は制御評価ユニット２の解放信号出力側１２に接続されている。
【００３４】
図３には本発明の回路装置の有利な監視および検出装置１の種々の影響領域の基本図が示されている。監視および検出装置１は所定の側から見た状態で示されており、監視および検出装置１のアクティブ面１３全体にわたって存在する種々の影響領域３の分割状態が明らかに見てとれる。図１と同様にここでも近接スイッチとして構成された監視および検出装置１のセンシング領域はさしあたり３つの影響領域３ａ、３ｂ、３ｃに分割されている。これらのセンシング領域はアクティブ面１３全体にわたって存在しており、影響領域３の合計に相応する。
【００３５】
影響領域３ａ、３ｂ間の境界線１４と影響領域３ｂ、３ｃ間の境界線１５とは監視および検出装置１のアクティブ面１３に対して垂直に延在している。加えて影響領域３ａはさらに２つの部分領域３ａ’、３ａ”に分割されている。ここで部分領域３ａ’、３ａ”間の境界線１６は境界線１４、１５に対して垂直に延在しており、アクティブ面１３に対して平行に延在している。
【００３６】
監視および検出装置１は鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設においては一般に鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設の支持部に定置されており、ケーブル４を支持するケーブル滑車５の直接近傍に配置されている。このためこの装置はケーブル４に対して所定の間隔を有しており、この状態ないし位置が監視される。監視および検出装置１の影響領域３ａ、３ｂ、３ｃにより、ケーブル滑車５に対するケーブル４の側方の滑りを検出できる。影響領域３ａを２つの部分領域３ａ’、３ａ”に分割することにより、付加的にケーブル４とアクティブ面１３との垂直方向の距離の変化を検出することができる。この変化は例えば、ケーブル滑車５が負荷のために位置を変え、下方へ押される場合、またはケーブル滑車５の運動面１７の摩耗が生じた場合に発生しうる。
【００３７】
図３には簡単化のためにそれぞれ直線としてしか示されていないが、これらの境界線１４、１５、１６はもちろん湾曲した形状を有していてもよい。この場合には影響領域３ａ、３ｂ、３ｃ、ないし部分領域３ａ’、３ａ”はもはや矩形の形状を有さず、それぞれほぼ任意の形状を取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 鋼索鉄道施設またはチェアリフト施設の部分図である。
【図２】 本発明の回路装置の実施例を示す図である。
【図３】 監視および検出装置の種々の影響領域の基本図である。

Claims (6)

1. 複数の近接スイッチ（１）、例えば誘導形近接スイッチまたは容量形近接スイッチと、少なくとも１つの制御評価ユニット（２）を有しており、
   前記複数の近接スイッチ（１）は相互に直列接続され、かつ前記制御評価ユニット（２）に直列接続されており、
   前記装置はその状態、例えば切り換え状態に関して問い合わせ可能である、
   施設の欠陥のない状態を監視し、および／または不完全状態を検出する回路装置、例えば鋼索鉄道またはチェアリフト施設の欠陥のない状態を監視し、および／または不完全状態を検出する回路装置において、
   各近接スイッチ（１）は複数の異なる空間的な影響領域（３）と複数の信号出力側とを有しておりかつアドレス可能であり、
   各近接スイッチ（１）および制御評価ユニット（２）は問い合わせ手段およびアドレシング手段の点で相応の接続線路（１０）を介して１つのリング状システムを形成しており、
   アドレスおよび情報は接続線路（１０）を介して信号線路上の安全に関連する信号の伝送方向の反対方向のみに伝送される
   ことを特徴とする施設の欠陥のない状態を監視し、および／または不完全状態を検出する回路装置。
2. 各近接スイッチ（１）は制御入力側（６）および制御出力側（７）を有しており、ｎ−１番目の近接スイッチ（１）の制御出力側（７）はｎ番目の近接スイッチ（１）の制御入力側（６）に接続されている、請求項１記載の回路装置。
3. 第１の近接スイッチ（１）の制御入力側（６）は制御評価ユニット（２）の制御出力側（８）に接続されており、ｎ番目の近接スイッチ（１）の制御出力側（７）は制御評価ユニット（２）の制御入力側（９）に接続されており、信号線路は制御出力側（８）から複数個の近接スイッチ（１）を介して制御評価ユニット（２）の制御入力側（９）まで形成されている、請求項２記載の回路装置。
4. 各近接スイッチ（１）は少なくとも３つの異なる影響領域（３ａ、３ｂ、３ｃ）と少なくとも３つの信号出力側とを有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の回路装置。
5. 各近接スイッチ（１）は少なくとも１つの影響領域（３ａ）を有しており、該影響領域はさらに２つの部分領域（３ａ’、３ａ”）に分割されており、該２つの部分領域（３ａ’、３ａ”）への分割状態は影響領域（３）への分割状態に対して垂直に延在している、請求項１から４までのいずれか１項記載の回路装置。
6. 監視されるケーブル（４）がケーブル（４）を案内するケーブル滑車（５）に対して側方に滑ること、およびこれに対してケーブル位置が垂直方向に変化することを監視および検出する、請求項５記載の回路装置。

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