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Title:
SAFETY DEVICE FOR ESCALATORS AND MOVING WALKWAYS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/029612
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for monitoring functional units on escalators and moving walkways, comprising several processors which monitor predetermined parameters of a particular functional unit independently of each other. At the same time, the processors independently monitor the driving motor for the steps/pallets and/or the driving motor for the hand rail(s), especially the speed(s) of said driving motor(s). The processors are connected to safety contacts for immediately shutting down the escalator or moving walkway and interact with at least one other processor which is provided for controlling and/or diagnosing functions which are not relevant to safety.

Inventors:
BALZER-APKE LUDWIG (DE)
TAUTZ ANDREAS (DE)
LANGE DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/006422
Publication Date:
June 17, 1999
Filing Date:
October 09, 1998
Export Citation:
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Assignee:
O & K ROLLTREPPEN GMBH (DE)
BALZER APKE LUDWIG (DE)
TAUTZ ANDREAS (DE)
LANGE DIRK (DE)
International Classes:
B66B25/00; B66B29/00; (IPC1-7): B66B25/00; B66B29/00
Foreign References:
US4326606A1982-04-27
US5526256A1996-06-11
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 056 (M - 0929) 31 January 1990 (1990-01-31)
Attorney, Agent or Firm:
Spannagel, Achim (Spannagel & Döpp Milsper Strasse 12 Ennepetal, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Einrichtung zur Überwachung von Funktionseinheiten an Rolltreppen und Rollsteigen, bestehend aus mehreren unabhängig voneinander vorgebbare Parameter der jeweiligen Funktionseinheit kontrollierende Prozessoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoren (2,3,3', 3") unabhängig voneinander gleichzeitig zur Überwachung des An triebsmotors (1) für die Stufen bzw. Paletten und/oder des Antriebs motors (24,25,35) für den bzw. die Handläufe vorgesehen sind und insbesondere die Geschwindigkeit (en) des bzw. der Antriebsmotore 35) überwachen, wobei die Prozessoren (2,3,3', 3") mit Sicherheitskontakten zum unverzüglichen Stillsetzen der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges verbunden sind, und daß die Pro zessoren (2,3,3', 3") in Wirkverbindung mit mindestens einem weite ren Prozessor (4) stehen, der für die Steuerung und/oder Diagnose von nicht sicherheitsrelevanten Funktionen vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Prozessor (2,3,3', 3") mindestens einen Baustein beinhaltet, dessen Programm im Betriebszustand der Funktionseinheit nicht veränderbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die sich gegenseitig überwachenden Prozessoren (2,3,3', 3") auf der gleichen Platine (A) vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessoren (2,3,3', 3") Statusmeldungen des jeweiligen Betriebszustandes einerseits der Funktionseinheiten und andererseits des eigenen Zustandes innerhalb vorgebbarer Zeitintervalle unterein ander austauschen.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die sich gegenseitig überwachenden Prozessoren (2, 3,3', 3") dezentral, d. h. nicht im Bereich der zu überwachenden Funktionseinheit, insbesondere des Antriebsmotors (1,24,25,34), vorgesehen sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15, dadurch gekennzeichnet, daß für die Überwachung des Antriebsmotors (1) ein Prozessor (2') und für die Überwachung des Handlaufantriebes (24,25) ein weiterer Prozessor (3') vorgesehen ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Oberwachung des Antriebsmotors (1,34) zwei Prozesso ren (2,3) und für die Überwachung des Handlaufantriebes (24,25, S) zwei weitere Prozessoren (2,3,3', 3") vorgesehen sind, und daß sich die Prozessoren (2,3 und 3', 3") gegenseitig überwachen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 17, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Prozessor (4) ebenfalls auf der gleichen Platine (A), wie die Prozessoren (2,3,3', 3") angeordnet und über mindestens eine Datenleitung (14) mit denselben verbunden ist, wobei der Pro zessor (4) mit entsprechenden Peripherieeinrichtungen, wie digitalen Einund Ausgängen (32,33) für Steuerungsaufgaben, seriellen Schnittstellen (5) für den Datenaustausch und ggf. mit mindestens ei nem lokalen Peripheriebus (6) für Erweiterungsmöglichkeiten in Wirk verbindung steht.
Description:
Sicherheitseinrichtung für Rolltreppen und Rollsteige Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von Funktionsein- heiten an Rolltreppen und Rollsteigen, bestehend aus mehreren unabhängig voneinander vorgebbare Parameter der jeweiligen Funktionseinheit kontrollie- rende Prozessoren.

Es ist allgemein bekannt, Funktionseinheiten an Rolltreppen und Rollsteigen, wie z. B. den Antriebsmotor für die Stufen bzw. die Paletten oder den Handlaufantrieb mittels Sicherheitseinrichtungen zu überwachen. Zur Anwen- dung gelangen vielfach Schütze, die mit Hilfe einer Elektronik auf Basis einer fest verdrahteten Logik die Rolltreppe oder den Rollsteig im Fehlerfall stillset- zen. Nachteilig ist hier festzustellen, daß infolge dieser elektrischen Bauteile ein erhöhter Raumaufwand sowie ein erhöhter Verdrahtungsaufwand betrie- ben werden muß.

Rolltreppen und Rollsteige müssen gem. geltenden in-und ausländischen Sicherheitsvorschriften so ausgerüstet sein, daß sie selbsttätig stillgesetzt werden, bevor die Geschwindigkeit beispielsweise den 1,2 fachen Wert der Nenngeschwindigkeit überschreitet. Dieser Maßgabe wird durch die bekann- ten 3 Überwachungseinrichtungen auf der Grundlage von Schützen oder ih- ren Vorschützen zwar Rechnung getragen, der Bauaufwand wird jedoch als zu hoch angesehen.

Durch die US 5,526,256 ist eine Kontrolleinrichtung für Personenförderanla- gen bekanntgeworden. Vorgesehen sind ein erster sowie ein zweiter Micro- computer, wobei der erste Microcomputer über Schalter mit den für das An- fahren der Personenförderanlage zuständigen Sicherheitselemeneten in Wirkverbindung steht. Die Ergebnisse werden zur Inbetriebnahme der Perso- nenförderanlage verwendet. Der zweite Microcomputer überwacht das Ver- halten der Sicherheitseinrichtungen auf der Grundlage von Eingangssignalen derselben. Bei Ausfall eines der Microcomputer wird die Personenförderanla- ge nicht stillgesetzt, vielmehr übernimmt der zweite Microcomputer die Funk- tionen des ersten, wodurch erhebliche Risiken beim Weiterbetrieb der Perso- nenförderanlage entstehen können, da der Fehler nicht behoben sondern lediglich verlagert wird.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, eine Überwachungseinrichtung für Rolltreppen und Rollsteige bereitzustellen, die den heutigen technischen Möglichkeiten entspricht und die gegenüber dem bisher auf diesem Gebiet bekannten St. d. T. einerseits preislich wesentlich günstiger und andererseits leistungsfähiger bei geringerer Baugröße ist. Die Überwachungseinrichtung soll darüber hinaus flexibel in der Anpassung an unterschiedliche in-und ausländische Sicherheitsstandards sein. Eine Abschaltung der Personenför- deranlage soll bei auftretenden Problemen in jedem Fall sichergestellt wer- den.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Prozessoren un- abhängig voneinander gleichzeitig zur Überwachung des Antriebsmotors für die Stufen bzw. die Paletten und/oder des Antriebsmotors für den bzw. die Handläufe vorgesehen sind und insbesondere die Geschwindigkeit (en) des bzw. der Antriebsmotore überwachen, wobei die Prozessoren mit Sicher- heitskontakten zum unverzüglichen Stillsetzen der Personenförderanlage verbunden sind, und daß die Prozessoren in Wirkverbindung mit mindestens einem weiteren Prozessor stehen, der für die Steuerung und/oder Diagnose von nicht sicherheitsrelevanten Funktionseinheiten vorgesehen ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteran- sprüchen zu entnehmen.

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung beruht somit, in Anlehnung an im In-und Ausland geltende Sicherheitsvorschriften, auf ei- ner im Bedarfsfalle gegenseitigen Überwachung der Prozessoren. Diese bei Rolltreppen und Rollsteigen bisher noch nicht verwirklichte Art der Überwa- chung einerseits sicherheitsrelevanter und andererseits nicht sicherheitsrele- vanter Funktionseinheiten entspricht dem heutigen technischen Stand und genügt auch den einschlägigen in-und ausländischen Sicherheitsstandards, wobei auftretende Probleme im Bereich der Funktionseinheiten und/oder der Prozessoren in jedem Fall zur Abschaltung der Personenförderanlage führt.

Der bauliche Aufwand ist gegenüber dem St. d. T. wesentlich günstiger. Die Überwachungseinrichtung ist flexibel an in-und ausländische Sicherheitsvor- schriften anpaßbar, wobei der konstruktive Aufbau bezüglich der Vorratshal- tung im wesentlichen gleich bleibt und ggf. einzelne mögliche Funktionen- angepaßt an den jeweiligen Standard-nicht aktiv sind.

Erfindungsgemäß stehen die zur Überwachung der sicherheitsrelevanten Funktionseinheiten dienenden Prozessoren mit mindestens einem weiteren Prozessor in Wirkverbindung, der beispielsweise für die Steuerung und/oder die Fehlerdiagnose vorgesehen sein und bei Bedarf auch auf der gleichen Platine angeordnet werden kann.

Es kommen mindestens zwei Mikroprozessoren für die Überwachung der si- cherheitsrelevanten Funktionseinheiten zum Einsatz, die insbesondere die Geschwindigkeit der jeweiligen Funktionseinheit (Antriebsmotor Stufen/Pa- letten/Handlauf) kontrollieren. Bei zwei Mikroprozessoren findet eine redun- dante Überwachung von zwei Geschwindigkeiten statt, während vier Mikro- prozessoren bei Bedarf für die Geschwindigkeitsüberwachung von 2 x 2 Ge- schwindigkeiten einsetzbar sind.

Ebenfalls denkbar ist die gleichzeitige Überwachung mehrerer voneinander unabhängiger Funktionseinheiten einer Rolltreppe oder eines Rollsteiges, z.

B. des Stufen-oder Palettenbandes und des Handlaufantriebes, durch Vor- sehen mehrerer Mikroprozessoren auf ein-und derselben Platine.

Zum Einsatz gelangt eine sicherheitsgerichtete Software, durch welche u. a. folgende Parameter abgedeckt werden können : Überwachung von Übertragungsfehlern Erkennung von Datenverlusten oder Datenverfälschung Programmdurchlauf Überwachung Redundanz durch Kreuzvergleich zwischen den Prozessoren Quersummenvergleich Für höchstmögliche Sicherheit gegen versuchte Softwaremanipulationen kommt eine solche Technologie zum Einsatz, durch welche im Betriebszu- stand der Funktionseinheit Änderungen des Programmes oder Bestandteilen desselben weder zulässig noch durchführbar sind.

Desweiteren ist eine ebenfalls sicherheitsgerichtete Hardware (Fail-Safe, d. h. immer zum sicheren Zustand hin gerichtet) vorgesehen, bestehend aus mindestens 2 Prozessoren, entsprechend zwei Kanälen (Redundanz), in Ver- bindung mit einem Vergleicherkanal über die Software und Kontrolle des Ver- gleichers.

Eine Ausfallüberwachung für die nachgeschalteten Sicherheitsrelais und für den Datentransfer zwischen den Prozessoren ist ebenfalls auf einfache Art und Weise realisierbar.

Folgende Parameter sind an Funktionseinheiten von Rolltreppen bzw. Roll- steigen zu überwachen : Geschwindigkeit Temperatur Sensorüberwachung Unterdrehzahl Überdrehzahl Laufrichtungsumkehr Kabelbruchüberwachung Die Auswahl des bzw. der jeweiligen Parameter bleibt dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann vorbehalten.

Bei Ansprechen der Überwachungseinrichtung und Stillsetzen der Rolltreppe bzw. des Rollsteiges soll darüber hinaus vermieden werden, daß die Rolltrep- pe bzw. der Rollsteig wieder anfahren kann, ehe nicht eine eingehende Über- prüfung des Fehlverhaltens durch Fachpersonal vorgenommen worden ist.

Durch die Software muß demzufolge eine Einschaltverriegelung bei auftre- tenden Störungen realisierbar sein, die erst durch das Fachpersonal wieder entriegelbar ist, nachdem die Störung behoben wurde.

Ferner kann für Erweiterungszwecke auch ein sogenannter lokaler Periphe- riebus vorgesehen werden.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in Form von Prinzipskizzen dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen Fig. 1 Steuerung einer Rolltreppe mit integriertem Motorwächter Fig. 2 Steuerung eines Rollsteiges mit Überwachung des Hauptantrie- bes für die Paletten sowie des Handlaufantriebes Fig. 3 Redundante Geschwindigkeits-und Handlaufgeschwindig- keitsüberwachung an einer Rolltreppe Fig. 4 Weitere alternative Steuerung eines Rollsteiges Figur 1 zeigt eine Steuerung einer hier nicht weiter dargestellten Rolltreppe mit integriertem Motorwächter als Prinzipskizze, die dem europäischen Stan- dard genügen soll.

Erkennbar sind folgende auf einer Platine A angeordnete Bauteile : der Antriebsmotor 1 für die Stufen der Rolltreppe, Mikroprozessoren 2,3, für die sicherheitsrelevante Geschwindigkeitsüberwachung des Antriebsmotors 1, ein weiterer Mikroprozessor 4 zur Steuerung und Diagnose von nicht si- cherheitsrelevanten Rolltreppenfunktionen, z. B. der Laufrichtungsvorwahl, der mit einer seriellen Schnittstelle 5 für einen Datenaustausch in Wirkverbin- dung steht.

Mit der gestrichelten Linie soll lediglich eine optische Trennung der Funktio- nen Überwachung (Mikroprozessoren 2,3) und Diagnose bzw. Steuerung (Mikropro-zessor 4) angedeutet werden. Diese Bauteile sind aus Fertigungs- und Funktionsgründen alle auf der gleiche Platine A angeordnet, werden je- doch in Anpassung an den jeweils geltenden Standard entweder nur teilweise oder aber ganz in Funktion genommen.

Optional kann für Erweiterungszwecke ein lokaler Peripheriebus 6 vorgese- hen werden. Am Antriebsmotor 1 werden versetzt zueinander Sensoren 7,8 angeordnet, die 2 x die Drehzahl des Antriebsmotors 1, beispielsweise an dessen Abtriebswelle, messen und in entsprechende digital verwertbare Im- pulse umwandeln, die dann über Signalleitungen 9,10 dem jeweils zuständi- gen Mikroprozessor 2 bzw. 3 zur Verfügung gestellt werden.

Die Mikroprozessoren 2,3 sind über weitere Datenleitungen 11 miteinander verbunden, so daß eine gegenseitige Überwachung gewährleistet ist. Somit kontrollieren sich die Mikroprozessoren 2,3 nicht nur selbst auf lokal anfal- lende Störungen, sondern überprüfen auch, ob die dem jeweils anderen Mi- kroprozessor 3,2 zugeleiteten, in diesem Beispiel Geschwindigkeitsimpulse im Toleranzfeld liegen.

Mit den Bezugszeichen 12,13 sind einerseits die Spannungsversorgung der sogenannten Sicherheitskette und andererseits die Spannungsversorgung der Steuerung selbst bezeichnet. Über die Datenleitung 14 stehen die Mikro- prozessoren 2,3 mit dem für die Steuerung und Diagnose zuständigen Mi- kroprozessor 4 in Wirkverbindung.

Im Falle einer Störung im Bereich des Antriebsmotors 1 wird über den Mikro- prozessor 2 bzw. 3 der Kontakt 15,16 hier nicht weiter dargestellter Sicher- heitsrelais betätigt, was zum sofortigen Stillsetzen der Rolltreppe führt. Des weiteren vorhanden sind Optokoppler-Eingänge 17, die mit Kontakten 18,19, 20 weiterer Sicherheitselemente 21,22,23, z. B. Not-Aus-Kontakten, ver- bunden sind.

Der Mikroprozessor 4 steht ferner noch in Wirkverbindung mit digitalen Ein- gängen 32 sowie digitalen Ausgängen 33 für Steuerungsaufgaben, z. B. der einer Energiesparsteuerung.

Figur 2 zeigt ebenfalls als Blockschaltbild die Steuerung eines nicht weiter dargestellten Rollsteiges, die den US-Standards (ANSI) genügen soll ; Glei- che Bauteile, wie in Figur 1, werden mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Dargestellt ist der Antriebsmotor 1 in Verbindung mit lediglich einem Sensor 7. Zum Antreiben des Handlaufes (nicht dargestellt) dienen zwei weitere Elektromotore 24,25, an welchen ebenfalls Sensoren 26,27 angebracht sind.

Über Signalleitungen 10,28,29 stehen die Antriebsmotore 1,24,25 mit zwei Mikroprozessoren 2', 3'zur Auswertung der sicherheitsrelevanten Signale in Wirkverbindung.

Ein weiterer Mikroprozessor 4 ist über die Datenleitung 14 mit den Prozesso- ren 2', 3'verbunden. Eine gegenseitige Oberwachung der beiden Mikropro- zessoren 2', 3'ist hier nicht notwendig, da die US-Standards eine Redun- danz derzeit noch nicht vorschreiben. Aus Fertigungsgründen wird diese Funktion-auch wenn sie hier nicht genutzt werden soll-dennoch vorgehal- ten, da Sicherheitsvorschriften einer ständigen Weiterentwicklung unterliegen.

Insofern kann der Prozessor 3'andere, ebenfalls sicherheitsrelevante Funkti- onseinheiten des Rollsteiges, nämlich den bzw. die Handlaufantriebe 24,25 überwachen. Die Funktion dieser Steuerung ist-mit Ausnahme der Erweite- rung-analog zu Figur 1 zu sehen, wobei auch die Peripherie identisch ist.

Figur 3 zeigt eine weitere alternative Steuerung, die eine Kombination der Figuren 1 und 2 darstellt.

Analog zu Figur 2 sollen auch hier einerseits der Antriebsmotor 1 einer Roll- treppe (nicht dargestellt) und andererseits die Elektromotore 24,25 für die Handläufe (nicht dargestellt) überwacht werden.

Vorgesehen werden zu diesem Zweck jeweils zwei Mikroprozessoren 2,3 für die Überwachung des Antriebsmotors 1 und zwei Mikroprozessoren 3', 3"für die Überwachung der Elektromotore 24,25. Über entsprechende Signallei- tungen 9,10,28,29 sind die Sensoren 7,8,26,27 mit dem jeweiligen Pro- zessor verbunden. Über Datenleitungen 14 sind die Prozessoren 2,3,3', 3" mit dem bereits angesprochenen Mikroprozessor 4 für für die nicht sicher- heitsrelevante Steuerung und Diagnose der Personenförderanlage verbun- den. Die Peripherie ist auf dieser Seite analog zu den Figuren 1 und 2 anzu- sehen. Die Mikroprozessoren 2,3 sind entsprechend Figur 1 mit Kontakten verbunden, die bei auftretenden Störungen ein sofortiges Stillsetzen der Roll- treppe bewirken.

Die Prozessoren 3', 3"wirken mit äquivalenten Kontakten 30,31 zusammen, die bei auftretenden Problemen im Bereich der Handlaufantriebe 24,25 (z. B. bei Bruch eines Handlaufes) ein unverzügliches Stillsetzen der Rolltreppe bewirken.

Figur 4 zeigt eine weitere alternative Steuerung, beispielsweise eines Roll- steiges.

Während bisher lediglich Motore in Wirkverbindung mit Sensoren als Über- wachungselementen dargestellt worden sind, geht dieses Beispiel aus von einem einzeinen Antriebsmotor 34, der sowohl das Palettenband (nicht dar- gestellt) als auch die Handläufe über einen nicht weiter dargestellten mecha- nischen Abgriff antreibt. Gleiche Bauteile sind der besseren Übersicht halber auch hier mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Mit S sind weitere Sensoren bezeichnet, die im Bereich des mechanischen Abgriffes für die Handläufe vorgesehen sind und z. B. deren Geschwindigkeiten mes- sen und diese Ergebnisse als digitale Impulse über die Signalleitungen 35, 36,37,38 den Mikroprozessoren 2,3 zur Verfügung stellen. Im Bereich des Antriebsmotors ist jeweils ein weiterer Sensor 7,8 angeordnet, der über eine zugehörige Datenleitung 9,10 mit dem jeweiligen Prozessor 2,3 in Wirkver- bindung steht. Die Prozessoren 2,3 überwachen sich in diesem Beispiel wie- der gegenseitig. Die übrigen Bauteile, wie insbesondere der weitere Mikro- prozessor 4 in Wirkverbindung mit dessen Peripherie entsprechenden Funk- tionen, die bereits in den vorangegangenen Beispielen beschrieben worden sind.