专利名称：监视系统的无缺陷状态和/或识别有缺陷状态的电路布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路布置，用于监视一个系统例如索道系统或上山吊椅系统的无缺陷状态，和／或用于识别其有缺陷状态，配有若干监视和识别装置和至少一个控制和估算单元，于此，监视和识别装置是彼此串联的，而且与控制和估算单元也是串联的，并且可以针对着它们的状态特别是它们的开关工作状态进行询问。
各种各样的系统，尤其是关系到人身安全的系统，通常都需要持续的监控，这就是说，需要监视它们的无缺陷状态，而且(通常与无缺陷状态的监视相联系)需要识别其有缺陷状态。一旦识别出一种有缺陷的状态，就可立即采取有关安全措施。
对索道系统和上山吊椅系统来说，作为安全攸关的准则是必须控制缆索相对于承载着缆索或导引着缆索的缆索滑轮的位置。如果缆索的实际位置相对于至少一个缆索滑轮而言不符合规定位置的话，就必须采取有关安全措施。在缆索的实际位置和它的规定位置之间存在微小偏差时，由此所推断的有关安全措施可以是减小缆索的速度。若缆索的实际位置和规定位置之间的偏差超过了预定的极限值时，则务必采取的有关安全措施就是当即停止索道系统或上山吊椅系统的运行。
对于作为控制线路工作的电路(现在当然也包括电子线路)来说，在工作电流原理和偏压电流原理之间是有区别的。按工作电流原理，当在控制电路中流通一足够大的控制电流时，例如才会对一个系统采取控制性干预。在按照工作电流原理工作的控制电路中现有的开关装置都是设计成常闭接点的；当它们被起动时，它们便是导电的。与之相反，按照静止电流原理，只有当在控制电路中没有控制电流流通时例如才会对一个系统采取控制性干预。在按照静止电流原理工作的控制电路中，现有的开关装置都是设计成常开触点的；当它们被起动时，它们是不导电的。
在按照工作电流原理设计的控制电路中，如前所述，只有当在控制电路中流通一个足够大的控制电流时，才会对所配置的系统采取控制性干预。为此所需的条件是一方面有所需的工作电压；另一方面没有导线破损现象；最后是在这样一个控制电路中现有的作为常闭接点设计的开关装置是高效能的。与之相反的是，在按照静止电流原理工作的控制电路上，只有当在控制电路中没有控制电流流通时才会对所属的系统采取控制性干预。
上面关于工作电流原理和静止电流原理所做的论述清楚地说明为引起采取有关安全措施而设计的控制电路必须按照静止电流原理工作。由于在此情况下在控制电路中的无电流状态是这样估算的，即相应的系统处于一种安全状态中，所以工作电压的中断和线路破损就总会导致该系统被置于安全状态中，如果它未处于安全状态中的话。对于索道系统或上山吊椅系统来说，安全状态当然就是关闭索道的传动装置。
在按照工作电流原理工作的控制电路中，也就是在其开关装置是作为常闭接点设计的控制电路中，开关装置是并联的；在操作一个作为常闭接点设计的开关装置后，控制电路就全部有效。与此相反，在按照静止电流原理工作的控制电路中，也就是在其开关装置是作为常开触点设计的控制电路中，开关装置是串联的；在操作一个作为常开触点设计的开关装置后，控制电路便变得没有电流了，从而全部有效。
为了在考虑到现在的这种电路布置情况下，只有当通过所有监视和识别装置的串联而识别出该系统的有缺陷的状态时，才能够确定缺陷的位置，于是设定监视和识别装置就其状态特别是就其开关工作状态来说是可以询问的。
在所述的这种电路布置中如何具体设计监视和识别装置，这主要取决于该系统是怎样具体实施的，即在该系统中要借助此电路布置来监视无缺陷状态和识别有缺陷的状态。如果这一系统涉及一种索道系统或上山吊椅系统的话，则根据尚未公开的专利申请19620065．2是这样设定的每个监视和识别装置都有三个存在指示器，这些存在指示器在输出端(直接或间接地)是逻辑互联的。这里成问题的是，这三个传感器所需的空间增加了，而空间往往是没有现成的。
本发明的任务是设计出所述的这种电路布置，使得监视能够特别满足高的安全要求，而且可以在仅仅很小的现有安装空间内加以使用。
上述任务首先而且基本上是通过以下措施加以解决的每个监视和识别装置都有几个不同的感应区和几个信号输出端。于此，在本发明的范围内，感应区的定义是与监视和识别装置有一定距离的那个空间范围，在此空间范围内，一个被监视的对象的存在或不存在都会导致在监视和识别装置中的状态变化。在一个常规的临近开关上，感应区就是临近开关的有源表面上方的范围，在此范围中，临近开关对气化物质的临近做出反应，这就是说，一个常规的临近开关准有一个感应区。
由于本发明提出的每个监视和识别装置都有几个不同的感应区，所以对该系统的状态可以实现精确的和选择性的监视。因此，不仅能够区别开一种无缺陷的状态和一种有缺陷的状态，而且能够附带地识别出无缺陷状态的变坏，从而可采取相应措施来尽可能地避免有缺陷状态的出现。这样，在监视索道系统或上山吊椅系统的缆索相对于导引该缆索的缆索滑轮的位置时，可以识别到缆索的侧向滑移。
根据本发明的一个优选的实施形式，监视和识别装置都有一个控制输入端和一个控制输出端，其中，第(n-1)个监视和识别装置的控制输出端是同第n个监视和识别装置的控制输入端相连的。这样，一方面实现了监视和识别装置的出于安全原因所必需的串联，另一方面也防止了电压降在监视和识别装置上的累加。第一个监视和识别装置的控制输入端是与控制和估算单元相连的，而且由该单元以一个脉冲式的最好是循环再编程的信号加荷。
根据本发明的另一理论，在本发明提出的电路布置中，各监视和识别装置不仅就其状态特别是就其工作状态来说是可询问的，而且附带地是可以寻址的。这就是说，每个单独的监视和识别装置都是通过下述措施实现个性化的，即为它配给一个一定的地址。也就是说，为了询问某个监视和识别装置的状态，由其地址所个性化的监视和识别装置被“操作”，然后它的状态，即在一种实施为开关装置的例子中它的开关工作状态被询问。这样，各监视和识别装置与控制和估算单元就询问和寻址可能性来说(经过相应的连接导线)形成一个环路。
地址和信息最好经过连接导线只沿一个方向传输，也就是沿着与由控制和估算单元储存在第一个监视和识别装置的控制输入端的脉冲信号的传输方向相反的方向传输。这样，便可识别出监视和识别装置的失灵或传输电缆的破损。
根据本发明的一个优选的实例，附带地将感应区中的一个分成两个部分感应区，其中，分成这两个部分感应区的分界线是垂直于感应区的分界线取向的。这样，除了能掌握一个索道系统或上山吊椅系统的缆索相对于导引该缆索的缆索滑轮的侧向滑移之外，还能掌握缆索位置的垂直变化。缆索位置的这种变化是有可能发生的，例如当缆索滑轮由于自身的加荷而改变它们的位置时，或者当缆索滑轮的滑动面出现磨损时。
具体地说，现在有各种可能性来实施和发展本发明提出的电路布置。这种实施和发展可以从权利要求1后面的各项从属权利要求书中以及从下面的参照附图对一个实施例所做的描述中看出。附图表示
图1一个索道系统或上山吊椅系统的一个断面示意图，该系统中采用了本发明提出的电路布置，图2本发明提出的电路布置的一个优选的实施例示意图。
图3在本发明提出的电路布置中监视和识别装置的不同感应区的原理示意图。
图2中所示的电路布置是确定用于监视一个系统的无缺陷状态和用于识别一个系统的有缺陷状态的，例如在图1中仅以断面形式示意绘出的索道系统或上山吊椅系统。该电路布置在其基本结构上包含多个监视和识别装置1和一个控制和估算单元2。监视和识别装置1是彼此串联的，而且与控制和估算单元2也是串联的。
图1中示明，每个监视和识别装置1都有三个不同的感应区3a、3b、3c，于此，这三个感应区3a、3b、3c首先垂直于缆索4的纵向而依次地起作用。现在可能出现的情况如下1．缆索4的实际位置如图1所示符合于规定位置。于是，缆索4处于感应区3a，而符合于感应区3a的信号输出端也就被接通。
2．缆索4的实际位置不再符合于规定位置。
2．a)缆索4位于图1左边所示的规定位置，从而处于感应区3b中。与感应区3b相应的信号输出端也就被接通。
2．b)缆索4位于图1右边所示的规定位置，从而处于感应区3c中。与感应区3c相应的信号输出端也就被接通。
2．c)缆索4位于缆索滑轮5以外的右边或左边，从而处于感应区3a、3b和3c之外。
有了以上的前提，下面的情况就适用了
假如对应于感应区3a的信号输出端被接通，而另外两个信号输出端却未被接通，那么这就意味着，缆索位于它的实际位置。索道系统或上山吊椅系统可以按正常速度运转。
假如对应于感应区3a的信号输出端被接通，而且对应于感应区3b或3c的信号输出端也附带被接通，那么这就是一个判据，证明缆索4的实际位置不再准确地与规定位置相一致。只要使索道系统或上山吊椅系统以稍微降低的速度运转，在这里就可能足够了。
假如只有对应于3b或3c的信号输出端被接通，那么这就是一个判据，证明缆索4的实际位置已明显地偏离了规定位置。
假如所有三个信号输出端都接通了，那么这就是一种未定义的状态。在此情况下，必须立即干预电路布置。
假如三个信号输出端中没有一个接通，那么这就是一个与安全攸关的判据，所以电路布置必须立即干预。在索道系统或上山吊椅系统情况下，这可能意味着，缆索4已从缆索滑轮5中跳出，所以索道系统或上山吊椅系统必须立即停止运行。
在图2中只表示出四个监视和识别装置1。但一般说来，本发明提出的电路布置可包括若干监视和识别装置1，在一个用于监视一索道系统或上山吊椅系统的无缺陷状态和识别其有缺陷状态的电路布置中，往往需要50个以上的监视和识别装置1，分布在几百米以上的距离内。
监视和识别装置1各自都有一个控制输入端6和控制输出端7，其中，第一个监视和识别装置1的控制输出端7与第二个监视和识别装置1的控制输入端6相连，第二个监视和识别装置1的控制输出端7与第三个监视和识别装置1的控制输入端6相连，第三个监视和识别装置1的控制输出端7与第四个监视和识别装置1的控制输入端6相连。第一个监视和识别装置1的控制输入端6与控制和估算单元2的控制输出端8相连，并且由该单元以一种脉冲式的最好是周期性的再编程的信号加荷。第四个监视和识别装置1的控制输出端7与控制和估算单元2的控制输入端9相连。通过各个监视和识别装置1的上述那种串联，形成了该电路布置的信号线路，各个监视和识别装置1经过该信号线路将有关安全的信号发送给控制和估算单元2。
适用于图2中所示本发明提出的电路布置的实施例的还有就询问和寻址可能性而言，监视和识别装置1与控制和估算单元2经过相应的连接导线10形成一个环路。在此情况下，地址和信息经过连接导线10只沿一个方向即与脉冲信号的传送方向相反的方向进行传输，这种信号是在控制和估算单元2的控制输出端8发送给第一个监视和识别装置1的控制输入端6的，也就是沿着信号线路上与安全有关的信号的传输方向相反的方向发送的。这样就确保了控制和估算单元2不仅能觉察出监视和识别装置1之间的连通的中断，而且还能确定出缺陷所在的位置。举例来说，如果两个监视和识别装置1之间的信号线路被中断，那么就会被控制和估算单元2这样觉察出来，即在它的控制输入端9上没有经过信号线路而来到的信号，这当然就不能确定出缺陷究竟在何处了。由于经过连接导线10的寻址仍然是沿着与信号线路的传输方向相反的方向进行的，所以通过连续询问经过连接导线10的各个监视和识别装置1以及通过经由信号线路所获得的已寻得地址的那个监视和识别装置1的开关信号，便能确定出缺陷位置是在哪一个监视和识别装置1的后面。
又例如，假定在图2所示的电路布置中，第二个和第三个监视和识别装置1之间的信号线路被中断，那么控制和估算单元2便以此开始经过连接导线10首先询问第四个监视和识别装置1。控制和估算单元2经过信号线路从该监视和识别装置得回一个信号，从而知道控制和估算单元2与第四个监视和识别装置1的连接以及第四个监视和识别装置1本身是没有缺陷的。同样地，控制和估算单元2随即从第三个监视和识别装置1得回一个信号。但然后如果第二个监视和识别装置1经过连接导线10被询问，控制和估算单元2就得不到回馈信息，因为该连接导线已中断了。这样，由控制和估算单元2来确定缺陷的位置是可以实现的。
按图2中所示电路布置的方案，监视和识别装置1只在下述条件下才能经过连接导线10接收到地址和信息，即在它们那里有一个启动信号时，该启动信号可以经过监视和识别装置1上的启动信号输入端11加以接收。所有监视和识别装置1的启动信号输入端11都是与控制和估算单元2的启动信号输出端12相连的。
图3示意地表示本发明提出的电路布置的一个优选的监视和识别装置1的不同感应区原理略图。监视和识别装置1是从侧面绘示的，所以处于监视和识别装置1的有源表面13上方的不同感应区3的划分显得很清楚。如图1中所示，这里还有作为临近开关设计的监视和识别装置1的敏感区，此敏感区位于有源表面13之上，相当于各感应区3的总和，首先划分为三个感应区3a、3b和3c。感应区3a-3b之间的界线14在一边和感应3a-3c之间的界线15在另一边，都是垂直于监视和识别装置1的有源表面13延伸的。另外，感应区3a又划分为两个分区3a′和3a″，于此，分区3a′和分区3a″之间的界线16垂直于界线14或15并平行于有源表面13延伸。
索道系统或上山吊椅系统中的监视和识别装置1，通常是位置固定地安置在索道系统或上山吊椅系统的支座上，在直接靠近承载着缆索4的缆索滑轮5的地方。这样，它们离缆索4有一个预定的距离，它们应监视缆索的位置。通过监视和识别装置1的感应区3a、3b和3c便能确定出缆索4相对于缆索滑轮5的侧向滑移。通过感应区3a划分为两个分区3a′和3a″，还能附带地确定出缆索4对有源表面13的垂直距离的变化。例如在下述情况下便有可能出现这种变化当缆索滑轮5由于负荷之故而自身改变其位置时，就是说当滑轮被向下压时；或者当缆索滑轮5的滑动面17出现磨损时。
当然，图3中为了简化之故而分别绘示成直线延伸的界线14、15和16也可以具有弯曲的形状，以使得感应区3a、3b和3c以及分区3a′和3a″不再具有矩形的形状，而是可以取几乎任意的形状。
权利要求
1．电路布置，用于监视一个系统例如索道系统或上山吊椅系统的无缺陷状态和／或用于识别其有缺陷状态，本电路布置配有若干个监视和识别装置(1)并配有至少一个控制和估算单元(2)，其中，监视和识别装置(1)彼此串联，并与控制和估算单元(2)相串联，而且可以就它们的状态特别是就它们的开关工作状态进行询问，其特征在于每个监视和识别装置(1)有多个不同的感应区(3)和多个信号输出端。
2．按权利要求1提出的电路布置，其特征在于监视和识别装置(1)都是作为开关装置特别是作为电子的不接触工作的开关装置，例如实施为感应的或电容的临近开关。
3．按权利要求1或2提出的电路布置，其特征在于每个监视和识别装置(1)都有一个控制输入端(6)和一个控制输出端(7)，而且第(n-1)个监视和识别装置(1)的控制输出端(7)与第n个监视和识别装置(1)的控制输入端(6)相连。
4．按权利要求3提出的电路布置，其特征在于第一个监视和识别装置(1)的控制输入端(6)与控制和估算单元(2)的控制输出端(8)相连，第n个监视和识别装置(1)的控制输出端(7)与控制和估算单元(2)的控制输入端(9)相连，而且以此形成一个从控制输出端(8)经过n个监视和控制装置(1)直到控制和估算单元(2)的控制输入端(9)的信号线路。
5．按权利要求1至4的任一项提出的电路布置，其特征在于监视和识别装置(1)都是可以寻址的，而且监视和识别装置(1)与控制和估算单元(2)就询问和寻址可能性经过相应的连接线路(10)而形成一个环路。
6．按权利要求5提出的电路布置，其特征在于地址和信息经过连接线路(10)只沿一个方向传输，也就是沿着信号线路上与安全相关的信号的传输方向相反的方向传输。
7．按权利要求1至6的任一项提出的电路布置，其特征在于每个监视和识别装置(1)至少有三个不同的感应区(3a，3b，3c)和至少有三个信号输出端。
8．按权利要求1至7的任一项提出的电路布置，其特征在于每个监视和识别装置(1)至少有一个感应区(3a)，该感应区本身又划分成两个分区(3a′，3a″)，其中，这两个分区(3a′，3a″)的分界线垂直于感应区(3)的分界线延伸。
9．用于监视一索道系统或上山吊椅系统的缆索(4)的位置的电路布置，特别是按权利要求8提出的电路布置，其特征在于不仅能监视和识别出被监视的缆索(4)相对于导引缆索(4)的缆索滑轮(5)的侧向滑移，而且能监视和识别出与之相垂直的缆索位置的变化。
全文摘要
本发明涉及一种电路,用于监视缆车或上山吊椅系统的无缺陷状态和/或用于识别该系统的有缺陷状态,配有若干个监视和识别装置(1)并配有至少一个控制和估算单元(2),监视和识别装置(1)是彼此串联的而且与控制和估算单元(2)相串联,可以就其状态特别是就其工作状态进行询问。为了能满足尽可能高的各种安全要求,同时只需要一个小的安装空间,每个监视和识别装置(1)都含有若干个不同的感应区(3)和若干个信号输出端。
文档编号H03K17/945GK1280719SQ98811587
公开日2001年1月17日 申请日期1998年11月21日 优先权日1997年11月26日
发明者R·阿尔布里希, K·赫尔曼, J·L·拉马彻, M·斯特洛贝尔 申请人:Ifm电子股份有限公司, 多佩迈尔索道制造有限公司