CN1061008A - 电梯自动门电脑控制器 - Google Patents

Abstract

电梯自动门电脑控制器，属于电梯控制技术领 域。本发明中的电脑由MCS—51系列单片机和最 简外围电路构成，控制电梯门的开关。电梯门的极限 探测，相对位置探测和门边安全探测都采用无触点的 红外光电传感器。控制器可对电网电压进行监测，并 自动修正门电机驱动电路中的可控硅触发角，使门速 基本不受电网波动的影响。控制器的抗干扰能力强， 各信号线和控制线无需屏蔽，所控制的电梯门动作平 稳、安全可靠。

Description

本发明涉及一种控制电梯门动作的电气装置，属于电梯控制技术领域。

在全继电器线路控制的电梯系统中，电梯自动门是靠继电器和数个行程开关结合在一起进行检测和控制的，检测和控制器件都是接触式的。行程开关检测门的位置信息，并靠它们的通断来改变门电机的电枢电压，实现电梯门的换速控制。这种电梯自动门的控制方式比较落后，换速不平滑，开关门噪声大，检测及控制器件的可靠性差，故障率高。此外，由于国内电网电压波动比较大，电梯门开关的换速和驱动的质量会受电网波动的影响，电压高时，开关门时会产生猛烈撞击，电压低时又会出现无法开门的现象。

在计算机控制的电梯系统中，电梯自动门由机房内的计算机集中控制，在轿厢顶部配备一块电源板和一块逻辑电路组成的控制板，在计算机和控制板之间有长长的导线连接。这种自动门的控制水平及其他各种性能均有很大改善，但由于控制中心在机房，自动门的位置、速度及安全保护等各种信号均需送回机房。在用弱电方式传送时，信号的屏蔽及处理的投资比较高。在用强电方式传递时，对固态器件的弱电信号需进行转换，增加了系统的复杂性。这种系统，电梯自动门没有独立性，不但扩展功能困难，而且它又与电梯的整个控制系统互相牵制在一起，给整个计算机控制系统的研制和调试增加了一定的难度。

本发明的目的是要改善现有电梯自动门的电气和机械性能，提高电梯自动门的可靠性，安全性和动作平滑性，减少电网电压波动对电梯门动作的影响，并且减轻电梯电脑系统的研制和调试工作量。

本发明的构成是采用MCS-51系列单片微型计算机及最简外围电路，即地址存贮器和只读存贮器，构成电脑。再加上电脑的输入输出接口电路，门相对位置探测器，门极限位置探测器，门边安全探头，同步信号采集器，门电机驱动换向电路构成电梯自动门电脑控制器，由电脑控制电梯门的开关。整个控制器安装在电梯的轿厢顶部或轿厢内离电梯门较近的位置，对电梯门实行近距离的智能控制。

附图1是本发明的结构框图;

附图2是电脑输出接口电路及门电机驱动换向电路图;

附图3是8031单片机I/O引脚分配图

下面结合附图和实施例对本发明的原理作进一步说明。附图1是本发明的结构框图，图中各标号说明如下：1-电脑;2-同步信号采集装置;3-电梯门相对位置探测器;4-电脑的输入接口电路;5-电梯门边安全探头;6-电网电压检测装置;7-电脑复位装置，8-电梯门极限位置探测器;9-电脑输出接口电路;10-门电机转速换向电路;11-门电机驱动电路。附图1中的电脑1是由MCS-51系列单片微型计算机加上一个地址锁存器和一个数据存贮器（EPROM）构成，它是控制器的核心，控制和管理电梯自动门的各种动作。目前MCS-51系列单片微型计算机共有七种器件，在功能上略有差别，但它们的主要特性基本相同。在本发明中MCS-51系列的各种器件都可适用，在实施例中，采用的是8031器件，但其他器件也可替代。

在控制器中，所有要送入电脑1的信号都先经过电脑输入接口电路4，输入接口电路4对信号进行滤波、整形和缓冲，以消除信号传输过程中的噪音和波形变形。在实施例中，本发明中的电梯门相对位置探测器3是采用与电梯门电机连轴的红外圆盘编码器，电子门电机与电梯门同步，所以红外圆盘编码器的转角也与电梯门同步。红外圆盘编码器对门电机的角行程进行计数，就可确定电梯门所处的相对位置。同时，红外圆盘编码器又对门电机的转速进行监测，从而判断门速是否正常。在门速出现异常时，电脑1可在一定范围内通过改变门电机驱动电路的可控硅的触发信号，使门速得到修正。考虑到MCS-15系列单片微机的运算速率和门速实际要求，本发明对门速的监测实行分段处理，即在门速高到一定程度时或低到一定程度时，才由电脑发出修正指令，由于电脑不是完全跟踪门速，这种半开环的监控方式可使电脑的运行程序大为简化，同时门速又能控制在实际需要的范围。在实施例中，本发明中的电梯门极限位置探测器8是采用红外非接触式探测元件，由挡板和一组红外光电传感器组成，挡板固定在能够反映门极限位置的机械装置上，红外光电传感器固定在轿厢上，根据挡板对红外光电传感器的遮挡与否，来确定电梯门是否到达开门或关门的极限位置。在实施例中，本发明中的电梯门边安全探头5是由安装在电梯门边的多路红外光电传感器组成。多路红外光电传感器垂直分布于电梯门边，相互之间一一对应，所有的红外光电传感器并联在一起。在关门过程中，只要有一路红外光电传感器有信号，就说明门隙中有障碍物，电脑1则立刻发开门指令。由于本发明广泛采用了红外非接触式探测元件，从而减少了因触点故障而造成的电梯故障，提高了电梯运行的可靠性。在本发明中还有一个电网电压检测装置6，该装置用于检测电梯驱动系统的110伏交流电网电压。通过该装置，电脑1以访问的形式监视电网的波动情况，当电网电压偏高或偏低时，电脑1立即自动修正驱动电路中的可控硅触发指令，以保证门电机工作的直流电压基本稳定，从而使门电机转速基本不受电网波动的影响。本发明的电脑输出接口电路9，门电机换向电路10和门电机驱动电路11如附图2所示。输出接口电路9可分成两个部分，驱动部分：电脑输出信号经一级运放放大后经光电隔离送到驱动电路11中的双向可控硅的触发极，通过对该双向可控硅触发角的控制，来控制双向可控硅的输出电压，该输出电压经桥堆整流后，变成直流电压，再经电感、门电机及四只单向可控硅构成门电机换向电路10;换向电路：电脑开关门选择电平信号经一级运放放大再经一级运放反相后分成四路，经四路光电隔离后分别送到四个单向可控硅的触发极，图2中只画两路光电隔离，另两路完全相同，故省略。若电脑输出高电平，经同相放大后仍为高电平，经光电隔离后的高电平使D₂导通，同样D₃也导通。这时，经反相输出的低电平经光电隔离后D₄不导通，同样D₃也不导通，由此实现门电机的单向供电，反之，又实现了门电机的反向供电，实现了门电机的正反换向。为了防止可控硅烧毁而电梯无法开门，可在门电机两端再加上一个36伏安全电压，经半波整流后向门电机供电。接通按钮AM，就可缓慢地打开电梯门，按钮AM称为应急按钮，可在轿厢和电梯主机房内各按一只。本发明的电脑1还有一个复位装置7，即电脑初始状态请零装置。在本发明中电脑1采用接地复位原则，复位指令来自电梯主机房或轿厢。在电梯控制电路送电时刻，主机房的复位线即刻接地。如果在运行中由于受到强信号冲击而打乱了电脑1的执行程序，则只要在轿厢内按一下复位键就可使电梯门重新自动工作。由于本发明对电梯门电机是采用可控硅调速，因此电脑发出的可控硅触发指令必须与电网电压相位同步，在本发明中有一个同步信号采集装置2，同步采样信号取自门电机双向可控硅交流侧的电源线上，同步信号经电脑输入接口4滤波整形后送到电脑的中断口，每个采样脉冲都产生一次中断操作，为了防止干扰，采样信号同时送到电脑中MCS-51单片机的I/O接口，经这个口软件识别为真后，同步中断服务才得以进行下去。图3是实施例中8031单片微型计算机的I/O引脚分配图，图中P1.0口的直流电机驱动触发脉冲即双向可控硅的触发信号，送电脑输出接口电路9中的驱动部分，P1.1口的开、关门选择电平即门电机换向信号，送电脑输出接口电路9中的换向部分。P1.2和P1.3用于监测电网电压，在本实施例中将电网电压分成三段：过高、过低和正常。因为有三种信号，故要用二个口子。P1.7关门指令入口，该口的信号在电梯自动运行挡时是来自轿厢内操作键盘，但在司机挡时，为了防止司机误操作而发生开门运行的危险，在电梯启动前由主机房送一个关门信号。P3.5开门指令入口，开门信号一方面来自轿厢内，另一方面，门厅的呼叫信号也通过主机房转送该口，作为门厅开门信号。P3.6平层完毕信号和P3.7电梯运行信号是向8031反映电梯的运行情况，信号来自主机房。

本发明具有体积小巧，安装简便，调试容易，维护方便等优点。该控制器抗干扰能力强，各种控制线和信号线无需屏蔽，可与电梯其他信号线，控制电缆混装走线。该控制器可用于对老式电梯的改造，而将它应用于计算机控制的电梯时，它又可作为电梯系统中一个相对独立的系统，可独立调试，实现主从式的控制方式。主机出现故障时，自动门系统仍能继续工作，进行应急开门增加了电梯的安全感。由于该控制器安装在轿厢顶部门电机附近，可减少门电机与主机房之间远距离传送的信息数量，有利于降低排线投资和提高整个电梯系统的可靠性。

Claims (3)

1、电梯自动门电脑控制器，由电脑1，电脑输入接口电路4，电脑输出接口电路9，电梯门相对位置探测器3，电梯门边安全探头5，电梯门极限位置探测器8，同步信号采集装置2，门电机驱动电路11和门电机换向电路10构成，其特征在于，电脑1由MCS-51系列单片微型计算机以及外围地址存贮器和数据存贮器构成，由该电脑控制电梯门的开关。

2、如权利要求1所述的控制器，其特征在于，在控制器中还有一个110V电网电压检测装置6。

3、如权利要求1或2所述的控制器，其特征在于电梯门相对位置探测器3是采用与门电机连轴的红外圆盘编码器，电梯门极限位置探测器8是采用红外非接触式探测元件。

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