CN115199170B - 一种门机高精准度悬停抱闸的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明门机伺服控制系统技术领域，具体涉及一种门机高精准度悬停抱闸的控制方法，门机到达目标位置后，门机控制器向永磁同步电机发送0Hz频率指令，使永磁同步电机的频率切换至0Hz并保持，同时向抱闸制动器发送抱闸指令，门机控制器判断抱闸指令是否完成，完成后向永磁同步电机发送停机指令。本发明相比现有技术具有以下优点：利用永磁同步电机的特性，以频率0Hz的状态克服电机惯性和重力带来的误差，进而给予抱闸制动器足够的时间完成抱闸动作，有效提高门机悬停的精准度。

Description

一种门机高精准度悬停抱闸的控制方法

技术领域

本发明门机伺服控制系统技术领域，具体涉及一种门机高精准度悬停抱闸的控制方法。

背景技术

电磁抱闸包括制动电磁铁和和闸瓦制动器两大部分，制动电磁铁包括线圈、衔铁、铁芯，闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦和弹簧，闸轮装在电机的转轴上；电磁抱闸制动器的工作原理为，电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈也得电，在电磁吸力的作用下衔铁吸合，闸轮和闸瓦分开，电机正常运行；电机断电时，电磁抱闸线圈失电，衔铁在弹簧的拉力作用下与铁芯分开，闸瓦紧紧抱住闸轮，电机被制动而停转。

在开关门过程中需要悬停时，制动过程会在惯性和重力作用下产生一定延迟，会使悬停位置产生误差，因此需要对如何避免这一误差进行研究。

发明内容

本发明为了解决现有电磁抱闸制动器的机械延迟，提高精准度的问题，提供了一种门机高精准度悬停抱闸的控制方法。

同步电机是励磁磁场与电枢的旋转磁场相互作用而产生转矩，以同步转速旋转的交流电机，其转子转速与定子绕组产生的旋转磁场速度一样，具有恒速转矩的特性；门机控制系统中利用永磁同步电机优良的同步调速性能，抱闸与电机轮盘组合应用，由电磁驱动，用主驱动轮直接连接在电机转子轴，利用同步皮带、从动轮带动门扇进行开关，抱闸制动直接、可靠，相比传统的异步电机机械减速机构，系统成本有效降低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种门机高精准度悬停抱闸控制方法，包括门机传动运行的机械装置及门机控制器，所述机械装置包括永磁同步电机和计时器，所述永磁同步电机连接抱闸制动器，所述抱闸制动器与门机控制器电信号连接；

悬停抱闸具体包括以下内容：门到达目标位置后，门机控制器向永磁同步电机发送0Hz频率指令，使永磁同步电机的频率切换至0Hz并保持，向抱闸制动器发送抱闸指令，同时触发计时器开始计时，门机控制器通过分析计时器的时间数据判断抱闸指令是否完成，完成后向永磁同步电机发送停机指令。

具体的，所述抱闸制动器通过编码器与门机控制器电信号连接；

所述门机控制器包括控制芯片，所述控制芯片包括接收单元、判断单元和控制单元；

所述接收单元用于接收编码器和计时器的工作电信号，并对编码器脉冲进行脉冲计数；

所述判断单元通过分析脉冲计数判断门机位置，通过时间比较模块判断计时器的时间数据是否达到与预设时间；所述预设时间＞理论抱闸时间+延迟时间；

所述控制单元向永磁同步电机和抱闸制动器发送控制指令。

所述延迟时间的计算方法为通过多次实验并记录抱闸制动器的机械抱闸时间，将多次检测结果求平均值，得到平均抱闸时间；

延迟时间=平均抱闸时间-理论抱闸时间。

工作原理为，在开关门过程中需要悬停时，利用永磁同步电机的特性，门到达目标位置后，通过门机控制器将永磁同步电机频率切换到0Hz，即电机转轴停止转动但不停止输出，此时门机在此位置保持不动，能够实现不考虑抱闸时间长短，等抱闸动作完成后，电机停机，即停止输出即可。

本发明相比现有技术具有以下优点：利用永磁同步电机的特性，以频率0Hz的状态克服电机惯性和重力带来的误差，进而给予抱闸制动器足够的时间完成抱闸动作，有效提高门机悬停的精准度。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

下面将结合本发明实施例附图，对本发明实施例技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的发明构思为，在开关门过程中需要精准停到某一位置时，利用永磁同步电机的特性，门到达目标位置后（通过编码器的脉冲数判断门机位置），通过门机控制器将永磁同步电机频率切换到0Hz，即电机转轴停止转动但不停止输出，此时门机在此位置保持不动，能够实现不考虑抱闸时间长短，等抱闸动作完成后，电机停机，即停止输出即可。

实施例1

一种门机高精准度悬停抱闸控制方法，包括门机传动运行的机械装置及门机控制器，所述机械装置包括永磁同步电机和计时器，所述永磁同步电机连接抱闸制动器，所述抱闸制动器通过编码器与门机控制器电信号连接；

所述门机控制器包括控制芯片（单片机），所述控制芯片包括接收单元、判断单元和控制单元；在单片机内设置运行程序，使各单元满足以下内容：

所述接收单元用于接收编码器和计时器的工作电信号，并对编码器脉冲进行脉冲计数；

所述判断单元通过分析脉冲计数判断是否达到门机悬停位置；通过时间比较模块判断计时器的时间数据是否达到与预设时间；在本实施例中，抱闸制动器的理论机械抱闸时间为100ms，延迟时间通常为3-5ms，此处设置预设时间＞理论机械抱闸时间+延迟时间，预设时间设置为150ms；

所述控制单元向永磁同步电机和抱闸制动器发送控制指令。

如图1所示，门机悬停抱闸的工作步骤如下：

S1、初始状态为门机上行、抱闸制动器执行松闸指令；

S2、门机控制器通过分析脉冲计数，判断是否到达门高位置，如果未到达，则执行S1，如果到达则执行S3；

S3、控制芯片向永磁同步电机发送0Hz频率指令；

S4、永磁同步电机的频率切换至0Hz并保持，同时触发计数器开始计时；

S5、在执行S3的同时向抱闸制动器发送抱闸指令，比较计数器的计时数据和预设时间，判断抱闸指令是否完成，如果计时数据小于预设时间，则未完成执行S4，如果计时数据等于预设时间，则完成执行S6；

S6、控制芯片向永磁同步电机发送停机指令；

S7、永磁同步电机停机。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种门机高精准度悬停抱闸控制方法，其特征在于，包括门机传动运行的机械装置及门机控制器，所述机械装置包括永磁同步电机和计时器，所述永磁同步电机连接抱闸制动器，所述抱闸制动器与门机控制器电信号连接；

悬停抱闸具体包括以下内容：门到达目标位置后，门机控制器向永磁同步电机发送0Hz频率指令，使永磁同步电机的频率切换至0Hz并保持，向抱闸制动器发送抱闸指令，同时触发计时器开始计时，门机控制器通过分析计时器的时间数据判断抱闸指令是否完成，完成后向永磁同步电机发送停机指令。

2.如权利要求1所述一种门机高精准度悬停抱闸控制方法，其特征在于，所述抱闸制动器通过编码器与门机控制器电信号连接。

3.如权利要求2所述一种门机高精准度悬停抱闸控制方法，其特征在于，所述门机控制器包括控制芯片，所述控制芯片包括接收单元、判断单元和控制单元；

所述接收单元用于接收编码器和计时器的工作电信号，并对编码器脉冲进行脉冲计数；所述判断单元通过分析脉冲计数判断门机位置，通过时间比较模块判断计时器的时间数据是否达到与预设时间；所述控制单元向永磁同步电机和抱闸制动器发送控制指令。

4.如权利要求3所述一种门机高精准度悬停抱闸控制方法，其特征在于，所述预设时间＞理论抱闸时间+延迟时间。

5.如权利要求4所述一种门机高精准度悬停抱闸控制方法，其特征在于，所述延迟时间的计算方法为通过多次实验并记录抱闸制动器的机械抱闸时间，将多次检测结果求平均值，得到平均抱闸时间；

延迟时间=平均抱闸时间-理论抱闸时间。