Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Schachtinformation eines Aufzugsschachtes

Abstract

 Bei diesem Aufzugsschacht (1) ist im Bereich einer Haltestelle ein Reflektor (2) mit einem Code (3) angeordnet. Der Code (3) weist zwei identische Spuren (4, 5) auf. Das Niveau der Haltestelle ist mit der unterbrochenen Linie (H₀) dargestellt, zu der der Code (3) symmetrisch ist. Ein Einfahrbereich (B_E), in dem die Überbrückung von Türkontakten erlaubt ist, liegt hälftig oberhalb und unterhalb der Niveaulinie (H₀). Ein Nachstellbereich (B_N), in dem mit überbrückten Türkontakten ein Nachstellen einer sich durch Seildehnung absenkenden Aufzugskabine (6) bei offenen Türen erlaubt ist, liegt hälftig oberhalb und unterhalb der Niveaulinie (H₀). Der Code (3) der Spuren (4, 5) wird von einer an der Aufzugskabine (6) angeordneten 2-kanaligen Auswerteeinrichtung (7) erfasst und ausgewertet. Sender (8, 9) der Auswerteeinrichtung (7) beleuchten die Spuren (4, 5) des Reflektors (2). Die beleuchteten Flächen der Spuren (4, 5) werden auf CCD-Sensoren (10, 11) der Auswerteeinheit (7) abgebildet und mittels einer Mustererkennungslogik erfasst. Die Aufbereitung der Bilder zu der Aufzugssteuerung dienender Information erfolgt mittels einer Recheneinrichtung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung von einer Aufzugssteuerung dienenden Schachtinformation eines Aufzugsschachtes mit einer im Aufzugsschacht verfahrbaren Aufzugskabine und einem im Aufzugsschacht angeordneten lesbaren Code.

[0002] Aus der Patentschrift US 4 433 756 ist ein Aufzug mit einem Aufzugsschacht bekannt geworden, in dem über die Schachthöhe ein codiertes Band angeordnet ist. Die Codierung besteht aus in zwei Spuren angordneten Öffnungen im Band. An einer im Aufzugsschacht verfahrbaren Aufzugskabine ist ein Lichtsender und ein optoelektronischer Empfänger angeordnet. Das codierte Band verläuft zwischen Lichtsender und Empfänger, sodass die Lichtstrahlen des Lichtsenders entweder durch die Öffnungen des Bandes zum optoelektronischen Empfänger gelangen oder durch das Band unterbrochen werden. Beim Verfahren der Aufzugskabine entsteht so eine binär codierte Information über die Position der Aufzugskabine.

[0003] Ein Nachteil der bekannten Einrichtung liegt darin, dass sich durch die Längenausdehnung des Aufzugsschachtes und damit des codierten Bandes ungenaue Kabinenpositionen ergeben. Ein weiterer Nachteil besteht im grossen Aufwand zur Befestigung des Bandes im Aufzugsschacht. Damit keine Fehlinformation entstehen kann, muss dass Band präzise über die gesamte Schachthöhe abgestützt werden. Ausserdem können sich Ungenauigkeiten in der Führung der Aufzugskabine negativ auf die Zuverlässigkeit der Schachtinformation auswirken. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das codierte Band von der Schachtwand absteht und in den Schachtraum hineinragt. Der Schachtquerschnitt muss dementsprechend grösser dimensioniert werden. Ein weiterer Nachteil bezüglich des Sicherheitsnachweises besteht darin, dass nicht unterschieden werden kann, ob ein Lichtsender oder Empfänger defekt ist oder ob der Lichtstrahl durch das codierte Band unterbrochen ist. Der Fehlerfall kann somit nicht von einer Normalfunktion unterschieden werden.

[0004] Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden und eine Einrichtung zu schaffen, bei der die Zuverlässigkeit der erzeugten Schachtinformation verbessert wird.

[0005] Der durch die Erfindung erreichte Vorteil ist im wesentlichen darin zu sehen, dass mit der verbesserten Zuverlässigkeit der Schachtinformation die Sicherheit des Aufzuges gewährleistet werden kann. Durch beschädigte oder defekte Teile ausgelöste falsche Schachtinformation wird mit der erfindungsgemässen Einrichtung erkannt und führt nicht zu falschen Ergebnissen. Beispielsweise wird die Überbrückung von Türkontakten beim Einfahren der Aufzugskabine in eine Haltestelle nicht ausgelöst, falls die dazu notwendige Schachtinformation fehlerhaft ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass mit derselben Einrichtung und Schachtinformation mehrere Funktionen, beispielsweise Positionsüberwachung, Geschwindigkeitsüberwachung, Türkreisüberbrückung und Selbstdiagnose machbar sind. Dadurch wird die Forderung nach Eigensicherheit erfüllt.

[0006] Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ein Diagramm der Kabinenposition in Funktion der Kabinengeschwindigkeit,

Fig. 2

eine erfindungsgemässe Einrichtung zur Erzeugung von Schachtinformation,

Fig. 3

eine Einrichtung zur Auswertung der Schachtinformation,

Fig. 4

einen Ausschnitt eines erfassten Bildes eines Codes,

Fig. 5

ein Flussdiagramm eines Algorithmus zur Steuerung der Auswertung der Schachtinformation und zur zyklischen Selbstüberwachung und

Fig. 6

eine schematische Darstellung zur Aufteilung eines lange dauernden Hardwaretests.

[0007] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles zur Überbrückung von Türkontakten aufgrund von Schachtinformation näher erläutert. Beim Einfahren der Aufzugskabine in die Haltestelle werden die Stockwerk- und Kabinentüren aus Gründen der Zeitersparnis vorzeitig geöffnet. Die im Sicherheitskreis der Aufzugssteuerung liegenden Türkontakte müssen demzufolge durch eine von der Schachtinformation abhängige Sicherheitseinrichtung überbrückt werden. Dasselbe gilt für das Nachstellen der sich durch Seildehnung absenkenden Aufzugskabine bei offenen Türen.

[0008] Aus dem Diagramm der Fig. 1 sind die Bereiche ersichtlich, in denen das Überbrücken der Türkontakte beim Einfahren und Nachstellen der Aufzugskabine erlaubt ist und durch die erfindungsgemässe Sicherheitseinrichtung überwacht werden muss. Auf der vertikalen Achse des Diagramms ist die Position +P der Aufzugskabine oberhalb einer Haltestelle und die Position -P der Aufzugskabine unterhalb der Haltestelle dargestellt. In der Position P₀ steht die Schwelle der Aufzugskabine bündig zur Haltestelle. Auf der horizontalen Achse ist die Geschwindigkeit mit v bezeichnet. Die Position und die Geschwindigkeit, bei denen ein Überbrücken der Türkontakte beim Einfahren erlaubt ist, ist mit +P_E und -P_E bzw. v_E bezeichnet. Die Position und die Geschwindigkeit, bei denen ein Nachstellen mit überbrückten Türkontakten erlaubt ist, ist mit +P_N und -P_N bzw. v_N bezeichnet.

[0009] Fig. 2 zeigt einen Aufzugsschacht 1 im Bereich einer Haltestelle mit einem Reflektor 2, auf dem ein Code 3, beispielsweise ein 2-Zonencode, ein ein- oder zweidimensionaler Barcode oder ein Punktcode angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein 2-Zonencode 3 verwendet. Der Code 3 ist in einer ersten Spur 4 und einer zweiten Spur 5 angeordnet. Beide Spuren 4, 5 sind im vorliegenden Beispiel mustermässig identisch, sie können aber auch unterschiedlich sein. Das Niveau der Haltestelle ist mit der unterbrochenen Linie H₀ dargestellt, zu der der Code 3 symmetrisch ist. Ein Einfahrbereich B_E, in dem die Überbrückung der Türkontakte erlaubt ist, liegt hälftig oberhalb und unterhalb der Niveaulinie H₀. Ein Nachstellbereich B_N, in dem mit überbrückten Türkontakten ein Nachstellen einer sich durch Seildehnung absenkenden Aufzugskabine 6 bei offenen Türen erlaubt ist, liegt hälftig oberhalb und unterhalb der Niveaulinie H₀. Der Code 3 der ersten Spur 4 und der zweiten Spur 5 wird von einer an der Aufzugskabine 6 angeordneten 2-kanaligen Auswerteeinrichtung 7 erfasst und ausgewertet, wobei beide Kanäle identisch sind. Ein erster Sender 8 der Auswerteeinrichtung 7 beleuchtet die erste Spur 4 des Reflektors 2, ein zweiter Sender 9 der Auswerteeinrichtung 7 beleuchtet die zweite Spur 5 des Reflektors 2. Die beleuchtete Fläche der ersten Spur 4 wird auf einem ersten CCD-Sensor 10 der Auswerteeinheit 7 abgebildet, die beleuchtete Fläche der zweiten Spur 5 wird auf einem zweiten CCD-Sensor 11 der Auswerteeinheit 7 abgebildet. Die in Fig. 3 dargestellte Optik 12.1 des Senders 8 und die Optik 12.2 des CCD-Sensors 10 ist so aufeinander abgestimmt, dass die beleuchtete Fläche des Reflektors 2 in einem bestimmten Abstandsbereich, beispielsweise 10 bis 30 mm scharf auf dem CCD-Sensor abgebildet wird. Dasselbe gilt für die Optik des zweiten Senders 9 und des zweiten CCD-Sensors 11.

[0010] Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der in Fig. 2 dargestellten Auswerteeinrichtung 7 mit einem ersten Kanal 12, einem Vergleicher 14 und einem zweiten Kanal 15. Der zweite Kanal 15 ist gleich aufgebaut wie der erste Kanal 13 und ist daher nicht dargestellt. Der erste Kanal 13 besteht aus dem ersten Sender 8 mit der Optik 12.1, dem CCD-Sensor 10 mit der Optik 12.2, einer Mustererkennungslogik MER, einer Schnittstelle INF, einem Rechner CPU, der über ein Bussystem BUS mit einem Programm- und Parameterspeicher ROM und mit einem Datenspeicher RAM sowie mit der Mustererkennungslogik MER und der Schnittstelle INF verbunden ist und aus einer Relaislogik REL, an der ein Relais 16 angeschlossen ist. Falls die Bedingungen zum Einfahren oder zum Nachstellen erfüllt sind überbrückt das Relais 16 Türkontakte 17 eines Sicherheitskreises 18. Im Vergleicher 14 werden die Resultate der beiden Kanäle 13, 15 verglichen und bei unerlaubten Abweichungen Fehler ausgegeben. Der Vergleicher 14 besteht aus einem Positionsvergleicher POC, einem Geschwindigkeitsvergleicher SPC und einem Fehlersammler FES. Ein erstes Freigabesignal ENE der Aufzugssteuerung erlaubt das Öffnen der Türen beim Einfahren der Aufzugskabine und ein zweites Freigabesignal ENN der Aufzugssteuerung erlaubt das Nachstellen der Aufzugskabine 6 bei offenen Türen. Die Freigabesignale ENE, ENN können auch von der Auswerteeinrichtung 7 selbst erzeugt werden, da die dazu nötige Information vorhanden ist. Beim Einfahren in den Einfahrbereich B_E wird das erste Freigabesignal ENE erzeugt. Beim Einfahren in den Nachstellbereich B_N wird das zweite Freigabesignal ENN erzeugt. Beim Verlassen dieser Bereiche werden die Freigabesignale ENE, ENN zurückgesetzt.

[0011] Ein von der Schnittstelle INF ausgegebenes Positionssignal ist mit POS und ein von der Schnittstelle INF ausgegebenes Geschwindigkeitssignal ist mit SPE bezeichnet. Bei unerlaubten Abweichungen im Positionsvergleicher POC wird ein erstes Fehlersignal FEP und bei unerlaubten Abweichungen im Geschwindigkeitsvergleicher SPC wird ein zweites Fehlersignal FEG an den Fehlersammler FES ausgegeben. Falls die Einfahrbedingungen erfüllt sind, erzeugt die Schnittstelle INF ein Einfahrsignal EBE und falls die Nachstellbedingungen erfüllt sind, erzeugt die Schnittstelle INF ein Nachstellsignal EBN. Die Überbrückung der Türkontakte erfolgt nur, falls das erste Freigabesignal ENE und das Einfahrsignal EBE bzw. das zweite Freigabesignal ENN und das Nachstellsignal EBN gleichzeitig an der Relaislogik REL anstehen. Eine Störung in der Relaislogik REL löst ein drittes Fehlersignal REF aus. Bei anstehenden Fehlern im Fehlersammler FES schaltet ein viertes Fehlersignal REO das Relais 16 über die Relaislogik REL aus.

[0012] Der aus einem Feld von das einfallende Licht in Ladungen umwandelnden Bildelementen 19 bestehende CCD-Sensor 10, 11 erfasst ein Bild von dem am Reflektor 2 angeordneten Code 3. Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines solchen Bildes, in dem ein bestimmtes Muster mit Hellbereichen HB, Dunkelbereichen DB, hellen Mitten HM und dunkeln Mitten DM enthalten ist. Wie in Fig. 5 gezeigt wird das Bild des CCD-Sensors 10, 11 von der Mustererkennungslogik MER und vom Rechner CPU zyklisch analysiert und die Hardware einem zyklischen Test unterzogen. Durch das Einschalten der Versorgungsspannung der Auswerteeinrichtung 7 wird der Programmablauf mit dem Schritt S0.0 gestartet. Im Schritt S0.1 wird eine hardwaremässige und eine softwaremässige Initialisierung durchgeführt. Anschliessend wird im Schritt S0.2 ein hardwaremässiger Test der Speicher RAM, ROM, Register etc. durchgeführt. Nach erfolgreichem Test wird die die Schritte S1 bis S13 umfassende Endlosschleife ausgeführt. Die Endlosschleife hat eine etwa gleichbleibende Durchlaufzeit. Interrupts zur Zeitsteuerung sind nicht erlaubt, da es sich bei der Auswerteeinheit 7 um eine sicherheitsrelevante Einrichtung handelt. Falls das erfasste Bild mit dem Muster des Schrittes S1 eindeutige Hellbereiche HB und Dunkelbereiche DB aufweist, werden die Längen der Hellbereiche HB und der Dunkelbereiche DB sowie eine durch den Abstand der dunkeln Mitten DM bestimmte Musterwiederholungsdistanz MW ermittelt. Ausserdem werden die hellen Mitten HM und die dunkeln Mitten DM auf Einheitlichkeit geprüft, indem der Prozentsatz der Bildelemente 19 mit gleichen Helligkeitswerten ermittelt wird. Zur Weiterverarbeitung werden die von der Mustererkennungslogik MER ermittelten Daten über das Bussystem BUS in den Datenspeicher RAM übertragen.

[0013] Im Schritt S2 vergleicht der Rechner CPU dann das ermittelte Muster mit einem im Programm- und Parameterspeicher ROM abgelegten Referenzmuster. Aus Sicherheitsgründen wird im Schritt S3 auch die Einheitlichkeit der hellen Mitten HM und der dunkeln Mitten DM beurteilt. Ein zu tiefer Prozentsatz der Bildelemente 19 mit gleichen Helligkeitswerten erfüllt die Einfahr- und Nachstellbedingungen nicht. Bei negativen Ergebnissen der Prüfschritte S1 bis S3 werden via die Schnittstelle INF die Einfahrbedingung bzw. die Nachstellbedingung auf nicht erfüllt gehalten. Im Schritt S4 wird das ermittelte aktuelle Muster mit dem letztmals ermittelten Muster verglichen und daraus die Verschiebung des ermittelten Musters berechnet. Aus der Verschiebung und einer Abtastzykluszeit t_A wird im Schritt S5 die momentane Geschwindigkeit v der Aufzugskabine 6 berechnet. Im Schritt S6 wird geprüft, ob ein Muster aus dem Nachstellbereich B_N erfasst worden ist. Falls ein positives Prüfergebnis des Schrittes S6 vorliegt, wird im Schritt S7 die momentane Kabinengeschwindigkeit v mit der erlaubten Geschwindigkeit v_n zum Nachstellen der Aufzugskabine 6 verglichen. Ein positives Prüfergebnis des Schrittes S7 löst den Schritt S8 aus, in dem Einfahren und Nachstellen als erlaubt der Schnittstelle INF mitgeteilt werden, die im Schritt S9 das Einfahrsignal EBE und das Nachstellsignal EBN an die Relaislogik REL ausgibt. Ein negatives Prüfergebnis der Schritte S6 und S7 initialisieren den Schritt S10, in dem die momentane Kabinengeschwindigkeit v mit der erlaubten Geschwindigkeit v_e zum Einfahren der Aufzugskabine 6 verglichen wird. Bei einem negativen Ergebnis des Prüfschrittes S10 wird via die Schnittstelle INF die Einfahrbedingung auf nicht erfüllt gehalten. Ein positives Prüfergebnis des Schrittes S10 löst den Schritt S11, in dem Einfahren als erlaubt der Schnittstelle INF mitgeteilt wird, die im Schritt S9 das Einfahrsignal EBE an die Relaislogik REL ausgibt. Falls ein Einfahrsignal EBE bzw. ein Nachstellsignal EBN und ein erstes Freigabesignal ENE, bzw. ein zweites Freigabesignal ENN und kein Fehlersignal REO vorliegt, wird das Relais 16 eingeschaltet und die Türkontakte 17 überbrückt.

[0014] Im Flussdiagramm der Fig. 5 nicht dargestellt ist die Berechnung der Position der Aufzugskabine 6. Aufgrund des ersten erfassten Musters und der berechneten Musterwiederholungsdistanz MW kann sie ohne weiteres hergeleitet werden. Das daraus hergeleitete Positionssignal POS dient nicht nur dem Vergleich mit dem Positionssignal des zweiten Kanals sondern kann auch zur Feinpositionierung der Aufzugskabine beim Einfahren in der Aufzugssteuerung verwendet werden.

[0015] Der im Schritt S12 durchgeführte hardwaremässige Test der Speicher RAM, ROM, Register etc. dauert gesamthaft lange. Damit die aus den Schritten S1 bis S13 bestehende Endlosschleife in kurzer und konstanter Zeit durchlaufen werden kann, wird der hardwaremässige Test in Testabschnitte gleicher Zeitdauer unterteilt. Fig. 6 zeigt ein Beispiel mit sechs Testabschnitten AS1 ... AS6. Eine als Zeiger ZEI dargestellte Variable zeigt auf den aktuellen Testabschnitt AS2. Beim Schleifendurchlauf wird nach Abarbeitung des aktuellen Testabschnittes der Zeiger ZEI auf den nächsten Abschnitt gestellt, sodass beim nächsten Schleifendurchlauf ein weiterer Testabschnitt getestet wird. Im vorliegenden Beispiel ist der gesamte Test nach sechs Schleifendurchläufen einmal ausgeführt worden. Im Schritt S13 werden die dabei ermittelten Daten via die Schnittstelle INF an den Positionsvergleicher POC und an den Geschwindigkeitsvergleicher SPC ausgegeben.

Ansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von einer Aufzugssteuerung dienenden Schachtinformation eines Aufzugsschachtes (1) mit einer im Aufzugsschacht (1) verfahrbaren Aufzugskabine (6) und einem im Aufzugsschacht (1) angeordneten lesbaren Code (3),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Code (3) bildweise gelesen wird, dass mindestens ein im Bild des gelesenen Codes (3) enthaltenes Muster erkannt wird,
dass das erkannte Muster mit einem Referenzmuster verglichen wird und
dass aus dem erkannten Muster eine Schachtinformation für die Aufzugssteuerung erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Muster mindestens ein Hellbereich (HB) mit einer hellen Mitte (HM) und mindestens ein Dunkelbereich (DB) mit einer dunkeln Mitte (DM) erkannt wird und
dass aus der Beabstandung der dunkeln Mitten (DM) eine Musterwiederholungsdistanz (MW) ermittelt wird, aus der die Position der Aufzugskabine (6) ableitbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die hellen Mitten (HM) und die dunkeln Mitten (DM) auf Einheitlichkeit geprüft werden, indem der Prozentsatz der Bildelemente (19) mit gleichen Helligkeitswerten ermittelt wird, wobei bei einem bestimmten Prozentsatz das Muster als ungültig erkannt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Verschiebung des aktuellen Musters gegenüber dem letztmals ermittelten Muster berechnet wird und dass aus der Verschiebung und aus einer Abtastzykluszeit (t_A) eine Geschwindigkeit (v) der Aufzugskabine (6) berechnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus mindestens einem Muster ein Einfahrbereich (B_E) und ein Nachstellbereich (B_N) erkannt wird, in denen die Überbrückung von Türkontakten (17) beim Einfahren der Aufzugskabine (6) in eine Haltestelle erlaubt ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Geschwindigkeit (v) der Aufzugskabine (6) mit einer dem Bereich (B_E, B_N) entsprechenden Geschwindigkeit verglichen wird und dass daraus Einfahr- und Nachstellbedingungen erzeugt werden.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bestehend aus einem im Aufzugsschacht (1) angeordneten lesbaren Code (3), einem an einer im Aufzugsschacht (1) verfahrbaren Aufzugskabine (6) angeordneten Einrichtung zum Lesen des Codes (3) und einer Einrichtung zur Auswertung einer der Aufzugssteuerung dienenden im Code (3) enthaltenen Schachtinformation,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Sensor (10, 12.2) zum bildweisen Lesen des Codes (3) vorgesehen ist, dass mindestens eine Einrichtung (MER) zum Erkennen mindestens eines im gelesenen Bild des Codes (3) enthaltenen Musters vorgesehen ist und dass mindestens eine Recheneinrichtung (CPU, ROM, RAM, BUS, INF) zur Auswertung der im Muster enthaltenen Schachtinformation vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein erster Kanal (13) mit dem Sensor (10, 12.2), der Recheneinrichtung (CPU, ROM, RAM, BUS, INF), einer Relaislogik (REL) zur Auswertung musterabhängiger Signale (EBE, EBN, ENE, ENN) mit einem Relais (16) zur Überbrückung von Türkontakten (17) vorgesehen ist, dass ein zweiter Kanal (15) mit dem Sensor (10, 12.2), der Recheneinrichtung (CPU, ROM, RAM, BUS, INF), einer Relaislogik (REL) zur Auswertung musterabhängiger Signale (EBE, EBN, ENE, ENN) mit einem Relais (16) zur Überbrückung von Türkontakten (17) vorgesehen ist und dass ein Vergleicher (14) mit einem Positionsvergleicher (POC) für den Vergleich von aus Mustern der Kanäle (13, 15) erzeugten Positionssignalen (POS) und mit einem Geschwindigkeitsvergleicher (SPC) für den Vergleich von aus Mustern der Kanäle (13, 15) erzeugten Geschwindigkeitssignalen (SPE) vorgesehen ist, wobei bei unerlaubten Signalabweichungen Fehlersignale (FEP, FEG) von einem Fehlersammler (FES) des Vergleichers (14) aufgenommen werden und ein Fehlersignal (REO) des Fehlersammlers (FES) die Relaislogik (REL) der Kanäle (13, 15) für die Überbrückung der Türkontakte (17) sperrt.

Zeichnung