WO2018077918A1 - Aufzuganlage mit schaltkreis mit mittels eines wechselspannungssignals überwachtem schalter - Google Patents

Aufzuganlage mit schaltkreis mit mittels eines wechselspannungssignals überwachtem schalter Download PDF

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WO2018077918A1
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WO
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switch
monitored
signal
elevator installation
microcontroller
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Application number
PCT/EP2017/077234
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Astrid Sonnenmoser
Ivo LUSTENBERGER
Kurt Heinz
Thomas Hartmann
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Inventio Ag
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Publication date
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Priority to US16/344,072 priority patent/US20190263628A1/en
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0006—Monitoring devices or performance analysers
    • B66B5/0018—Devices monitoring the operating condition of the elevator system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B66B1/30—Control 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B13/00—Doors, gates, or other apparatus controlling access to, or exit from, cages or lift well landings
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    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/0006—Monitoring devices or performance analysers
    • B66B5/0018—Devices monitoring the operating condition of the elevator system
    • B66B5/0031—Devices monitoring the operating condition of the elevator system for safety reasons

Definitions

  • the present invention relates to an elevator system with a specially designed controller for implementing control functions within the elevator system.
  • an elevator car In an elevator installation, an elevator car is shifted by means of a drive between different levels or levels of a building. Movements of the elevator car or an operation of a lift cabin promoting drive are controlled by means of a controller.
  • the controller can actively control elevator components, such as, for example, a motor of the drive, in order, for example, to drive the elevator car to desired floors.
  • elevator components such as, for example, a motor of the drive
  • the controller for example, a
  • the drive is driven by an electric motor, so that the controller
  • Switche.g. may be designed as a circuit breaker for switching high power and are sometimes referred to as contactors, be provided, which, when the drive is to move the elevator car, controlled by the controller can be closed. An actual closed state of these switches should be able to be monitored by the controller.
  • the controller can control environmental conditions, in particular
  • the controller can monitor safety-relevant conditions within the elevator installation and take these into account when controlling the elevator functions. For example, the controller can monitor permanently or at short intervals whether all components of the elevator and thus also the entire elevator installation are in a safe state, so that the elevator car can be moved safely.
  • the controller can monitor whether the cabin door as well as all
  • Shaft doors are closed correctly.
  • the various door switches can be connected in series and thus form a safety circuit.
  • the safety circuit can only be closed if all the door switches received therein, and possibly also other safety switches integrated therein, are closed.
  • the controller can monitor a state of the safety circuit and allow, for example, a procedure of the elevator car only when the safety circuit is closed
  • switches contained in a circuit of a control of an elevator system sometimes degrade with time.
  • switches by means of which only low electrical power are switched, such as door switches or monitoring switches, tend over time to occupy faulty switching states. For example, it may be due to
  • Functional degradations mean that a switch connected in a closed state does not conduct an electrical current between an input and an output of the switch as desired.
  • EP28 553 23 A1 describes a brake method for controlling an elevator, wherein a solid state circuit is provided for supplying electric power from a DC link which drives the cabin of the elevator.
  • a brake controller is controlled by means of a pulse signal.
  • the pulse signal hereby is used to overcome a possible disturbance due to soiling on an electrical contact in order to be able to switch the brake controller correctly.
  • electrocorrosion due to electropolarity resulting in a certain Direction directed to the metal contact of the brake controller would occur frequently, because only a DC voltage or a DC current is applied to the brake controller.
  • CN 205 312 843 U discloses a power supply circuit for a
  • an elevator installation which has an elevator car, a drive for driving the elevator car and a controller for controlling at least the drive and optionally further elevator components.
  • the controller comprises a circuit having a switch to be monitored, a signal generator unit and a monitoring unit.
  • the switch to be monitored has an input and an output.
  • the signal generator unit is designed to apply an AC signal as an input signal to the input of the switch to be monitored.
  • the monitoring unit is designed to record an output signal present at the output of the switch to be monitored and to generate a monitoring signal based on a comparison of the output signal with the input signal, which indicates a current closed state of the switch to be monitored.
  • Switching state over time could not be reliably controlled and / or their current switching state could not be reliably detected.
  • the second-mentioned problem can stem from the fact that conventionally 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 electric current then sets through the switch or not or whether at the output of the switch a corresponding resulting electrical voltage is applied.
  • it can not be reliably distinguished whether the setting or absence of the electrical current or the voltage resulting at the output is causally based on the applied electrical voltage, or if other causes such as faulty ground faults, short circuits, leakage currents or the like are responsible for this ,
  • Lift system actually be used only for switching low power.
  • electrically insulating layers may be applied to structures to be mechanically and electrically contacted, such as e.g. Form metal structures, for example due to
  • Electro-corrosion wherein the electrically insulating layers can become thicker over time and ultimately can lead to a complete interruption of an electrical contact within the switch. While in high-performance switches, which often switch powers in the range of several kilowatts, flashes or arcs are often briefly formed during a switching operation, which can remove any previously formed oxide layer quasi-peeling, due to the low switching performance in the monitored switches such
  • Oxide layers can not be removed during normal operation and can thus increasingly thicken.
  • switches and switches to be monitored are used interchangeably, whereas other types of switches, such as circuit breakers for switching a power supply to drive the elevator, are specifically referred to as "other switches.”
  • a monitoring signal can be generated and output by the monitoring unit, which, for example, notifies the elevator controller of the necessary information about the switching status, for example in a power supply or a safety chain of the elevator installation.
  • detecting a corresponding AC signal at the output of the switch may indicate that the switch is actually closed. In particular, matches with respect to a frequency behavior or a pulse duration of the detected
  • Output signal with the applied AC input signal can be accepted only if an electrical connection between the input of the switch and its output is actually effected by the closed switch. Any faults in the switch, such as insufficient electrical contact between internal conductive structures due to interposed insulating layers, possible short circuits or ground faults, any leakage currents, or the like, can not generate a corresponding AC voltage output with high probability. Thus, at least the closed state of the switch can be detected with very high reliability, which is essential for a safe operation of the elevator installation, in particular in the case where the switch is part of a safety chain of the elevator installation.
  • any electrocorrosion of its conductive structures can be prevented or at least reduced.
  • the signal generator unit is designed to generate the alternating voltage signal with a periodically reversing electrical voltage.
  • the Signal generator produce the alternating voltage signal with a time-varying sign, so temporarily a positive voltage and temporarily a negative
  • Voltage can be applied to the switch. Repeated reversal of the applied voltage can help avoid electrocorrosion.
  • the signal generator unit is designed to generate the alternating voltage signal with symmetrical positive and negative amplitudes relative to an OV potential
  • the AC signal from the signal generator unit can preferably be generated such that the maximum positive voltages are equal to the maximum negative voltages, wherein a temporal voltage profile should preferably be set symmetrically to the OV potential.
  • the electrically conductive structures of the switch are equally long and equally exposed to both positive and negative electrical voltages.
  • Reactions can each be largely reversed when reversing the electrical voltage, so that overall little electrocorrosion can occur.
  • the signal transmitter unit is designed to handle the
  • AC signal from the signal transmitter unit not with a time constant period, i. with a fixed frequency, but this period or the frequency are varied over time.
  • Monitoring unit is compared not only in terms of its amplitude, but also in terms of its period or frequency with the applied input signal, it can be even safer to recognize whether the switch is in its closed state or not and the monitoring signal to be generated by the monitoring unit can with even higher Reliability can be generated.
  • the signal generator unit has a first microcontroller for generating an electrical signal with time-varying amplitude Output terminal and a capacitor which is electrically connected to the microcontroller on the one hand and the output terminal on the other hand and is designed to form a galvanic isolation between the microcontroller and the output terminal on.
  • the monitoring unit has a second microcontroller for analyzing an electrical signal having a time-varying amplitude and an input terminal which is electrically connected to the second microcontroller.
  • the output terminal of the signal transmitter unit is in this case electrically connected to the input of the switch to be monitored, and the input terminal of the monitoring unit is electrically connected to the output of the switch to be monitored.
  • the two microcontroller can be designed, for example, as integrated circuits and designed to be a
  • the AC voltage from the first microcontroller is not directly electrically connected to the output terminal of the
  • a capacitor of suitable capacitance is connected between the first microcontroller and the output port. This capacitor provides a galvanic isolation between the first
  • the capacitance of the capacitor can be dimensioned such that the AC signals generated by the first microcontroller are well passed in terms of their frequency to the output terminal of the signal generator unit.
  • the signal generator unit further 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 protection potential on the other hand.
  • a protection diode becomes an electric wire connected connecting the first microcontroller to the capacitor and an opposite end of the protection diode is connected to an electrical protection potential such as ground.
  • the protective diode is preferably designed and polarized in such a way that any existing electrical charges such as static charges can be dissipated and thus can not damage the sensitive first microcontroller.
  • the monitoring unit may further comprise a protection diode, which between an electrical connection of the second microcontroller and the input terminal on the one hand and an electrical
  • protection potential is connected, in particular in order to be able to protect the second microcontroller against negative voltages.
  • the elevator installation furthermore has at least one further switch, which is coupled to the switch to be monitored such that the further switch and the switch to be monitored always change their switching states together.
  • another switch may be configured to have high electrical
  • the current switching state of the switch to be monitored is relatively easy to detect.
  • the circuit described here can be used with the signal generator unit generating the alternating voltage signal and the monitoring unit. In the event that it is ensured that the switch to be monitored always changes its switching state together with the at least one other switch, by measuring the switching state of the
  • the switch to be monitored may be mechanically coupled to the further switch in such a way that forcibly forces are also applied to the switch when switching internal switching components of the further switch monitoring switch and move it to switch.
  • the further switch may be connected between the drive and a power source supplying the drive.
  • the other switch is used in this case, a power supply for driving the
  • the controller proposed herein can thus, with the aid of the switch to be monitored cooperating with the further switch, always and with high reliability determine the current switching state of the power supply supplying the drive of the elevator installation.
  • the switch to be monitored is part of a safety chain of the elevator installation.
  • the switch to be monitored may be a safety switch which monitors, for example, a specific function or a specific state of a component of the elevator installation.
  • the switch to be monitored form a link in a safety chain.
  • Monitoring unit may optionally not only the current switching state of a single switch to be monitored are determined, but in the case of a composite of several switches to be monitored safety chain and the switching state of the entire safety chain can be determined.
  • the signal transmitter unit and the monitoring unit need not necessarily be wired to each individual switch, but it may be sufficient to contact both units with end contacts of the safety chain, since the individual members of the
  • Safety chain are interconnected electrically in series anyway.
  • the switch to be monitored may be a door switch.
  • a door switch is typically in the closed state, when the cabin door 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 others
  • Safety switch usually a passive element, which is connected by an active element as in this case the door, so over that of the monitoring signal reproduced state of the switch on the current closing state of the door can be deduced.
  • Fig. 1 shows an elevator system
  • Fig. 2 illustrates a conventional monitoring of a switching state of a switch.
  • Fig. 3 shows a circuit of a control of an elevator system according to a
  • Fig. 4 illustrates a circuit for monitoring a power supply for a drive of an elevator system.
  • Fig. 1 shows an elevator system 1, wherein an elevator car 3 within a
  • Elevator shaft 5 can be moved by means of a drive 7.
  • the elevator car 3 is held by a rope or belt-like support means 9.
  • This support means 9 is driven by a traction sheave 11 of the drive 7.
  • the support means 9 also holds a counterweight 13th
  • An operation of the drive 7 is controlled by a controller 15.
  • the controller 15 controls a power supply of a recorded in the drive 7
  • the power source 17 may be, for example, a multi-phase power connector whose power supply to the drive 7 is controlled by means of a switch assembly 19. It may be important to detect a current switching state of the switch assembly 19 and, for example, to
  • the controller 15 is further connected to a plurality of safety switches.
  • Each of the safety switches is designed as a switch 21 and serves, for example, to monitor a specific safety-relevant condition within the elevator installation 1.
  • safety switches may 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 tray limit switches, door zone switches, etc. can be monitored.
  • Fig. 2 illustrates how conventionally a switching state of a switch, in particular a mechanical switch 21, is monitored.
  • a voltage source 25 an input voltage U of, for example, 5 V is applied to an input terminal 27 of the switch 21.
  • An output terminal 29 of the switch 21 is connected to a monitoring unit 31, in which a microcontroller 33 monitors the voltage at the output terminal 29. If the input voltage U is measured at the output terminal 29, it is assumed that the switch 21 is closed. In the absence of voltage at the output terminal 29 is from an open switch 21st
  • the permanent application of the input voltage U to the switch 21 over time may lead to electrocorrosion on its electrically conductive switching components.
  • a corroded switch 21 may cause the
  • FIG. 3 shows a circuit 35, such as may be integrated in the control 15 of an elevator installation 1, for example, and with the aid of which the switching state of a switch 21 can be reliably monitored and the risk of
  • the circuit 35 has in addition to the switch 21 via a signal generator unit 37 and a monitoring unit 39.
  • Elevator control be included in a common overall unit.
  • Signaling 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.
  • the signal generator unit 37 has a first microcontroller 45 which is designed to generate an alternating voltage signal 47.
  • the first microcontroller 45 is electrically connected to a terminal of a capacitor 51 via a resistor 49.
  • the second terminal of the capacitor 51 is connected via an output terminal 42 to the input 41 of the switch 21.
  • a capacitance of the capacitor 51 is suitably adapted so that although the AC signal 47 can pass through the capacitor 51, however, any DC components do not reach the switch 21.
  • a protective diode 53 is further provided.
  • Protective diode 53 is connected at one end to the electrical connection of the first
  • Microcontroller 45 connected to the capacitor 51.
  • the other end of the protection diode 53 is connected to a protection potential, for example a ground potential 54, in an electrical connection.
  • a protection potential for example a ground potential 54
  • the protective diode 53 can prevent, for example, static electrical charges from damaging the first microcontroller 45.
  • the monitoring unit 39 has a second microcontroller 55. This is electrically connected via an input terminal 44 to the output 43 of the switch 21. Furthermore, a protective diode 57 is connected between the electrical connection of the microcontroller 55 to the input terminal 44 on the one hand and a protection potential such as a ground potential 58 interposed to protect the second microcontroller 55, for example, against negative voltages.
  • the second microcontroller 55 is designed to be applied to its input terminal 44 electrical voltages, in particular there applied electrical
  • the second microcontroller 55 may be configured to receive the data it has received
  • information about the applied AC voltage signals 47 may be stored in the second microcontroller 55, for example, stored in a memory.
  • Communication are received and received from the first microcontroller 45 information regarding the voltage applied to this switch 21 from the AC signals 47.
  • the second microcontroller 55 of the monitoring unit 39 detects that the output signals applied to the output 43 of the switch 21 essentially correspond to the alternating voltage signals 47 applied to its input 41, it can be assumed that the switch 21 is in its closed state. If, however, no voltage or only a DC voltage is present at the output 43 of the switch 21, although the AC signal 47 is present at its input 41, it can be assumed that the switch 21 is open or defective.
  • AC signal 47 corresponds to the output signal read, a time course of the two signals, in particular a frequency of the two signals are considered.
  • AC signal 47 and the read output signal are analyzed. Any attenuation of the AC signal 47 or superimposition of additional DC signals may be properly taken into account in the analysis or ignored as relevant to the decision as to whether the switch 21 to be monitored is closed or not. It can be assumed that any errors in the circuit 35 while may cause, for example, by short circuits, shunts or the like can create additional DC voltages at the output 43 of the switch 21, with open switch 21 but due to such errors none
  • Monitoring unit 39 falsely "plays” a closed switch.
  • the alternating voltage signals 47 are generated by the signal generator unit 45 in such a way that an alternating voltage signal 48 occurs at the switch 21, in which the voltage U reverses periodically and with an amplitude symmetrical to an OV potential (zero volt potential).
  • an alternating voltage signal 48 occurs at the switch 21, in which the voltage U reverses periodically and with an amplitude symmetrical to an OV potential (zero volt potential).
  • AC signal 48 sinusoidal, rectangular or be designed with any other periodic course and move around symmetrically about a time axis t. Times in which the alternating voltage signal 48 is positive and times in which it is negative, are substantially the same length, so that any electrochemical reactions can occur repeatedly in changing directions, but not to a structure, for example, an electrochemically generated oxide layer of electrically conductive Structures of the monitored switch 21 comes.
  • FIG. 4 shows an embodiment of how the power supply to a motor 61 of the drive 7 can be controlled and monitored by means of the circuit 35 in an elevator installation.
  • the circuit 35 forms part of the controller 15.
  • the signal generator 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 reasons of clarity, details of the two units 37, 39 are shown in FIG Fig. 4 not shown).
  • the controller 15 is connected to the switch assembly 19.
  • a contactor 63 is provided, by means of which three phases of a power supply to the motor 61 can be connected.
  • the serving as another switch contactor 63 is connected via a controlled by the controller 15 relay 65.
  • the contactor 63 is coupled to a switch 21 to be monitored such that in the event that the contactor 63 changes its switching state, inevitably the switch 21 to be monitored changes its switching state.
  • a switching state of the monitored switch 21 can then be monitored in the manner described above by means of the signal generator unit 37 and the monitoring unit 39 of the circuit 35 in a simple and reliable manner and thereby avoiding electrical corrosion.

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Abstract

Es wird eine Aufzuganlage beschrieben, welche eine Steuerung zum Steuern zumindest eines Antriebs sowie optional weiterer Aufzugkomponenten aufweist. Die Steuerung umfasst dabei einen Schaltkreis (35), der einen zu überwachenden Schalter(21) mit einem Eingang (41) und einem Ausgang (43), eine Signalgebereinheit (37), welche dazu ausgelegt ist, ein Wechselspannungssignal(47) als Eingangssignal an dem Eingang (41) des zu überwachenden Schalters (21) anzulegen, sowie eine Überwachungseinheit(39), welche dazu ausgelegt ist, ein am Ausgang (43) des zu überwachenden Schalters (21) anliegendes Ausgangssignal aufzunehmen und basierend auf einem Vergleich des Ausgangssignals mit dem Eingangssignal ein Überwachungssignal zu erzeugen, welches einen Schaltzustand des zu überwachenden Schalters (21) angibt.Der zu überwachenden Schalter(21) kann z.B. ein Türschalter sein, der möglicherweise mit anderen Sicherheitsschaltern zu einer Sicherheitskette in Serie geschaltet ist. Durch das Anlegen des Wechselspannungssignals statt eines herkömmlichen Gleichspannungssignal kann Elektrokorrosion in dem Schalter vermieden werden und ferner eine Zuverlässigkeit eines detektierten Schaltzustandes des zu überwachenden Schalters (21) erhöht werden.

Description

Aufzuganlage mit Schaltkreis mit mittels eines Wechselspannungssignals überwachtem Schalter
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufzuganlage mit einer speziell ausgestalteten Steuerung zum Implementieren von Steuerfunktionen innerhalb der Aufzuganlage.
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.
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.
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.
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 ist
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.
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.
Die EP28 553 23 AI 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 Korrosio in dem Schaltkreis zu schwächen.
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 angegeben
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.
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. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Das Anlegen eines Wechselspannungssignals statt eines herkömmlich verwendeten Gleichspannungssignals in dem Schaltkreis kann dabei zumindest zwei Vorteile mit sich bringen.
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.
Zweitens kann durch ein Anlegen eines Wechselspannungssignals an den Schalter eine etwaige Elektrokorrosion von dessen leitfähigen Strukturen verhindert oder zumindest vermindert werden.
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.
Insbesondere wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Signalgebereinheit dazu ausgelegt ist, das Wechselspannungssignal mit bezüglich einem OV-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 OV-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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die
Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Aufzuganlage.
Fig. 2 veranschaulicht eine herkömmliche Überwachung eines Schaltzustands eines Schalters.
Fig. 3 zeigt einen Schaltkreis einer Steuerung einer Aufzuganlage gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 veranschaulicht einen Schaltkreis zum Überwachen einer Leistungsversorgung für einen Antrieb einer Aufzuganlage.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale
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. 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.
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.
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.
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. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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. 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".
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.
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).
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. 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.
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.
Abschließend ist daraufhinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend",„umfassend", etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener
Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Aufzuganlage (1), aufweisend:
eine Aufzugkabine (3);
einen Antrieb (7) zum Antreiben der Aufzugkabine (3);
eine Steuerung (15) zum Steuern zumindest des Antriebs (7) sowie optional weiterer Aufzugkomponenten;
wobei die Steuerung (15) einen Schaltkreis (35) umfasst und der Schaltkreis (35) aufweist:
einen zu überwachenden Schalter (21) mit einem Eingang (41) und einem Ausgang (43);
eine Signalgebereinheit (37), welche dazu ausgelegt ist, ein
Wechselspannungssignal (47) als Eingangssignal an dem Eingang (41) des zu überwachenden Schalters (21) anzulegen;
eine Überwachungseinheit (39), welche dazu ausgelegt ist, ein am Ausgang (43) des zu überwachenden Schalters (21) anliegendes Ausgangssignal aufzunehmen und basierend auf einem Vergleich des Ausgangssignals mit dem Eingangssignal ein Überwachungssignal zu erzeugen, welches einen Schaltzustand des zu überwachenden Schalters (21) angibt.
2. Aufzuganlage nach Anspruch 1, wobei die Signalgebereinheit (37) dazu ausgelegt ist, das Wechselspannungssignal (47) mit einer sich periodisch umkehrenden elektrischen Spannung zu erzeugen.
3. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Signalgebereinheit (37) dazu ausgelegt ist, das Wechselspannungssignal (47) mit bezüglich einem OV-Potential symmetrischen positiven und negativen Amplituden zu erzeugen.
4. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Signalgebereinheit (37) dazu ausgelegt ist, das Wechselspannungssignal (47) mit zeitlich variierenden Periodendauer zu erzeugen.
5. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Signalgebereinheit (37) aufweist:
einen ersten Mikrokontroller (45) zum Erzeugen eines elektrischen Signals mit zeitlich variierender Amplitude;
einen Ausgangsanschluss (42);
einen Kondensator (51), welcher mit dem ersten Mikrokontroller (45) einerseits und dem Ausgangsanschluss (42) andererseits elektrisch verbunden ist und zum Bilden einer galvanischen Trennung zwischen dem ersten Mikrokontroller (45) und dem Ausgangsanschluss (42) ausgelegt ist;
wobei die Überwachungseinheit (39) aufweist:
einen zweiten Mikrokontroller (55) zum Analysieren eines elektrischen Signals mit zeitlich variierender Amplitude;
einen Eingangsanschluss (44), welcher mit dem zweiten Mikrokontroller (55) elektrisch verbunden ist;
wobei der Ausgangsanschluss (42) der Signalgebereinheit (37) mit dem Eingang (41) des zu überwachenden Schalters (21) elektrisch verbunden ist und der Eingangsanschluss (44) der Überwachungseinheit (39) mit dem Ausgang (43) des zu überwachenden Schalters (21) elektrisch verbunden ist.
6. Aufzuganlage nach Anspruch 5, wobei die Signalgebereinheit (37) ferner eine Schutzdiode (53) aufweist, welche zwischen eine elektrische Verbindung des ersten Mikrokontrollers (45) mit dem Kondensator (51) einerseits und einem elektrischen Schutzpotential (54) andererseits geschaltet ist.
7. Aufzuganlage nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Überwachungseinheit (39) ferner eine Schutzdiode (57) aufweist, welche zwischen eine elektrische Verbindung des zweiten Mikrokontrollers (55) mit dem Eingangsanschluss (44) einerseits und einem elektrischen Schutzpotential (58) andererseits geschaltet ist.
8. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zu überwachenden Schalter (21) in der Aufzuganlage niedrige elektrische Leistungen von weniger als 50 W schaltet.
9. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zu überwachenden Schalter (21) ein mechanischer Schalter ist.
10. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend mindestens einen weiteren Schalter (63), welcher mit dem zu überwachenden Schalter (21) derart gekoppelt ist, dass der mindestens eine weitere Schalter (63) und der zu überwachenden Schalter (21) ihre Schaltzustände stets gemeinsam ändern.
11. Aufzuganlage nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine weitere Schalter (63) zwischen den Antrieb (7) und eine den Antrieb (7) versorgende Leistungsquelle (17) geschaltet ist.
12. Aufzuganlage nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei der zu überwachenden Schalter (21) Teil einer Sicherheitskette der Aufzuganlage (1) ist.
13. Aufzuganlage nach Anspruch 12, wobei der zu überwachenden Schalter (21) ein Türschalter (22) ist.
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