Linearantrieb

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufzugsanlage mit einer Mehrpunktverbindung zwischen Sensoreinheit und Linearantrieb. Ausführungsbeispiele zeigen eine asynchrone Übertragung von Sensordaten an verteilte Empfänger des Linearantriebs.

In einer linearen Antriebsanwendung wie z.B. bei einem Aufzug mit Linearantrieb, gibt es auf Grund von Redundanz- und Verfügbarkeitsgründen einen verteilten linearen Antrieb mit vielen unabhängig voneinander agierenden Antriebseinheiten, die beispielsweise durch eine Linearmotorsteuerung und zumindest einen mit der Linearmotorsteuerung (elektrisch) verbundenen Linearmotor gekennzeichnet sind. Kombiniert man den verteilten linearen Antrieb mit einem verteilten Sensorsystem für die Erfassung der Position des zu bewegenden Objekts, sollten die Positionsinformation von vielen Sensoreinheiten an viele Antriebeinheiten verteilt werden.

Dies bedeutet, dass die Positionsinformation einer Sensoreinheit zu mehreren

Antriebseinheiten übermittelt werden. Gleichzeitig erhält jede Antriebseinheit die

Positionsinformation von mehreren Sensoreinheiten. Die gängigen seriellen

Datenschnittstellen sind jedoch üblicherweise Punkt-Zu-Punkt Datenübertragungen, wobei ein "Master" (üblicherweise die Antriebseinheit) die Daten im "Slave" (üblicherweise der Sensor) abruft. Dazu werden mehrere Datenleitungen verwendet, um im Handshake-Verfahren die Kommunikation zwischen "Master" und "Slave" durchzuführen (z.B. SSI, BiSS, EnDat etc.). Dadurch wird die Kommunikation zwischen "Master" und "Slave" synchronisiert.

Auf Grund der Synchronisation dieser "Master/S|ave"-Kommunikation kann die Information jedoch nur von einem Master abgefragt bzw. vorgegeben werden (Synchronisierung) und für jeden angeschlossenen Sensor an der Antriebseinheit muss eine "Master/Slave"- Kommunikation aufgebaut werden. Es wäre für andere Teilnehmer, d.h. andere

Antriebseinheiten, möglich bei dieser "Master/Slave"- Kommunikation mitzuhören indem sie sich ebenfalls auf den Mastertakt aufsynchronisieren. Fällt jedoch der primäre Master auf Grund eines Fehlers aus, ist die Kommunikation auch für alle "mithörenden" Antriebseinheiten ausgefallen, wodurch ein schlechtes Redundanzverhalten entsteht. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Konzept für eine Aufzugsanlage zu schaffen um die vorgenannten Nachteile zu überwinden.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Ausführungsbeispiele zeigen eine Aufzugsanlage umfassend zumindest eine Fahrschiene, welche in einem Schacht montiert ist sowie zumindest einen Fahrkorb mit einem Fahrgestell, insbesondere eine Mehrzahl an Fahrkörben, wobei das Fahrgestell entlang der Fahrschiene in einer Fahrtrichtung (F) verfahrbar ist. Ferner weist die Aufzugsanlage einen Linearantrieb, der ausgebildet ist, den Fahrkorb zu verfahren sowie eine erste Sensoreinheit auf, die ausgebildet ist, ein erstes Sensorsignal mittels eines ersten Kommunikationskanals an den Linearantrieb zu senden. Die erste Sensoreinheit und der Linearantrieb sind gleichrangige Teilnehmer des ersten Kommunikationskanals. Der Linearantrieb ist ausgebildet, das erste Sensorsignal zu empfangen und den Fahrkorb in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal zu verfahren, wobei das erste Sensorsignal eine Information über die Position des Fahrkorbs umfasst.

Wenn nachfolgend auf die Ordnungszahlen (erste, zweite, ...) vor den Merkmalen (z.B.

Sensoreinheit, Sensorsignal, ...) verzichtet wird, bezieht sich die Aussage sowohl auf das erste als auch jedes entsprechende weitere Merkmal. D.h., dass Merkmale, die sich auf die Sensoreinheit bezieht, sowohl auf die erste, als auch die zweite und jede mögliche weitere Sensoreinheit anwendbar sind. Gleiches gilt für alle anderen mehrfach auftretenden

Merkmale.

Mittels des ersten Kommunikationskanals kann eine Mehrpunktverbindung, also

beispielsweise das Senden des Sensorsignals mittels eines Broadcasts an alle an dem Kommunikationskanal angeschlossenen Teilnehmer, zwischen der Sensoreinheit und dem Linearantrieb aufgebaut werden. Dies ermöglicht die Abkehr von der typischen Master/Slave Architektur. Der Kommunikationskanal ermöglicht es der Sensoreinheit das Sensorsignal an den Linearantrieb, insbesondere an alle relevanten Linearmotorsteuerungen zu senden. Der Ausfall einer Linearmotorsteuerung hindert dann nicht die Kommunikation von der

Sensoreinheit zu anderen relevanten Linearmotorsteuerungen. Im Falle einer Master/Slave Architektur würde der Ausfall des Masters den Ausfall der gesamten Kommunikation von der Sensoreinheit bedeuten. Aufgrund der Redundanz des Linearantriebs ist es in dem Fall, dass eine Linearmotorsteuerung ausfällt, sogar möglich, die Aufzugsanlage weiter zu betreiben. Dies ist bei einem Ausfall des Masters in einer Master/Slave-Architektur nicht möglich, da direkt alle mithörenden Linearmotorsteuerungen keine Sensordaten mehr erhalten.

Das Sensorsignal kann auch als Nutzsignal bezeichnet werden. So kann das Sensorsignal zum Zweck der Übertragung auf ein Trägersignal, z.B. eine (Rechteck-) Taktfrequenz, entsprechend eines (vorbestimmten) Leitungscodes, beispielsweise einem Manchester Code, aufmoduliert werden. Das resultierende modulierte Signal kann auch als Übertragungssignal bezeichnet werden. Zum Aufmodulieren des Sensorsignals auf das Trägersignal bieten sich die bekannten Modulationstechniken an, wie beispielsweise, um nur eine zu nennen, die Pulsweitenmodulation. Das Senden des Sensorsignals von der Sensoreinheit (auch Sender) zum Linearantrieb (auch Empfänger) erfolgt mittels einer seriellen Kommunikation. Hierbei sind der Linearantrieb (Empfänger) und die Sensoreinheit (Sender) gleichrangige Teilnehmer des Kommunikationskanals. D.h. der Kommunikationskanal weist die Abwesenheit einer (seriellen) Master/Slave Kommunikation auf. Das Sensorsignal kann z.B. als Broadcast-Signal gesendet werden, d.h. dass das Sensorsignal von der Sensoreinheit an alle mit der

Sensoreinheit (elektrisch) verbundenen Linearantriebe gesendet wird. Die (elektrische) Verbindung zwischen der Sensoreinheit und dem Linearantrieb kann über eine Datenleitung, auch (Daten-) Bus, d.h. leitungsgebunden, erfolgen. Für die Demodulation, d.h. der

Rückgewinnung des Sensorsignals und des Trägersignals aus dem Übertragungssignal, reicht es aus, wenn im Linearantrieb die ungefähre Taktfrequenz des Trägersignals bekannt ist. Eine exakte Synchronisation von Sender und Empfänger ist nicht notwendig.

Ausführungsbeispiele zeigen den Linearantrieb, der eine Vielzahl von entlang der Fahrschiene angeordnete Linearmotoren aufweist. Entlang der Fahrschiene meint, dass die Vielzahl der Linearmotoren (im Wesentlichen) parallel zu der Fahrschiene angeordnet sind. Die Vielzahl der Linearmotoren stehen mit einer, vorzugsweise an dem Fahrkorb angeordneten, Magneteinheit in Wechselwirkung, so dass ein mit der Vielzahl von Linearmotoren erzeugtes

Wandermagnetfeld mit einem im Wesentlichen statischen Magnetfeld der Magneteinheit korreliert, d.h. das Magnetfeld der Linearmotoren erzeugt eine Kraftwirkung auf die

Magneteinheit, und somit den Fahrkorb antreibt. Die Vielzahl von Linearmotoren und die Magneteinheit weisen die Abwesenheit einer direkten mechanischen Verbindung auf. Die Magneteinheit kann einen oder mehrere Magnete aufweisen, die ein statisches Magnetfeld erzeugen, also z.B. einem oder mehreren Permanentmagneten oder einem oder mehreren entsprechend angesteuerten Elektromagneten. Der Linearantrieb weist dann ferner eine Steuerungseinheit auf, die ausgebildet ist, die Vielzahl der Linearmotoren in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal anzusteuern, um einen Parameter, insbesondere eine Amplitude und/oder eine Frequenz und/oder eine Phasenlage, des Wandermagnetfelds einzustellen. Die Steuerungseinheit kann für die

Ansteuerung der einzelnen Linearmotoren verteilte Linearmotorsteuerungen, beispielsweise Frequenzumrichter und eine entsprechende Steuerungssoftware, vorsehen, die jeweils einen Linearmotor oder eine Gruppe von Linearmotoren ansteuert. Als Linearmotor kann vereinfacht eine lineare Anordnung von Spulen, beispielsweise drei Spulen, angesehen werden, die entsprechend von einer Linearmotorsteuerung mit einem Phasenversatz von beispielsweise 360° geteilt durch die Anzahl der Spulen pro Linearmotor, angesteuert werden.

Weitere Ausführungsbeispiele zeigen die Aufzugsanlage, die eine Mehrzahl von

Sensoreinheiten aufweist und die Steuerungseinheit, die eine Mehrzahl von

Linearmotorsteuerungen aufweist. Die erste Sensoreinheit ist ausgebildet, das erste

Sensorsignal an eine erste und eine zweite Linearmotorsteuerung zu senden. Eine zweite Sensoreinheit ist ausgebildet, ein zweites Sensorsignal mittels eines zweiten

Kommunikationskanals an die erste Linearmotorsteuerung zu senden, wobei das zweite Sensorsignal (wie auch bereits das erste Sensorsignal) eine Information über die Position des Fahrkorbs aufweist. Die erste Sensoreinheit, die erste Linearmotorsteuerung und die zweite Linearmotorsteuerung sind gleichrangige Teilnehmer des ersten Kommunikationskanals. Ebenso sind die zweite Sensoreinheit und die erste Linearmotorsteuerung gleichrangige Teilnehmer des zweiten Kommunikationskanals. Die erste Linearmotorsteuerung ist ausgebildet, eine erste Teilmenge aus der Vielzahl von Linearmotoren in Abhängigkeit von dem ersten und/oder dem zweiten Sensorsignal anzusteuern und die zweite

Linearmotorsteuerung ist ausgebildet, eine zweite Teilmenge aus der Vielzahl von

Linearmotoren in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal anzusteuern.

Die Teilmenge aus der Vielzahl von Linearmotoren kann einen Linearmotor oder eine Mehrzahl von Linearmotoren aufweisen. Die Mehrzahl von Sensoreinheiten kann so in dem Schacht, beispielsweise entlang der Linearmotoren bzw. der Führungsschiene, angeordnet werden, dass zwei aufeinanderfolgende Sensoreinheiten einen (maximalen) Abstand voneinander aufweisen, der gleich oder geringer ist als eine Ausdehnung des Fahrkorbs oder der

Magneteinheit entlang der Fahrschiene. Ein minimaler Abstand zwischen zwei

aufeinanderfolgenden Sensoreinheiten kann größer oder gleich der Hälfte der Ausdehnung des Fahrkorbs oder der Magneteinheit entlang der Fahrschiene sein. Ferner können die Sensoreinheiten äquidistant in dem Schacht angeordnet werden. Entsprechend dem Abstand der Sensoreinheiten ist auch eine Länge einer Referenzschiene (auch Maßstab genannt) an dem Fahrkorb gewählt, die von der Sensoreinheit zur Bestimmung der Position des Fahrkorbs abgetastet wird. Der maximale Abstand zwischen zwei Sensoreinheiten beträgt dann die „Referenzschienenlänge minus der mechanischen Länge der Sensoreinheit“, jedenfalls sofern die gesamte Sensoreinheit von der Referenzschiene bedeckt sein muss, um eine verlässliche Positionsbestimmung durchzuführen. Der Abstand kann jedoch auch geringer sein, beispielsweise um eine Redundanz der Sensoreinheiten zu erhalten. Ferner kann bei einer drehbaren Umsetzeinheit die Länge der Referenzschiene auf eine Länge beschränkt sein, die innerhalb des Kreisbogens der Umsetzeinheit passt. In Ausführungsbeispielen kann die Länge der Referenzschiene zwischen 1,50m und 3,50m, insbesondere zwischen 2m und 2,50m liegen. Die Teilmengen aus der Vielzahl von Linearmotoren können echte Teilmengen sein, d.h. dass ein Linearmotor nur (genau) einer Teilmenge (und nicht noch einer weiteren Teilmenge) zugeordnet werden kann.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist zumindest ein Linearmotor der ersten Teilmenge der Vielzahl von Linearmotoren räumlich zwischen der ersten Sensoreinheit und der zweiten Sensoreinheit angeordnet und wobei zumindest ein Linearmotor der zweiten Teilmenge der Vielzahl von Linearmotoren auf einer von der zweiten Sensoreinheit abgewandten Seite der ersten Sensoreinheit angeordnet ist.

Dies ist vorteilhaft, da so insbesondere die Linearmotoren, die den Antrieb des Fahrkorbs in der aktuellen Position beeinflussen, das entsprechende Sensorsignal erhalten. Ferner erhalten die Linearmotoren, die den Antrieb des Fahrkorbs nicht beeinflussen wenn dieser von einem entsprechenden Sensor detektiert wird, von diesem Sensor kein Sensorsignal. Für den Antrieb des Fahrkorbs sind insbesondere nur solche Linearmotoren relevant, deren erzeugtes Magnetfeld in Wechselwirkung mit dem Magnetfeld der Magneteinheit steht und nicht aufgrund der Stärke eines benachbarten Magnetfelds zu vernachlässigen ist. In anderen Worten sendet die Sensoreinheit ihr Sensorsignal nur zu den Linearmotorsteuerungen, die einen Linearmotor ansteuern, der zum Zeitpunkt der Messung der Position des Fahrkorbs zum Antrieb des Fahrkorbs verwendet werden kann.

Um Lücken in der Regelungsschleife zu vermeiden, sollten sich benachbarte Sensoreinheiten in einem Abstand zueinander befinden, der kleiner ist als die Höhe des Fahrkorbs bzw. die Ausdehnung des Fahrkorbs entlang der Führungsschienen, so dass zu jedem Zeitpunkt eine Positionsmessung von zumindest einer Sensoreinheit möglich ist. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind dem ersten Kommunikationskanal weniger als drei Leitungen, insbesondere nur eine Leitung, zugewiesen. Die Kommunikation kann demnach über einen elektrischen, leitungsgebunden Kommunikationskanal erfolgen. Dies schließt sowohl die unipolare Kommunikations über eine physikalische Leitung ein als auch die bipolare Kommunikation über ein (verdrilltes) physikalisches Leitungspaar. Die bipolare Kommunikation wird bevorzugt, wenn große Datenraten vorliegen und/oder große

Entfernungen zu überbrücken sind. Die Kommunikation benötigt ferner nur eine Leitung für die Übertragung von Takt (Trägersignal) und Sensorsignal. Eine Rückleitung von der Linearmotorsteuerung zu der Sensoreinheit ist möglich aber nicht notwendig (bidirektionale Kommunikation). Im Vergleich zu einer Master/Slave Kommunikation wird somit zumindest eine Leitung eingespart, da für die Übertragung von Takt und Sensorsignal hier zumindest zwei Leitungen benötigt werden. Gleiches gilt auch für den zweiten und jeden weiteren Kommunikationskanal. In einem Ausführungsbeispiel sind die Leitungen der

Kommunikationskanäle voneinander verschieden, d.h. das erste Sensorsignal wird über eine andere Leitung gesendet als das zweite Sensorsignal, usw. Erfolgt die Signalübertragung drahtlos werden z.B. verschiedene Frequenzbänder genutzt. Somit ist es nicht notwendig, dass die Linearmotorsteuerung die für sie bestimmten Sensorsignale zunächst identifiziert bevor sie verwendet werden, sondern die Linearmotorsteuerung kann diese direkt in den Speicher bzw. die Regelschleife übergeben. Die Verwendung eines aus Zeit- und/oder Kostengründen nachteiligen Filters wird somit vermieden. Die Totzeit (vgl. Fig. 4 bis 7) wird somit nicht weiter verlängert.

Ausführungsbeispiele zeigen ferner die Sensoreinheit, die ausgebildet ist, zu einem ersten Zeitpunkt (tl) und zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) das erste Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs an den Linearantrieb zu senden. Der

Linearantrieb kann das erste Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs erhalten und zu einem dritten Zeitpunkt (t3) die aktuelle Position des Fahrkorbs basierend auf der Information über die Position des Fahrkorbs zum ersten Zeitpunkt (tl) und zum zweiten Zeitpunkt (t2) zu schätzen. Der Fahrkorb wird dann in Abhängigkeit von der geschätzten Position (und nicht basierend auf der zuletzt gemessenen Position der

Sensoreinheit) verfahren. Der dritte Zeitpunkt liegt dabei vorteilhafterweise zeitlich hinter dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt.

Diese Anordnung ist vorteilhaft, da sich dadurch, dass alle Teilnehmer asynchron arbeiten, d.h. zumindest nicht streng synchronisiert sind, Interferenz Effekte bzw. Schwebungen bilden können, die mit dieser Ausführungsform reduziert werden. Würden Sensoreinheit und Empfänger, d.h. Linearantrieb bzw. Linearmotorsteuerung, synchron laufen, ergäbe sich eine konstante Totzeit durch die Verarbeitung der Positionsinformation zwischen der Messung und der Umsetzung der Positionsinformation. Die Verarbeitung der Positionsinformation kann die Positionserfassung in der Sensoreinheit, die Positionsverarbeitung in der Sensoreinheit, die Positionsübertragung von der Sensoreinheit zur Antriebseinheit und die Umsetzung der Positionsinformation in ein elektrisches Signal durch den Linearantrieb bzw. die

Linearmotorsteuerung umfassen. Demnach gäbe es nur einen kalkulierbaren Positionsfehler, der nur von der Objektgeschwindigkeit abhängt (zls = T · v), wobei As die zurückgelegte

Distanz während der Totzeit T und v die Geschwindigkeit bezeichnet. Wenn Sender und

Empfänger aber asynchron arbeiten, ist die serielle Datenübertragung nur selten genau in dem Moment abgeschlossen, in dem Empfänger (Linearantrieb) sie für die Verarbeitung benötigt. Deshalb ist die Totzeit der Verarbeitung der Positionsinformation nicht konstant, sondern kann die Kurvenform eines Sägezahns (vgl. Fig. 5) aufweisen. Der Positionsfehler ist daher aufgrund der variierenden Totzeit nicht konstant. Eine Prädiktion der Position des Fahrkorbs zum Zeitpunkt der Verwendung der Positionsinformation durch den Linearantrieb reduziert die Totzeit erheblich und ermöglich somit eine verbesserte Regelung des

Linearantriebs bzw. des Fahrkorbs.

Gleiches gilt in Ausführungsbeispielen auch für die zweite und jede weitere Sensoreinheit. Es ergibt sich somit, dass die erste Sensoreinheit ausgebildet ist, zu einem ersten Zeitpunkt (tl) und zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) das erste Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs an die erste und die zweite Linearmotorsteuerung zu senden. Die zweite Sensoreinheit ist ausgebildet, zu einem ersten Zeitpunkt (tl) und zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) das zweite Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs an die erste Linearmotorsteuerung zu senden. Die zweite Linearmotorsteuerung ist ausgebildet, das erste Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs zu erhalten und zu einem dritten Zeitpunkt (t3) die aktuelle Position des Fahrkorbs basierend auf der Information über die Position des Fahrkorbs zum ersten Zeitpunkt (tl) und zum zweiten Zeitpunkt (t2) zu schätzen, wobei die erste Linearmotorsteuerung ausgebildet ist, das erste und/oder das zweite Sensorsignal mit jeweils einer Information über die Position des Fahrkorbs zu erhalten und zu einem dritten Zeitpunkt (t3) die aktuelle Position des Fahrkorbs basierend auf der Information über die Position des Fahrkorbs zum ersten Zeitpunkt (tl) und zum zweiten Zeitpunkt (t2) aus dem ersten und/oder dem zweiten Sensorsignal zu schätzen. Die erste und die zweite Linearmotorsteuerung sind ausgebildet, die entsprechenden

Linearmotoren, die der Linearmotorsteuerung zugeordnet sind, basierend auf der geschätzten Position (und nicht ausschließlich basierend auf der zuletzt gemessenen Position der

Sensoreinheit) anzusteuern.

Unter asynchroner Datenübertragung/Kommunikation oder asynchronem arbeiten wird verstanden, dass die Abtastraten des Sensors zum Ermitteln der Position des Fahrkorbs sich von der Frequenz, mit der der Linearantrieb sich nachregelt, d.h. die Regelgröße neu bestimmt, unterscheidet. Insbesondere kann der Sensor die Position des Fahrkorbs häufiger bestimmen und nach jeder Bestimmung an den Linearantrieb senden, als der Linearantrieb sich nachregelt. Die Sensoreinheit sendet also mit einer anderen Häufigkeit die

Positionsinformationen als sie für die Regelung des Linearantriebs benötigt werden. Selbst die Wahl eines Vielfachen der einen Frequenz von der anderen Frequenz ist nicht exakt zu realisieren, da aufgrund von minimal unterschiedlichen Frequenzen der Zeitgeber in der Regel eine leichte Abweichung vorliegt.

Ferner zeigen Ausführungsbeispiele die Aufzuganlage umfassend zumindest eine

feststehende erste Fahrschiene, welche fest in einer ersten, insbesondere vertikalen, Richtung (z), ausgerichtet ist, zumindest eine feststehende zweite Fahrschiene, welche fest in einer zweiten, insbesondere horizontalen, Richtung (y) ausgerichtet, zumindest eine Umsetzeinheit zum Überführen des Fahrkorbs von einer Fahrt in der ersten Richtung (z) in eine Fahrt in der zweiten Richtung (y). Insbesondere umfasst die Umsetzeinheit zumindest eine bewegbare, insbesondere drehbare, dritte Fahrschiene und insbesondere ist die dritte Fahrschiene überführbar zwischen einer ersten Stellung, insbesondere einer Ausrichtung in der der Richtung (z), und einer zweiten Stellung, insbesondere einer Ausrichtung in der zweiten Richtung (y).

Weiterhin ist ein Verfahren zum Messen einer Beschleunigung eines Fahrkorbs einer

Aufzugsanlage mit folgenden Schritten offenbart: Bereitstellen eines Fahrkorbs, insbesondere einer Mehrzahl von Fahrkörben, mit einem Fahrgestell, wobei das Fahrgestell entlang einer in einem Schacht montierten Fahrschiene mittels eines Linearantriebs entlang der Fahrschiene in eine Fahrtrichtung (F) verfahrbar ist; Senden eines ersten Sensorsignals über einen ersten Kommunikationskanal von einer ersten Sensoreinheit an den Linearantrieb, wobei die erste Sensoreinheit und der Linearantrieb gleichrangige Teilnehmer des ersten

Kommunikationskanals sind; Empfangen des ersten Sensorsignals, das eine Information über eine Position des Fahrkorbs umfasst, durch den Linearantrieb; Verfahren des Fahrkorbs in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal. Das Verfahren kann in einem Programmcode eines Computerprogramms zur Durchführung des Verfahrens, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft, implementiert werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage in einer perspektivischen

Darstellung;

Fig. 2: eine schematische Darstellung der Aufzugsanlage gemäß Ausführungsbeispielen als Blockdiagramm;

Fig. 3: eine schematische Darstellung der Aufzugsanlage als Blockdiagramm gemäß weiteren Ausführungsbeispielen in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 4: eine schematische Darstellung eines Positionsfehlers bzw. einer Totzeit ohne

Extrapolation in einem Diagramm über der Geschwindigkeit;

Fig. 5: eine schematische Darstellung des Positionsfehlers ohne Extrapolation in einem Diagramm über der Zeit;

Fig. 6: eine schematische Darstellung eines Verlaufsdiagramms der Position einer

Aufzugskabine über der Zeit, wobei zu Abtastzeitpunkten des Empfängers (Linearantrieb) ein Vergleich zwischen der extrapolierten Position und der nicht-extrapolierten Position mit der realen Position der Aufzugskabine gezeigt ist; und

Fig. 7: eine schematische Darstellung eines Positionsfehlers bzw. einer Totzeit mit

Extrapolation in einem Diagramm über der Geschwindigkeit.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische,

funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufzugsanlage 100. Die Aufzugsanlage 100 umfasst zumindest eine Fahrschiene 102, zumindest einen Fahrkorb 110, einen Linearantrieb 10 und eine erste Sensoreinheit 12a. Die Fahrschiene 102 ist in einem Schacht 120 montiert. Der Fahrkorb 110 weist ein Fahrgestell 112 auf. Insbesondere kann die Aufzugsanlage nicht nur einen sondern eine Mehrzahl von Fahrkörben 110 umfassen, die dann jeweils ein

Fahrgestell 112 aufweisen. Das Fahrgestell 112 ist entlang der Fahrschiene 102 in einer Fahrtrichtung (F) verfahrbar. Das Verfahren des Fahrkorbs 110 übernimmt der Linearantrieb 10. Die Sensoreinheit ist beispielsweise ein beliebiger Positionssensor, der die hohen

Anforderungen an die Genauigkeit der Positionsmessung des Fahrkorbs für die

Antriebsregelung desselben erfüllt.

Die erste Sensoreinheit 12a sendet, beispielsweise zu vorbestimmten

Sensorabtastzeitpunkten, ein erstes Sensorsignal 14a über einen ersten

Kommunikationskanal an den Linearantrieb 10. Das erste Sensorsignal 14a umfasst eine Information über die Position des Fahrkorbs 110. Der Linearantrieb empfängt das erste Sensorsignal und speichert dieses zumindest temporär. Der Linearantrieb 10 kann daraufhin den Fahrkorb 110 in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal 14a verfahren indem der Linearantrieb 10, insbesondere eine Motorsteuerung desselben, die Position des Fahrkorbs 110 regelt. Das Speichern des Sensorsignals 14a im Linearantrieb kann beispielsweise so lange erfolgen, bis der Linearantrieb 100 sich nachgeregelt hat, d.h. eine neue Regelgröße bestimmt hat.

In Ausführungsbeispielen extrapoliert der Linearantrieb 10 die empfangenen Sensorsignale, um zu dem Zeitpunkt, in dem die Regelgröße neu bestimmt wird, eine prädizierte bzw.

geschätzte Position des Fahrkorbs zu erhalten und die Regelgröße gemäß der geschätzten Position zu bestimmen. Dies verhindert z.B. mögliches kurzzeitiges Ruckein der

Aufzugskabine, insbesondere wenn die Regelgröße bestimmt wird, kurz bevor ein neues Sensorsignal von einer der Sensoreinheiten empfangen wird. Beispielsweise kann eine (lineare) Extrapolation basierend auf den letzten beiden empfangenen Sensorsignalen durchgeführt werden. Dies wird im Hinblick auf Fig. 6 noch detaillierter beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine schematische Blockdarstellung der Aufzugsanlage 100 gemäß

Ausführungsbeispielen. Hier ist der Linearantrieb 10 detaillierter dargestellt. Dieser weist eine Mehrzahl von Linearmotoren 16 und die Steuerungseinheiten 20 auf, wobei jeder Linearmotor 16a, 16a‘, 16a“, 16b, 16b‘, 16b“ der Mehrzahl von Linearmotoren 16 mit einer

Linearmotorsteuerung 20a, 20a‘, 20a“, 20b, 20b‘, 20b“ der Mehrzahl von Steuerungseinheiten 20 (elektrisch) verbunden ist. Ein Linearmotor 16 kann ein Spulenset mit beispielsweise 3 Spulen aufweisen, die einen um im Wesentlichen 360°/“Anzahl der Spulen“ verschobenen Stromfluss aufweisen. Die Linearmotorsteuerungen 20a, 20a‘, 20a“, 20b, 20b‘, 20b“senden das entsprechende Steuersignal 24a, 24a‘, 24a“, 24b, 24b‘, 24b“, beispielsweise die jeweilige Regelgröße, zur Ansteuerung der Linearmotoren 16 an den entsprechenden Linearmotor 16a, 16a‘, 16a“, 16b, 16b‘, 16b“.

Der Fahrkorb 110 wird dann von einem durch die Linearmotoren 16 erzeugten (Wander-) Magnetfeld angetrieben, das einem Magnetfeld einer an dem Fahrkorb angeordneten Magneteinheit 22 in Wechselwirkung steht. Die Magneteinheit 22 weißt beispielsweise einen oder mehrere Permanentmagnete auf, die mit abwechselnder Polarität an der Magneteinheit 22 angeordnet sind, so dass durch die Magneteinheit ein von der Polung (räumlich) gesehen alternierendes aber zeitlich konstantes Magnetfeld erzeugt wird. Durch das wandernde Magnetfeld des Linearantriebs wird die Magneteinheit verfahren.

Die Linearmotorsteuerungen 20a, 20a‘, 20a“erhalten jeweils das erste Sensorsignal 14a von der ersten Sensoreinheit 12a und ein zweites Sensorsignal 14b von einer zweiten

Sensoreinheit 12b. Die Linearmotorsteuerungen 20b, 20b‘, 20b“ erhalten jeweils das zweite Sensorsignal 14b und optional ein drittes Sensorsignal 14c von einer dritten Sensoreinheit 12c. Der Linearmotor 16a bildet eine erste Teilmenge der Vielzahl von Linearmotoren 16. Nicht gezeigt ist, dass von der Steuerungseinheit 20a auch weitere Linearmotoren, insbesondere mit demselben Steuersignal 24a, angesteuert werden können. Die

Linearmotoren 16a‘, 16a“ können eine Redundanz zu dem Linearmotor 16a bilden, d.h. sie können mit einem Steuersignal 24a‘, 24a“ angesteuert werden, das dem Steuersignal 24a entspricht. Der Linearmotor 16b bildet eine zweite Teilmenge der Vielzahl von Linearmotoren 16. Nicht gezeigt ist, dass von der zweiten Steuerungseinheit 20b auch weitere

Linearmotoren, insbesondere mit demselben Steuersignal 24b, angesteuert werden können. Die Linearmotoren 16b‘, 16b“ können eine Redundanz zu dem Linearmotor 16b bilden, d.h. sie können mit einem Steuersignal 24b‘, 24b“ angesteuert werden, das dem Steuersignal 24b entspricht.

In Ausführungsbeispielen befindet sich die erste Sensoreinheit 12a räumlich zwischen der ersten Teilmenge von Linearmotoren und der zweiten Teilmenge von Linearmotoren. D.h., dass sich zumindest ein Teil des Linearmotors 16a zwischen der ersten Sensoreinheit 12a und der zweiten Sensoreinheit 12b befindet. Der Linearmotor 16b befindet sich demnach auf einer der zweiten Sensoreinheit 16b abgewandten bzw. einer der dritten Sensoreinheit 12c zugewandten Seite der ersten Sensoreinheit 12a. Dies hat den Hintergrund, dass nur die Linearmotoren bzw. die Linearmotorsteuerungen das Sensorsignal einer Sensoreinheit benötigen, die zum Zeitpunkt der Messung eines Sensorsignals einen Fahrkorb beeinflussen bzw. verfahren können. Vorteilhaft kann es daher auch sein, die Sensoreinheiten 12 so in dem Schacht entlang der Fahrschiene zu verteilen, dass diese einen Abstand aufweisen, der der Höhe des Fahrkorbs entspricht oder um wenige Prozent geringer ist.

Ausführungsbeispiele beziehen sich ferner auf die Kommunikationskanäle. So können sowohl der erste Kommunikationskanal, über den das erste Sensorsignal 14a gesendet wird, als auch der zweite Kommunikationskanals, über den das zweite Sensorsignal 14b gesendet wird, sowie ein dritter Kommunikationskanal, über den das dritte Sensorsignal 14c gesendet wird, weniger als 3 Leitungen, weniger als 2 Leitungen oder vorteilhafterweise genau eine Leitung aufweisen. Eine bipolare Verbindung über ein (verdrilltes) Leitungspaar wird auch als genau eine Leitung angesehen. So kann für das erfindungsgemäße Verfahren z.B. die Positionsinformation auf ein Trägersignal moduliert werden, so dass z.B. ein Manchester codiertes Signal übertragen wird. Eine unidirektionale Verbindung reicht dann für die

Übertragung aus. Das Signal kann z.B. mittels eines Broadcasts an alle Teilnehmer, d.h. alle Linearmotorsteuerungen, die an dem jeweiligen Kommunikationskanal angeschlossen sind, verteilt werden. Anstatt Leitungen zu verwenden kann auch ein drahtloser

Kommunikationskanal verwendet werden. Leitungen können jedoch aufgrund Ihrer geringeren Störanfälligkeit bevorzugt werden.

Fig. 3 zeigt Teile einer erfindungsgemäßen Aufzugsanlage 100, in der die Sensoreinheiten 12a-12g verwendet werden. Auf die detaillierte Darstellung des Linearantriebs wurde zur besseren Übersichtlichkeit der Zeichnung verzichtet. Die Aufzugsanlage 100 umfasst eine Mehrzahl an Fahrschienen 102, entlang welcher mehrere Fahrkörbe 110 z.B. anhand einer Rucksacklagerung geführt werden können. Eine vertikale Fahrschiene 102V ist vertikal in einer ersten Richtung ausgerichtet und ermöglicht, dass der geführte Fahrkorb 110 zwischen unterschiedlichen Stockwerken verfahrbar ist. Es sind in dieser vertikalen Richtung mehrere vertikale Fahrschienen 102V in benachbarten Schächten 120 angeordnet. Die Fahrschienen können auch als Führungsschienen bezeichnet werden.

Zwischen den beiden vertikalen Fahrschienen 102V ist eine horizontale Fahrschiene 102H angeordnet, entlang welcher der Fahrkorb 110 anhand einer Rucksacklagerung geführt werden kann. Diese horizontale Fahrschiene 102H ist horizontal in einer zweiten Richtung ausgerichtet, und ermöglicht, dass der Fahrkorb 110 innerhalb eines Stockwerks verfahrbar ist. Ferner verbindet die horizontale Fahrschiene 102H die beiden vertikalen Fahrschienen 102V miteinander. Somit dient die zweite Fahrschiene 102H auch zum Überführen des Fahrkorbs 110 zwischen den beiden vertikalen Fahrschienen, um z.B. einen modernen Paternoster-Betrieb auszuführen. Es können in der Aufzugsanlage mehrerer nicht dargestellte solcher horizontalen Fahrschiene 102H vorgesehen sein, welche die beiden vertikalen

Fahrschienen miteinander verbinden. Über eine Umsetzeinheit mit einer bewegbaren, insbesondere drehbaren Fahrschiene 103 ist der Fahrkorb 110 überführbar zwischen einer vertikalen Fahrschiene 102V und einer horizontalen Fahrschiene 102H. Sämtliche

Fahrschienen 102, 103 sind zumindest mittelbar in einer Schachtwand 120 installiert. Solche Aufzugsanlagen sind dem Grunde nach in der WO 2015/144781 Al sowie in den DE10 2016 211 997A1 und DE 10 2015 218 025 Al beschrieben.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen verschiedene Diagramme, in denen die erfindungsgemäße

Aufzugsanlage mit und ohne Extrapolation der Sensorsignale für die Regelung des

Linearantriebs gegenübergestellt werden.

So zeigt Fig. 4 eine schematische Darstellung des Positionsfehlers 30 und der Totzeit 32 in einem Diagramm über der Geschwindigkeit eines Fahrkorbs. Es ist zu erkennen, dass die Totzeit, also die Zeit, die zwischen der Messung der Position des Fahrkorbs und der

Verarbeitung des Sensorsignals durch den Linearantrieb vergeht, variiert, d.h. nicht konstant ist. Dies folgt insbesondere daraus, dass sich die Abtastrate der Sensoreinheit und die Regelungsgeschwindigkeit des Linearantriebs voneinander unterscheiden können und selbst die Wahl eines Vielfaches einer Frequenz von der anderen aufgrund von minimal

unterschiedlichen Frequenzen der Zeitgeber, z.B. von Quarzen, nicht zu realisieren sind.

Auch der Positionsfehler, d.h. der Unterschied zwischen der Ist-Position der Aufzugkabine zum Zeitpunkt der Verarbeitung des Sensorsignals durch den Linearantrieb zu der gemessenen Position der Aufzugkabine. Es ist offensichtlich, dass der Positionsfehler

geschwindigkeitsabhängig ist. Ein linear ansteigender Gleichanteil kann durch eine geeignete Wahl des Regelkreises gut kompensiert werden, die sprunghaften Änderungen können sich jedoch insbesondere bei großen Geschwindigkeiten negativ insbesondere auf den

differentiellen Teil des Regelkreises auswirken.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des Positionsfehlers 30 über der Zeit bei konstanter Geschwindigkeit. Der Positionsfehler weist die Form eines Zägezahns auf. Dies wird insbesondere durch eine schleichende Änderung des Abstands zwischen der Verwendung eines Sensorsignals durch den Linearantrieb und der letzten Messung des Sensorsignals hervorgerufen. So kann zu einem Zeitpunkt 34 (nahezu) zeitgleich mit dem Empfang des Sensorsignals durch den Linearantrieb auch die Verarbeitung des Sensorsignals erfolgen. Folglich ist die Strecke, die der Aufzug zwischen der Messung der Position des Fahrkorbs und der Verwendung des Sensorsignals verfährt, minimal, da hier die kleinst-mögliche Totzeit vorliegt. Einen Bruchteil später zum Zeitpunkt 34‘ kann jedoch die maximal mögliche Totzeit vorliegen. Zu diesem Zeitpunkt verarbeitet der Linearantrieb ein Sensorsignal direkt bevor ein nachfolgendes Sensorsignal vom Linearantrieb erhalten wird. In dieser Zeit legt der Fahrkorb eine größere Strecke zurück als bei der Messung zu dem Zeitpunkt 34.

In anderen Worten ist die serielle Datenübertragung nur selten genau in dem Moment abgeschlossen, in dem Empfänger sie für die Verarbeitung benötigt, wenn Sender und Empfänger asynchron arbeiten. Deshalb ist die Totzeit der Verarbeitung der

Positionsinformation nicht konstant, sondern hat die Kurvenform eines Sägezahns. Deshalb gibt es wiederkehrende Sprünge des Positionsfehlers welche mit steigender

Objektgeschwindigkeit größer werden.

Fig. 6 zeigt eine exemplarische Fahrkurve 36, d.h. der Position eines Fahrkorbs in einem Diagramm über der Zeit. Die Fahrkurve 36 wird durch (lineare) Interpolation zwischen zu Abtastzeitpunkten 38 von einer Sensoreinheit gemessenen Positionen des Fahrkorbs erzeugt. Von den Abtastzeitpunkten 38 der Sensoreinheit sind die Abtastzeitpunkte 40 des

Linearantriebs in der Regel verschieden. Als Abtastzeitpunkt 40 des Linearantriebs kann der Zeitpunkt angesehen werden, zu dem der Linearantrieb eine neue Regelgröße bestimmt. Es entsteht nun eine Differenz zwischen der gemessenen Position zum Abtastzeitpunkt 38 und der realen Position des Fahrkorbs zum Abtastzeitpunkt 40 des Linearantriebs. Die Differenz ist der vertikale Abstand zwischen der Position 36 und der Position ohne Extrapolation 42 zum Abtastzeitpunkt 40.

Wie bereits in den Fig. 4 und 5 gezeigt, kann diese Differenz insbesondere bei großen Geschwindigkeiten des Fahrkorbs, also einer steilen Steigung der Fahrkurve, sehr groß werden. Abhilfe schafft gemäß Ausführungsbeispielen eine Extrapolation, so dass eine quasi- Synchronisation der Positionsinformation im Linearantrieb erfolgt. Dabei kann auf Basis der letzten beiden empfangenen Positionsinformationen (zum Zeitpunkt tl und t2) die Position zum aktuellen Zeitpunkt t3 extrapoliert werden. Dazu wird beim Empfang jeder

Positionsinformation die Position und der Zeitpunkt des Empfangs gespeichert. Aus den letzten beiden empfangenen Daten wird die Steigung ermittelt, welches der Geschwindigkeit entspricht (v = As/At). Die Ermittlung der aktuellen Position im Empfänger erfolgt nun auf Basis der Extrapolation von der letzten empfangenen Positionsinformation und der seit dem vergangenen Zeit (s _afc£ = S _Sender + v · At _seitEmpfang ).

In anderen Worten und bezugnehmend auf z.B. Fig. 2 können die Sensoreinheiten 12 die Position 36 des Fahrkorbs zu den Zeitpunkten 40 bestimmen. Beispielsweise wird dann ausgehend von der mit tl bezeichneten Position 38 und der mit t2 bezeichneten Position 38 eine (lineare) Extrapolation zum Zeitpunkt t3, also dem folgenden Abtastzeitpunkt 40, durchgeführt. Die Differenz von der so gewonnenen Position 44 mit Extrapolation zu der realen Position der des Fahrkorbs zum Zeitpunkt t3 ist geringer als selbige Differenz zu der Position 42 ohne Extrapolation. Insbesondere bei großen Geschwindigkeiten kann sich durch die Extrapolation eine bessere Genauigkeit der Positionsbestimmung und somit auch eine bessere Regelung (der Fahrkurve) des Fahrkorbs ergeben, insbesondere da der differentielle Anteil der Positionsregelung ungünstig auf starke Sprünge reagieren kann.

Fig. 7 zeigt das Diagramm aus Fig. 4, allerdings diesmal mit der Extrapolation. Es wird deutlich, dass die Totzeit 32 nahezu konstant ist und der sprunghafte Anteil des

Positionsfehlers 32 minimiert wurde, so dass fast ausschließlich ein linearer Gleichanteil vorhanden ist, der gut ausgeregelt werden kann.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein

entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein

Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und

Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den

Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen

Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei. Bezugszeichenliste:

10 Linearantrieb

12 Sensoreinheit

14 Sensorsignal

16 Linearmotoren

18 Magneteinheit

20 Steuerungseinheit

22 Magneteinheit

24 Steuerungssignal

30 Positionsfehler

32 Totzeit

34 Zeitpunkt

36 Fahrkurve

38 Abtastzeitpunkt der Sensoreinheit

40 Abtastzeitpunkt des Linearantriebs

42 Position ohne Extrapolation

44 Position mit Extrapolation

100 Aufzugsanlage

102 Fahrschiene

103 drehbares Schienensegment (dritte Fahrschiene) 110 Fahrkorb

112 Fahrgestell

120 Schacht

F Fahrtrichtung