Circuito de seguridad en una instalación de ascensor.

Circuito de seguridad (200) en una instalación de ascensor (100) con al menos una conexión en serie (43) de contactos de seguridad relevantes (20a-20d,

26), que están cerrados durante el servicio sin fallos de la instalación de ascensor (100), pudiendo puentearse mediante conmutadores de semiconductores (36a, 36b) al menos un contacto (20a- 20d, 26) bajo determinadas condiciones de servicio en las que dicho o dichos contactos (20a-20d, 26) se abren, y pudiendo los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) ser controlados mediante al menos un procesador (34c, 34d) y ser vigilados en cuanto a posibles cortocircuitos mediante al menos un circuito de vigilancia (37a, 37b), y con al menos un circuito de relés electromecánicos (42a) con contactos de relé (31c, 31d) conectados en serie con los contactos (20a-20d, 26) de la conexión en serie puenteable (43), pudiendo el circuito de relés (42a) ser controlado mediante el o los procesadores (34c, 34d) y pudiendo la conexión en serie puenteable (43) ser interrumpida mediante los contactos de relés (31c, 31d) en caso de cortocircuito de los conmutadores de semiconductores (36a, 36b).

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DESCRIPCIÓN

Circuito de seguridad en una instalación de ascensor La presente invención se refiere a una instalación de ascensor en la que al menos una cabina de ascensor y al menos un contrapeso se mueven en sentidos opuestos dentro de una caja de ascensor, desplazándose la o las cabinas de ascensor y el o los contrapesos a lo largo de carriles guía soportados por uno o más medios de suspensión. El o los medios de suspensión están guiados a través de una polea motriz de una unidad de accionamiento, la cual dispone de un freno de accionamiento. Además, la instalación de ascensor dispone de un circuito de seguridad que, entre otras cosas, activa el freno de accionamiento en caso de emergencia e incluye un puenteo de los contactos de puerta para que, al abrir las puertas, el circuito de seguridad permanezca cerrado. En particular, la presente invención se refiere al circuito de seguridad.

En las instalaciones de ascensor convencionales se utilizan conmutadores electromecánicos para puentear los contactos de puerta. Sin embargo, en las instalaciones de ascensor para edificios de oficinas se pueden superar los 1.000 viajes al día laborable, y el puenteo de los contactos de puerta se produce dos veces por cada viaje. Por consiguiente, los conmutadores electromecánicos deben efectuar aproximadamente 520.000 conmutaciones al año. Este número es tan alto que los conmutadores electromecánicos constituyen el principal factor limitativo de la fiabilidad del puenteo de los contactos de puerta.

Debido a la gran cantidad de conmutaciones y las altas demandas, el puenteo de los contactos de puerta se clasifica como una â??función de seguridad high-demandâ?? 25 (alta demanda) . En general, la norma IEC 61508 define las funciones de seguridad high-demand como aquellas que durante el servicio normal sin fallos de la instalación de ascensor conmutan de promedio más de una vez al año, mientras que con "funciones de seguridad low-demand" (baja demanda) se designan aquellas funciones que sólo están previstas para casos de emergencia de la instalación de ascensor o para un servicio de emergencia de la instalación de ascensor en caso de fallo y que de promedio conmutan menos de una vez al año.

Un elemento esencial de esta norma internacional IEC 61508 es la determinación del nivel de demanda de seguridad (Safety Integrity Level -SIL, existe desde SIL1 35 hasta SIL4) . Éste es una medida de la eficacia en la reducción de riesgo necesaria o conseguida de las funciones de seguridad, siendo SIL1 la demanda más baja. Como parámetros esenciales de la fiabilidad de la función de seguridad de aparatos o instalaciones, se suministran bases de cálculo para PFH (probability of dangerous failure per hour -probabilidad de error peligroso por 5 hora) y PFD (probability of dangerous failure on demand -probabilidad de error peligroso a demanda) . El primer parámetro, PFH, se refiere a sistemas highdemand, es decir, a sistemas con una alta tasa de demanda, y el segundo parámetro, PFD, se refiere a sistemas low-demand, que durante su tiempo de servicio prácticamente no se accionan. A partir de estos parámetros se puede

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calcular el SIL.

Otra definición del tipo de servicio low-demand (low-demand-mode) y del tipo de servicio high-demand (high-demand-mode o tipo de servicio continuo) que se puede encontrar en los medios especializados en referencia a esta norma (IEC 61508-4, sección 3.5.12) especifica su diferencia no sólo con relación a la tasa de 15 demanda baja o alta (continua) , sino de la siguiente manera: una función de seguridad (low-demand) que funciona en el modo de demanda sólo se ejecuta a demanda y lleva el sistema a vigilar a un estado seguro definido. Antes de que se produzca una demanda de la función de seguridad, los elementos que ejecutan esta función de seguridad low-demand no influyen en modo alguno en el sistema 20 a vigilar. En cambio, una función de seguridad (high-demand) que funciona en el modo continuo mantiene el sistema a vigilar siempre en su estado seguro normal. Por consiguiente, los elementos de esta función de seguridad high-demand vigilan continuamente el sistema a vigilar. Un fallo de los elementos de esta función de seguridad (high-demand) conduce directamente a un riesgo si no se aplican otros 25 sistemas relacionados con la seguridad o medidas externas para reducir el riesgo. Además, existe una función de seguridad low-demand cuando la tasa de demanda no es superior a una vez al año y no es mayor que el doble de la frecuencia de la prueba de repetición. En cambio, existe una función de seguridad high-demand o función de seguridad continua cuando la tasa de demanda es superior a una vez al año y es mayor que el doble de la frecuencia de la prueba de repetición (véase también IEC 61508-4, sección 3.5.12) .

El documento EP 1 535 896 A2 describe una instalación de ascensor con un circuito de seguridad, pudiendo el control de ascensor puentear los contactos de puerta del conmutador de seguridad del circuito de seguridad.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un circuito de seguridad para una instalación de ascensor que incluya un cumplimiento más fiable y seguro de una función de seguridad high-demand de conmutación frecuente, por ejemplo el puenteo de los contactos de puerta, y, en consecuencia, que aumente la seguridad así como la relación coste-eficacia y disminuya la necesidad de mantenimiento de toda la instalación de ascensor.

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La solución de este objetivo se basa, en primer lugar, en la sustitución selectiva de los conmutadores electromecánicos convencionales sometidos a una demanda de gran cantidad de conmutaciones (función de seguridad high-demand) por conmutadores de semiconductores electrónicos. Una función de seguridad highdemand de este tipo es, por ejemplo, el puenteo de los contactos de puerta, pero también entran en consideración otras funciones de seguridad conmutadas durante el servicio normal sin fallos, especialmente aquellas que se conmutan con frecuencia.

Estos conmutadores de semiconductores, por ejemplo con transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor MOSFET (metal oxide semiconductor field15 effect transistor) , se basan generalmente en transistores que resisten millones de ciclos de conmutación al día. Su única desventaja es su tendencia a provocar un cortocircuito en caso de fallo, que tendría como consecuencia un puenteo permanente de todos los contactos de puerta. Dicho de otro modo, si por motivos de redundancia están previstos preferentemente dos conmutadores de 20 semiconductores (para cumplir el nivel de seguridad SIL2) para el puenteo de los contactos de puerta y estos dos conmutadores de semiconductores fallan debido a un cortocircuito, se produce un situación de alto riesgo consistente en que la cabina de ascensor y el contrapeso se pueden desplazar con las puertas de caja y/o de cabina abiertas, ya que el cortocircuito de semiconductores simula las puertas cerradas.

Normalmente, para evitar o detectar un cortocircuito en un conmutador de semiconductores, habitualmente se proponen soluciones complicadas y costosas para el llamado â??fail-safeâ?? (funcionamiento a prueba de fallos) .

El documento publicado EP-A2-1-535 876 describe un accionamiento conectado a un dispositivo electrónico que presenta semiconductores de potencia, estando prevista entre el accionamiento y el dispositivo electrónico al menos una protección principal conectada a un circuito de seguridad que incluye conmutadores de puerta conectados en serie. Estos conmutadores de puerta conectados en serie son puenteados a su vez con conmutadores al abrirse las puertas. Por consiguiente, este documento publicado da a conocer el uso de semiconductores -semiconductores de potencia en un dispositivo electrónico del accionamiento, pero no dentro del circuito de seguridad, y tampoco describe ninguna solución fail-safe para evitar la tendencia a cortocircuitarse de los semiconductores, sino el mantenimiento de la protección o protecciones principales que sirven para evitar ruidos y la comprobación de dichas protecciones

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principales mediante una unidad de temporización y/o un dispositivo contador.

En un circuito de seguridad según la presente invención no está prevista ninguna solución fail-safe propia para el conmutador de semiconductores electrónico correspondiente, sino que un relé de seguridad electromecánico de otro tipo, de todos modos presente, se incorpora en el proceso para evitar o detectar un 10 posible cortocircuito en uno de los conmutadores de semiconductores electrónicos. De acuerdo con la invención, esto significa que, en caso de un cortocircuito en uno de los... [Seguir leyendo]

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1. Circuito de seguridad (200) en una instalación de ascensor (100) con al menos una conexión en serie (43) de contactos de seguridad relevantes (20a-20d, 26) , que están cerrados durante el servicio sin fallos de la instalación de ascensor (100) , pudiendo puentearse mediante conmutadores de semiconductores (36a, 36b) al menos un contacto (20a20d, 26) bajo determinadas condiciones de servicio en las que dicho o dichos contactos (20a-20d, 26) se abren, y pudiendo los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) ser controlados mediante al menos un procesador (34c, 34d) y ser vigilados en cuanto a posibles cortocircuitos mediante al menos un circuito de vigilancia (37a, 37b) , y con al menos un circuito de relés electromecánicos (42a) con contactos de relé (31c, 31d) conectados en serie con los contactos (20a-20d, 26) de la conexión en serie puenteable (43) , pudiendo el circuito de relés (42a) ser controlado mediante el o los procesadores (34c, 34d) y pudiendo la conexión en serie puenteable (43) ser interrumpida mediante los contactos de relés (31c, 31d) en caso de cortocircuito de los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) .

2. Circuito de seguridad (200) según la reivindicación 1, caracterizado porque el o los procesadores (34c, 34d) , además del control y vigilancia de los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) y del circuito de relés (42a) , también está previsto para el control de otro circuito de control (42) de seguridad relevante que interrumpe la conexión en serie (43) mediante el circuito de relés (42a) .

3. Circuito de seguridad (200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) son transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor.

4. Circuito de seguridad (200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el circuito de vigilancia (37a, 37b) se puede medir la tensión en una entrada (38a, 38b) y una salida (39a, 39b) de los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) .

5. Circuito de seguridad (200) según una de las reivindicaciones anteriores 13, caracterizado porque en el circuito de vigilancia (37a, 37b) se puede medir la intensidad de corriente en la entrada (38a, 38b) y la salida (39a, 39b) de los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) .

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6. Circuito de seguridad (200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la instalación de ascensor (100) una indicación muestra que se ha evitado un cortocircuito en un conmutador de semiconductores (36a, 36b) a través de uno de los contactos de relé (31c, 31d) .

7. Instalación de ascensor (100) con al menos un circuito de seguridad (200) según una de las reivindicaciones anteriores 1-6.

8. Procedimiento para vigilar conmutadores de semiconductores (36a, 36b) de

una instalación de ascensor (100) según la reivindicación 7, que incluye los 10 siguientes pasos:

a) medida periódica de la tensión o de la intensidad de corriente en la entrada (38a, 38b) y en la salida (39a, 39b) de los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) ;

b) apertura de la conexión en serie (43) del circuito de seguridad (200)

mediante al menos un contacto de relés (31c, 31d) si la medida realizada en el paso a) da como resultado un cortocircuito.

9. Utilización de conmutadores de semiconductores (36a, 36b) para puentear contactos de seguridad relevantes (20a-20d, 26) de una conexión en serie (43) de la instalación de ascensor (100) , donde, en caso de cortocircuito de los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) , la conexión en serie puenteable (43) se puede interrumpir mediante un circuito de relés electromecánicos (42a) con contactos de relés (31c, 31d) .

10. Utilización según la reivindicación 9, caracterizada porque el circuito de relés (42a) , además del caso de cortocircuito de los conmutadores de semiconductores (36a, 36b) , también puede ser utilizado para otro circuito de control (42) y, en caso de estados de servicio no autorizados de la instalación de ascensor (1) , la conexión en serie puenteable (43) se puede interrumpir mediante los contactos de relés (31c, 31d) del circuito de relés (42a) .