Montag, 18. November 2019
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Aufzugssteuerung: modular und skalierbar

Kleine und mittelständische Aufzugsbauer fertigen nicht alle elektronischen Geräte selbst. Sie kaufen am Markt Sensoren, Motoreinheiten und Steuereinheiten und integrieren diese in die Aufzugssteuerung.

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(Foto: © ktasimarr / iStock.com)

Es gibt sogar Aufzugsbauer, die alle Geräte von Drittanbietern beziehen und nur die Anwendungssoftware programmieren. Standardisierte Schnittstellen helfen, den Entwicklungsaufwand bei der Systemintegration zu reduzieren.

Seit mehreren Jahren gibt es unter der Schirmherrschaft des eingetragenen Vereins CiA (CAN in Automation) die CANopen-Lift-Gemeinschaft, die entsprechende Schnittstellen spezifiziert hat. Die Schnittstellen sind im mehrteiligen CANopen-Anwendungsprofil CiA 417 beschrieben. Diese modulare Systemspezifikation wird auch als CANopen Lift bezeichnet.

Format standardisiert

CANopen-Lift-Geräte können eine oder mehrere Funktionseinheiten beherbergen. Ein Gerät zeigt die verfügbaren Funktionseinheiten in seinem elektronischen Datenblatt an. Selbstverständlich ist das maschinelesbare Format standardisiert. CiA 417 spezifiziert die Gerätefunktionen, die auch als "virtuelle Geräte" bezeichnet werden: Man unterscheidet "virtuelle Steuerungen", die programmierbar sind, und "virtuelle Einheiten", die nur konfigurierbar sind.

Aufzugssteuerungen beherbergen in der Regel die "virtuelle Rufsteuerung", die "virtuelle Fahrkorbsteuerung" und die "virtuelle Türsteuerung". Theoretisch könnten diese auch auf drei Steuergeräte verteilt werden.

HandwerkDie folgenden Gerätefunktionen sind bereits seit Jahren im praktischen Einsatz:
Rufsteuerung: Sie verwaltet die von den Paneelen eingehenden Rufe und bestätigt diese an den Anzeigeeinheiten. Sie sendet an die Fahrkorbsteuerung die Anforderungen für einen optimierten Fahrweg. Außerdem werden an die Türsteuerung entsprechende Öffnungs- und Schließungsanforderungen übertragen.
Eingabe-Paneele: Sie sind im Fahrkorb und auf den Etagen installiert. Neben den Ruftasten und Zieltasten können auch Schlüsselschalter und andere Eingabefunktionen vorhanden sein.
Ausgabe-Paneele: Diese Einheiten zeigen die Fahrrichtung, das aktuelle Stockwerk oder andere Informationen an. Sie sind im Fahrkorb und auf den Etagen installiert.
Fahrkorbsteuerung: Sie erhält von der Rufsteuerung den Fahrweg und sendet Fahrbefehle an den Fahrkorbmotor.
Fahrkorbmotor: Diese Einheit führt die Bewegungskommandos aus und sendet eine entsprechende Bestätigung.
Positionsmesseinheit: Sie misst die Position, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung oder den Ruck des Fahrkorbes. Es gibt bis zu vier Messeinheiten. Man kann ihnen auch den Schlupf bestimmen
Fahrkorbtürsteuerung: Sie sendet Befehle zum Öffnen und Schließen an bis zu vier Türen. Sie empfängt optional Daten der Lichtgitter-Einheiten.
Farbkorbtüren: Sie öffnen und schließen die Türen und liefern Daten über den Zustand der Türen.
Lastmesseinheiten: Sie messen die Last des Fahrkorbes und melden Überlastsituationen.

In den letzten Jahren wurden weitere funktionale Einheiten in die Spezifikationsreihe CiA 417 aufgenommen:
Leistungsmesseinheit: Dieses virtuelle Gerät kann in jede Einheit integriert werden und liefert den Leistungsverbrauch eines einzelnen Gerätes (z. B. den des Fahrkorbmotors) oder den Gesamtverbrauch der Anlage.
Fernzugriffseinheit: Dieses Gateway ermöglicht einen Zugriff auf die Aufzugssteuerungsfunktionen aus der Ferne. Diese Einheit kann auch für die Fernwartung genutzt werden.
Zugangseinheit: Sie ermöglicht den Zugang per RFID, Smartcard, Barcode, oder Fingerabdrücken.
Beobachtungseinheit: Sie wird für Condition-Monitoring verwendet und entspricht der VDMA-Empfehlung 24582.
Positionsüberwachungseinheit: Sie basiert auf der Positioniereinheit und überwacht auch noch die Türkontakte, funktional-sichere Endschalter. Sie auch in der Lage unvorhergesehene Bewegungen des Fahrkorbes zu entdecken.

Systementwurf vereinfacht

Diese standardisierten Steuerungen und die oben beschriebenen Funktionen haben den Systementwurf vereinfacht. Die vielfältigen Optionen ermöglichen, die Aufzugsgeräte und die Aufzugsanlagen zu skalieren. Das heißt, der Aufzugsbauer kann CANopen-Lift-Geräte sowohl für einfache Lastenaufzüge und Gruppensteuerungen einsetzten. Dies reduziert den Ausbildungsaufwand und erlaubt die gewonnenen Erfahrungen auch in anderen Projekten wieder verwenden zu können.

Die Aufzugssteuerung kann an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Später kann sie einfach erweitert werden. Aber manche Geräte bieten nicht den Gesamtumfang der optionalen Funktionen, das heißt, die Auswahl der Geräte muss sorgfältig durchgeführt werden. Die Prüfung auf Interoperabilität könnte durch entsprechende Geräteklassen vereinfacht werden. Diese sind aber derzeit noch nicht definiert.

Um die Interoperabilität der CANopen-Lift-Geräte zu testen, organisiert der CiA sogenannte Plugfests, in denen die Anbieter ihre Produkte mit denen anderer Hersteller testen. In den letzten Jahren wurden jeweils zwei Plugfests durchgeführt.

Von Holger Zeltwanger

can-cia.org

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