PL168420B1 - Urzadzenie sterujace silnikiem, zwlaszcza do uruchamiania drzwi kabiny dzwigu PL - Google Patents

Abstract

do uruchamiania drzwi kabiny dzwigu, ruchomych na prowadnicach za pomoca uruchamiajacej lapy, wy- posazone w elektroniczny uklad sterowania zasilany ze zródla zasilania, znamienne tym, ze ma czujnik (1) polaczony z podzespolem przeksztalcajacym (27) syg- naly z tego czujnika (1), a ponadto ma programowany recznie podzespól sterujacy (23), przy czym ten pod- zespól przeksztalcajacy (27), podzespól sterujacy (23) i polaczony ze zródlem zasilania (19) podzespól zasilania (25) sa polaczone z zespolem przetwarzania danych w postaci mikroprocesora (31), który jest polaczony z podzespolem zasilania silnika (29). F I G . 1 FI G. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie sterujące silnikiem, zwłaszcza do uruchamiania drzwi kabiny dźwigu.

Znane urządzenia sterujące drzwiami dźwigów, ruchomymi poślizgowo na prowadnicach za pomocą uruchamiającej łapy, są zasadniczo wyposażone w przełączniki opóźniające, przełączniki skokowe i dodatkowe wyposażenie sterujące silnikiem, umieszczone w pobliżu urządzenia (oporniki stojanu, diody,...) oraz w przekaźniki, zasilające silnik napędzający drzwi w wybranym kierunku.

Tego rodzaju urządzenia są niewygodne nie tylko z powodu obecności przełączników lecz także z powodu konieczności ich oprzewodowania. Co więcej, są one dosyć drogie jako wyposażenie, a ich działanie w związku z pracą połączeń podlega uszkodzeniom.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia sterującego silnikiem uruchamiającym drzwi kabiny dźwigów, pozbawionego wad znanych urządzeń sterujących. Urządzenie sterujące silnikiem, zwłaszcza do uruchamiania drzwi kabiny dźwigu, ruchomych na prowadnicach za pomocą uruchamiającej łapy, wyposażone w elektroniczny układ sterowania zasilany ze źródła zasilania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma czujnik połączony z podzespołem przekształcającym sygnały z tego czujnika, a ponadto ma programowany ręcznie podzespół sterujący, przy czym ten podzespół przekształcający, podzespół sterujący i połączony ze źródłem zasilania podzespół zasilania są połączone z zespołem przetwarzania danych w postaci mikroprocesora, który jest połączony z podzespołem zasilania silnika.

Czujnik stanowi zamocowane obrotowo zębate koło, przy czym uzębione obrzeże tego koła jest umieszczone blisko indukcyjnego tranzystora polowego.

Zębate koło jest umocowane na wałku jednego z dwóch kół pasowych, które wraz z zębatym pasem ułożonym w kierunku postępowego ruchu drzwi tworzą układ napędzający drzwi za pośrednictwem uruchamiającej łapy, przymocowanej sztywno do tego zębatego pasa i

168 420 sprzężonej z drzwiami. Na podzespół zasilania silnika składa się zespół triaków uruchamiających silnik połączony z drzwiami kabiny dźwigu.

Tego rodzaju urządzenie sterujące silnikiem do uruchamiania drzwi kabiny jest niezawodne, pozbawione styków przełączających, łatwe w użytkowaniu i łatwe do zamontowania (mały rozmiar), jest niekosztowne (użycie niedrogich części, łatwych do nastawy przez półautomatyczne programowanie punktów odniesienia przemieszczenia poprzez przycisk), zapewnia bezpieczeństwo ruchu, które może być kontrolowane praktycznie na całej drodze ruchu drzwi i niezależnie od prądu silnika, hamowanie drzwi bez pomocniczego wyposażenia, automatyczne utrzymywanie zmniejszonego momentu obrotowego tworzącego połączenie amortyzujące wstrząsy na końcu cyklu, i możliwość dostosowania do wszystkich typów silników z odpowiednim dostosowaniem mocy części składowych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowy widok boczny urządzenia sterującego drzwiami kabiny dźwigu, wyposażonego w czujnik sygnału impulsowego, fig. 2 - schemat blokowy obwodu elektronicznego urządzenia sterującego silnikiem według wynalazku, a fig. 3 - schemat blokowy urządzenia, ilustrujący różne fazy działania tego urządzenia.

Jak przedstawiono na fig. 1, urządzenie sterujące silnikiem według wynalazku posiada czujnik 1 który jest umocowany na wale napędowym układu napędzającego drzwi 2, zbudowanego z zębatego pasa 3 umieszczonego na dwóch pasowych kołach 5, umieszczonych przy końcach drogi przesuwu drzwi 2, a odpowiedni silnik uruchamia odpowiednie napędzające koło pasowe.

Drzwi 2 są przesuwne na prowadnicach 7 za pomocą uruchamiającej łapy 9, przymocowanej sztywno do zębatego pasa 3. Czujnik 1 składa się z metalowego koła zębatego 11 i z indukcyjnego tranzystora polowego 13, umieszczonego w niewielkiej odległości od zębatego obrzeża koła 11. To zębate koło 11 jest umocowane na wałku jednego z dwóch kół pasowych

5. Zęby są rozmieszczone regularnie, przez co każdy impuls dostarczony przez indukcyjny tranzystor połowy 13 przy przejściu każdego zęba w trakcie obrotu koła 11 odpowiada ruchowi postępowemu drzwi 2 na danej długości. Tego rodzaju czujnik dostarcza sygnały impulsowe w liczbie proporcjonalnej do danej fazy ruchu drzwi. Poprzez zliczanie impulsów jako przyrost lub ubytek zależnie od kierunku ruchu, może być określony przesuw drzwi 2 względem punktu odniesienia i cały czas jest znane ich dokładne położenie.

Figura 2 przedstawia schemat blokowy urządzenia sterującego silnikiem, zwłaszcza do uruchamiania drzwi kabiny dźwigu sterowanego według wynalazku, przedstawiony jako układy funkcjonalne głównych podzespołów składowych, na które składają się podzespoły peryferyjne i podzespoły zamontowane na konwencjonalnej płytce drukowanej 15. Połączenia funkcjonalne pomiędzy podzespołami przedstawiono strzałkami. Podzespoły peryferyjne składają się z podzespołu sterującego 17, źródła zasilania 19, którym jest jednofazowa sieć napięcia 220V, czujnika 1 z kołem zębatym jak przedstawiono na fig. 1 i silnika 21 napędzającego drzwi.

Podzespół sterujący 17, który steruje otwarciem - zamknięciem drzwi 2 i jest bezpośrednio programowany ręcznie, jest połączony z drugim podzespołem sterującym 23, połączonym podzespołem przetwarzania zasilania 33, który z kolei jest połączony z podzespołem zasilania silnika 29, a ten jest połączony z silnikiem 21 napędzającym drzwi. Źródło zasilania 19 jest połączone z podzespołem zasilania 25, stanowiącym przykładowo transformator. Czujnik 1 jest połączony z podzespołem przekształcającym 27 do odczytu sygnałów z czujnika 1, który z kolei jest połączony z podzespołem przetwarzania 35 sygnałów z czujnika 1. Podzespół sterujący 23 jest podzespołem wielonapięciowym, pracującym bez nastawy z sygnałem wejściowym od 18 do 220V prądu stałego lub zmiennego. Przyjmuje on doprowadzane ręcznie sygnały otwarciazamknięcia drzwi i dostarcza na wyjściu sygnał prostokątnej fali napięcia 5V lub OV. Transformator podzespołu zasilania 25 obniża napięcie zasilania z sieci do niższych wartości, dostosowanych do napięcia elementów obwodu. Podzespoł przekształcający 27 przetwarza sygnały impulsowe z czujnika 1 w sygnały cyfrowe w postaci logicznego 0 lub 1. Podzespół zasilania 19 silnika 29 składa się z zespołu triaków, działających odpowiednio na kierunek obrotu silnika a zatem na kierunek ruchu drzwi przez odwracanie fazy zasilania silnika, na moment obrotowy napędu przez zmianę napięcia zasilania silnika i na jego samohamowanie przez przełączanie silnika na

168 420 prądnicę. Triaki kierunkowe są połączone z konwencjonalnym kondensatorem z przesuwnikiem fazowym, wytwarzającym z jednofazowego prądu z sieci wirowe pola indukcyjne konieczne do uruchamiania silnika. Odwrócenie kierunku jest realizowane przez odwracanie faz silnika. Triaki momentu obrotowego oddziaływują na napięcie zasilania silnika. Triaki hamujące powodują, że silnik 21 działa jako prądnica z samohamowaniem poprzez wytworzone prądy.

Wspomniane podzespoły funkcjonalne są przyłączone do głównego zespołu przetwarzania danych w postaci mikroprocesora 31, spełniającego tak zwane funkcje programowe. Mikroprocesor 31 jest zaznaczony linią przerywaną w środku płytki 15 na fig. 2. Zawiera on podzespoły przystosowane do wykonywania pożądanych funkcji, a mianowicie podzespół przetwarzania zasilania 33, nadzorujący triaki podzespołu zasilania silnika 29, podzespół przetwarzania sygnałów 35 z czujnika 1 (przyrost lub ubytek impulsów), połączony z podzespołem przetwarzania zmian zliczania sygnałów 37 i podzespołów przetwarzania prądu silnika 39. Wszystkie te podzespoły pełnią funkcje, które są wzajemnie uzależnione i zostaną wyjaśnione poniżej. Podzespół przetwarzania zasilania 33 oddziaływuje na logiczne i fizyczne pobudzenie triaków podzespołu zasilania silnika 29 na podstawie informacji otrzymanych z innych podzespołów 37, 39. Podzespół przetwarzania sygnałów 35 z czujnika 1 zapewnia zliczanie sygnałów impulsowych przychodzących z czujnika 1 i dostarcza informację o przyroście lub ubytku ilości impulsów odpowiednio do kierunku przesuwu drzwi. To zliczanie impulsów jest przeprowadzane względem wybranego punktu odniesienia (pozycji pierwotnej) i umożliwia w każdej chwili określenie pozycji ruchomej części (drzwi). Podzespół przetwarzania sygnałów 35 jest połączony bezpośrednio z podzespołem przetwarzania zmian zliczania sygnałów 37, który powoduje występowanie faz ruchu w zaprogramowanej kolejności w funkcji przemieszczenia (zmienność momentu obrotowego, hamowanie i zmniejszony moment obrotowy wyjaśniono poniżej) i umożliwia monitorowanie właściwego przebiegu faz ruchu. Podzespół przetwarzania prądu silnika 39 albo podzespół zabezpieczający jest połączony z podzespołem przetwarzania zasilania 33 i ma na celu wykrywanie progu maksymalnego prądu dla stwierdzenia jakiegokolwiek zacięcia się drzwi i oddziaływuje na podzespół przetwarzania zasilania 33 tak, że drzwi są napędzane w przeciwnym kierunku. Dla realizacji wspomnianych funkcji, mikroprocesor 31 jest zaprogramowany półautomatycznie poprzez przycisk 34 zamocowany na płytce drukowanej 15, który po przyciśnięciu rejestruje rozmaite punkty odniesienia przemieszczenia drzwi 2, a mianowicie pierwszy punkt odniesienia albo punkt pierwotny, wybrany dla położenia całkowitego otwarcia, drugi punkt odniesienia stanowiący punkt maksymalnego momentu obrotowego, trzeci punkt odniesienia stanowiący punkt hamowania i czwarty punkt odniesienia, stanowiący punkt końca przemieszczenia drzwi.

Działanie urządzenia według wynalazku w zależności od przemieszczenia drzwi kabiny dźwigu zostanie wyjaśnione poniżej na podstawie schematu blokowego na fig. 3.

Na schemacie tym zaznaczono strzałkami wzajemne uzależnienie przebiegu etapów pracy urządzenia sterującego według wynalazku. W etapie przerwania napięcia zasilania 40, urządzenie nie pracuje. Cykl pracy rozpoczyna się przez zasilenie urządzenia napięciem z sieci w etapie zasilania 43. Przy założeniu, że drzwi znajdują się w pozycji otwarcia i w spoczynku, po etapie zasilania 43 następuje etap zapoczątkowania pracy 45, po którym następuje automatyczny powrót do etapu spoczynkowego 47. Załóżmy, że w tym momencie użytkownik chce użyć dźwigu i realizuje swe życzenie przez ręcznie uaktywnienie podzespołu sterującego 17 w etapie sterowania ręcznego 49. Powoduje to automatyczny powrót drzwi 2 do położenia otwarcia w etapie ustawiania 51 i równocześnie przestawienie licznika w podzespole przetwarzania zmian zliczania sygnałów 37.

Z tego pierwotnego położenia otwarcia drzwi rozpoczyna się ich ruch przesuwny ze zmniejszonym momentem obrotowym w etapie rozpoczęcia zamykania 53. Mikroprocesor odbiera i zlicza impulsy czujnika 1. Zamykanie drzwi 2 ze zmniej szonym momentem obrotowym odbywa się aż do osiągnięcia przez drzwi 2 drugiego punktu odniesienia drogi przemieszczenia (w niewielkiej odległości od punktu pierwotnego). W tym momencie rozpoczyna się etap napędzania 55, w którym drzwi 2 są napędzane z maksymalnym momentem obrotowym silnika 21, a więc z największą prędkością. Mikroprocesor 31 cały czas odbiera i odczytuje impulsy z czujnika 1, co umożliwia w każdej chwili rozpoznanie dokładnego położenia drzwi, które w

168 420 przypadku wadliwego zadziałania, zakleszczenia lub awarii, wykazanej przez sygnalizowanie braku odbieranych impulsów, mogą powrócić do pozycji spoczynkowej poprzez powrotny ruch przesuwny. Podczas pracy silnika z maksymalnym momentem obrotowym jest monitorowane natężenie prądu silnika w stosunku do wartości progowej tak, aby wykryć wszelkie zacięcia drzwi.

Kontrolę tę realizuje podzespół przetwarzania prądu silnika 39. Przemieszczenie drzwi 2 w etapie napędzania następuje z maksymalnym momentem obrotowym, a więc i z największą prędkością na większej części drogi przesuwu. Po osiągnięciu przez drzwi 2 położenia bliskiego położeniu zamknięcia (trzeci punkt odniesienia) silnik zostaje przełączony na prądnicę w etapie samohamowania 57, co powoduje wyhamowanie drzwi 2 do prędkości zerowej, kiedy drzwi są praktycznie zamknięte zważywszy ich bezwładność, a następnie silnik 21 zostaje uruchomiony dla domknięcia drzwi 2 ze zmniejszonym momentem obrotowym i dla kontroli całkowitego zamknięcia w etapie sterowania zamknięciem 59, dla dokończenia właściwego zamknięcia i utrzymania zmniejszonego momentu obrotowego w etapie zakończenia zamykania 61. Jeżeli w etapie tym zostanie stwierdzone zatrzymanie się drzwi 2 przed końcem przemieszczenia do położenia zamknięcia (na przykład z powodu przyciętych palców), wówczas drzwi otwierają się automatycznie. Po zakończeniu etapu zamykania 61 drzwi pozostają zamknięte, przy czym zamykanie następuje z kontrolowaniem dokładnego położenia zamkniętych drzwi, odpowiadającego czwartemu punktowi odniesienia drogi przemieszczenia drzwi do położenia zamknięcia. Zmniejszony moment obrotowy silnika 31 przy zamknięciu zapobiega silnym drganiom drzwi podczas ruchu kabiny.

Wszystkie czynne etapy 53,55,57,59,61 cyklu zamykania drzwi 2 są uzależnione od sterowania otwarciem drzwi w etapie sterowania otwarciem 63 przez tradycyjny przycisk wewnątrz kabiny, od wspomnianej powyżej kontroli impulsów z czujnika 1 za pomocą mikroprocesora 31, i wreszcie od kontroli prądu silnika w podzespole przetwarzania prądu silnika 39, który steruje odwróceniem kierunku ruchu drzwi. W zależności od zaistniałej przyczyny, w etapie sterowania otwarciem następuje najpierw zahamowanie drzwi a następnie, jeśli przeszkoda jest poważna, zostaje uruchomiony etap zatrzymywania awaryjnego 64 po którym następuje odłączenie zasilania w etapie przerwania napięcia zasilania 40, po czym jest konieczne ponowne włączenie zasilania w etapie zasilania 43 dla zapoczątkowania nowego cyklu.

Cykl otwierania drzwi przebiega odwrotnie do cyklu zamykania.

Gdy kabina przebywa na wybraną przez użytkownika kondygnację, wówczas zostaje zdezaktywowane sterowanie zamknięciem w etapie dezaktywacji sterowania zamknięciem 65, co rozpoczyna cykl otwierania drzwi. Cykl ten rozpoczyna się przy zmniejszonym momencie obrotowym silnika 21 w etapie samohamowania 67. Mikroprocesor 31 odbiera i odczytuje impulsy z czujnika 1, przy czym licznik rejestruje w tym przypadku ubytek impulsów. W trzecim punkcie odniesienia, w etapie napędzania 69, ma miejsce napęd z maksymalnym momentem obrotowym, a więc drzwi przesuwają się z największą prędkością. Należy podkreślić, że wszystkie przełączenia triaków następują w punkcie zerowym półfali, przez co unika się powstawania szkodliwych efektów elektrycznych. W trakcie takiego przemieszczania drzwi 2 z największą prędkością w etapie napędzania 69 ma miejsce kontrola impulsów z czujnika 1 w etapie kontroli impulsów 71, tak jak w odpowiadającym momencie cyklu zamykania. Po osiągnięciu przez drzwi 2 drugiego punktu odniesienia w pobliżu położenia całkowitego otwarcia, silnik 21 ulega samohamowaniu w etapie samohamowania 73, podobnie jak podczas zbliżania się do położenia zamknięcia, po czym następuje otwieranie drzwi 2 ze zmniejszonym momentem obrotowym w etapie kontroli całkowitego otwarcia 75, po którym następuje etap zakończenia otwierania 77. Etap samohamowania 73 i etap kontroli całkowitego otwarcia są nadzorowane przez etap kontroli impulsów 71, i jeżeli wystąpi stwierdzenie braku zmian licznika wówczas nastąpi przejście drzwi do położenia spoczynkowego w etapie spoczynkowym 79, jak wspomniano powyżej. Położenie całkowitego otwarcia drzwi (punkt pierwotny) jest osiągane w normalny sposób, przez zatrzymanie silnika 21. Od etapu spoczynkowego 79 rozpoczyna się nowy cykl zamykania. Należy zauważyć, że w trakcie cyklu otwierania, droga przemieszczania z maksymalnym momentem obrotowym (trzeci punkt odniesienia) do punktu pierwotnego jest uzależniona od kontroli impulsów w etapie kontroli impulsów 71 i od właściwego przebiegu

168 420 poszczególnych etapów w funkcji czasu, zaś w przypadku wadliwego działania następuje przejście bezpośrednio do etapu zapoczątkowania pracy 45 albo do etapu spoczynkowego 47.

Całość urządzenia jest zasilana przez jednofazową sieć elektryczną 220V, która jest wystarczająca dla zasilania obwodów logicznych i obwodów mocy układu. Stosowane w urządzeniu silniki elektryczne są silnikami niskiej mocy.

Wszystkie części składowe urządzenia są zamocowane na jednej płytce drukowanej 15, dzięki czemu zajmuje ono mało miejsca, a programowanie danych dla przesuwu drzwi 2 następuje półautomatycznie i bez nadzoru fachowego za pomocą przycisku 34 umieszczonego na wspomnianej płytce.

168 420

168 420

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie sterujące silnikiem, zwłaszcza do uruchamiania drzwi kabiny dźwigu, ruchomych na prowadnicach za pomocą uruchamiającej łapy, wyposażone w elektroniczny układ sterowania zasilany ze źródła zasilania, znamienne tym, że ma czujnik (1) połączony z podzespołem przekształcającym (27) sygnały z tego czujnika (1), a ponadto ma programowany ręcznie podzespół sterujący (23), przy czym ten podzespół przekształcający (27), podzespół sterujący (23) i połączony ze źródłem zasilania (19) podzespół zasilania (25) są połączone z zespołem przetwarzania danych w postaci mikroprocesora (31), który jest połączony z podzespołem zasilania silnika (29).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że czujnik (1) stanowi zamocowane obrotowo zębate koło (11), przy czym uzębione obrzeże tego koła (11) jest umieszczone blisko indukcyjnego tranzystora polowego (13).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że zębate koło (11) jest umocowane na wałku jednego z dwóch kół pasowych (5), które wraz z zębatym pasem (3) ułożonym w kierunku postępowego ruchu drzwi (2) tworzą układ napędzający drzwi (2) za pośrednictwem uruchamiającej łapy (9), przymocowanej sztywno do tego zębatego pasa (3) i sprzężonej z drzwiami (2).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że na podzespół zasilania silnika (29) składa się zespół triaków uruchamiających silnik (21) połączony z drzwiami (2) kabiny dźwigu.