DE4410478C2 - Steuerschaltung für Verschließeinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für Verschließeinrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt sind eine Vielzahl von Steuerungen von Torantrieben, insbesondere von Antrieben für Garagentore und Tore an Einfahrten und dergleichen. Bei diesen Steuerungen sind Bedienelemente und die eigentliche Steuerschaltung getrennt. Überwiegend sind die Steuerschaltungen in der Nähe des Antriebes untergebracht.

Die Steuerschaltungen sind nur für einen Anwendungsfall ausgelegt, d. h. für eine Motorart. Die Verwendung unterschiedlicher Motoren bedarf jeweils einer Modifikation der Steuerschaltung.

Gegen unbefugte Benutzung sind die Bedienelemente in einigen Ausführungen mit abschließbaren Tastern ausgerüstet.

Desweiteren ist aus DE 87 01 165 U1 ein elektrischer Torantrieb bekannt, dessen Antrieb elektronische Speicherelemente aufweist, mit denen sowohl die Torendstellung als auch über geeignete Sensoren durch Soll-Ist-Vergleich die jeweilige Torposition ermittel- und abschaltbar ist.

Nahe dem Torantrieb können damit zwar alle Schalt­ geräte in einer Baueinheit untergebracht werden, jedoch ist aus diesem Stand der Technik kein Sicherheitssystem entnehmbar.

Aus der DE 42 08 426 A1 ist weiterhin ein Verfahren zum Steuern von Torantrieben und eine Vorrichtung hierfür bekannt, bei dem die Position des Tores in jedem Bewegungszustand erfaßt wird und die Energiezufuhr eines Antriebsmotors von der erfaßten Torposition geregelt wird und die ab einem Startimpuls vergangene Zeit als weiterer Regelparameter für die Energiezufuhr verwendet wird. Der Motor, das Tor und/oder die Kraftübertragungseinrichtung sind mit einem Positionsmelder versehen, der einen von einer Meßeinheit erfaßbaren und einer jeweiligen Torposition eindeutig zugeordneten Zustand annimmt, eine Meßeinheit ist zur Erfassung dieser Position vorgesehen und ein Ausgang der Meßeinheit ist direkt oder indirekt mit einem Steuerteil verbunden, welches die Energiezufuhr zum Antriebsmotor steuert. Der Positionsmelder ist als Potentiometer ausgebildet.

Schließlich ist in der DE 37 14 808 C2 mit der Bezeichnung Tür- oder Torbetätigungs-Codierschalt­ gerät zwar eine Steuerschaltung zur Absicherung vor unbefugter Benutzung beschrieben, die jedoch aus zwei Teilen, nämlich aus einem Schlüsselschalter und aus einem Codierschaltgerät bestehen. Beide Teilsysteme wirken dabei derart zusammen, daß eine Bedienung des Tores mittels Schlüsselschalter erst nach Freigabe durch das Codierschaltgerät, bei vorher eingegebenem Code, ermöglicht wird.

Damit wird nun zwar aus der DE 37 14 808 C2 ein Sicherheitssystem entnehmbar, aber kein Hinweis dahingehend, daß eine vorhandene Tastatur auch zur Steuerung des Antriebs geeignet ist.

Das Problem dieser Lösungen besteht darin, daß diese nicht frei programmierbar sind, d. h. sie sind nicht flexibel auf die verschiedenen Anwendungsfälle anpaßbar. Weiterhin vereinigen sie auch nicht die Funktionalität von Bedien-, Steuerungs- und Anzeigeelementen.

Aufgabe der Erfindung ist es, in einer Steuerschaltung die Funktionalität von Bedien-, Steuerungs- und Anzeigeelementen zu vereinigen. Desweiteren soll die Steuerung von Verschließ­ einrichtungen programmierbar und damit flexibel auf die verschiedensten Anwendungsfälle anpaßbar sein und ein integriertes Sicherheitssystem beinhalten. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer Steuerschaltung ein integriertes Sicherungsystem, ein Steuerteil und eine Tastatur zu einer Baueinheit derart zusammengefaßt sind, daß die Tastatur als Funktionseinheit von Steuerungs- und Sicherungs­ bedienung ausgebildet sind.

Die Steuerschaltung besteht aus einem Eingangsteil, in dem das Eingangssignal aufbereitet wird, einem Steuerteil mit programmierbarer Einheit, einem Ausgangsteil, einer eingebauten Tastatur mit Anzeigeelementen, einer Zeitbaugruppe, einem Takt­ generator, einer Stromversorgung, einer Ausgangsbau­ gruppe für den Motoranschluß/Wendeschütz und der Motorüberwachungseinheit.

Ein Funkempfangsteil kann zusätzlich über seinen Ausgang an den Eingang des Eingangsteils angeschaltet sein.

Die Ausgänge der Zeitbaugruppe und des Ausgangsteils sind mit den Eingängen der Ausgangsbaugruppe für einen Lichtanschluß verbunden.

Das Eingangsteil besteht aus 8 kurzschlußfesten Eingängen mit je einer Stromversorgung, wobei 3 Eingänge für Öffnerkontakte angelegt sind. Das Eingangsteil besteht aus einer Kurzschlußüber­ wachung eines Eingangs und einem Schaltteil für eine Lichtschranke.

Das Steuerteil besteht aus mehreren Komponenten, die entsprechend der Steuerlogik miteinander verbunden sind.

Das Steuerteil besteht aus einer Eingangskomponente, einer SAFETY-SYSTEM-Komponente, einer Zeitauswerte­ einheit, einer Logikkomponente, einer Ausgangs­ komponente und einer Fehlerbehandlungskomponente. Die SAFETY-SYSTEM-Komponente, die Zeitauswerte­ einheit, die Logikkomponente und die Fehlerbehandlungskomponente des Steuerteils bestehen aus einem festen und einem veränderlichen (programmierbaren) Teil, wodurch die Möglichkeit der Programmierung die unterschiedlichsten Steuerungs­ konzepte auf ein und derselben Steuerung zuläßt. Die eingebaute Tastatur mit Anzeigeelementen ist mit seinem Ausgang an den Eingang des Eingangsteils und mit seinem Eingang an den Ausgang des Steuerteils angeschaltet.

Der Eingang der Ausgangsbaugruppe ist mit dem Ausgangsteil verbunden und der Ausgang über die Motorüberwachung an den Eingang des Steuerteils angeschaltet.

Die Steuerung ist aus folgenden Einzelelementen bzw. Baugruppen aufgebaut: Eingangsteil, Steuerteil mit programmierbarer Einheit, Ausgangsteil, eingebaute Tastatur mit Anzeigeelementen, Funkempfangsteil, Zeitbaugruppe, Taktgenerator, Stromversorgung (für alle Komponenten), Ausgangsbaugruppe Lichtanschluß, Ausgangsbaugruppe Motoranschluß/Wendeschütz und Motorstromüberwachung.

Das Eingangsteil besteht aus 8 kurzschlußfesten Eingängen mit je einer Stromversorgung (Paar).

Drei Eingänge sind für Öffnungskontakte angelegt. Sie sind aus diesem Grund bei Nichtgebrauch zu brücken, wobei einer dieser Eingänge mittels eines Widerstandes, die anderen aber direkt, zu brücken sind.

Alle anderen Eingänge sind für Schließerkontakte angelegt. Sie können bei Nichtgebrauch unbeschaltet bleiben.

Weiterhin befindet sich im Eingangsteil eine Unterbaugruppe zur Kurzschlußüberwachung eines Einganges. An diesem Eingang ist der Widerstand anzuschalten.

Zusätzlich ist eine Unterbaugruppe mit Schaltteil zur Spannungsversorgung eines externen Verbrauchers enthalten.

Das Eingangsteil wird mit 24 V Gleichspannung versorgt. Es ist von den übrigen Steuerungsbau­ gruppen galvanisch getrennt.

Die Baugruppe Eingangsteil wird zusätzlich in die Komponenten Kurzschlußüberwachung eines Eingangs und Schaltteil für Lichtschranke unterteilt.

Das Steuerteil besteht aus mehreren Komponenten, die entsprechend der Steuerlogik miteinander verbunden sind.

Im Steuerteil werden die Eingangssignale entsprechend der Logik miteinander verknüpft und dementsprechend die Ausgangssignale erzeugt. Realisiert wird dieses Teil durch den Einsatz eines programmierbaren IC′s oder auch Programmable Logic Array.

Das Steuerteil besteht aus den Komponenten Eingangskomponente, SAFETY-SYSTEM-Komponente, Zeitauswerteeinheit, Logikkomponente, Ausgangskomponente und Fehlerbehandlungskomponente, wobei die Komponenten SAFETY-SYSTEM-Komponente, Zeitauswerteeinheit, Logikkomponente und Fehler­ behandlungskomponente aus einem festen und einem veränderlichen (programmierbaren) Teil bestehen. Durch die Möglichkeit der Programmierung können verschiedene Steuerungskonzepte auf ein und derselben Steuerung verwirklicht werden. Die programmierbaren Komponenten können geändert werden oder auch ganz entfallen, bis auf die Logikkomponente.

Das Ausgangsteil faßt die Ausgangssignale des Steuerteils zusammen und stellt die Verbindung zu den Ausgangsbaugruppen her.

Die Tastatur mit Anzeigeelementen erlaubt die direkte Kommunikation des Bedieners mit dem Steuerteil ohne zusätzliche externe Eingabebaugruppen (Schalter, Signalgeber).

Mit dem Funkempfangsteil kann die Steuerung mittels Funksignale gesteuert werden. Das Funksignal wird aus Sicherheitsgründen kodiert. Die Einstellung der Kodierung muß am Sende- und Empfangsteil gleich vorgenommen werden. Die Baugruppe kann auch entfallen.

Die Zeitbaugruppe besteht aus zwei voneinander getrennten Timern. Die Timer stellen nach Start, für eine einstellbare Zeitdauer, ein Signal zur Auswertung bereit. Die Einstellung der Zeitdauer erfolgt über Potentiometer. Ein Timer wird für die Steuerung der externen Leuchte benötigt. Der andere Timer kann für verschiedene Aufgaben durch die Steuerungskomponente verwendet werden.

Der Taktgenerator stellt nach Einschalten der Steuerung einen konstanten Taktimpuls für das Steuerteil bereit. Weiterhin erzeugt der Taktgenerator einen definierten RESET-Impuls nach Einschalten.

Mit der Baugruppe Stromversorgung wird aus der Netzspannung (230 V AC) die Spannung 24 V DC für das Eingangsteil und die Spannung 5 V DC für die anderen Baugruppen der Steuerung bereitgestellt und konstant gehalten.

Die Ausgangsbaugruppe Lichtanschluß wirkt als Schalter für einen externen Verbraucher und versorgt diesen mit der nötigen Spannung. Die Baugruppe trennt die Steuerung galvanisch von dem extern angeschlossenen Verbraucher.

Die Ausgangsbaugruppe Motoranschluß/Wendeschütz wirkt als Schalter für den Motor und versorgt diesen mit der benötigten Spannung. Es sind jeweils zwei getrennte Schalter für Motor AUF und ZU vorhanden. Die Baugruppe trennt den Motor galvanisch von der Steuerung.

Die Baugruppe Motorstromüberwachung erfaßt den Strom der durch den Motor fließt und gibt für die Dauer des Stromflusses ein Signal an das Steuerteil. Die Baugruppen zur Stromerfassung und zur Signalerzeugung sind galvanisch getrennt.

Das Gerät dient der Steuerung zweier Motoren oder eines Motors mit zwei Drehrichtungen.

Der Motor kann als Wechselstrommotor mit einer Versorgungsspannung von 230 V AC und einer maximalen Stromaufnahme von 4 A oder als Asynchrondrehstrom­ motor (380 V AC) mit Wendeschützsteuerung ausgelegt sein.

Der direkte Anschluß eines zusätzlichen externen Verbrauchers (Leuchte 230 V 100 W) ist möglich. Dieser wird durch die Steuerung für eine eingestellte Zeitdauer unter bestimmten Bedingungen angeschaltet. Als Signalgeber können alle üblichen Geräte, wie Taster, Lichtschranken, DW-Kontakte usw. verwendet werden.

Die Steuerung besitzt 3 Taster sowie Anzeige­ elemente, die einen Betrieb der Steuerung ohne zusätzliche Signalgeber erlauben.

Eine Funkfernbedienung ist möglich. Sie kann in die Steuerung integriert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 Blockschaltbild der erfindungs­ gemäßen Steuerschaltung

Fig. 2 Blockschaltbild des Eingangsteils

Fig. 3 Blockschaltbild des Steuerteils.

Mit dem Einschalten des Gerätes wird, nach Aufbau einer konstanten Kleinspannung durch die Stromversorgung 8 ein definiertes RESET Signal durch den Taktgenerator 7 erzeugt und gleichzeitig ein konstanter Taktimpuls an das Steuerteil 2 abgegeben. Dieser Taktimpuls liegt ab diesem Zeitpunkt ständig an dem Steuerteil 2 an. Das RESET Signal versetzt die Steuerung in den Grundzustand. Bei Einsatz der Steuerungskomponente SAFETY-SYSTEM 2b wird die Steuerung durch diese Komponente automatisch in den gesperrten Zustand gebracht. Erst nach Betätigen einer definierten Tastenkombination wird dieser Zustand aufgehoben. Über eine andere Tastenkombination kann die Steuerung jederzeit in den gesperrten Zustand versetzt werden. Ist die Steuerung im gesperrten Zustand, wird jede weitere Bedienung durch die SAFETY-SYSTEM-Komponente 2b unterbunden. Dies dient der zusätzlichen Sicherheit.

Eine Bedienung des Tores mittels Funkfernbedienung oder durch Kurzschließen eines Schalters ist dann nicht mehr möglich. Erst die oben beschriebene Freigabe ermöglicht eine weitere Bedienung.

Nach Eingang eines Signals am Eingangsteil 1 wird dieses zur Weiterbearbeitung aufbereitet und dem Steuerteil 2 zugeführt. Zusätzlich wird eine Eingangsleitung auf Kurzschluß 2a überwacht. Das Signal Kurzschluß wird an das Steuerteil 2 geleitet und kann dort ausgewertet werden.

Bei Anschluß eines externen Verbrauchers (Lichtschranke) wird unter bestimmten Bedingungen ein Signal durch das Steuerteil 2 generiert und an das Eingangsteil 1 geleitet. Durch dieses Signal erfolgt die Ein- bzw. Ausschaltung des externen Verbrauchers durch die Eingangskomponente 1b. Dies dient dazu, den externen Verbraucher nur dann einzuschalten, wenn er wirklich benötigt wird.

Bei Anschluß einer Funkfernbedienung übernimmt das Eingangsteil 1 die Stromversorgung für das Funkempfangsteil 5. Die durch das Funkempfangsteil 5 generierten Signale werden über das Eingangsteil 1 an das Steuerteil 2 weitergeleitet.

Weiterhin werden die Signale der internen Tastatur 4 übernommen und weitergeleitet, sowie die Signale vom Steuerteil für die Anzeigeeinrichtungen 4 übernommen.

Das Steuerteil 2 übernimmt die Signale des Eingangsteiles 1 in der Eingangskomponente 2a. Von dieser werden die Signale bei Einsatz des SAFETY-SYSTEMS durch die Komponente 2b auf Zulässigkeit geprüft. Ist das SAFETY-SYSTEM in den Modus gesperrt geschaltet, werden die Signale nicht weitergeleitet. Anderenfalls werden die Signale von der Logikkomponente 2d ausgewertet und die Ausgangskomponente 2e entsprechend eingestellt. Diese überträgt die von der Logikkomponente 2d generierten Signale über das Ausgangsteil 3 zur Ausgangsbaugruppe Motoranschluß/Wendeschütz 10, zur Steuerung des externen Verbrauchers am Eingangsteil Ib, zur Steuerung der Anzeigeelemente 4 und zur Steuerung des externen Verbrauchers 9 am Ausgangsteil 3.

Gleichfalls werden die Signale zum Start des ersten Timers der Zeitbaugruppe 6 mittels der Zeitauswerteeinheit 2c erzeugt und übermittelt. Die Signale eines Timers werden an das Steuerteil 2 geführt und ausgewertet. Dies ermöglicht z. B. eine Laufzeitüberwachung des Motors oder den automatischen Zulauf nach eingestellter Zeitdauer. Der andere Timer der Zeitbaugruppe 6 steuert die Einschaltdauer des an der Ausgangsbaugruppe 9 angeschlossenen externen Verbrauchers.

Die Zeitdauer beider Timer kann individuell über zwei Potentiometer geregelt werden.

Bei Einschalten des Motors über die Ausgangsbau­ gruppe 10 wird der Motorstrom durch die Baugruppe Motorstromüberwachung 11 überwacht. Wird der Motor abgeschaltet, erfolgt eine Signalgenerierung für das Steuerteil 2. Die Steuerung wird dadurch in die Lage versetzt, zu erkennen, ob der Motor noch läuft oder nicht.

Durch die Fehlerbehandlungskomponente 2f des Steuerteils 2 wird überwacht, ob eine Fehlerbedingung erfüllt ist oder nicht. Ist eine Bedingung erfüllt, wird die Steuerung in den Fehlerzustand gebracht. In diesem Zustand reagiert die Steuerung entsprechend der einprogrammierten Logik auf den Fehler. Durch Betätigen einer bestimmten Tastenkombination, die sich von den Tastenkombinationen des SAFETY-SYSTEMS unterscheidet, wird der Fehlerzustand aufgehoben. Grundlage hierfür ist, daß die Bedingung, die zum Fehler führte nicht mehr vorhanden ist.

Claims (11)

1. Steuerschaltung für Verschließeinrichtungen insbesondere für kraftbetätigte Tore mit einem elektrisch betriebenen Antriebsmotor, Kraftübertragungseinrichtungen vom Motor auf das Tor und mit Einrichtungen für das Starten und Stoppen des Antriebsmotors zumindest in seinen beiden Endpositionen, d. h. in einem vollständig geschlossenen und in einem vollständig geöffneten Zustand des Tores, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Steuerschaltung ein integriertes Sicherheits­ system, ein Steuerteil und eine Tastatur zu einer Baueinheit derart zusammengefaßt sind, daß die Tastatur als Funktionseinheit von Steuerungs- und Sicherungsbedienung ausgebildet ist.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung aus einem Eingangsteil (1), einem Steuerteil (2) mit programmierbarer Einheit, einem Ausgangsteil (3), einer eingebauten Tastatur (4) mit Anzeigeelementen, einer Zeitbaugruppe (6), einem Taktgenerator (7), einer Stromversorgung (8), einer Ausgangsbaugruppe (10) und der Motorstromüberwachungseinheit (11) besteht.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang des Eingangsteils (1) der Ausgang des Funkempfangsteils (5) angeschaltet ist.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Zeitbaugruppe (6) und des Ausgangsteils (3) mit den Eingängen der Ausgangsbaugruppe (9) verbunden sind.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsteil (1) aus 8 kurzschlußfesten Eingängen mit je einer Stromversorgung besteht, wobei 3 Eingänge für Öffnerkontakte angelegt sind.

6. Steuerschaltung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsteil (1) aus einer Kurzschlußüber­ wachung eines Einganges (1a) und einem Schaltteil für eine Lichtschranke (1b) besteht.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (2) aus mehreren Komponenten, die entsprechend der Steuerlogik miteinander verbunden sind, besteht.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (2) aus einer Eingangskomponente (2a), einer SAFETY-SYSTEM-Komponente (2b), einer Zeitauswerteeinheit (2c), einer Logikkomponente (2d), einer Ausgangskomponente (2e) und einer Fehlerbehandlungskomponente (2f) besteht.

9. Steuerschaltung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die SAFETY-SYSTEM-Komponente (2b), die Zeitauswerteeinheit (2c), die Logikkomponente (2d) und die Fehlerbehandlungskomponente (2f) der des Steuerteils (2) aus einem festen und einem veränderlichen (programmierbaren) Teil bestehen.

10. Steuerschaltung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebaute Tastatur (4) mit Anzeigeelementen mit seinem Ausgang an den Eingang des Eingangsteils (1) und mit seinem Eingang an den Ausgang des Steuerteils (2) angeschaltet ist.

11. Steuerschaltung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang der Ausgangsbaugruppe (10) mit dem Ausgangsteil (3) verbunden ist und der Ausgang über die Motorüberwachung (11) an den Eingang des Steuerteils (2) angeschaltet ist.