[发明专利]用于安全运行设备的配置结构、模块及方法

说明书

本申请是中国专利申请200880019956.9的分案申请，原申请的申请日是2008年6月3日，优先权日是2007年6月11日，发明名称是“用于安全运行设备的配置结构、模块及方法”。

技术领域

本发明涉及用于安全运行设备的配置结构、模块及方法。

背景技术

在起升机构/提升装置提升负载时通常存在这样的风险：被提升的负载可能由于技术故障或者机械故障而不受控制地下降。因而对位于其下方的人员或物品造成危险。

DE 31 37 523公开了一种起升机构，其中一旦超过最大速度便停止负载的下降。为此在盘绳筒上设置了止动棘爪，一旦达到预先选择的最大速度，所述止动棘爪便由于其惯性而使滚筒停止。

所述纯机械作用的安全装置非常突然地对下降的负载进行制动并且仅能通过成本较高的措施对所发生的状况进行处理。

DE 38 38 058公开了一种电机驱动的盘绳筒的安全控制措施。在此，在驱动侧借助脉冲发生器确定驱动电机的转速，而在从动侧也通过脉冲发生器确定盘绳筒的转速。由逻辑电路比较所述两个脉冲发生器信号。如果两个脉冲发生器的信号之间出现不一致性，则控制电路触发一阻止负载不受控制地下降的制动器。

此外，所述起升机构用于电网驱动所使用的电机。未设置用于使负载平稳地到达限定位置的平缓启动或缓慢制动。

DE 90 13 918U1公开了一种起升机构，根据（该文献的）附图1其中仅设有一单个电机35，在所述电机35失效时便不能再继续运行。根据（该文献的）附图2设有一个能量源53，其向两个并联的电机供电，检测这两个电机的相应电机电流并且由监视装置49a比较所述两个电机电流，其中，在确定差异之后激活所有电机的安全制动器。在此不检测转速。

发明内容

本发明的目的在于提高设备的安全性。

根据本发明，所述目的由具有权利要求1中所述特征的配置结构、具有权利要求10中所述特征的模块以及具有权利要求12中所述特征的方法来实现。

在用于安全运行起升机构——尤其是速度可控的起升机构——的配置结构方面，本发明的重要特征在于，由一包括调节单元的、单个的变换器向至少两个驱动装置供电；其中，每个驱动装置具有一电机、一制动器以及相应的至少一个用于检测所述驱动装置的物理状态量的传感器——尤其是角度传感器；其中，所述驱动装置的传感器的传感器信号被输入所述调节单元；其中，所述驱动装置的电机是并联的，用于检测所述变换器的输出电流的单元与所述变换器的调节单元相连接；其中，所述各驱动装置彼此机械连接成，使得在一个驱动装置失效时其它并联的驱动装置负责产生转矩；其中，第一驱动装置的传感器信号和其它驱动装置的传感器信号还被传输到一模块，该模块包含用于分析所述传感器信号以产生一输出信号的单元；其中，所述变换器包括一用于产生制动器驱控信号的单元；其中，所述输出信号和所述制动器驱控信号被输入一能被驱控的开关元件——特别是接触器——的网络，所述网络设计成，使得能接通或能切断电机的电流供给、能激活或去激活所述制动器，尤其是能使制动器被馈电或无电流地接合。其中，所述驱动装置的传感器的传感器信号被输入所述调节单元，

其优点是，可实现具有冗余的驱动系统的起升机构。由此对于起升机构而言在防止不受控制地下降方面实现了高安全性。由于冗余以及规律地测试，即使在故障情况下也能实现受控制地下降。因此可以满足高要求的安全规定。

另外的优点是，可以相互比较各驱动装置的转速、输出转矩或者其它物理状态量，由此例如实现对某些特定的故障情况的监视。在一个示例性实施的转速监视中对被共同驱动的轴的破坏/断裂进行监视。

另外的优点是，所述网络可由简单、稳健/鲁棒的开关元件——如接触器——实现。因此可在设备中设置可靠的构件。

在网络中，运行状态、如故障情况等可以借助一固定布线的逻辑门电路进行运算、进而也设计成稳健的。

尤其是通过实现对制动器和电机的独立驱控而惊人地实现了以下述方式执行制动测试的可能性。此外在本发明中较有利的是，在一个电机失效时设备仍可非常良好地继续运行，而不必执行整个设备的紧急停机。主要是在轴破坏或角度传感器失效的情况下，所述模块识别出转速差、进而执行紧急停机。在仅一个驱动装置失效时不必使设备停机。

在另一较有利的实施方式中，为进行所述的机械连接使一轴被所有的驱动装置共同驱动。其优点是，通过冗余的驱动装置改善起升机构的安全性。单个驱动装置在其功率和结构大小方面如此设计，使得在一个单个驱动装置失效时起升机构的安全性不受损害。