CN103015840A

CN103015840A - 开门机驱动门体遇阻退停检控方法及其系统

Info

Publication number: CN103015840A
Application number: CN2013100002178A
Authority: CN
Inventors: 王云飞
Original assignee: ZHEJIANG XIANFENG MACHINERY CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG XIANFENG MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2033-01-04
Also published as: CN103015840B

Abstract

本发明涉及的是开门机技术领域，具体地说，是一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法及其系统。它包括以下步骤：步骤A.设定开门机的开门允许电流基准值范围和关门允许电流基准值范围；步骤B.启动开门机驱动门体运行；步骤C.对运行时的电流值进行隔时采样，计算每两次采样的电流差值；步骤D.如果开门机处于开门阶段，则判断此时的电流差值是否在开门允许电流基准值范围内。利用电流差值与预先设定的电流基准值范围进行比较来获知门体在运行过程中是否遇到障碍物，实现全程跟踪、动态感知范围小、反应灵敏，且电流基准值范围是预先设定的范围值，而非现有技术中的固定值，即可避免现有技术中需要定期手动调节的情形，较具有灵活性。

Description

开门机驱动门体遇阻退停检控方法及其系统

技术领域：

本发明涉及的是开门机技术领域，具体地说，是一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法及其系统。

背景技术：

开门机驱动门体运行过程中，一旦出现障碍物被撞、夹、挤等意外情况，都需要控制系统发出指令使门体立即停止或回退，这是开门机设计必备的安全措施之一。而控制系统必须依靠感知遇阻力的大小来决定何时发出控制指令或者是否发出控制指令。

目前开门机的控制系统判断何时发出控制指令或者是否发出控制指令主要方法为：使用手动调节方式，在控制系统中设定遇阻力的基准值，即超过该值应被理解为开门机驱动的门体在运行过程中遇阻，当实际遇阻力超过设定的基准值时，控制系统发出控制指令使门体立即停止或回退。而现有技术中为了实现上述控制方法主要应用了下述两种遇阻力计算方式：一种是设定控制系统中驱动单元的转速值对应于遇阻力，在驱动单元的输出轴上安装测速装置，比如光耦测速装置或霍尔测速装置等，将测得的转数值输回到控制系统的相应单元内，控制系统进行判断，如果实际转速值小于设定的遇阻力基准值时，控制系统发出指令使门体立即停止或回退，如果实际转速值大于或等于设定的遇阻力基准值时，控制系统无需发出指令使门体停止或回退；另一种是设定控制系统中驱动单元的电流值对应于遇阻力，在控制系统里增加电流检测电路，如果当采集到的驱动单元的实际电流值大于设定的遇阻力基准值时，控制系统发出指令使门体立即停止或回退，如果当采集到的驱动单元的实际电流值小于或等于设定的遇阻力基准值时，控制系统无需发出指令使门体立即停止或回退。

采用以上现有技术的开门机驱动门体遇阻退停检控方法，虽然也能在一定程度上满足开门机驱动门体遇阻退停的要求，但更多的时候仍存在以下缺点：虽然在开始时采用手动调节方式设定遇阻力的基准值，但在实际应用过程中由于开门机及门体的安装条件、使用环境、负载影响以及惯性等的影响，反映到控制系统的实际转速值或者实际电流值是不同的，为适应开门机以及门体由于长期在室外环境中运行造成阻力增大的现象，人们在使用时往往设定较大的基准值，即需要遇到较大的阻力，才能实现门体遇阻退停，然而此时对障碍的伤害或已造成，且若想获得与门体匹配的基准值，就需要人工定期修正调节，缺乏灵活性，反应迟钝，费时费力，不适合本产品的实际推广应用。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种根据实际应用情况自动调节遇阻力的基准值，可避免大部分门体误动作，无需人工定期调节，较灵活的开门机驱动门体遇阻退停检控方法及其系统。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法：它包括以下步骤：

步骤A，设定开门机的开门允许电流基准值范围和关门允许电流基准值范围；

步骤B，启动开门机驱动门体运行；

步骤C，对运行时的电流值进行隔时采样，计算每两次采样的电流差值；

步骤D，如果开门机处于开门阶段，则判断此时的电流差值是否在开门允许电流基准值范围内，如果是，则返回步骤C，如果不是，则控制开门机停止驱动门体；如果开门机处于关门阶段，则判断此时的电流差值是否在关门允许电流基准值范围内，如果是，则返回步骤C，如果不是，则控制开门机退回门体。

采用以上方法后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：利用电流差值与预先设定的电流基准值范围进行比较来获知门体在运行过程中是否遇到障碍物，实现全程跟踪、动态感知范围小、反应灵敏，且电流基准值范围是预先设定的范围值，而非现有技术中的固定值，即可避免现有技术中需要定期手动调节的情形，较具有灵活性。

作为优选，所述开门允许电流基准值范围和关门允许电流基准值范围等值，计算、监控更简单。

作为优选，所述步骤C中对运行时的电流值进行采样为每隔100毫秒的采样频率，设计合理的采样频率，使得反映的实际电流值更规律，更准确。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种开门机驱动门体遇阻退停检控系统：它包括安装于开门机内的控制模块、驱动模块、数据采集模块和数据处理模块；所述控制模块和数据采集模块均与驱动模块连接，所述数据采集模块又连接于数据处理模块，所述数据处理模块又连接于控制模块；

所述控制模块用于给定驱动模块指令，控制其运行或退停；

所述驱动模块用于将电能转换成可驱动门体的机械能，且通过改变输出轴的转动方向可改变门体运行的方向；

所述数据采集模块用于对运行时电路中的电机电流进行隔时采样，且输出至数据处理模块；

所述数据处理模块用于对数据采集模块进行隔时采样所取得的数据进行放大、整理、比较和判断反馈，根据判断的结构，或者反馈至控制模块，请求控制模块对驱动模块发出相应指令，或者反馈至控制模块，请求控制模块对数据采集模块发出进行正常采集工作指令。

采用以上方法后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：即使开门机及门体的安装条件、使用环境、负载影响以及惯性等会对开门机运行造成影响，但反映的实际电流值差值是相对量，并不会因为开门机以及门体的安装条件、使用环境、负载影响以及惯性等造成太大改变，具备兼容性；且由于基准值设定范围合理，动态感应迅速，可明显降低伤害事故的发生，非常适合本产品的实际推广应用。

作为优选，所述数据采集模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、NPN三极管、继电器、第一二极管、第二二极管和直流电机，所述NPN三极管的基极与第二电阻连接，集电极与继电器连接，发射极接地，所述第二二极管与继电器并联，所述第一二极管与第一电阻串联，所述第三电阻与直流电机串联，设计科学合理，使用时安全稳定。

作为又一优选，所述第一电阻为限流电阻，所述第三电阻为水泥电阻，所述第一二极管为发光二极管，功能明确，用途恰当，设计科学合理。

作为又一优选，所述第一电阻用于为发光第一二极管限流，所述第三电阻用于电流采样，所述NPN三极管用于驱动继电器的导通或断开，所述继电器用于控制直流电机的通断，所述第一二极管用于之时继电器的导通或断开，所述第二二极管用于提供泄放通路以保护继电器和NPN三极管，设计科学合理，使用时安全稳定。

附图说明：

图1是本发明一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法及其系统的数据采集模块的电路图。

图2是本发明一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法及其系统的数据处理模块的电路图。

如图所示：1、第一电阻，2、第二电阻，3、第三电阻，4、第四电阻，5、第五电阻，6、第六电阻，7、第七电阻,8、第八电阻，9、第九电阻，10、第一电容，11、第二电容，12、第三电容，13、第四电容，14、NPN三极管，15、继电器，16、第一二极管，17、第二二极管，18、直流电机，19、芯片，20、稳压管。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明的一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法，它包括以下步骤：步骤A，设定开门机的开门允许电流基准值范围和关门允许电流基准值范围，根据实际的开门机以及其驱动的门体尺寸重量不同，其设定的电流基准值范围也不同，所述开门允许电流基准值范围和关门允许电流基准值范围等值，但这并不绝对，也存在少数开门机的开门允许电流基准值范围和关门允许电流基准值范围等值不等值；步骤B，启动开门机驱动门体运行；步骤C，对运行时的电流值进行隔时采样，一般相隔时间为100毫秒，计算每两次采样的电流差值；步骤D，如果开门机处于开门阶段，则判断此时的电流差值是否在开门允许电流基准值范围内，如果是，则返回步骤C，如果不是，则控制开门机停止驱动门体；如果开门机处于关门阶段，则判断此时的电流差值是否在关门允许电流基准值范围内，如果是，则返回步骤C，如果不是，则控制开门机退回门体。

本发明的一种开门机驱动门体遇阻退停检控系统：它包括安装于开门机内的控制模块、驱动模块、数据采集模块和数据处理模块，所述控制模块和数据采集模块均与驱动模块连接，所述数据采集模块又连接于数据处理模块，所述数据处理模块又连接于控制模块；所述控制模块用于给定驱动模块指令，控制其运行或退停；所述驱动模块用于将电能转换成可驱动门体的机械能，主要由电机组件组成，且通过改变输出轴的转动方向可改变门体运行的方向，即电机输出轴的正转与反转；所述数据采集模块用于对运行时电路中的电机电流进行隔时采样，且输出至数据处理模块，具体来说，所述数据采集模块包括第一电阻1、第二电阻2、第三电阻3、NPN三极管14、继电器15、第一二极管16、第二二极管17和直流电机18，所述NPN三极管14的基极与第二电阻2连接，集电极与继电器15连接，发射极接地，所述第二二极管17与继电器15并联，所述第一二极管16与第一电阻1串联，所述第三电阻3与直流电机18串联，进一步说，所述第一电阻1为限流电阻，所述第三电阻3为水泥电阻，所述第一二极管16为发光二极管；所述数据处理模块用于对数据采集模块进行隔时采样所取得的数据进行放大、整理、比较和判断反馈，根据判断的结构，或者反馈至控制模块，请求控制模块对驱动模块发出相应指令，或者反馈至控制模块，请求控制模块对数据采集模块发出进行正常采集工作指令，具体来说，所述第一电阻1用于为发光第一二极管16限流，所述第三电阻3用于电流采样，所述NPN三极管14用于驱动继电器15的导通或断开，所述继电器15用于控制直流电机18的通断，所述第一二极管16用于之时继电器15的导通或断开，所述第二二极管17用于提供泄放通路以保护继电器15和NPN三极管14。

实施实例一：

以本公司DKC280DC直流开门机为例，说明技术运用情况，所述驱动模块为直流电机组件，其主要技术参数：额定电压12V，额定功率150W，额定转速3000r/min，额定扭矩0.35N.m，

所述开门机需要驱动的门体的主要技术参数：门体长度2.4m，门体高度1.6m，门体重量250kg，门体运行速度12m/min，依据具体开门机的技术参数，将开关门允许电流基准值范围设定为20，并将对应数值写入数据处理模块中，实际的数据处理模块计算过程如下：8位模拟数字转换器最大值为255，计算占比，公式为：占比=20/255=0.0784；数据处理模块中用模拟电压值进行数据交换，模拟数字转换时模拟电压最大值为5V，计算对应的模拟电压值：U=0.0784*5=0.392V；由于数据采集模块中使用的为10倍放大器，因此计算采样电压值：U₁ =0.392/10=0.0392V；再利用欧姆定律，计算采样电流值I₁，实例中使用0.05欧姆电阻，故公式为：I₁=U₁/R=0.0392/0.05=0.784A。

根据以上设定，本实施例中，开门允许电流基准值范围和关门允许电流基准值范围均为0-0.784A，即在开门机驱动门体运行过程中，如果开门机处于开门阶段，则判断此时的电流差值是否小于等于0.784A，如果是，则继续采样，如果不是，则控制开门机停止驱动门体；如果开门机处于关门阶段，则判断此时的电流差值是否小于等于0.784A，如果是，则继续采样，如果不是，则控制开门机退回门体。附上实验数据如下：

开门状态下：

开门机驱动门体，在运行到4.8—4.9秒时，人为在门体上施加阻力，数据反映两次采样电流差值达0.83A，超过开关门允许电流基准值范围0-0.784A，此时系统控制开门机立即停止。

关门状态下：

开门机驱动门体，在运行到5.5—5.6秒时，人为在门体上施加阻力，数据反映两次采样电流差值达0.87A，超过开关门允许电流基准值范围0-0.784A，此时系统控制开门机立即回退。

如图1和2所示，关于本开门机驱动门体遇阻退停检控系统的实施例，应包括：控制模块、电机组件、离合器组件、数据采集电路和数据处理电路，具体地说，所述数据采集电路包括阻值为4.7K的第一电阻1、阻值为1K的第二电阻2、功率为10W的第三电阻3（水泥电阻）、NPN三极管14、12V继电器15、第一二极管16（发光二极管）、第二二极管17和24V的直流电机18，所述NPN三极管14的基极与第二电阻2连接，集电极与继电器15连接，发射极接地，所述第二二极管17与继电器15并联，所述第一二极管16与第一电阻1串联，所述第三电阻3与直流电机18串联，所述电机组件与离合器组件与数据采集电路的“MOTOR”字样处连接，所述数据处理电路与数据采集电路的“CURR_IN”字样处连接，所述数据处理电路，具体地说，它包括芯片19、若干电阻、若干电容和稳压管20，所述芯片19为LM2904集成运算放大器，所述若干电阻包括第四电阻4、第五电阻5、第六电阻6、第七电阻7、第八电阻8和第九电阻9，所述第四电阻4为采样输入电阻与芯片19反相端相连接，所述若干电容包括第一电容10、第二电容11、第三电容12和第四电容13，所述第一电容10为滤波电容对输入信号的噪声进行滤波，第五电阻5为反馈电阻两端分别与芯片19反相端和芯片19输出端相连接，第六电阻6和第七电阻7串联构成分压器将输入信号分压后输入芯片19正相端，第二电容11为芯片19正相端输入滤波电容，第八电阻8为芯片19输入电源限流电阻，第三电容12、第四电容13为芯片19的电源滤波电容，第九电阻9为芯片19的输出限流电阻，它一端接芯片19输出端，另一端连接至控制模块，所述稳压管20为4.7V的稳压管20，它将芯片19的输出信号进行稳压后再由“MCU_IN”字样处输出到控制模块。所述数据处理电路中“CURR_IN”字样为与所述数据采集电路对接处。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤B，启动开门机驱动门体运行；

2.根据权利要求1所述的一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法，其特征在于，所述开门允许电流基准值范围和关门允许电流基准值范围等值。

3.根据权利要求1所述的一种开门机驱动门体遇阻退停检控方法，其特征在于，所述步骤C中对运行时的电流值进行采样为每隔100毫秒的采样频率。

4.一种开门机驱动门体遇阻退停检控系统，其特征在于，它包括安装于开门机内的控制模块、驱动模块、数据采集模块和数据处理模块，所述控制模块和数据采集模块均与驱动模块连接，所述数据采集模块又连接于数据处理模块，所述数据处理模块又连接于控制模块；

所述控制模块用于给定驱动模块指令，控制其运行或退停；

所述数据采集模块用于对运行时电路中的电机电流进行隔时采样，且输出至数据处理模块；所述数据处理模块用于对数据采集模块进行隔时采样所取得的数据进行放大、整理、比较和判断反馈，根据判断的结构，或者反馈至控制模块，请求控制模块对驱动模块发出相应指令，或者反馈至控制模块，请求控制模块对数据采集模块发出进行正常采集工作指令。

5.根据权利要求3所述的一种开门机驱动门体遇阻退停检控系统，其特征在于，所述数据采集模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、NPN三极管、继电器、第一二极管、第二二极管和直流电机，所述NPN三极管的基极与第二电阻连接，集电极与继电器连接，发射极接地，所述第二二极管与继电器并联，所述第一二极管与第一电阻串联，所述第三电阻与直流电机串联。

6.根据权利要求4所述的一种开门机驱动门体遇阻退停检控系统，其特征在于，所述第一电阻为限流电阻，所述第三电阻为水泥电阻，所述第一二极管为发光二极管。

7.根据权利要求4或5所述的一种开门机驱动门体遇阻退停检控系统，其特征在于，所述第一电阻用于为发光第一二极管限流，所述第三电阻用于电流采样，所述NPN三极管用于驱动继电器的导通或断开，所述继电器用于控制直流电机的通断，所述第一二极管用于之时继电器的导通或断开，所述第二二极管用于提供泄放通路以保护继电器和NPN三极管。