KR101310168B1

KR101310168B1 - 안전 장치를 위한 파라미터들의 자동 조정

Info

Publication number: KR101310168B1
Application number: KR1020117027718A
Authority: KR
Inventors: 버카드 브라쉬; 피터 헬켈; 루뒤거 로에브; 잉고 엥겔하트; 미하엘 빌케
Original assignee: 오티스 엘리베이터 컴파니
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2013-09-23
Also published as: HK1168578A1; KR20120018771A; CN102405184B; JP5559305B2; WO2010123489A1; US20120043180A1; JP2012524008A; BRPI0924912A2; EP2421786A1; RU2011140752A; US8997968B2; RU2493094C2; EP2421786A4; EP2421786B1; CN102405184A

Abstract

컨베이어(10, 10a)의 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 장치(100) 및 방법(300)이 개시된다. 안전 장치(100)는 다양한 센서들(102, 102a, 104, 104a, 106, 106a, 108, 108a) 및 안전 제어 모듈(200, 200a)을 포함할 수 있다. 안전 제어 모듈(200, 200a)은 컨베이어(10, 10a)의 작동적 및 기계적 특징들을 학습하고, 사전정의된 공칭 사양들을 토대로 하여 상기 컨베이어(10, 10a)의 작동 특징들을 검증하며, 캘리브레이트된 안전 제어 파라미터들 - 이에 의하여 컨베이어의 작동이 모니터링됨 - 을 이용하여 안전 기능을 판정하도록 구성되는 학습-운행 방법(300)을 이용해 프로그래밍될 수 있다.

Description

안전 장치를 위한 파라미터들의 자동 조정{AUTOMATIC ADJUSTMENT OF PARAMETERS FOR SAFETY DEVICE}

본 발명은 일반적으로는 컨베이어를 위한 안전 제어 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 컨베이어의 빠진 계단(missing step)을 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

컨베이어, 예컨대 에스컬레이터, 평면 에스컬레이터(travelator), 무빙 워크웨이 등은 어느 한 장소에서 다른 장소로 사람들을 신속하고 편리하게 이송시키기 위한 이동 경로를 제공한다. 보다 구체적으로, 컨베이어의 이동 펠릿(pellet) 또는 계단들은 사전설정된 속도로 두 승강장 플랫폼 간의 경로 길이를 따라 승객들을 이동시킨다. 시야에서 숨겨져 있고 컨베이어 하부에 배치되는 계단 체인들은 폐쇄 루프 방식(closed loop fashion)으로 각각의 계단들을 상호연결하는 역할을 한다. 메인 구동 소스, 구동 샤프트 및 연관된 스프로킷(sprocket)들에 의하여 구동되는 계단 체인들은 컨베이어의 노출된 상부 표면을 따라 계단들을 이동시켜 승강장 플랫폼들 사이에서 승객들을 이송시킨다. 각각의 두 승강장 플랫폼 내에 배치되는 스프로킷들은 계단의 이동 방향을 반전시키고 순환전 회귀 경로(cyclic return path)를 형성하도록 아크를 통해(through an arc) 계단 체인들을 안내한다.

그들의 연속적 움직임으로 인해, 컨베이어들은 다양한 내부 고장들을 일으키기 쉽고, 이는 나아가 컨베이어 상이나 그 부근의 승객들에게 부상을 입힐 수 있다. 이러한 고장 중 하나는 컨베이어의 속도, 또는 승강장 플랫폼들 사이에서 컨베이어의 계단들이 이동하는 속도와 연관되어 있다. 컨베이어의 속도는 사전정의된 공칭 속도로부터 편차가 생기거나 변동되어, 컨베이어의 계단들이 너무 빠르게 움직이거나, 너무 느리게 움직이거나, 급작스럽게 정지하거나, 너무 빨리 가속되는 등의 문제를 야기할 수 있다. 컨베이어의 속도의 비일관성(inconsistency)은 몇몇 인자들에 의해 야기될 수 있다. 하지만, 발생되는 대부분에 있어, 컨베이어 속도의 비일관성은 컨베이어의 메인 구동 소스로 공급되는 전력의 변동에 의하여 야기될 수 있다. 예를 들어, 과전압(overvoltage), 미달전압(undervoltage), 서지(power surges), 스파이크, 또는 컨베이어로 공급되는 전력의 다른 비일관성들은 컨베이어에 변화를 야기하며, 이는 시간에 걸쳐 누적되고 궁극적으로는 컨베이어의 사전정의된 공칭 속도(predefined nominal speed)를 오프셋(offset)시킬 수 있다. 또한, 전력 변동들은 안전 프로토콜들에 의하여 요구되는 사전정의된 시간 또는 거리 내에서 정지시키기 위한 컨베이어의 능력을 방해할 수 있다.

다른 고장들은 오정렬되거나 또는 빠진(missing) 펠릿 또는 계단들로 인한 것이다. 시간이 지남에 따라, 컨베이어의 1 이상의 계단들이 연관된 계단 체인들로부터 이탈되어 나가(break loose), 계단들이 검출되지 않고 컨베이어 시스템 내에서 떨어지거나 벗어나게 한다. 또한, 빠진 계단들은 부적절한 유지보수에 의하여 야기될 수도 있다. 컨베이어는 1 이상의 계단들이 제거되거나, 교체되는 일 등이 있을 수 있어 주기적인 유지보수를 필요로 한다. 하지만, 계단이 계단 체인들과 적절하게 체결되거나 재정렬되지 않은 경우, 계단이 이탈되어 나가거나 벗어날 수 있다. 어떠한 경우이든, 컨베이어의 제어 시스템이 빠진 계단에 의해 야기되는 빈 공간을 검출하는 데 실패할 경우, 컨베이어가 계속 작동하고, 컨베이어의 상부 표면으로 빈 공간이 진행하며, 상기 빈 공간에 승객이 노출될 수 있다. 이에 대해 알지 못하는 승객들은 빈 공간으로 떨어지거나 발걸음을 옮겨 부상을 입게 될 수 있다.

따라서, 에스컬레이터 및 평면 에스컬레이터에는 이러한 결함 조건들에 의하여 야기되는 위험들을 최소화시키는 역할을 하는 다양한 안전 수단들이 제공된다. 예를 들어, 컨베이어의 적절한 작동을 보장하기 위하여 서비스 기술자들(service technicians)에 의해 현장에서(on site) 주기적인 유지보수가 수행될 수 있다. 하지만, 이러한 유지보수는 시간소모적이고, 비용이 들며, 인적 과오(human error)의 위험이 개입될 수 있다. 다른 안전 수단들은 안전 모니터링 장치를 채용할 수 있다. 특히, 컨베이어들에는 결함 조건들에 대해 컨베이어의 작동을 모니터링하는 안전 모니터링 장치가 제공될 수 있다. 결함이 검출된 경우, 안전 모니터링 장치는 컨베이어의 제어 유닛으로 교정 명령을 전달하거나, 또는 단순히 서비스 기술자에 의해 결함이 수동으로 확인(clear)될 때까지 컨베이어의 작동을 중단시키도록 구성될 수 있다. 하지만, 컨베이어들은 또한 컨베이어 타입, 배치, 적용 등과 연관된 안전 코드들 및 규제들(safety codes and regulations)에 순응하도록 작동할 필요가 있을 수 있다. 각각의 컨베이어의 타입, 배치 및 적용은 상이하기 때문에, 각각의 컨베이어와 연관된 안전 모니터링 장치 또한 상이해야 한다.

특히, 각각의 컨베이어를 위한 안전 모니터링 장치는 특정 컨베이어에 대해 특수하게 설계되고, 구성되고, 프로그래밍되어야 하며, 이를 위해서는 각각의 컨베이어 시스템에 대해 상당한 양의 시간과 비용이 소모된다. 이는, 또한 기존의 안전 장치들을 여타 컨베이어 타입 또는 응용물에 맞출 수 없으며, 나아가 새로운 컨베이어 안전 코드들 및 규제들과 같은 변경 조건들에 순응하도록 업그레이드될 수도 없음을 의미한다. 변경된 안전 코드들 및 규제들에 순응하도록 하기 위해, 현재 기존의 안전 장치들, 또는 컨베이어 시스템이 전체적으로 교체되어야 할 필요가 있을 수도 있다. 이러한 서비스는 최종 소비자로 하여금 상당한 비용과 휴지시간(downtime)을 들이게 한다.

그러므로, 보다 시간 및 비용 효율적인 방식으로 컨베이어 시스템의 안전 파라미터들을 모니터링하는 강건하고(robust), 범용적인(universal) 제어 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 보다 구체적으로는, 여러 상이한 컨베이어 타입 및 지역적 규제들에 맞출 수 있으며, 나아가 컨베이어 계단의 존재, 계단의 속도, 정지 거리, 및 다른 안전 제어 파라미터들을 모니터링할 수 있는 안전 제어 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 연관된 컨베이어의 작동적 및 기계적 특징들(operational and mechanical characteristics)을 자동적으로 판정하고, 필요한 안전 파라미터들을 자체-캘리브레이트(self-calibrate)하며, 상기 컨베이어에 특정된 안전 코드들에 따라 상기 파라미터들을 모니터링하는 제어 시스템에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 플랫폼과 제 2 플랫폼 사이에서 연장되는 복수의 계단들 - 상기 계단들은 계단 체인에 의하여 상호연결되고 메인 구동 구성요소에 의하여 구동됨 - 을 갖는 컨베이어의 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 적어도 계단 속도 신호 및 계단 검출 신호를 출력하도록 구성되는 복수의 센서; 및 상기 센서들과 연통되며 컨베이어 제어 유닛과 연통되는 안전 제어 모듈을 포함하며, 상기 안전 제어 모듈은, 자동적으로 상기 센서들의 출력들을 토대로 하여 상기 컨베이어의 작동적 및 기계적 특징들을 판정하고, 사전정의된 공칭 사양들(predefined nominal specifications)을 토대로 하여 상기 컨베이어의 작동 특징들을 검증하며(validate), 상기 컨베이어의 검증된 작동 특징들에 대응되는 안전 제어 파라미터들 - 이에 의하여 컨베이어의 작동을 모니터링함 - 을 판정하도록 구성된다.

본 명세서의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 플랫폼과 제 2 플랫폼 사이에서 연장되는 복수의 계단들 - 상기 계단들은 계단 체인에 의하여 상호연결되고 메인 구동 구성요소에 의하여 구동됨 - 을 갖는 컨베이어의 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은, 계단 속도 센서 및 계단 검출 센서의 출력들을 토대로 하여 상기 컨베이어의 작동적 및 기계적 특징들을 판정하는 단계; 사전정의된 공칭 사양들을 토대로 하여 상기 컨베이어의 작동 특징들을 검증하는 단계; 및 상기 컨베이어의 검증된 작동 특징들에 대응되는 안전 제어 파라미터들 - 이에 의해 컨베이어의 작동을 모니터링함 - 을 판정하는 단계를 포함한다.

본 명세서의 또 다른 실시형태에 따르면, 제 1 플랫폼과 제 2 플랫폼 사이에서 연장되는 복수의 계단들 - 상기 계단들은 계단 체인에 의하여 상호연결되고 메인 구동 구성요소에 의하여 구동됨 - 을 갖는 컨베이어의 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은, 사전정의된 시간 동안 계단 속도 센서 및 계단 검출 센서의 출력 신호들을 샘플링하는 단계; 상기 계단 속도 출력 신호를 토대로 하여 측정된 계단 속도를 판정하는 단계; 상기 계단 속도 출력 신호의 주파수를 토대로 하여 계단 속도 센서 타입을 판정하는 단계; 상기 계단 속도 출력 신호와 상기 계단 검출 출력 신호 간의 상관관계를 토대로 하여 컨베이어 계단의 크기를 판정하는 단계; 상기 측정된 계단 속도와 사전정의된 계단 속도를 비교하는 단계; 센서 출력 신호들 간의 상호-상관관계(cross-correlation)와 사전정의된 공차(predefined tolerance)를 비교하는 단계; 및 상기 측정된 계단 속도와 센서 출력 신호들 간의 상호-상관관계 둘 모두가 사전정의된 공차 내에 있는 경우에만 안전 제어 파라미터들을 판정하는 단계를 포함한다.

본 명세서의 이들 및 다른 실시형태들은 후속하는 상세한 설명부를 참고할 때 첨부 도면들과 연계할 경우 보다 명확히 이해될 것이다.

도 1은 본 명세서의 개시내용에 따라 구성된 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 예시적 안전 제어 장치를 포함하는 컨베이어의 사시도;
도 2는 자동 안전 제어 장치를 포함하는 예시적 컨베이어 시스템의 개략도;
도 3은 컨베이어의 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 예시적 학습-운행 방법(learn-run method)의 플로우 차트이다.
본 명세서는 다양한 수정들 및 대안적인 구성들을 허용할 수 있으나, 그것의 특정 실시예들에 대해서만 도면으로 도시되고 상세히 후술될 것이다. 하지만, 개시된 특정 형태들로만 제한하려는 의도는 없는 반면, 의도하는 바는 본 명세서의 기술적 사상 및 범위에 속한 모든 수정들, 대안적인 구성들, 및 등가적 사상을 포괄하고자 하는 것임을 이해하여야 한다.

도면들, 특히 도 1을 참조하면, 컨베이어를 위한 예시적 안전 제어 시스템이 제공되며, 이는 참조 부호 100으로 나타나 있다. 본 명세서의 개시내용은, 구체적으로 후술되는 것과 더불어 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 장치들을 구성하는 데 이용될 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자는 이어지는 내용이 예시적인 실시예에 지나지 않음을 쉽게 이해할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 플랫폼(12), 제 2 플랫폼(14), 상기 제 1 플랫폼(12)과 제 2 플랫폼(14) 사이에서 연장되는 복수의 이동 펠릿들 또는 계단들(16), 및 상기 복수의 계단들(16) 옆에 배치되는 이동 핸드레일들(18)을 갖는 에스컬레이터 형태의 예시적 컨베이어(10)가 제공된다. 컨베이어(10)의 계단들(16)은 메인 구동 소스(17), 예컨대 전기 모터 등에 의하여 구동되며, 플랫폼들(12, 14) 사이에서 이동하게 된다. 메인 구동 소스(17)는 컨베이어(10) 내에서 계단들(16)의 내부 표면들과 기계적으로 상호연결되는 폐쇄 루프 계단 밴드들 또는 체인들(closed loop step bands or chains)을 회전시키기 위하여 구동 샤프트 및 그와 연관된 기어들을 회전시킨다. 각각의 두 승강장 플랫폼(12, 14) 내에서, 스프로켓들(19)은 계단의 이동 방향을 반전시키고 순환 방식의 회귀 경로를 형성하기 위하여 아크를 통해 계단 체인들 및 그에 부착되는 계단들(16)을 안내한다. 핸드레일들(18)은 계단들(16)의 속도와 비견되는 속도로 계단들(16) 옆쪽에서 유사한 수단에 의해 회전가능하게 이동된다.

계속해서 도 1을 참조하면, 컨베이어(10)에는 도시된 컨베이어 제어 유닛(90) 및 안전 장치(100)가 제공될 수 있다. 일반적으로, 컨베이어 제어 유닛(90)은 컨베이어 시스템의 전체적인 작동 및 제어를 관리하는 역할을 한다. 안전 장치(100)는 컨베이어(10)가 연관된 안전 코드들 및 규제들에 따라 작동하도록 보장하는 역할을 할 수 있다. 또한, 안전 장치(100)는 다른 가이드라인들, 예컨대 내부에 컨베이어가 설치된 설비에 의해 설정된 가이드라인들, 계약 협정(contract agreements), 사용자에 의해 정의된 사양(user-defined specifications) 등에 따라 이용될 수 있다. 안전 장치(100)는 컨베이어(10) 및 안전 제어 모듈(200)의 다양한 파라미터들을 관측하기 위한 복수의 센서들(102, 104, 106, 108)을 포함할 수 있다. 특히, 안전 장치(100)는 컨베이어(10)의 구동 또는 계단 속도(drive or step speed), 핸드레일들(18)의 속도, 각각의 승강장 플랫폼들(12, 14)과 관련된 계단들(16)의 존재 또는 부재 등을 관측할 수 있다. 계단 속도를 판정하기 위하여, 안전 장치(100)는 계단들(16)과 상호연결되는 계단 체인을 구동하는 스프로켓(19)의 티스(20) 가까이에 위치되는 광전기 센서(photoelectric sensor)와 같은 계단 속도 센서(102)를 제공할 수 있다. 대안적으로, 스프로켓(19)의 회전 속도를 검출하도록 구성되는 스프로켓(19)의 축에 위치되는 인코더를 포함할 수 있다. 계단들(16)의 존재 또는 부재를 검출하기 위하여, 안전 장치(100)는 컨베이어(10)의 승강장 플랫폼들(12, 14)에 계단 검출 센서(104, 106)를 포함할 수 있다. 특히, 계단 검출 센서들(104, 106)은 펠릿 또는 계단(16)의 계단 롤러 또는 계단 롤러 축들에서의 금속을 검출하도록 구성되는 근접 센서들을 포함할 수 있다. 또한, 안전 장치(100)는 계단들(16)의 속도에 대한 핸드레일들(18)의 상대적인 속도를 관측하기 위한 핸드레일 센서들(108)을 포함할 수 있다. 안전 제어 모듈(200)은, 센서 출력들을 샘플링하여 초기에 컨베이어(10)의 작동적 및 기계적 특징들을 학습하고, 측정된 데이터를 검증하고, 학습된 특징들 및 안전 규제들에 따라 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하며, 나아가 결함 또는 편차의 여하한의 현저한 신호들에 대해 컨베이어의 작동을 모니터링할 수 있다. 이러한 결합이 검출되면, 안전 제어 모듈(200)은 컨베이어 제어 유닛(90)에 컨베이어의 작동을 적절히 조정하기 위해 필요한 명령들을 제공할 수 있다.

이후, 도 2를 참조하면, 자동 조정 안전 장치(100a)와 통합된 예시적 컨베이어 시스템의 전체적인 개략도가 제공된다. 보다 구체적으로, 전체 시스템의 메인 구성요소들은 적어도 컨베이어(10a), 컨베이어 제어 유닛(90a), 및 안전 장치(100a)를 포함할 수 있다. 도 1의 실시예에서와 같이, 다양한 센서들(102a)은 컨베이어(10a)의 정상 작동 중의 사전정의된 시간 동안 컨베이어(10a)에 대해 특정된 데이터를 측정하거나 샘플링하기 위해 컨베이어(10a) 상이나 또는 컨베이어(10a) 내에 배치될 수 있다. 시동 때에, 안전 제어 모듈(200a)은 센서들(102a)에 의하여 제공되는 샘플링된 데이터를 이용하여 컨베이어(10a)의 작동적 및 기계적 특징들을 학습할 수 있다. 제공되는 센서(102a)의 타입에 따라, 안전 제어 모듈(200a)은 컨베이어 계단의 속도, 계단의 크기, 계단의 피치, 핸드레일의 속도, 연관된 기어 비들, 및 이용되는 센서들의 타입과 같은 특징들을 판정하는 데 상기 샘플링된 데이터를 이용할 수 있다.

컨베이어(10a)의 필요한 데이터 모두가 얻어지면, 안전 제어 모듈(200a)은 샘플링된 데이터를 검증하거나, 상기 샘플링된 데이터를 사전정의된 공칭 값들 및 임계치들과 비교할 수 있다. 사전정의된 값들은 지역적 안전 코드들 및 규제들에 의하여 설정된 바와 같이 공칭 컨베이어 계단 속도, 계단 크기 등을 포함할 수 있다. 또한, 사전정의된 값들은, 특약 요건들(contract-specific requirements), 사용자에 의해 정의된 선호사항들 등과 같은 다른 가이드라인들에 의하여 도입되는 제약들 또는 제한들을 포함할 수도 있다. 샘플링된 데이터가 사전정의된 공칭 값의 허용가능한 임계치 내에 있는 경우, 안전 제어 모듈(200a)은 컨베이어(10a)에 특정된 적절한 안전 기능 및 대응되는 안전 제어 파라미터들을 판정하도록 진행될 수 있다. 하지만, 샘플링된 데이터가 사전정의된 공칭 값들의 허용가능한 임계치 내에 있지 않은 경우, 안전 제어 모듈(200a)은 샘플링된 데이터를 거부하고, 성공적으로 검증될 때까지 컨베이어 데이터의 후속하는 샘플들을 얻도록 진행될 수 있다. 샘플링된 데이터가 유효(valid)하며 각각의 안전 코드들 및 규제들에 따르고 있다면, 안전 제어 모듈(200a)은 컨베이어에 특정된 새로운 안전 기능을 자동적으로 발생시키거나, 또는 안전 장치(100a) 내에 사전 저장된 기존의 안전 기능을 자동적으로 조정할 수 있다. 보다 구체적으로, 안전 제어 모듈(200a)은 안전 제어 파라미터들을 사전정의된 값들로 캘리브레이트하고, 상기 안전 제어 파라미터들을 안전 장치(100a) 내에 기준으로 저장할 수 있다.

안전 기능을 기준으로 이용하여, 안전 제어 모듈(200a)은 공칭 사양들로부터의 상당한 편차들에 대해 컨베이어(10a)의 작동을 더 모니터링할 수 있다. 이러한 편차가 검출되는 경우, 안전 제어 모듈(200a)은 오차를 보정하기 위해 컨베이어 제어 유닛(90a)으로 필요한 신호들을 통신할 수 있다. 예를 들어, 안전 장치(100a)가 컨베이어 계단 속도의 현저한 증가를 검출하는 경우, 안전 제어 모듈(200a)은 제어 유닛(90a)으로 하여금 감속하도록 명령할 수 있다. 이에 응답하여, 제어 유닛(90a)은 컨베이어 계단의 속도를 줄이기 위하여 컨베이어(10a)를 구동하는 모터 등으로 가는 전력을 줄일 수 있다. 컨베이어 계단 속도가 저장된 안전 기능에 의하여 설정된 바와 같은 허용가능한 경계 내에 있는 속도로 돌아가면, 안전 제어 모듈(200a)은 제어 유닛(90a)에게 감속을 멈추고 현재의 계단 속도를 유지하라는 명령을 내릴 수 있다. 따라서, 컨베이어 제어 유닛(90a)은 모터로 전달되는 전력을 유지할 수 있다.

도 1의 실시예를 다시 참조하면, 안전 제어 모듈(200)은 서비스 기술자가 쉽게 접근할 수 있도록 컨베이어(10)의 제어 패널 내에 제공되는 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서 등에 의하여 실현될 수 있다. 안전 장치(100)는 디스플레이 또는 사용자 인터페이스를 더 포함하며, 이를 통해 서비스 기술자가 컨베이어 데이터를 보거나 수정할 수 있다. 이러한 인터페이스를 이용하여, 서비스 기술자는 또한 변화되는 안전 코드들 및 규제들에 따라 안전 제어 모듈(200)을 업데이트할 수 있다. 새로운 안전 요건들에 따라 컨베이어(10)의 안전 제어 파라미터들을 조정하거나 또는 캘리브레이트하기 위하여, 서비스 기술자는 안전 제어 모듈(200)로 하여금 학습-운행(learn-run; 300)을 개시할 것을 명령하기만 하면 된다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, 학습-운행(300)은 도 3의 플로우 차트에 개략적으로 예시된 바와 같은 단계들에 따라 작동하도록 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 등 내에 프로그래밍되는 알고리즘일 수 있다. 학습-운행(300)을 실행하기 전에, 학습-운행(300)은 1 이상의 전제조건들(preconditions)을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 학습-운행(300)은 컨베이어(10)가 사전결정된 시간 동안 일정한 속도로 작동되도록 할 필요가 있다. 컨베이어(10)가 에스컬레이터인 경우, 학습-운행(300)은 에스컬레이터가 프로세싱 전에 특정 방향, 즉 상방향 또는 하방향으로 일정한 속도에서 작동하도록 할 필요가 있을 수 있다. 학습-운행(300)은 또한 서비스 기술자에 의하여 제조시나 현장에서 제공될 수 있는 사전정의된 입력들을 필요로 할 수도 있다. 사전정의된 입력들은 컨베이어(10)가 따르는 것이 바람직한 1 이상의 제약들을 명시한 계수 값들(discrete values)일 수 있다. 예를 들어, 학습-운행(300)은 안전 표준들에 의해 허용가능한 1 이상의 개별 공칭 컨베이어 계단 속도, 계단 또는 펠릿의 크기 계수 등을 필요로 할 수 있다.

전제조건들 모두가 충족되고 필요한 사전정의된 입력들이 안전 제어 모듈(200)에 의하여 수용되면, 학습-운행(300)은 사용자가 학습-운행(300)을 개시하라는 수동적(manual) 입력 또는 명령들에 대기할 수 있다. 개시하라는 명령들이 수신될 때, 학습-운행(300)은 학습 시퀀스(learn sequence; 302)를 먼저 실행할 수 있다. 학습 시퀀스(302) 동안, 학습-운행(300)은 사전정의된 시간 동안 다양한 센서들(102, 104, 106, 108)을 이용하여 컨베이어(10)의 정상 작동 조건들을 관측할 수 있다. 예를 들어, 학습 시퀀스(302)는 40 초 정도의 시간 동안 계단 속도 센서(102), 계단 검출 센서(104, 106), 핸드레일 센서(108) 등에 의하여 측정되는 데이터를 샘플링할 수 있다. 샘플링된 데이터를 토대로 하여, 학습 시퀀스(302)는 컨베이어(10)의 핵심적인 특징들을 유도하기 위해 평균 및 추가적인 계산들을 수행할 수 있다. 특히, 학습 시퀀스(302)는 컨베이어(10)의 측정된 계단 속도, 각각의 계단 검출 신호의 평균 주기, 계단 속도 신호의 평균 주기, 상기 계단 검출 신호들의 주기 당 계단 속도 신호 펄스들의 평균 수, 상기 계단 속도 신호의 평균 주파수, 핸드레일 신호의 평균 주기 등을 계산하도록 구성될 수 있다. 이러한 유도를 이용하여, 학습-운행(300)은 특정 컨베이어(10)의 다양한 기계적 특성들을 판정할 수 있다. 구체적으로, 학습 시퀀스(302)는 계단 속도 센서에 의하여 제공되는 계단 속도 신호의 주파수를 토대로 하여 이용되는 계단 속도 센서(102)의 타입, 즉 근접 센서 또는 인코더를 판정할 수 있다. 또한, 학습 시퀀스(302)는 계단 검출 신호들의 주기 당 계단 속도 신호 펄스들의 수를 토대로 하여 컨베이어 계단의 크기, 깊이 및/또는 피치를 판정할 수 있다.

학습 시퀀스(302) 동안 컨베이어(10)의 작동적 및 기계적 특징들을 학습한 후에, 학습-운행(300)은 도 3의 검증 시퀀스(304)로 진행될 수 있다. 검증 시퀀스(304)에서, 컨베이어(10)의 측정된 계단 속도는 사전정의된 계단 속도와 비교될 수 있다. 상술된 바와 같이, 안전 제어 모듈(200)은 사전프로그래밍되고, 일련의 허용가능한 공칭 계단 속도들이 제공될 수 있다. 검증 시퀀스(304)는 측정된 계단 속도를, 최상의 조합(best match)을 판정하기 위해 각각의 이용가능한 사전정의된 계단 속도들, 예를 들어 0.50 m/s, 0.65 m/s, 0.75 m/s 및 0.90 m/s와 비교하거나, 또는 측정된 계단 속도에 최상으로 근사화된 사전정의된 계단 속도와 비교할 수 있다. 또한, 검증 시퀀스(304)는 측정된 계단 속도가 선택되는 사전정의된 계단 속도의 사전정의된 공차, 예를 들어 5 % 또는 10 % 내에 있는지의 여부를 판정할 수 있다. 추가적인 수단으로서, 검증 시퀀스(304)는 학습 시퀀스(302) 동안 샘플링된 측정치들을 사전정의된 공차 내에서 서로 상호-상관관계에 있는지를 판정할 수 있다. 결과들에 따라, 검증 시퀀스(304)는 학습-운행(300)을 거부하거나 계속 진행할 수 있다. 예를 들어, 검증 시퀀스(304)는 측정된 계단 속도와 개별 측정치들 간의 상호-상관관계 둘 모두가 각각의 사전정의된 공차 내에 있지 않은 경우에만 학습-운행(300)을 거부하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 검증 시퀀스(304)는 측정된 계단 속도와 개별 측정치들 간의 상호-상관관계 중 어느 하나가 각각의 사전정의된 공차 내에 있지 않은 경우 학습-운행(300)을 거부하도록 구성될 수도 있다. 학습-운행(300)이 거부되거나 또는 중단되는 경우, 학습-운행(300)은 자동적으로 또는 사용자의 수동적 입력에 의하여 재개시될 수 있다.

검증 시퀀스(304)가 성공적인 경우, 학습-운행(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 캘리브레이션 시퀀스(306)로 진행될 수 있다. 컨베이어(10)의 학습된 작동적 및 기계적 특징들을 토대로 하여, 캘리브레이션 시퀀스(306)는 특정 컨베이어(10)에 대해 새로운 안전 기능을 자동적으로 발생시키고 상기 안전 기능을 기준으로 저장할 수 있다. 대안적으로, 캘리브레이션 시퀀스(306)는 기존의 안전 기능의 제어 파라미터들을 자동적으로 조정할 수도 있다. 특히, 안전 기능은 일련의 안전 제어 파라미터들 또는 임계치들을 포함할 수 있으며, 이에 의해 컨베이어(10)가 모니터링될 수 있다. 안전 파라미터들은 컨베이어 계단 속도, 계단들의 정방향 및 역방향 움직임(forward and reverse motion), 빠진 계단 검출, 정지 거리, 핸드레일 속도 등과 관련된 임계치들을 포함할 수 있다. 보다 중요하게는, 발생되는 안전 기능 및 그것의 파라미터들이 안전 코드들 및 규제들과 순응하도록 하기 위해 사전정의된 공칭 계단 속도들에 따라 자동적으로 캘리브레이트된다.

상술된 바를 토대로, 본 명세서가 종래 기술에서의 결함들을 극복한 안전 장치들을 구비한, 에스컬레이터, 평면 에스컬레이터, 무빙 워크웨이 등과 같은 컨베이어를 제공할 수 있음을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 본 명세서는 다양한 컨베이어 타입들 중 하나에 자동적으로 맞출 수 있으며, 동시에 컨베이어에 특정된 안전 코드들 및 규제들과의 순응을 보장할 수 있는 안전 제어 장치를 제공한다. 맞춤가능성(adaptable)이 있어서, 안전 제어 모듈은 어떠한 환경에서도 컨베이어의 제조, 설치 및 유지보수를 용이하게 한다. 자동적이기 때문에, 안전 제어 모듈은 컨베이어에 대해 서비스를 제공하는 데 필요한 휴지시간 및 비용을 최소화시킨다. 또한, 서비스 기술자들에 의한 유지보수의 필요성을 저감시킴으로써, 안전 제어 모듈은 인적 과오에 의해 도입되는 결함들을 추가적으로 최소화시킨다.

특정 실시예들에 대해서만 기술하였으나, 당업자라면 상술된 설명으로부터 대안들 및 수정들에 대해서도 명확히 이해할 수 있을 것이다. 이들 및 다른 대안들은 본 명세서의 기술적 사상 및 범위 내에 있으며 등가적 사상으로 간주된다.

Claims

제 1 플랫폼(12)과 제 2 플랫폼(14) 사이에서 연장되는 복수의 계단들(16) - 상기 계단들(16)은 계단 체인에 의하여 상호연결되고 메인 구동 구성요소(17)에 의하여 구동됨 - 을 갖는 컨베이어(10, 10a)의 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 장치(100, 100a)에 있어서, 상기 장치(100, 100a)는,
적어도 계단 속도 신호 및 계단 검출 신호를 출력하도록 구성되는 복수의 센서들(102, 102a, 104, 104a, 106, 106a); 및 상기 센서들(102, 102a, 104, 104a, 106, 106a)과 연통되며 컨베이어 제어 유닛(90, 90a)과 연통되는 안전 제어 모듈(200, 200a)을 포함하며,
상기 안전 제어 모듈(200, 200a)은, 상기 센서들(102, 102a, 104, 104a, 106, 106a)의 출력들을 토대로 하여 자동으로 상기 컨베이어(10, 10a)의 작동적 및 기계적 특징들을 판정하고, 사전정의된 공칭 사양들(predefined nominal specifications)을 토대로 하여 상기 컨베이어(10, 10a)의 작동 특징들을 검증하며(validate), 상기 컨베이어(10, 10a)의 검증된 작동 특징들에 대응되는 안전 제어 파라미터들 - 이에 의하여 컨베이어의 작동을 모니터링함 - 을 판정하도록 구성되는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 안전 제어 모듈(200, 200a)은 상기 컨베이어(10, 10a)의 작동 특징들을 더 모니터링하여 미리 설정된 범위를 벗어나는 편차를 감지하고, 상기 편차를 보정하기 위한 명령들을 상기 컨베이어 제어 유닛(90, 90a)에 통신하는 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 안전 제어 모듈(200, 200a)은 계단 속도, 반전 움직임(reverse motion), 계단 검출 및 정지 거리를 모니터링하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서들(102, 102a, 104, 104a, 106, 106a, 108, 108a)은 핸드레일 속도 신호를 더 출력하도록 구성되는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 특징들은 적어도 상기 계단 속도 신호의 평균 주기 및 상기 계단 검출 신호의 평균 주기를 계산함으로써 판정되는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기계적 특징들은 컨베이어 계단 크기 및 계단 속도 센서 타입을 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 안전 제어 모듈(200, 200a)은 측정된 계단 속도와 사전정의된 계단 속도를 비교함으로써 상기 컨베이어(10, 10a)의 작동 특징들을 검증하는 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 안전 제어 모듈(200, 200a)은 상기 센서 출력 신호들 간의 상호-상관관계(cross-correlation)와 사전정의된 공차(predefined tolerance)를 더 비교하는 장치.
제 1 항에 있어서,
사용자 인터페이스(user interface)를 더 포함하며, 상기 사용자 인터페이스를 통해 상기 안전 제어 모듈(200, 200a)이 상기 컨베이어(10, 10a)의 작동 특징들에 관한 정보를 표시할 수 있는 장치.
제 1 플랫폼(12)과 제 2 플랫폼(14) 사이에서 연장되는 복수의 계단들(16) - 상기 계단들(16)은 계단 체인에 의하여 상호연결되고 메인 구동 구성요소(17)에 의하여 구동됨 - 을 갖는 컨베이어(10, 10a)의 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 방법(300)에 있어서, 상기 방법(300)은,
계단 속도 센서(102, 102a) 및 계단 검출 센서(104, 104a, 106, 106a)의 출력들을 토대로 하여 상기 컨베이어(10, 10a)의 작동적 및 기계적 특징들을 판정하는 단계;
사전정의된 공칭 사양들을 토대로 하여 상기 컨베이어(10, 10a)의 작동 특징들을 검증하는 단계; 및
상기 컨베이어(10, 10a)의 검증된 작동 특징들에 대응되는 안전 제어 파라미터들 - 이에 의해 컨베이어의 작동을 모니터링함 - 을 판정하는 단계를 포함하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 컨베이어(10, 10a)의 작동 특징들을 모니터링하여 미리 설정된 범위를 벗어나는 편차를 감지하고, 상기 편차를 보정하기 위한 명령들을 컨베이어 제어 유닛(90, 90a)에 통신하는 단계를 더 포함하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 컨베이어(10, 10a)의 작동적 및 기계적 특징들을 판정하는 단계는 또한 핸드레일 센서(108, 108a)의 출력을 토대로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 컨베이어(10, 10a)의 작동 특징들은 적어도 상기 계단 속도 신호의 평균 주기 및 상기 계단 검출 신호의 평균 주기를 포함하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 기계적 특징들은 컨베이어(10, 10a) 계단 크기 및 계단 속도 센서 타입을 포함하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 검증하는 단계는 측정된 계단 속도를 사전정의된 계단 속도와 비교하는 방법.
제 1 플랫폼(12)과 제 2 플랫폼(14) 사이에서 연장되는 복수의 계단들(16) - 상기 계단들(16)은 계단 체인에 의하여 상호연결되고 메인 구동 구성요소(17)에 의하여 구동됨 - 을 갖는 컨베이어(10, 10a)의 안전 제어 파라미터들을 자동적으로 조정하기 위한 방법(300)에 있어서, 상기 방법(300)은,
사전정의된 시간 동안 계단 속도 센서(102, 102a) 및 계단 검출 센서(104, 104a, 106, 106a)의 출력 신호들을 샘플링하는 단계;
상기 계단 속도 출력 신호를 토대로 하여 측정된 계단 속도를 판정하는 단계;
상기 계단 속도 출력 신호의 주파수를 토대로 하여 계단 속도 센서 타입을 판정하는 단계;
상기 계단 속도 출력 신호와 상기 계단 검출 출력 신호 간의 상관관계를 토대로 하여 컨베이어 계단의 크기를 판정하는 단계;
상기 측정된 계단 속도와 사전정의된 계단 속도를 비교하는 단계;
센서 출력 신호들 간의 상호-상관관계(cross-correlation)와 사전정의된 공차(predefined tolerance)를 비교하는 단계; 및
상기 측정된 계단 속도와 상기 센서 출력 신호들 간의 상호-상관관계 둘 모두가 상기 사전정의된 공차 내에 있는 경우에만 안전 제어 파라미터들을 판정하는 단계를 포함하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 출력 신호들을 샘플링하는 단계는 상기 사전정의된 시간 동안 핸드레일 센서(108, 108a)의 출력 신호를 더 샘플링하는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 출력 신호들을 샘플링하는 단계는 정상 컨베이어 작동 동안에만 사용자 입력에 반응하여 개시되는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 계단 속도 출력 신호와 상기 계단 검출 출력 신호 간의 상관관계는 상기 계단 검출 출력 신호의 주기 당 계단 속도 신호 펄스들의 수를 이용하여 판정되는 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 안전 제어 파라미터들은 계단 속도, 반전 움직임, 계단 검출 및 정지 거리에 대한 임계치들을 포함하는 방법.