監視系統的無缺陷狀態和/或識別有缺陷狀態的電路布置的製作方法

2023-05-19 06:53:31

專利名稱：監視系統的無缺陷狀態和/或識別有缺陷狀態的電路布置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電路布置，用於監視一個系統例如索道系統或上山吊椅系統的無缺陷狀態，和／或用於識別其有缺陷狀態，配有若干監視和識別裝置和至少一個控制和估算單元，於此，監視和識別裝置是彼此串聯的，而且與控制和估算單元也是串聯的，並且可以針對著它們的狀態特別是它們的開關工作狀態進行詢問。
各種各樣的系統，尤其是關係到人身安全的系統，通常都需要持續的監控，這就是說，需要監視它們的無缺陷狀態，而且(通常與無缺陷狀態的監視相聯繫)需要識別其有缺陷狀態。一旦識別出一種有缺陷的狀態，就可立即採取有關安全措施。
對索道系統和上山吊椅系統來說，作為安全攸關的準則是必須控制纜索相對於承載著纜索或導引著纜索的纜索滑輪的位置。如果纜索的實際位置相對於至少一個纜索滑輪而言不符合規定位置的話，就必須採取有關安全措施。在纜索的實際位置和它的規定位置之間存在微小偏差時，由此所推斷的有關安全措施可以是減小纜索的速度。若纜索的實際位置和規定位置之間的偏差超過了預定的極限值時，則務必採取的有關安全措施就是當即停止索道系統或上山吊椅系統的運行。
對於作為控制線路工作的電路(現在當然也包括電子線路)來說，在工作電流原理和偏壓電流原理之間是有區別的。按工作電流原理，當在控制電路中流通一足夠大的控制電流時，例如才會對一個系統採取控制性幹預。在按照工作電流原理工作的控制電路中現有的開關裝置都是設計成常閉接點的；當它們被起動時，它們便是導電的。與之相反，按照靜止電流原理，只有當在控制電路中沒有控制電流流通時例如才會對一個系統採取控制性幹預。在按照靜止電流原理工作的控制電路中，現有的開關裝置都是設計成常開觸點的；當它們被起動時，它們是不導電的。
在按照工作電流原理設計的控制電路中，如前所述，只有當在控制電路中流通一個足夠大的控制電流時，才會對所配置的系統採取控制性幹預。為此所需的條件是一方面有所需的工作電壓；另一方面沒有導線破損現象；最後是在這樣一個控制電路中現有的作為常閉接點設計的開關裝置是高效能的。與之相反的是，在按照靜止電流原理工作的控制電路上，只有當在控制電路中沒有控制電流流通時才會對所屬的系統採取控制性幹預。
上面關於工作電流原理和靜止電流原理所做的論述清楚地說明為引起採取有關安全措施而設計的控制電路必須按照靜止電流原理工作。由於在此情況下在控制電路中的無電流狀態是這樣估算的，即相應的系統處於一種安全狀態中，所以工作電壓的中斷和線路破損就總會導致該系統被置於安全狀態中，如果它未處於安全狀態中的話。對於索道系統或上山吊椅系統來說，安全狀態當然就是關閉索道的傳動裝置。
在按照工作電流原理工作的控制電路中，也就是在其開關裝置是作為常閉接點設計的控制電路中，開關裝置是並聯的；在操作一個作為常閉接點設計的開關裝置後，控制電路就全部有效。與此相反，在按照靜止電流原理工作的控制電路中，也就是在其開關裝置是作為常開觸點設計的控制電路中，開關裝置是串聯的；在操作一個作為常開觸點設計的開關裝置後，控制電路便變得沒有電流了，從而全部有效。
為了在考慮到現在的這種電路布置情況下，只有當通過所有監視和識別裝置的串聯而識別出該系統的有缺陷的狀態時，才能夠確定缺陷的位置，於是設定監視和識別裝置就其狀態特別是就其開關工作狀態來說是可以詢問的。
在所述的這種電路布置中如何具體設計監視和識別裝置，這主要取決於該系統是怎樣具體實施的，即在該系統中要藉助此電路布置來監視無缺陷狀態和識別有缺陷的狀態。如果這一系統涉及一種索道系統或上山吊椅系統的話，則根據尚未公開的專利申請19620065．2是這樣設定的每個監視和識別裝置都有三個存在指示器，這些存在指示器在輸出端(直接或間接地)是邏輯互聯的。這裡成問題的是，這三個傳感器所需的空間增加了，而空間往往是沒有現成的。
本發明的任務是設計出所述的這種電路布置，使得監視能夠特別滿足高的安全要求，而且可以在僅僅很小的現有安裝空間內加以使用。
上述任務首先而且基本上是通過以下措施加以解決的每個監視和識別裝置都有幾個不同的感應區和幾個信號輸出端。於此，在本發明的範圍內，感應區的定義是與監視和識別裝置有一定距離的那個空間範圍，在此空間範圍內，一個被監視的對象的存在或不存在都會導致在監視和識別裝置中的狀態變化。在一個常規的臨近開關上，感應區就是臨近開關的有源表面上方的範圍，在此範圍中，臨近開關對氣化物質的臨近做出反應，這就是說，一個常規的臨近開關準有一個感應區。
由於本發明提出的每個監視和識別裝置都有幾個不同的感應區，所以對該系統的狀態可以實現精確的和選擇性的監視。因此，不僅能夠區別開一種無缺陷的狀態和一種有缺陷的狀態，而且能夠附帶地識別出無缺陷狀態的變壞，從而可採取相應措施來儘可能地避免有缺陷狀態的出現。這樣，在監視索道系統或上山吊椅系統的纜索相對於導引該纜索的纜索滑輪的位置時，可以識別到纜索的側向滑移。
根據本發明的一個優選的實施形式，監視和識別裝置都有一個控制輸入端和一個控制輸出端，其中，第(n-1)個監視和識別裝置的控制輸出端是同第n個監視和識別裝置的控制輸入端相連的。這樣，一方面實現了監視和識別裝置的出於安全原因所必需的串聯，另一方面也防止了電壓降在監視和識別裝置上的累加。第一個監視和識別裝置的控制輸入端是與控制和估算單元相連的，而且由該單元以一個脈衝式的最好是循環再編程的信號加荷。
根據本發明的另一理論，在本發明提出的電路布置中，各監視和識別裝置不僅就其狀態特別是就其工作狀態來說是可詢問的，而且附帶地是可以尋址的。這就是說，每個單獨的監視和識別裝置都是通過下述措施實現個性化的，即為它配給一個一定的地址。也就是說，為了詢問某個監視和識別裝置的狀態，由其地址所個性化的監視和識別裝置被「操作」，然後它的狀態，即在一種實施為開關裝置的例子中它的開關工作狀態被詢問。這樣，各監視和識別裝置與控制和估算單元就詢問和尋址可能性來說(經過相應的連接導線)形成一個環路。
地址和信息最好經過連接導線只沿一個方向傳輸，也就是沿著與由控制和估算單元儲存在第一個監視和識別裝置的控制輸入端的脈衝信號的傳輸方向相反的方向傳輸。這樣，便可識別出監視和識別裝置的失靈或傳輸電纜的破損。
根據本發明的一個優選的實例，附帶地將感應區中的一個分成兩個部分感應區，其中，分成這兩個部分感應區的分界線是垂直於感應區的分界線取向的。這樣，除了能掌握一個索道系統或上山吊椅系統的纜索相對於導引該纜索的纜索滑輪的側向滑移之外，還能掌握纜索位置的垂直變化。纜索位置的這種變化是有可能發生的，例如當纜索滑輪由於自身的加荷而改變它們的位置時，或者當纜索滑輪的滑動面出現磨損時。
具體地說，現在有各種可能性來實施和發展本發明提出的電路布置。這種實施和發展可以從權利要求1後面的各項從屬權利要求書中以及從下面的參照附圖對一個實施例所做的描述中看出。附圖表示

圖1一個索道系統或上山吊椅系統的一個斷面示意圖，該系統中採用了本發明提出的電路布置，圖2本發明提出的電路布置的一個優選的實施例示意圖。
圖3在本發明提出的電路布置中監視和識別裝置的不同感應區的原理示意圖。
圖2中所示的電路布置是確定用於監視一個系統的無缺陷狀態和用於識別一個系統的有缺陷狀態的，例如在圖1中僅以斷面形式示意繪出的索道系統或上山吊椅系統。該電路布置在其基本結構上包含多個監視和識別裝置1和一個控制和估算單元2。監視和識別裝置1是彼此串聯的，而且與控制和估算單元2也是串聯的。
圖1中示明，每個監視和識別裝置1都有三個不同的感應區3a、3b、3c，於此，這三個感應區3a、3b、3c首先垂直於纜索4的縱向而依次地起作用。現在可能出現的情況如下1．纜索4的實際位置如圖1所示符合於規定位置。於是，纜索4處於感應區3a，而符合於感應區3a的信號輸出端也就被接通。
2．纜索4的實際位置不再符合於規定位置。
2．a)纜索4位於圖1左邊所示的規定位置，從而處於感應區3b中。與感應區3b相應的信號輸出端也就被接通。
2．b)纜索4位於圖1右邊所示的規定位置，從而處於感應區3c中。與感應區3c相應的信號輸出端也就被接通。
2．c)纜索4位於纜索滑輪5以外的右邊或左邊，從而處於感應區3a、3b和3c之外。
有了以上的前提，下面的情況就適用了
假如對應於感應區3a的信號輸出端被接通，而另外兩個信號輸出端卻未被接通，那麼這就意味著，纜索位於它的實際位置。索道系統或上山吊椅系統可以按正常速度運轉。
假如對應於感應區3a的信號輸出端被接通，而且對應於感應區3b或3c的信號輸出端也附帶被接通，那麼這就是一個判據，證明纜索4的實際位置不再準確地與規定位置相一致。只要使索道系統或上山吊椅系統以稍微降低的速度運轉，在這裡就可能足夠了。
假如只有對應於3b或3c的信號輸出端被接通，那麼這就是一個判據，證明纜索4的實際位置已明顯地偏離了規定位置。
假如所有三個信號輸出端都接通了，那麼這就是一種未定義的狀態。在此情況下，必須立即幹預電路布置。
假如三個信號輸出端中沒有一個接通，那麼這就是一個與安全攸關的判據，所以電路布置必須立即幹預。在索道系統或上山吊椅系統情況下，這可能意味著，纜索4已從纜索滑輪5中跳出，所以索道系統或上山吊椅系統必須立即停止運行。
在圖2中只表示出四個監視和識別裝置1。但一般說來，本發明提出的電路布置可包括若干監視和識別裝置1，在一個用於監視一索道系統或上山吊椅系統的無缺陷狀態和識別其有缺陷狀態的電路布置中，往往需要50個以上的監視和識別裝置1，分布在幾百米以上的距離內。
監視和識別裝置1各自都有一個控制輸入端6和控制輸出端7，其中，第一個監視和識別裝置1的控制輸出端7與第二個監視和識別裝置1的控制輸入端6相連，第二個監視和識別裝置1的控制輸出端7與第三個監視和識別裝置1的控制輸入端6相連，第三個監視和識別裝置1的控制輸出端7與第四個監視和識別裝置1的控制輸入端6相連。第一個監視和識別裝置1的控制輸入端6與控制和估算單元2的控制輸出端8相連，並且由該單元以一種脈衝式的最好是周期性的再編程的信號加荷。第四個監視和識別裝置1的控制輸出端7與控制和估算單元2的控制輸入端9相連。通過各個監視和識別裝置1的上述那種串聯，形成了該電路布置的信號線路，各個監視和識別裝置1經過該信號線路將有關安全的信號發送給控制和估算單元2。
適用於圖2中所示本發明提出的電路布置的實施例的還有就詢問和尋址可能性而言，監視和識別裝置1與控制和估算單元2經過相應的連接導線10形成一個環路。在此情況下，地址和信息經過連接導線10隻沿一個方向即與脈衝信號的傳送方向相反的方向進行傳輸，這種信號是在控制和估算單元2的控制輸出端8發送給第一個監視和識別裝置1的控制輸入端6的，也就是沿著信號線路上與安全有關的信號的傳輸方向相反的方向發送的。這樣就確保了控制和估算單元2不僅能覺察出監視和識別裝置1之間的連通的中斷，而且還能確定出缺陷所在的位置。舉例來說，如果兩個監視和識別裝置1之間的信號線路被中斷，那麼就會被控制和估算單元2這樣覺察出來，即在它的控制輸入端9上沒有經過信號線路而來到的信號，這當然就不能確定出缺陷究竟在何處了。由於經過連接導線10的尋址仍然是沿著與信號線路的傳輸方向相反的方向進行的，所以通過連續詢問經過連接導線10的各個監視和識別裝置1以及通過經由信號線路所獲得的已尋得地址的那個監視和識別裝置1的開關信號，便能確定出缺陷位置是在哪一個監視和識別裝置1的後面。
又例如，假定在圖2所示的電路布置中，第二個和第三個監視和識別裝置1之間的信號線路被中斷，那麼控制和估算單元2便以此開始經過連接導線10首先詢問第四個監視和識別裝置1。控制和估算單元2經過信號線路從該監視和識別裝置得回一個信號，從而知道控制和估算單元2與第四個監視和識別裝置1的連接以及第四個監視和識別裝置1本身是沒有缺陷的。同樣地，控制和估算單元2隨即從第三個監視和識別裝置1得回一個信號。但然後如果第二個監視和識別裝置1經過連接導線10被詢問，控制和估算單元2就得不到回饋信息，因為該連接導線已中斷了。這樣，由控制和估算單元2來確定缺陷的位置是可以實現的。
按圖2中所示電路布置的方案，監視和識別裝置1隻在下述條件下才能經過連接導線10接收到地址和信息，即在它們那裡有一個啟動信號時，該啟動信號可以經過監視和識別裝置1上的啟動信號輸入端11加以接收。所有監視和識別裝置1的啟動信號輸入端11都是與控制和估算單元2的啟動信號輸出端12相連的。
圖3示意地表示本發明提出的電路布置的一個優選的監視和識別裝置1的不同感應區原理略圖。監視和識別裝置1是從側面繪示的，所以處於監視和識別裝置1的有源表面13上方的不同感應區3的劃分顯得很清楚。如圖1中所示，這裡還有作為臨近開關設計的監視和識別裝置1的敏感區，此敏感區位於有源表面13之上，相當於各感應區3的總和，首先劃分為三個感應區3a、3b和3c。感應區3a-3b之間的界線14在一邊和感應3a-3c之間的界線15在另一邊，都是垂直於監視和識別裝置1的有源表面13延伸的。另外，感應區3a又劃分為兩個分區3a′和3a″，於此，分區3a′和分區3a″之間的界線16垂直於界線14或15並平行於有源表面13延伸。
索道系統或上山吊椅系統中的監視和識別裝置1，通常是位置固定地安置在索道系統或上山吊椅系統的支座上，在直接靠近承載著纜索4的纜索滑輪5的地方。這樣，它們離纜索4有一個預定的距離，它們應監視纜索的位置。通過監視和識別裝置1的感應區3a、3b和3c便能確定出纜索4相對於纜索滑輪5的側向滑移。通過感應區3a劃分為兩個分區3a′和3a″，還能附帶地確定出纜索4對有源表面13的垂直距離的變化。例如在下述情況下便有可能出現這種變化當纜索滑輪5由於負荷之故而自身改變其位置時，就是說當滑輪被向下壓時；或者當纜索滑輪5的滑動面17出現磨損時。
當然，圖3中為了簡化之故而分別繪示成直線延伸的界線14、15和16也可以具有彎曲的形狀，以使得感應區3a、3b和3c以及分區3a′和3a″不再具有矩形的形狀，而是可以取幾乎任意的形狀。
權利要求
1．電路布置，用於監視一個系統例如索道系統或上山吊椅系統的無缺陷狀態和／或用於識別其有缺陷狀態，本電路布置配有若干個監視和識別裝置(1)並配有至少一個控制和估算單元(2)，其中，監視和識別裝置(1)彼此串聯，並與控制和估算單元(2)相串聯，而且可以就它們的狀態特別是就它們的開關工作狀態進行詢問，其特徵在於每個監視和識別裝置(1)有多個不同的感應區(3)和多個信號輸出端。
2．按權利要求1提出的電路布置，其特徵在於監視和識別裝置(1)都是作為開關裝置特別是作為電子的不接觸工作的開關裝置，例如實施為感應的或電容的臨近開關。
3．按權利要求1或2提出的電路布置，其特徵在於每個監視和識別裝置(1)都有一個控制輸入端(6)和一個控制輸出端(7)，而且第(n-1)個監視和識別裝置(1)的控制輸出端(7)與第n個監視和識別裝置(1)的控制輸入端(6)相連。
4．按權利要求3提出的電路布置，其特徵在於第一個監視和識別裝置(1)的控制輸入端(6)與控制和估算單元(2)的控制輸出端(8)相連，第n個監視和識別裝置(1)的控制輸出端(7)與控制和估算單元(2)的控制輸入端(9)相連，而且以此形成一個從控制輸出端(8)經過n個監視和控制裝置(1)直到控制和估算單元(2)的控制輸入端(9)的信號線路。
5．按權利要求1至4的任一項提出的電路布置，其特徵在於監視和識別裝置(1)都是可以尋址的，而且監視和識別裝置(1)與控制和估算單元(2)就詢問和尋址可能性經過相應的連接線路(10)而形成一個環路。
6．按權利要求5提出的電路布置，其特徵在於地址和信息經過連接線路(10)只沿一個方向傳輸，也就是沿著信號線路上與安全相關的信號的傳輸方向相反的方向傳輸。
7．按權利要求1至6的任一項提出的電路布置，其特徵在於每個監視和識別裝置(1)至少有三個不同的感應區(3a，3b，3c)和至少有三個信號輸出端。
8．按權利要求1至7的任一項提出的電路布置，其特徵在於每個監視和識別裝置(1)至少有一個感應區(3a)，該感應區本身又劃分成兩個分區(3a′，3a″)，其中，這兩個分區(3a′，3a″)的分界線垂直於感應區(3)的分界線延伸。
9．用於監視一索道系統或上山吊椅系統的纜索(4)的位置的電路布置，特別是按權利要求8提出的電路布置，其特徵在於不僅能監視和識別出被監視的纜索(4)相對於導引纜索(4)的纜索滑輪(5)的側向滑移，而且能監視和識別出與之相垂直的纜索位置的變化。
全文摘要
本發明涉及一種電路,用於監視纜車或上山吊椅系統的無缺陷狀態和/或用於識別該系統的有缺陷狀態,配有若干個監視和識別裝置(1)並配有至少一個控制和估算單元(2),監視和識別裝置(1)是彼此串聯的而且與控制和估算單元(2)相串聯,可以就其狀態特別是就其工作狀態進行詢問。為了能滿足儘可能高的各種安全要求,同時只需要一個小的安裝空間,每個監視和識別裝置(1)都含有若干個不同的感應區(3)和若干個信號輸出端。
文檔編號H03K17/945GK1280719SQ98811587
公開日2001年1月17日 申請日期1998年11月21日 優先權日1997年11月26日
發明者R·阿爾布裡希, K·赫爾曼, J·L·拉馬徹, M·斯特洛貝爾 申請人:Ifm電子股份有限公司, 多佩邁爾索道製造有限公司