CN111236790A - 编码式开窗器同步控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种编码式开窗器同步控制系统，包括同步器，同步器连接有至少二台开窗机，每台开窗机进行开窗工作的直流电机上均装有与同步器配合的霍尔编码器。本发明可以实时速度检测、实时调速、实时电流检测；通过同步器与开窗机的霍尔编码器及电机之间的数据交换，进行闭环调速控制，从而实现多台开窗机精确同步运行，确保一窗多机应用场合的开窗机正常同步、均载运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种编码式开窗器同步控制系统。
背景技术
随着社会生活水平的不断提高，人们对生活及工作环境的要求越来越高，对生活品质及生活的便捷化需求也在不断提高。电动窗在现代建筑中已经得到广泛推广应用，各种开窗机应用越来越广，开窗机的规格也原来越多。特别是商业环境及工业环境的大通风量需求，经常需要设计单樘面积较大的窗。大尺寸电动窗由于窗户尺寸大、窗体重，常常一扇窗需配置两只开窗机甚至多只开窗机。这就涉及到多只开窗机同步驱动一扇窗，需确保同一扇窗上每只开窗机运行速度一致、负载一致，如出现同一扇窗上各开窗机运行速度不一致则会出现开窗机损坏及窗扇变形、损坏的现象。
目前对于一窗多机的处理方案一般有两种，一种是通过生产厂家挑选调试速度一致的开窗机配对直接安装；另一种同样是通过生产厂家挑选调试速度一致的开窗机配对后再配以一种延时同步停止的控制器，这种控制器功能为当一只开窗机过载或到位停止后另一只开窗机延时设定的时间后也停止运行。以上两种安装形式均不能做到开窗机同步均载运行，在实际使用中经常出现电动窗无法正常开启关闭到位、各开窗机相互干涉卡滞、开窗机损坏、窗体被强推扭曲变形及损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以实时速度检测、实时调速、实时电流检测的编码式开窗机同步控制系统。
本发明的技术解决方案是：
一种编码式开窗器同步控制系统，其特征是：包括同步器，同步器连接有至少二台开窗机，每台开窗机进行开窗工作的直流电机上均装有与同步器配合的霍尔编码器。
同步器包含有电源模块、单片机主控模块、调速驱动模块、电流采集模块、计数模块；同步器通过单片机主控模块、计数模块与开窗机的霍尔编码器之间的数据传输处理实现开窗机的转速反馈，从而实现闭环速度控制及位置控制；单片机主控模块、调速驱动模块、电流采集模块，驱动开窗机实现预定速度运行及实现开窗机过载保护。
开窗机采用双出轴直流电机，轴一端连接齿轮减速器，在轴上另一端固定一个磁环或磁珠，固定磁环或磁珠的电机轴端安装有带霍尔感应元件的线路板，实现电机转动速度及位置检测；同步器通过控制线与各台开窗机电机及霍尔感应元件连接，进行电机驱动控制及电流信号、霍尔信号检测。
同步器通过控制线与各台开窗机电机及霍尔感应元件连接，进行电机驱动控制及电流信号、霍尔信号检测。调速驱动模块、电流采集模块、计数模块根据所控制开窗机的具体数量具有多组模块组合。
首次运行时，让每台开窗机运行全行程动作，检测每台开窗机霍尔信号，选取霍尔信号少的开窗机数值作为同步器正常工作总运行数值；每台开窗机实时进行霍尔信号读取，将读取信号进行PID计算，得到当前转速和运行位置参数，转速不在设定范围内，将进行调速，使转速在设定值范围内；调速采用PWM方式，调速电路由场效应管和场效应管驱动器组成；调节输出电压，负载扭矩大时，提高输出电压；而负载小时，降低电压，使速度在设定范围内； 同步器始终进行开窗机电流信号检测，如果一台超过设置电流或者已经到达霍尔停机位置，立即停止该电机运行，记录下该电机霍尔位置信号，读取其余开窗机的霍尔位置信号，如果超过因过流停止电机的霍尔位置数值，立即停机，如果未到霍尔停止位置数值，仍将运行；根据负荷大小，设定同步器停机延时时间，在延时时间内，到达霍尔停止位置数值或者过流，运行电机立即停止；如果未到停机霍尔位置，延时时间到后也立即停止。
本发明可以实时速度检测、实时调速、实时电流检测；通过同步器与开窗机的霍尔编码器及电机之间的数据交换，进行闭环调速控制，从而实现多台开窗机精确同步运行，确保一窗多机应用场合的开窗机正常同步、均载运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
一种编码式开窗器同步控制系统，包括同步器1，同步器连接有至少二台开窗机，每台开窗机2进行开窗工作的直流电机21上均装有与同步器配合的霍尔编码器22。
同步器包含有电源模块11、单片机主控模块12、调速驱动模块13、电流采集模块14、计数模块15；开窗机2具有霍尔编码器22。
同步器1通过单片机主控模块12、计数模块15与开窗机2的霍尔编码器之间的数据传输处理实现开窗机的转速反馈，从而实现闭环速度控制及位置控制；单片机主控模块12、调速驱动模块13、电流采集模块14，驱动开窗机2实现预定速度运行及实现开窗机过载保护。调速驱动模块13、电流采集模块14，计数模块15根据所控制开窗机2的具体数量可以具有多组模块组合。同步器1可以控制所驱动开窗机2实现同步高速运行、低速运行、在线多速段运行、驱动力度大小调节及运行行程控制。
具体实施案例为编码式开窗机采用双出轴直流电机，轴一端连接齿轮减速器，另一端在轴上固定一个磁环或磁珠，固定磁珠的电机轴端安装有带霍尔感应元件的线路板，实现电机转动速度及位置检测。同步器通过控制线与两台开窗机电机及霍尔感应元件连接，进行电机驱动控制及电流信号、霍尔信号检测。首次运行时，让两台开窗机运行全行程动作，检测每台开窗机霍尔信号，选取霍尔信号少的开窗机数值作为同步器正常工作总运行数值。每台开窗机实时进行霍尔信号读取，将读取信号进行PID计算，得到当前转速和运行位置参数，转速不在设定范围内，将进行调速，使转速在设定值范围内。调速采用PWM方式，调速电路由场效应管和场效应管驱动器组成。PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。调节输出电压，负载扭矩大时，提高输出电压；而负载小时，降低电压，使速度在设定范围内。 同步器始终进行开窗机电流信号检测，如果一台超过设置电流或者已经到达霍尔停机位置，立即停止该电机运行，记录下该电机霍尔位置信号，读取另一台霍尔位置信号，如果超过因过流停止电机的霍尔位置数值，立即停机，如果未到霍尔停止位置数值，仍将运行。根据负荷大小，设定同步器停机延时时间，在延时时间内，到达霍尔停止位置数值或者过流，运行电机立即停止；如果未到停机霍尔位置，延时时间到后也立即停止。
本案例仅是取两只开窗机进行同步控制说明，实际应用中也可利用本发明的设计构造实现两台以上开窗机的同步运行控制。
Claims (6)
1.一种编码式开窗器同步控制系统，其特征是：包括同步器，同步器连接有至少二台开窗机，每台开窗机进行开窗工作的直流电机上均装有与同步器配合的霍尔编码器。
2.根据权利要求1所述的编码式开窗器同步控制系统，其特征是：同步器包含有电源模块、单片机主控模块、调速驱动模块、电流采集模块、计数模块；同步器通过单片机主控模块、计数模块与开窗机的霍尔编码器之间的数据传输处理实现开窗机的转速反馈，从而实现闭环速度控制及位置控制。
3.根据权利要求2所述的编码式开窗器同步控制系统，其特征是：单片机主控模块、调速驱动模块、电流采集模块，驱动开窗机实现预定速度运行及实现开窗机过载保护。
4.根据权利要求1或2所述的编码式开窗器同步控制系统，其特征是：同步器通过控制线与各台开窗机电机及霍尔感应元件连接，进行电机驱动控制及电流信号、霍尔信号检测。
5.根据权利要求2所述的编码式开窗器同步控制系统，其特征是：调速驱动模块、电流采集模块、计数模块根据所控制开窗机的具体数量具有多组模块组合。
6. 根据权利要求1或2所述的编码式开窗器同步控制系统，其特征是：首次运行时，让每台开窗机运行全行程动作，检测每台开窗机霍尔信号，选取霍尔信号少的开窗机数值作为同步器正常工作总运行数值；每台开窗机实时进行霍尔信号读取，将读取信号进行PID计算，得到当前转速和运行位置参数，转速不在设定范围内，将进行调速，使转速在设定值范围内；调速采用PWM方式，调速电路由场效应管和场效应管驱动器组成；调节输出电压，负载扭矩大时，提高输出电压；而负载小时，降低电压，使速度在设定范围内； 同步器始终进行开窗机电流信号检测，如果一台超过设置电流或者已经到达霍尔停机位置，立即停止该电机运行，记录下该电机霍尔位置信号，读取其余开窗机的霍尔位置信号，如果超过因过流停止电机的霍尔位置数值，立即停机，如果未到霍尔停止位置数值，仍将运行；根据负荷大小，设定同步器停机延时时间，在延时时间内，到达霍尔停止位置数值或者过流，运行电机立即停止；如果未到停机霍尔位置，延时时间到后也立即停止。
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