CN102491154A - 一种门机驱动系统与主微机通信的方法及门机驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的门机驱动系统与主微机通信的方法及相应的门机驱动系统，从主微机接收当前楼层的相关信息，根据所采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立该楼层的第一控制数据；当下一次到达该楼层时，建立的该楼层的第二控制数据，并与所述第一控制数据比较，获得该楼层的变化数据；当从主微机接收到控制信号后，根据所述变化数据及所述第二控制数据控制门电机进行门控动作。本发明可以降低门运行的外界因素的影响，提高门机驱动系统在不同状态下的安全性。

Description

一种门机驱动系统与主微机通信的方法及门机驱动系统

技术领域

本发明涉及门机驱动系统对门机的控制技术，尤其涉及门机驱动系统与主微机通信的方法及门机驱动系统。

背景技术

门机驱动系统负责控制电梯门的各种动作以及逻辑处理，是电梯系统中重要的部件，如果门机系统能及时接收并计算出机械安装、摩擦阻力以及风阻力等因素带来的影响，就能做到实时适应这些因素，控制电流、速度的变化做到最优控制，而这些影响门机运行的外部信息是通过门机系统与主微机的通讯实现的。

门机在使用过程中受层门安装、门板导轨摩擦的因素较大，造成不同楼层运行的效果差异大，另一方面，在楼层较高的建筑，首层门机在关门过程中受到风阻较大，容易出现不能关门的情况，导致电梯不能正常运行。现有的门机普遍采用电平的方式实现与主微机通讯，所能传递的信息有限，实现的功能比较单一。

目前智能光幕已经逐步取代普通一体化光幕，但目前门机板与主微机没有专用的通讯接口，智能光幕信息要通过复杂的电平组合来实现，严重影响了可靠性以及效率，占用了大量的资源；另外由于通讯接口的缺失，门机不能识别电梯的消防、检修状态，在这些情况下处理方式没有作特别的处理，导致安全性方面的先天不足。

发明内容

本发明提供一种门机驱动系统与主微机通信的方法及门机驱动系统，可以降低对门运行的外界因素的影响，提高门机驱动系统在不同状态下的安全性。

本发明提供的门机驱动系统与主微机通信的方法，包括步骤：

从主微机接收当前楼层的相关信息，所述相关信息包括当前楼层ID、控制状态参数；

根据所采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立该楼层的第一控制数据；

当下一次到达该楼层时，建立的该楼层的第二控制数据，并与所述第一控制数据比较，获得该楼层的变化数据；

当从主微机接收到控制信号后，根据所述变化数据及所述第二控制数据控制门电机进行门控动作。

本发明提供的门机驱动系统，包括：

通信模块，用于从主微机接收当前楼层的相关信息，所述相关信息包括当前楼层ID、控制状态参数；

接口电路，用于采集电流参数和速度参数；

处理模块，用于根据所采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立该楼层的第一控制数据、第二控制数据以及变化数据，所述第二控制数据为当下一次到达该楼层时根据所采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立的数据，所述变化数据为第二控制数据与

所述第一控制数据比较获得的数据；当从主微机接收到控制信号后，根据所述变化数据及所述第二控制数据控制门电机进行门控动作；

存储模块，用于存储所述第一或第二控制数据以及变化数据。

本发明通过比较前后两次经过同一楼层时的控制数据，根据所变化的数据对门机的控制进行自适应调整，从而提高了门机驱动系统的自适应控制能力。由于本发明通过串行接口或电平接口与主微机通信，而不是简单通过电平信号与主微机通信，因此可以传输多种与外界因素相关的控制参数，在门机驱动系统计算相关的控制参数时有更多的参考依据，因此可以降低门运行的外界因素的影响，提高门机驱动系统在不同状态下的安全性。

附图说明

图1为实施例1中门机驱动系统与主微机通信的方法的流程图；

图2为实施例4中门机驱动系统的逻辑框图；

图3是实施例5中门机驱动系统的原理图。

具体实施方式

实施例1：本发明提供的门机驱动系统与主微机通信的方法，为了能够传输更多种类的数据信息，主微机和门机驱动系统通过串行接口以及电平通信接口传递各种信息，而不像现有技术中采用电平的方式。

主微机查询每个楼层外召的情况，然后将当前楼层的相关信息发送给门机驱动系统，相关信息包括当前楼层ID、控制状态参数(步骤1)；门机驱动系统根据自身采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立该楼层的第一控制数据(步骤2)；当下一次到达该楼层时，根据步骤2同样的方法建立的该楼层的第二控制数据，并与上一次到达该楼层时所建立的第一控制数据比较，获得该楼层的变化数据(步骤3)；当从主微机接收到控制信号后，根据变化数据及第二控制数据控制门电机进行门控动作(步骤4)。

实施例2：为了能及时获取机械安装、摩擦阻力以及风阻力等因素对门机带来的影响，做到实时适应这些因素，控制电流、速度的变化做到最优的控制，作为一个优选实施例，控制状态参数包括：门重、门宽、消防状态、智能光幕状态、门锁开关状态中、检修状态的一种或多种；第一或第二控制数据包括第一或第二速度控制数据、第一或第二逻辑控制数据；第一或第二电流控制数据。利用这些控制状态参数，通过滑动摩擦因素、滚动摩擦因素计算得到正常机械摩擦阻力，然后再通过正常机械摩擦阻力获得非正常摩擦阻力，通过电流、速度的闭环控制，实现门机转矩输出实时跟踪门机系统阻力变化，降低阻力因素对门机运行的影响。

作为实施例，步骤2获得第一或第二控制数据的过程包括：根据门宽、消防状态、智能光幕状态、门锁开关状态、检修状态建立第一或第二速度控制数据；根据所述消防状态、智能光幕状态、轿门锁开关状态、检修状态建立第一或第二逻辑控制数据；根据所述门重、滑动摩擦系数、滚动摩擦系数建立目前第一或第二电流控制数据。

获得第一或第二电流控制数据的过程包括：

根据所述滑动摩擦系数、滚动摩擦系数获得正常机械摩擦阻力，然后再通过正常机械摩擦阻力获得第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线(可以通过多种数学运算途径获得该非正常摩擦阻力电流曲线)，以及两次阻力电流差曲线，建立第一或第二电流控制数据；非正常摩擦阻力包括以下至少一种：由机械安装原因造成的较大摩擦系数的力；由风力、液体、固体障碍物所造成的阻力；加厚消防门板导致门重增加所导致增加的阻力。

实施例3：在本实施例中通过提供了其中一种获得第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线的数学途径：

通过第一或第二非正常摩擦阻力力矩获得第一或第二非正常摩擦阻力电流，离散化处理后形成第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线；

第一或第二非正常摩擦阻力力矩为：T_w ⁿ＝Tⁿ-T_f ⁿ，其中，n为当前经过该楼层的次数，T_f为正常机械摩擦阻力力矩，由下式计算得：

T_f＝μ_hNR_h+μ_gNR_g，其中μ_h为滑动摩擦系数，μ_g为滚动摩擦系数，R_h为滑动摩擦力力矩；两者既可以通过经验计算，也可以在安装理想且没有风阻情况下测试得到的数值。R_g为滚动摩擦力力矩，一般取门高；N为门重，

T为总力矩， $T^n=T^{n-1}+{\mathrm{KT}}_w^{n-1},$ K为等效调节系数。

计算门机转矩输出Γ、摩擦转矩Γ_f，使得两种与总力矩T、摩擦力矩T_f满足关系：Γ＝T，Γ_f＝T_f，于是求得非正常摩擦阻力转矩Γ_w＝Γ-Γ_f，为了达到实时跟踪的目的，将这些数据作为楼层信息内容，到了下一次电梯再次到达该楼层的时候，这时候的门机转矩输出应满足：Γ′＝Γ+KΓ_w，其中K是等效调节系数，可由经验或试验求得，同样道理，电梯第N次到达该楼层应该满足：

其中Γⁿ为第N次到达该楼层时候的门机转矩输出，为第N-1次经过该楼层的时候求的非正常摩擦阻力转矩。

实施例4：与本发明提供的门机驱动系统与主微机通信的方法相对应，本实施例还提供了相应的门机驱动系统。如图2所示，包括通信模块、接口电路、处理模块、存储模块。工作原理如下：

通信模块可以是串行通信模块或电平通信模块，从主微机接收当前楼层的相关信息，相关信息包括当前楼层ID、控制状态参数；接口电路采集电机电流参数和速度参数；处理模块根据所采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立该楼层的第一控制数据、第二控制数据以及变化数据，存储模块存储所述第一或第二控制数据以及变化数据；当从主微机接收到控制信号后，处理模块根据所述变化数据及所述第二控制数据控制门电机进行门控动作。

作为一个实施例，通信模块可以包括串行通信模块和电平通信模块。主微机与串行通信模块通过串行通讯的方式得到当前的楼层的各种信息；门机电子板通过与串行通信模块通讯，得到主微机收集的相关信息；门机板通过并行通讯方式与主微机实现门控方面的通讯。

实施例4，作为一个实施例3的应用实例，在本实施例中提供了一种处理模块的应用实例。如图3所示，处理模块包括电流控制器、速度控制器以及转矩控制器。

接口电路通过三相电流平衡的情况下采集U、V两相的电流I_U、I_V，通过公式：I_U+I_V+I_W＝0，计算出第三相的电流I_W；通过脉冲数计算方法计算门电机转速ω。

速度控制器根据门电机转速ω所得脉冲计算得到机械角度，进一步换算成电角度，作为电流控制器以及转矩控制器的一个计算因子；电流控制器通过三相电流以及上述的角度因子ω作电流变换。

从速度控制器得到本楼层ID的实际速度曲线以及历史速度曲线，以及两次速度差曲线，建立本楼层目前速度控制数据(第一\第二速度控制数据)以及楼层速度信息变化数据。

电流控制器得到本楼层ID的实际电流曲线以及历史电流曲线，以及两次电流差曲线；经过换算的非正常摩擦阻力电流曲线及历史非正常摩擦阻力电流曲线，以及两次阻力电流差曲线，建立本楼层目前电流控制数据以及楼层电流信息变化数据。

上述的楼层逻辑、速度、电流信息变化数据是基于本楼层目前逻辑、速度、电流信息数据以及本楼层最近一次逻辑、速度、电流信息数据的差值计算得来。

另外，门机驱动系统与主微机通信时的各种交互信息的帧结构的起始字段用于定义电梯各个楼层的ID代码；数据字段，用于传达该楼层相对应的信息，包括：门重、消防状态、智能光幕状态、轿门锁开关状态、电梯检修状态等。校验字段，用于校验所发数据是否正确。

本发明一方面通过门宽、摩擦因素计算得到非正常摩擦阻力，通过电流、速度的闭环控制，实现门机转矩输出实时跟踪门机非正常摩擦阻力变化，降低非正常摩擦阻力因素对门机运行的影响，提高门机驱动系统的自适应控制能力；另一方面通过这些信息将智能光幕的信息传送到主微机，同时主微机将消防状态、轿门锁开关状态、检修状态传送到门机系统，使门机系统根据不同的状态，以不同的速度运行，提高门机系统的安全性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的修改、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种门机驱动系统与主微机通信的方法，其特征在于，包括步骤：

从主微机接收当前楼层的相关信息，所述相关信息包括当前楼层ID、控制状态参数；

根据所采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立该楼层的第一控制数据；

当下一次到达该楼层时，建立的该楼层的第二控制数据，并与所述第一控制数据比较，获得该楼层的变化数据；

当从主微机接收到控制信号后，根据所述变化数据及所述第二控制数据控制门电机进行门控动作。

2.根据权利要求1所述的门机驱动系统与主微机通信的方法，其特征在于：

所述控制状态参数包括：门重、门宽、消防状态、智能光幕状态、门锁开关状态、检修状态中的一种或多种；

所述第一或第二控制数据包括第一或第二速度控制数据、第一或第二逻辑控制数据；第一或第二电流控制数据。

3.根据权利要求2所述的门机驱动系统与主微机通信的方法，其特征在于：获得第一或第二控制数据的过程包括：

根据所述门宽、消防状态、智能光幕状态、门锁开关状态建立第一或第二速度控制数据；

根据所述消防状态、智能光幕状态、轿门锁开关状态、检修状态建立第一或第二逻辑控制数据；

根据所述门重、滑动摩擦系数、滚动摩擦系数建立目前第一或第二电流控制数据。

4.根据权利要求3所述的门机驱动系统与主微机通信的方法，其特征在于：获得第一或第二电流控制数据的过程包括：

根据所述滑动摩擦系数、滚动摩擦系数获得正常机械摩擦阻力，根据所述正常机械摩擦阻力获得第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线，以及两次阻力电流差曲线，建立第一或第二电流控制数据；

所述非正常摩擦阻力包括以下至少一种：由机械安装原因造成的较大摩擦系数的力；由风力、液体、固体障碍物所造成的阻力；加厚消防门板导致门重增加所导致增加的阻力。

5.根据权利要求4所述的门机驱动系统与主微机通信的方法，其特征在于：通过以下公式获得所述第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线：

通过第一或第二非正常摩擦阻力力矩获得第一或第二非正常摩擦阻力电流，离散化处理后形成第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线；

所述第一或第二非正常摩擦阻力力矩为：T_w ⁿ＝Tⁿ-T_f ⁿ，其中，n为当前经过该楼层的次数，T_f为正常机械摩擦阻力力矩，由下式计算得：

T_f＝μ_hNR_h+μ_gNR_g，其中μ_h为滑动摩擦系数，N为门重，μ_g为滚动摩擦系数，R_h为滑动摩擦力力矩；R_g为滚动摩擦力力矩；

T为总力矩， $T^n=T^{n-1}+{\mathrm{KT}}_w^{n-1},$ K为等效调节系数。

6.一种门机驱动系统，其特征在于，包括：

通信模块，用于从主微机接收当前楼层的相关信息，所述相关信息包括当前楼层ID、控制状态参数；

接口电路，用于采集电流参数和速度参数；

处理模块，用于根据所采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立该楼层的第一控制数据、第二控制数据以及变化数据，所述第二控制数据为当下一次到达该楼层时根据所采集的电流参数和速度参数，以及所述当前楼层的相关信息建立的数据，所述变化数据为第二控制数据与所述第一控制数据比较获得的数据；当从主微机接收到控制信号后，根据所述变化数据及所述第二控制数据控制门电机进行门控动作；

存储模块，用于存储所述第一或第二控制数据以及变化数据。

7.根据权利要求6所述的门机驱动系统，其特征在于：

所述控制状态参数包括：门重、门宽、消防状态、智能光幕状态、门锁开关状态、检修状态中的一种或多种；

所述第一或第二控制数据包括第一或第二速度控制数据、第一或第二逻辑控制数据；第一或第二电流控制数据。

8.根据权利要求7所述的门机驱动系统，其特征在于：

根据所述门宽、消防状态、智能光幕状态、门锁开关状态建立第一或第二速度控制数据；

根据所述消防状态、智能光幕状态、轿门锁开关状态、检修状态建立第一或第二逻辑控制数据；

根据所述门重、滑动摩擦系数、滚动摩擦系数建立目前第一或第二电流控制数据。

9.根据权利要求7所述的门机驱动系统与主微机通信的方法，其特征在于：

根据所述滑动摩擦系数、滚动摩擦系数获得正常机械摩擦阻力，根据所述正常机械摩擦阻力获得第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线，以及两次阻力电流差曲线，建立第一或第二电流控制数据；

所述非正常摩擦阻力包括以下至少一种：由机械安装原因造成的较大摩擦系数的力；由风力、液体、固体障碍物所造成的阻力；加厚消防门板导致门重增加所导致增加的阻力。

10.根据权利要求9所述的门机驱动系统，其特征在于：通过以下公式获得所述第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线：

通过第一或第二非正常摩擦阻力力矩获得第一或第二非正常摩擦阻力电流，离散化处理后形成第一或第二非正常摩擦阻力电流曲线；

所述第一或第二非正常摩擦阻力力矩为：T_w ⁿ＝Tⁿ-T_f ⁿ，其中，n为当前经过该楼层的次数，T_f为正常机械摩擦阻力力矩，由下式计算得：

T_f＝μ_hNR_h+μ_gNR_g，其中μ_h为滑动摩擦系数，N为门重，μ_g为滚动摩擦系数，R_h为滑动摩擦力力矩；R_g为滚动摩擦力力矩；

T为总力矩， $T^n=T^{n-1}+{\mathrm{KT}}_w^{n-1},$ K为等效调节系数。

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