DE19917831A1

DE19917831A1 - Steuervorrichtung für einen Türschließer

Info

Publication number: DE19917831A1
Application number: DE19917831A
Authority: DE
Inventors: Terence Crimmins
Original assignee: Chamberlain Group Inc
Current assignee: Chamberlain Group Inc
Priority date: 1998-04-21
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 1999-11-18
Also published as: FR2778036B1; GB2338360A8; CA2269001A1; GB2338360B; AU760151B2; US6184641B1; AU2388299A; NZ335205A; CA2269001C; GB9909063D0; GB2338360A; FR2778036A1

Abstract

Eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors und anderer Funktionen in einem kommerziellen Tür- oder Barrieren-Schließer wird beschrieben. Die Steuervorrichtung enthält eine Motorstartschaltung zum Starten eines Wechselstrom-Motors, welche zwei Doppelpol-Doppelschluß-Relais (DPDT) verwendet, um die Startspule zu aktivieren, kombiniert mit einem einzigen Triac zur Aktivierung der Hauptspule des Motors, wodurch eine dV/dt-Empfindlichkeit beseitigt wird. Eine Motorstartsteuerung für einen Tür- oder Barrieren-Schließer enthält einen Geschwindigkeitsregler, der auf der Steuervorrichtung integriert ist, um zu erfassen, wann der Wechselstrom zur Startspule beim Einphasenmotor abgeschaltet werden soll. Der integrierte Geschwindigkeitsregler verwendet einen Drehzahl-Sensor zur Erfassung der Geschwindigkeit der Grenzwelle des Schließers, gekoppelt mit Software, welche von dem Prozessor betrieben wird. Schalter zur Betätigung von Öffnen-, Schließ-, Anhalte- und Lern-Funktionen befinden sich auf der Steuervorrichtung, um die Einrichtung, Wartung und Programmierung durch einen Bediener am Türschließer zu erleichtern. Zusätzlich stellt ein Zykluszähler eine Warnung bereit, wenn die Zahl der Barrierenbewegungen gleich einer vorbestimmten, programmierbaren Zahl von Bewegungen ist.

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung bzw. einen Controller zur Steuerung eines kommerziellen Türschließers oder Barrierenschließers, und insbesondere auf eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Motors, der Schnittstelle, der Sicherheitssysteme und anderer Funktionen eines kommerziellen Tür- oder Barrieren-Schließers.

Kommerzielle Türschließer bzw. Türbetätiger verwenden Einphasen-Induktionsmotoren oder Drehstrom-Induktionsmotoren, um die Tür zu bewegen, abhängig von den Spannungserfordernissen, die durch die Größe und das Gewicht der Tür bzw. Schranke, welche bewegt werden soll, gegeben sind. Einige Türschließer-Anwendungen erfordern die Verwendung eines Gleichstrommotors, welcher etwas leichter zu starten ist. Die Erzeugung eines ausreichenden Startdrehmomentes und die Möglichkeit, die Rotationsrichtung eines Induktionsmotors zu wählen, ist eine wichtige Funktion eines Türschließers.

In einem Einphasen-Induktionsmotor ist der Motor von der Art eines Käfigläufers. Der Stator hat eine Hauptwindung, welche ein pulsierendes Feld erzeugt. Beim Stillstand kann das pulsierende Feld keine Motorströme erzeugen, welche auf den Luftspaltfluss wirken werden, um ein Motordrehmoment zu erzeugen. Sobald jedoch der Motor sich dreht, erzeugt er einen Kreuzfluss an rechten Winkeln mit dem Hauptfeld und erzeugt ein Rotationsfeld vergleichbar jenem, welches durch den Stator eines Zweiphasenmotors erzeugt wird.

Zum Starten eines Einphasenmotors wird eine Startspule verwendet. In einem kapazitiven Motor ist die Startwicklung mit der Versorgung über einen Kondensator verbunden. Dies führt dazu, dass der Startwicklungsstrom der angelegten Spannung voreilt. Der Motor hat dann Wicklungsströme beim Stillstand, welche beinahe 90° in Zeit und Raum auseinanderliegen, wodurch ein hohes Startdrehmoment und ein hoher Leistungsfaktor erzeugt werden.

Ein Dreiphasenmotor hat drei Spulen, so dass das Anlegen eines Stroms an jede Spule immer einen Strom erzeugt, welcher der angelegten Spannung voreilt, was zu einem ausreichenden Startdrehmoment zum Starten des Motors führt.

Traditionell, aufgrund des hohen Stroms, welcher erforderlich war zum Betreiben des Motors, welcher zur Betätigung einer kommerziellen Tür verwendet wurde, verwendeten kommerzielle Türschließer ein elektromechanisches Steuerpaket. Das elektromechanische Steuerpaket verwendete typischerweise Relais für Logikfunktionen und Steuerschützen für die Motorsteuerung. Schützen bzw. Steuerschützen sind im Wesentlichen Relais, welche große Ströme schalten können. Während elektromechanische Steuerpakete als zuverlässig und kosteneffizient angesehen werden, haben sie eine begrenzte Flexibilität. Ihre Logikfunktionen werden in der Fabrik fest verdrahtet und sind nicht feldprogrammierbar, so dass Kunden die Konfiguration ihrer Türschließer bzw. Türbetätiger nach dem Erhalt nicht verändern können. Auch lassen elektromechanische Steuerpakete nicht einfach zusätzliche Eigenschaften zu, obwohl zusätzliche Eigenschaften, wie Verzögerung bei Umkehrung und eine Startspulen-Steuerung, über kostspielige Zusatzmodule bereitgestellt werden können. Andere Eigenschaften, wie eine RS-232-Schnittstelle, ein Drehzahl-System (RPM-System) und ein Maximallaufzeitmesser sind überhaupt nicht möglich.

Um einige der Beschränkungen der elektromechanischen Steuerpakete zu überwinden, verwenden einige kommerzielle Türschließer einen Festkörper-Controller (solid state controller). Der Festkörper-Controller enthält eine Mikroelektronik zur Steuerung einiger der Logikfunktionen und eine Leistungssteuerelektronik zur Steuerung des Motors. Der Controller bzw. die Logiksteuervorrichtung ist typischerweise auf einer gedruckten Schaltung bzw. Schaltplatte eingebaut, welche sich gewöhnlich innerhalb des Elektronik-Steuerkastens am Kopf des Schließers befindet. Spezialisierte programmierbare Funktionen, wie Speicherung und das Ansprechen auf Sendercodes (wenn der Schließer eine Funksteuerfunktion hat) und Ausfallsicherheitsbetriebsmerkmale (wie für eine Fluchttür) werden gewöhnlich auf einer getrennten, programmierbaren Logikplatte verarbeitet, welche sich ebenfalls in dem Elektronik-Steuerkasten befindet. Die Festkörper- Logiksteuervorrichtung enthält DIP-Schalter (Dual-In-Line- Schalter) zur Auswahl von Steueroptionen, wie die unten beschriebenen B2-, C2-, D1- und E2-Optionen. Andere Funktionen können bereitgestellt werden durch Softwareprogramme in einem nichtflüchtigen Speicher auf der Schaltplatte, und durch einen Mikroprozessor auf der Schaltplatte laufengelassen werden.

Eine bestimmte Festkörper-Logiksteuervorrichtung im Stand der Technik verwendet 5 Triacs anstelle von Schützen, zur Steuerung des Motors. Vier der Triacs werden in einer H-Brücken schaltung verwendet, um den Strom zu steuern, damit die Rotationsrichtung gesteuert wird (die Motorstartspule eines Einphasenmotors), ein Paar für die Vorwärtsrichtung und das andere Paar für die Rückwärtsrichtung. Der fünfte Triac wird zur Steuerung der Motorhauptspule verwendet. Da ein Triac eine Festkörpervorrichtung ist und theoretisch keinen Maximalwert an Nutz-Schaltzyklen haben sollte, sollte ein Triac zuverlässiger sein als ein Schütz. Ein Schütz bzw. Relais wird schließlich aufgrund von mechanischer Ermüdung oder Erosion der elektrischen Kontakte oder irgend eines anderen mechanischen Teils irgendwann zwischen 50 000 und 500 000 Zyklen versagen. Während die Lösung mit den fünf Triacs Kosteneinsparungen gegenüber den im elektromechanischen Steuerpaket verwendeten Schützen oder Relais hat, hat sich herausgestellt, dass die Triacs weniger zuverlässig sind als die Schützen.

Während Triacs Festkörperelemente sind, sind sie anfällig für Spannungsspitzen auf der Versorgungsleitung, bzw. lokale DV/dt-Toleranz. Bei der Motorsteuerung des Standes der Technik, bei welcher die zwei Paare von Triacs auf jeder Seite der Motorstartspule verbunden waren, war ein Triac jedes Paars mit dem Wechselstrom-Neutralpunkt verbunden, und die andere Seite des Triacpaares war mit dem Wechselstrom- Heißpunkt verbunden. Dies ermöglichte es den Triacs, die Polarität der Motorstartspule umzukehren, womit die Rotationsrichtung des Motors umgekehrt wurde. Jedoch können Versorgungsleitungs-Spitzen (hohes dV/dt) dazu führen, dass die Triacs eingeschaltet werden, wenn dies nicht sein sollte. Wenn ein Paar von Triacs gleichzeitig eingeschaltet wird, führt dies zu einem absoluten Kurzschluss zwischen dem Wechselstrom-Neutralpunkt und dem Wechselstrom-Heißpunkt über das Triacpaar, wodurch die Triacs oder die Leiterbahnen der gedruckten Schaltung durchgebrannt werden.

Zusätzlich zur Wirkung von Versorgungsleitungs-Spitzen auf die Triacs, kann der Motor selbst manchmal genug Rauschen erzeugen, um die Triacs in der H-Brückenschaltung einzuschalten. Viele der traditionellen Techniken zur Minimierung der Wirkungen von Versorgungsleitungs-Spitzen wurden versucht: Kondensatoren über Triacs, MOVs und Dämpfernetzwerke. Unglücklicherweise funktionierte keine dieser traditionellen Techniken.

Viele kommerzielle Türschließer werden ausgerüstet mit Einphasenmotoren mit Anlaufkondensator, welche eine Startspule und eine Hauptspule enthalten. Der Motor wird aktiviert durch Zuführen eines Wechselstroms zur Startspule und Hauptspule. Wie oben beschrieben, wird die Startspule verwendet, um dem Motor seine anfängliche Rotationsrichtung (vorwärts oder rückwärts) und eine hohe Startdrehmoment- Charakteristik zu geben. Während des Betriebs beschleunigt der Motor auf ungefähr 80% seiner Synchrongeschwindigkeit, worauf ein mechanischer Regler die Startspulenschaltung durch Öffnen des In-Line-Schalters öffnet. Nachdem der Motor 80% (bzw. den jeweiligen vom Hersteller angegebenen Prozentwert der maximalen Nenngeschwindigkeit des Motors) erreicht, wird die Startspule nicht länger benötigt. Tatsächlich, wenn die Startspule unter Strom gelassen wird, würden Kupferverluste dazu führen, dass der Motor überhitzt.

Die mechanischen Regler, welche in den Einphasenmotoren verwendet werden, bestehen im Allgemeinen aus einem Fliehkraftregler und einer Schaltanordnung. Während sie relativ kostengünstig sind, sind sie unzuverlässig. Die häufigsten Fehlfunktionen der Fliehkraftregler und Schaltungsanordnung sind das Klemmen des Reglers und Schaltkontaktfehler. Sobald der mechanische Regler versagt, kann die Startspule beim Starten nicht aktiviert werden, so dass der Motor sich nicht dreht.

Einige Motorhersteller (und Drittzulieferer) bieten eingebaute oder zusätzliche Elektronikmodule zur Abschaltung der Startspule an. Diese Elektronikpakete sind teuerer als die mechanischen Regler. Beispielsweise verlassen sich einige Motor-Controller auf eine eingestellte Zeitverzögerung und nicht auf eine Drehzahl-Messung. In solchen Systemen wird die Startspule eine vorbestimmte Zeit lang unter Strom gesetzt, beispielsweise eine halbe Sekunde, und dann freigegeben. Diese Näherung funktioniert so lange, wie der Motor starten und in die gewünschte Richtung rotieren wird, unter gegebenen Temperaturvariationen, Lastvariationen und Startdrehmoment- Erfordernissen für die Anwendung. Kommerzielle Türanwendungen erfordern im Allgemeinen Drehzahl-Messungen, um die Startspule ausreichend zu steuern.

Um bei der Wartung des kommerziellen Türschließers zu helfen, enthalten viele einen Zykluszähler. Ein Zykluszähler inkrementiert einen mechanischen Zähler des Messradtyps jedesmal, dass die kommerzielle Tür öffnet oder schließt. Das Messrad wird dann ausgelesen, z. B. während der Routinewartung des Schließers und der Türe. Wenn der Messradwert jenseits eines bestimmten Zykluszählwertes ist, kann der Kundendienst sich dafür entscheiden, bestimmte Teile oder sogar den gesamten Schließer auszutauschen. Bei Schließern, welche ein elektromechanisches Steuerpaket haben, ist der Zykluszähler eine Zusatzeinheit, was die Kosten des Schließers erhöht. Der Zykluszähler wird auch typischerweise innerhalb des Schließerkopfes montiert, was es für den Wartungsbeauftragten erforderlich macht, eine Leiter zu klettern, um ihn abzulesen. Auch stellt der Zykluszähler keine Warnung bereit, wenn Zyklusschwellwerte erreicht werden.

Die meisten kommerziellen Garagentüröffner enthalten einen an der Wand montierten Schalter, um es einem Benutzer zu ermöglichen, die Öffnen/Schließen/Stop-Funktionen zu befehlen. Wenn der Kundendienst den Schließer einrichtet bzw. die Wartung durchführt, ist es oft hinderlich für ihn, den Schließer zu verlassen und die Leiter hinabzusteigen, um die Öffnen/Schließen/Stop-Schalter an der Wand zu betätigen.

Es besteht ein Bedarf nach einer Steuervorrichtung zur Steuerung eines kommerziellen Tür- oder Barrierenschließers, welche nicht empfindlich ist gegenüber Versorgungsleitungs- Spitzen, dV/dt oder Motorrauschen. Es besteht auch ein Bedarf nach einer Steuervorrichtung, welche robust und kostengünstig ist. Weiterhin besteht ein Bedarf nach einer Steuervorrichtung, welche eine integrierte Startspulen- Steuerung enthält, was das Erfordernis nach einem mechanischen Regler beseitigt. Es gibt einen Bedarf nach einer Motorstart-Steuerschaltung, welche den Motor dazu bringt, bei gegebenen Temperaturvariationen, Lastvariationen oder Startdrehmoment-Erfordernissen für die Anwendung zu starten und mit der Rotation in der gewünschten Richtung fortzufahren. Es gibt einen Bedarf nach einer Steuervorrichtung, welche Zusatzfunktionen unterstützen kann, wie einen integrierten Zykluszähler und Öffnen/Schließen/Stop-Schalter für Einstellungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Um die vorgenannte und weitere Aufgaben zu erzielen, wird eine Steuervorrichtung bzw. ein Controller zur Steuerung eines Motors und für andere Funktionen in einem kommerziellen Tür- oder Schranken-Schließer nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Steuervorrichtung beseitigt die dV/dt- Empfindlichkeit durch Beseitigung der vier Triacs in der Stromsteuer-H-Brückenschaltung zur Auswahl der Rotationsrichtung (z. B. in einem Einphasenmotor zur Aktivierung der Startspule) und durch deren Ersetzung durch zwei DPDT-Relais (DPDT = dual-pole-dual-throw, d. h. Zweipol- Zweiwurf bzw. zusammengesetzte Kontakte und eine Betätigungsrichtung). Der fünfte Triac wird zur Steuerung des Stroms zur Haupt- (oder dritten) -Spule des Motors verwendet. Während der fünfte Triac immer noch von Versorgungsleitungs- Spitzen und Motorrauschen eingeschaltet werden kann, besteht keine Gefahr des Kurzschlusses, da er sich in Reihe mit der großen Impedanz des Motors befindet.

Bei dieser Anwendung ist die offensichtlich kürzere Lebensdauer kein Problem bei der Verwendung der DPDT-Relais. Bei dem Einphasenmotor fließt der Hauptschalt- und Haltstrom durch die Motorhauptspule, so dass die Startspule nur für ungefähr eine halbe Sekunde pro Betriebszyklus unter Strom steht. Nachdem der Motor einen vorbestimmten Prozentwert (z. B. 80%) seiner vom Hersteller definierten maximalen Synchrongeschwindigkeit erreicht, wird die Startspule freigegeben und die Hauptspule und ihre Schalteinrichtung tragen die Hauptlast der elektrischen Arbeit, und da DPDT-Relais weniger kosten als Triacs, schafft die Verwendung einer Kombination von zwei DPDT-Relais zur Steuerung des Startspulenstroms oder der Steuer-Rotationsrichtung in einem Dreiphasenmotor) mit einem Triac zur Steuerung der Haupt- (dritten) -Motorspule ein sehr robustes und kostengünstiges System.

Eine integrierte Motorstartsteuerung für einen Barrierenschließer nach der Erfindung enthält einen in der Steuervorrichtung integrierten Geschwindigkeitsregler. Der integrierte Geschwindigkeitsregler hat einen Umdrehungssensor zur Erfassung der Geschwindigkeit der Grenzwelle des Schließers, gekoppelt an von dem Mikroprozessor betriebenen Software. Die Motorausgabegeschwindigkeit hängt ab vom Hersteller, der Herstellercharge, der Betriebstemperatur und Umgebungstemperatur, und von Last- und Start-Erfordernissen. Die Messung der Ausgabe des Motors selbst kann, wie oben besprochen, teuer sein, insbesondere wenn ein Umdrehungssensor direkt in den Motor eingebaut wird. Das Messen der Umdrehungen pro Minute der Grenzwelle des Schließers ist ein leichteres und effizienteres Mittel zur Bestimmung der Motorausgabe.

Die Grenzwelle (bzw. Begrenzungswelle) wird verwendet, um die Türöffnungs- und Türschließungs-Bewegungsgrenzen zu setzen. Sie ist mit der Motorausgabewelle gekoppelt, rotiert aber in einem reduzierten Verhältnis zur Motorausgabewelle, unter Verwendung einer Untersetzung. Wenn der Motor eingerichtet ist auf dem Schließer, kann die Grenzwellengeschwindigkeit gemessen werden und das vorbestimmte Prozentverhältnis berechnet und in dem Speicher auf der Schaltplatte gespeichert werden. Der Mikroprozessor oder eine andere digitale Steuervorrichtung, wie ein ASIC, Gatearray oder programmierbare Logikvorrichtung ist programmiert, einen Schalter zu öffnen, wenn die Umdrehungen pro Minute der Grenzwelle einen festen Prozentwert, z. B. 80% der gemessenen maximalen Grenzwellengeschwindigkeit erreichen. Ein einfacher Schalter, gekoppelt mit dem programmierbaren Merkmal, schafft eine größere Zuverlässigkeit, größere Einfachheit und geringere Kosten als ein Fliehkraftschalter. Viele verschiedene Arten von Umdrehungssensoren können verwendet werden. Ein bevorzugter Umdrehungssensor besteht aus einer Unterbrecher-Tasse (interrupter cup) und einem Unterbrecher- Modul.

Ein Zykluszähler auf der Schaltplatte ermöglicht es dem Einrichter oder Kundendienst, einen gewünschten Zykluszählwert in den Speicher auf der Schaltplatte zu programmieren. Wenn der Mikroprozessor erfasst, dass die Zahl an Zyklen (wie die Zahl von Malen, dass der Mikroprozessor den Startspulenschalter geöffnet hat) die vorbestimmte Menge erreicht, wird ein Warnlicht aktiviert. Das Warnlicht kann eine Licht aussendende Diode (LED) sein, welche auf der Kopfeinheit montiert ist und/oder eine LED sein, welche auf der Wandsteuereinheit montiert ist. Auf diese Weise wird der Kunde auf die Tatsache aufmerksam gemacht, dass die Türe die vorbestimmte Anzahl von Zyklen durchlaufen hat und dass eine Wartung vorgenommen werden sollte. Alternativ kann eine Anzeige bzw. ein Display auf der Kopfeinheit und/oder der Wandeinheit montiert sein. Eine Anzeige kann den tatsächlichen Zählwert anzeigen, welcher in dem Speicher gespeichert ist. Zusätzlich, wenn der Schließer einen RS-232-An schluss hat, kann der Wert des Zykluszählers jederzeit von einem fernen Ort abgefragt und untersucht werden, und der Wert z. B. auf einer Computeranzeige angezeigt werden. Beispielsweise kann der Zykluszählwert geprüft werden, wenn ein Teil des Schließers oder der Tür ersetzt wird, um etwas über die Feldlebensdauer der Ware zu erfahren.

Um den Einbau, die Einstellung und das Testen des kommerziellen Türschließers zu erleichtern, werden auf der Schaltplatte Öffnen/Schließen/Stop-Schalter auf der Logiksteuervorrichtung vorgesehen. Dies ermöglicht es dem Kundendienst, den Betrieb des Öffnens, Schließens und Anhaltens der Tür vom Schließer aus auszuführen, ohne eine Leiter hinauf- oder hinabsteigen zu müssen oder zum Wandschalter gehen zu müssen. Zusätzlich können die auf der Schaltplatte befindlichen Öffnen/Schließen/Stop-Schalter dazu verwendet werden, verschiedene Funktionen in den Schließer einzuprogrammieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Türschließers, welcher an einer Schienen/Ketten getriebenen Tür montiert ist;

Fig. 2A und 2B sind perspektivische Ansichten eines Türschließers, der an einer zwischenwellengetriebenen Tür montiert ist;

Fig. 3A, 3B, 3C und 3D sind Außenansichten eines elektrischen Kastens des Türschließers der Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Türschließers einschließlich einer Logiksteuervorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 5 ist eine Schemazeichnung einer Steuerschaltung für einen kommerziellen Türschließermotor nach der Erfindung;

Fig. 6A ist eine Schemazeichnung, welche einige der elektrischen Verbindungen unter den in Fig. 1 gezeigten Elementen zeigt;

Fig. 6B sind Motorverbindungen für 115V und 208-230V-Ein phasenmotoren;

Fig. 7 ist ein Flussdiagramm, welches die Motorstartprozedur zeigt;

Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, welches die Programmierung des Zykluszählers zeigt;

Fig. 9 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb des Zykluszählers zeigt;

Fig. 10 ist ein Flussdiagramm, welches die Programmierung des Drehzahlsensors zeigt; und

Fig. 11 ist eine ausführliche Schemazeichnung, welche die elektrischen Verbindungen unter den Elementen der Logiksteuervorrichtung der Fig. 4 zeigt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1, wird ein Tür- oder Barrieren-Schließer gezeigt, welcher eine Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt und allgemein durch die Bezugsziffer 100 bezeichnet wird. Der Türschließer bzw. Türbetätiger 100 befindet sich an einem Ende der Schiene 102 zur Bewegung einer Tür 104. Die Fig. 2A zeigt einen wandmontierten Schließer 100, welcher eine Tür mit Zwischenwelle antreibt. Fig. 2B zeigt einen Schließer 100, welcher am Türgehäuse 106 montiert ist. Jeder Türschließer 100 enthält einen Motor 14 und einen Elektronik- Kasten 10, wo sich die Steuervorrichtung befindet.

Die Fig. 3A, 3B, 3C und 3D sind Seitenansichten von Abschnitten des Schließers 100. Der Elektronik-Kasten 10 enthält die Steuervorrichtung bzw. den Controller 20, einen Wechselstrom-Wandler bzw. Wechselstromtransformator 18, einen Überlastschutz 12 und die Grenzwellenanordnung mit Grenzwellenschaltern 11.

Der schematische Entwurf des Elektronik-Kastens 10 des kommerziellen Türschließers 100 ist in Fig. 4 abgebildet. Anschlussverbindungen für den Controller 10 werden in den Fig. 6A und 6B gezeigt. Der Elektronik-Kasten 10 enthält einen Motor 14, eine Solenoidbremse 16, einen Wechselstrom-Wandler bzw. Wechselstrom-Transformator 18, eine Überlast 12, eine Grenzschalter/Wellen-Anordnung 22, eine Drehzahlsensor- Anordnung 24 und einen Controller 20. Der Überlastschutz 12 enthält einen Inline-Thermo-Ausschalter. Die Bremse/Solenoid 16 befindet sich in Reihe mit der Hauptwindung des Motors. Der Wechselstrom-Wandler 18 ist vorgesehen, um Sekundärverbindungen bereitzustellen. Vorzugsweise wird er Primärspannungen von 120 Volt Wechselstrom, 240 Volt Wechselstrom, 480 Volt Wechselstrom oder 600 Volt Wechselstrom bereitstellen, mit einem Sekundärspannungsbereich von 24 Volt Wechselstrom im effektiven Mittelwert, einem Minimum von 20 Volt-Ampere und einem Maximum von 100 Volt-Ampere bei einer Frequenz von 50/60 Hz.

Die Logiksteuervorrichtung 20 enthält einen Prozessor 32, welcher den Betrieb aller Elektronikfunktionen auf der Steuervorrichtung steuert. Ein Mikroprozessor der Marke "Zilog" mit einem ROM (Z86E43) auf der Schaltplatte von 8K stellt eine zusätzliche Programmier-Funktionalität bereit. Während der Zilog-Mikroprozessor einigen Speicher auf der Schaltplatte bereitstellt, wird vorzugsweise ein zusätzlicher EEPROM-Speichertyp (nicht abgebildet) verwendet, um verschiedene programmierbare Funktionswerte und Daten zu speichern.

Zwei C-förmige Relais werden verwendet, um die Rotationsrichtung für den Motor zu wählen (oben oder unten; offen oder geschlossen). Ein einziger Triac wird verwendet, um die Hauptspule des Motors zu betätigen. Hiermit werden Nichtfestkörper-Komponenten am kritischen Punkt der H-Brücke eingesetzt, was die Qualitätsprobleme mit dem System mit fünf Triacs des Standes der Technik beseitigt. Richtungsrelais 36 und 37 aktivieren die Startspule, um die Rotationsrichtung des Motors 14 einzustellen (oben/unten oder offen/geschlossen). Vorzugsweise werden zwei C-förmige Relais (DPDT) verwendet, um die Polarität oder Phase der Motorstartspule 53 zu schalten. Der bevorzugte Hersteller ist P. & B, Teil Nr. T92. Der Triac 38 aktiviert die Hauptspule des Motors 14, indem es dem Hauptspulenstrom erlaubt wird, zu fließen. Vorzugsweise enthält der Triac 38 einen Triac, der mit einem Optoisolations-Triac gekoppelt ist, welcher verwendet wird, um eine hohe Stromschalt-Fähigkeit in Reihe mit der Hauptmotorwicklung bereitzustellen. Die Verbindung einer Phase von 115 Volt und einer/drei Phasen von 230 Volt wird direkt am Hochspannungsanschluss 39 vollzogen. Für Motoren höherer Spannung oder höherer Leistung, wird die Sekundärseite des Wandlers 18 mit dem Hochspannungsanschluss 39 verbunden. Der Controller 20 wird die Option haben, direkt eine Schnittstelle zu bilden mit Schützen der Größe 0 und 00 für Schließer bei höheren Spannungen. Schützen (nicht abgebildet) würden dann verwendet werden, um das Hochspannungsschalten durchzuführen, und würden von Relais 36, 37 und dem Triac 38 gesteuert.

Die Gleichspannungs-Energieversorgung 35 enthält 2 getrennte Gleichspannungs-Energieversorgungen. Eine 5-Volt-Versorgung liefert ein Potential von 5 Volt für den Controller 20, und eine 24-Volt-Energieversorgung stellt ein Potential von 24 Volt bereit, um die Relaisspule zu betätigen. Lokale Schalter sind für öffnen/Schließen/Stop vorgesehen, um es dem Einrichter oder Kundendienst zu ermöglichen, direkt am elektrischen Kasten Einstellungen vorzunehmen, und den Schließer zu programmieren. Die Schalter 40 enthalten einen Vierpol-DIP-Schalter (DIP = dual-in-line package), welcher verwendet wird zur Einstellung von Moden und zur Programmierung des Schließers. Der Schalter 40 enthält auch vier Momentanschalter für Funklern-, Öffnen-, Schließen- und Stop-Funktionen. Diese Funktionen können vom Kundendienst während der Installation, dem Testen und der Wartung verwendet werden. Die Anzeigetafel 32 enthält LEDs um z. B. anzuzeigen, wann der Zykluszähler eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen gezählt hat. Die Klemmleiste 34 steht bereit für Verbindungen mit anderen Platten, Sensoren und Energieversorgungsverbindungen in dem kommerziellen Türschließer.

Die Grenzschalter-Anordnung 22 ermöglicht die Einstellung der Offen- (oder oben-) und Geschlossen- (oder unten) Grenzen des Fahrens der Tür. Der Drehzahlsensor 4 in Kombination mit dem Mikroprozessor 32 wird verwendet, um den Fliehkraftschalter beseitigen. Der Drehzahlsensor und der Mikroprozessor steuern den Strom zur Startspule und erlauben eine genauere Steuerung der Startspulenunterbrechung. Der Drehzahlsensor 34 misst die Rotation der Grenzwelle. Zusätzliche Verbinder können vorgesehen sein, um Schnittstellen zu bilden zu Zusatz- Schaltplatten, wie einem selbstüberwachenden IR-System und einer Warnsignal-Schaltplatte (nicht abgebildet).

Eine Steuerschaltung zur Steuerung des Betriebes eines Einphasenmotors 14 wird in Fig. 5 gezeigt. Der Triac 38 wird in Reihe gezeigt mit der Hauptspule 51 des Motors 14 zwischen dem Wechselstrom-Heißpunkt und dem Wechselstrom-Neutralpunkt. Wenn der Triac 38 eingeschaltet wird, liefert er einen Wechselstrom an die Hauptspule 51 des Motors 14. Wenn der Benutzer "öffnen" (oben) oder "schließen" (unten) an einem Wandschalter (nicht abgebildet) auswählt, wird entweder das Richtungsrelais 36 (oben) oder Richtungsrelais 37 (unten) aktiviert, um der Startspule 52 einen Wechselstrom zuzuführen. Mit Relais 36 oder Relais 37 in der Schaltung, ist die Startspule 53 in Reihe mit der Hauptspule 51. Wenn die Schalteranordnung 54 erfasst, dass der Motor 14 einen vorbestimmten Prozentwert seiner maximalen Rotationsgeschwindigkeit erreicht hat, öffnet sie, indem sie die Startspule 53 aus der Schaltung herausnimmt, so dass nur die Hauptspule 51 verbleibt, um den Motor 14 anzutreiben. Die Schaltanordnung 54 kann ein mechanischer Schalter sein, wie eine Fliehkraftschalter-Anordnung, oder auch eine Drehzahlsensor-Anordnung sein. Die Einfügungen in Fig. 6A zeigen Verbindungen für 115V und 208/230V-Einphasenmotoren.

Wenn die Schaltanordnung 54 die bevorzugte Drehzahlsensor- Anordnung umfasst, misst ein Photounterbrecher die Grenzwellengeschwindigkeit (reduzierter Wert der Motorausgangswellengeschwindigkeit) und legt den Wert an den Mikroprozessor 32 an. Der Mikroprozessor 32 vergleicht die erfasste Grenzwellengeschwindigkeit mit einem in einem nicht flüchtigen Speicher gespeicherten Wert Sm, dem maximalen Wellenwert. Wenn die erfasste Grenzwellengeschwindigkeit z. B. 80% von Sm erreicht, schaltet der Mikroprozessor 32 das Richtungsrelais 36 oder 37 ab, womit die Startspule 53 abgekoppelt wird. Die Hauptspule 53 betreibt den Motor 14 weiter, bis der Mikroprozessor die Wechselstromversorgung zur Hauptspule abschaltet.

Fig. 6B zeigt die Verbindungen für einen Dreiphasenmotor mit 230 Volt Wechselstrom, bei welchem ein Triac 38 beim Anschluss E10 Strom an die Spule T3 des Motors 14 anlegt, und die Relais 36 und 37 bei Anschlüssen E16 und E17 angeschlossen sind, um den Spulen T1 und T2 des Motors 14 Strom und eine Rotationsrichtung bereitzustellen. Einfügungen in Fig. 6B zeigen Dreiphasenmotor-Verbindungen für 208/230 Volt Wechselstrom und 460 Volt Wechselstrom.

In Fig. 11 wird ein Mikroprozessor 832 als Modell Z86743 der Marke Zilog gezeigt. Zusätzlicher, nicht-flüchtiger, programmierbarer Speicher wird durch EEPROM 850 bereitgestellt. Verbinder P1 und P7 schaffen eine Verbindung für optionale Schützen im Falle, dass ein Türschließer höherer Spannung benötigt wird. Für Systeme kleiner Spannung, welche die kleineren Motoren mit 115V- oder 208V/230V-Ver sorgungen verwenden, wird die Steuerung durch die Triac- DPDT-Relais-Steuerung bereitgestellt. Ansprechend auf einen Benutzerbefehl schickt der Mikroprozessor 832 einen Freigabebefehl an den Optoisolator-Triac 838 über Stift P01, was den Triac 840 einschaltet. Ansprechend auf eine Richtungseingabe vom Benutzer, gibt der Mikroprozessor 832 entweder das Relais 836 oder 837 über Stifte P00 und P35 frei. Eine Umdrehungseingabe von dem außerhalb der Schaltplatte befindlichen Drehzahlsensor wird am Anschluss 803 für den Mikroprozessor 832 bereitgestellt. Ähnlich wird die Grenzschalter-Information von außerhalb der Schaltplatte dem Mikroprozessor 832 über den Anschluss 802 bereitgestellt. Auf der Schaltplatte befindliche Schalter S3, S4 und S2 stellen Offen-, Geschlossen- und Stop-Funktionen mit entsprechenden LEDs bereit. Die Schalttafel S1 enthält vier DIP-Schalter zur Einstellung der verschiedenen, hier beschriebenen Betriebsmoden.

Ein Flussdiagramm der Motorstartprozedur wird in Fig. 7 gezeigt. Der Mikroprozessor 32 steuert den Strom für die Motorstart- und Motorlauf-Windungen. Nachdem der Motor angelaufen ist, wird die Startwicklung abgeschaltet und die Laufwicklung (Hauptwicklung) angelassen. Als Sicherheitsmaßnahme, wenn der Motor nach einer voreingestellten Zeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit nicht erreicht hat, wird der Motor abgeschaltet, durch Unterbrechung des Stroms zur Hauptspule und zur Startspule. In Fig. 7 spricht der Mikroprozessor auf einen Befehl aus dem Öffnen- oder Schließen-Schalter an und schaltet die Laufwicklung (oder Hauptwicklung) des Motors an, durch Aktivierung des Triac bei Schritt 401. Bei Schritt 402 bestimmt die Routine den Fahrtzustand der Tür. Bei Schritt 403 prüft sie den Hochfahrt-Zustand. Wenn die Antwort ja ist, schaltet sie die Motorstartwicklung an, durch Aktivierung des Hoch-Relais in Schritt 405. Wenn die Antwort nein ist, prüft sie bei Schritt 404 den Abwärtsfahrt-Zustand. Wenn die Antwort ja ist, schaltet sie die Motorstartwicklung ein durch Aktivierung des Abwärts-Relais in Schritt 406. Wenn die Antwort nein ist, wird der Fehlerflag bzw. die Fehlermarkierung bei Schritt 407 gesetzt, dann wird in Schritt 408 wird das Startrelais und der Triac abgeschaltet, wodurch der Motor abgeschaltet, und die Routine wird verlassen.

Bei 409 prüft sie die Motorumdrehungszahl. Wenn die Umdrehungszahl ein Anlaufen auf Geschwindigkeit angibt oder der Default-Zeitgeber bei 410 abgelaufen ist, schaltet sie nur das Startrelais aus und erlaubt es dem Motor weiterzulaufen, bei Schritt 412, worauf die Routine verlassen wird. Wenn die Umdrehungszahl nicht ein Anlaufen auf Geschwindigkeit angibt oder der Zeitgeber nicht abgelaufen ist, prüft sie bei Schritt 411 die maximale Zeit. Wenn die Antwort nein ist, verzweigt sie zurück zu Schritt 409. Wenn die Antwort ja ist, verzweigt sie zu Schritt 408.

Eine Logiksteuervorrichtung zur Verwendung in einem kommerziellen Türschließer muss in der Lage sein, bei Temperaturen von -40°C bis +65°C zu arbeiten. Die Logiksteuervorrichtung muss mit 115 Volt, 208 Volt, 240 Volt, 380 Volt, 460 Volt und 575 Volt Einphasen- und Dreiphasen-(50 und 60 Hz)-Türschließern arbeiten. Zu beachten ist, dass Schließer höherer Spannung (460 Volt und 575 Volt) im Allgemeinen Schützen anstelle von Relais erfordern können, aufgrund der extrem hohen Ströme. Die Logiksteuervorrichtung muss 250 000 Zyklen ohne wesentlichen Fehler aushalten.

Integrierte Motorstartspulen-Steuerung

Um die Startspule richtig zu steuern, muss die Motorumdrehungszahl gemessen werden. Bei 80% (oder einem vorbestimmten Prozentsatz, abhängig von dem speziellen Motor, welcher für den Schließer gewählt wurde) der Nenndrehzahl des Motors, wird die Startspule freigegeben und der Motor setzt die Drehung in die gleiche Richtung fort, aktiviert durch die Hauptspule.

Viele Motorsteuervorrichtungen messen die Umdrehungszahl an der Hauptrotorwelle. Dies ist im Allgemeinen umständlich und erfordert einen Eingriff in den Motor selbst. Für Drehzahlmessungen hat das Messen der Grenzwellengeschwindigkeit des Türschließers mehrere Vorteile. Die Grenzwellen-Anordnung wird verwendet, um die richtige Beziehung zwischen der Türposition und dem Schließersteuerzustand aufrecht zu erhalten. Sie ist eine getrennte Welle und nicht Teil des Motors. Die Drehzahl der Grenzwelle steht in direkter Beziehung mit der Drehzahl der Motorwelle, aber reduziert. Die Stärke der Drehzahluntersetzung hängt von der Art des Schließers ab und muss kalibriert werden für jeden Schließer und wenn der Motor ersetzt wird. Um die Drehzahl der Grenzwelle zu messen, wird eine Unterbrechertasse (interrupter cup) und ein Photounterbrecher-Modul verwendet. Alternativ kann ein Hall- Effekt-Sensor und ein Ringmagnet, oder irgend eine der vielzähligen verfügbaren Verfahren zur Messung von Wellenumdrehungsgeschwindigkeiten herangezogen werden.

Es gibt im Allgemeinen keine feste Beziehung zwischen der Grenzwellen-Umdrehungsgeschwindigkeit und jener des Motors, d. h. das Verhältnis verändert sich von Motor zu Motor, selbst wenn die Motoren von gleicher Art sind und gleiche Nennangaben haben. Da die Grenzwellengeschwindigkeit verwendet wird, um die Motorwellengeschwindigkeit vorherzusagen, ist es von kritischer Bedeutung, die Beziehung für jeden Türschließer zu erhalten. Unter Berücksichtigung von Differenzen zwischen Einheiten, muss jede Einheit bei der Produktion kalibriert werden, und immer dann, wenn ein Motor ersetzt wird. Die Kalibrierung enthält die folgenden Schritte. Erstens wird der Türschließer in den Fabriktestmodus gesetzt. Dann wird der Schließer ohne Last (keine Tür) betrieben und die Grenzwellen-Drehzahl nach zwei Sekunden (Sm) gemessen. Sm wird in dem nicht-flüchtigen Speicher als Darstellung eines voll laufenden Motors gespeichert. 80% von Sm wird berechnet und als Unterbrechungswert der Grenzwellengeschwindigkeit benutzt, um die Startspule freizugeben.

Weitere Details des Drehzahl-Programmierprozesses sind in Fig. 10 gezeigt, dem Motordrehzahl-Lernprozess. Wenn der Türschließer stabil beim Türöffnen bzw. Türschließen arbeitet, wird der Lernknopf bzw. die Lerntaste gedrückt, in Schritt 701, um den Schließer in den Drehzahlerfassungsmodus zu setzen. Die maximale Lernzeit ist auf 15 Sekunden begrenzt. Bei Schritt 702 prüft die Routine, um zu sehen, ob der 15-Sekunden-Zeitgeber aktiv ist. Wenn der 15-Sekunden- Zeitgeber nicht aktiv ist, Schritt 703, aktiviert die Routine den Zeitgeber. Dann prüft die Routine, ob die Tür sich in einem Hochfahrt-Zustand befindet, Schritt 704. Wenn nicht, prüft die Routine, ob der Türschließer sich in einem Abwärtsfahrt-Zustand befindet, Schritt 705. Wenn nicht, kehrt die Routine zum Schritt 701 zurück. Wenn die Antwort auf Schritt 704 oder 705 ja ist, verzweigt sich die Routine zu Schritt 706, wo sie den Zählwert der Zahl von Drehzahlpulsen innerhalb des Drehzahl-Zählintervalls holt. In Schritt 707 prüft die Routine, ob der Drehzahl-Zählwert größer ist als der vorangegangene Zählwert. Wenn ja, wird der Zählwert bei Schritt 708 auf den neuen Drehzahl-Zählwert aktualisiert. Wenn nicht, prüft sie bei Schritt 709, ob die Lerntaste immer noch gedrückt ist. Wenn die Lerntaste nicht gedrückt ist, speichert die Routine den Drehzahl-Zählwert bei Schritt 711 im Speicher, und die Routine wird verlassen. Wenn die Lerntaste immer noch gedrückt ist, prüft die Routine bei Schritt 710 den 15-Sekunden-Zeitgeber. Wenn der 15-Sekunden- Zeitgeber immer noch aktiv ist, was anzeigt, dass weniger als 15 Sekunden vergangen sind, verzweigt sich die Routine zu Schritt 704. Wenn der 15-Sekunden-Zeitgeber nicht aktiv ist, was einen Zeitablauf anzeigt, speichert die Routine den Drehzahl-Zählwert bei Schritt 711 im Speicher.

Programmierbarer integrierter Zykluszähler

Die Zykluszählinformation kann auf viele verschiedene Weisen geholt werden. Das einfachste Verfahren besteht darin, eine LED oder andere Lampe einzuschalten, wenn der Zykluszähler die voreingestellte Grenze erreicht. Alternativ können die Zykluszähldaten herabgeladen oder abgefragt werden durch eine RS-232-Verbindung, welche einen RS-232-Anschluss hat, der mit dem Mikroprozessor 32 auf dem Controller 20 verbunden ist.

Eine Diagnostik-LED kann sich sowohl auf der Logiksteuervorrichtung als auf der Wandeinheit befinden, neben den drei Tastensteuerungen (Öffnen/Schließen/Stop). Die Diagnostik-LEDs blinken sowohl in der Steuereinheit in der Kopfeinheit und in der Wandeinheit, wenn der Zykluszähler den vorprogrammierten Zykluszählwert erreicht. Der vorprogrammierte Zykluszählwert kann in dem nicht flüchtigen Speicher des Schließers bei der Installation durch den Kundendienst unter Verwendung von DIP-Schaltern oder Tasteneingaben gespeichert werden. Jedes Mal, dass der Türschließer die Tür öffnet oder schließt, inkrementiert der Mikroprozessor 32 einen Zähler, welcher dann mit dem vorprogrammierten Zykluszählwert verglichen wird. Wenn der Mikroprozessor Übereinstimmung feststellt, gibt er die LED-An zeiger frei. Vor der Anzeige durch LEDs kann der Kundendienst den gespeicherten Zykluszählwert aus dem Mikroprozessor herunterladen, über den RS-232-Port, um Information über die Zahl der Zyklen zu erhalten, mit der der Schließer die Tür betrieben hat.

Die RS-232-Verbindung kann direkt auf der Logiksteuervorrichtung gebaut sein, oder als alternative, zusätzliche Schaltplatte implementiert sein, welche in einen der verfügbaren Optionsschlitze auf der Logiksteuervorrichtung eingesteckt wird. Mit der Zusatz- Schaltplatte kann der Mikroprozessor abgefragt werden und der genaue Zykluszählwert ausgegeben werden. Der Zykluszählwert kann von einem mit dem RS-232-Port verbundenen Computer erhalten werden, oder von einem abgeschlossenen Überwachungsmodul mit RS-232-Schnittstelle und einer Anzeige zur Darstellung des gegenwärtigen Zählwertes.

Die vorbestimmte Zahl an Zyklen für den Zykluszähler wird gelernt oder programmiert durch Programmieren des Mikroprozessors gemäß der in Fig. 8 beschriebenen Schritte. In Fig. 8 prüft die Routine zunächst, um zu sehen, ob der Mikroprozessor sich in irgendwelchen anderen Moden befindet, in Schritt 501. Die Routine prüft in Schritt 502, ob der Mikroprozessor sich im Diagnostikmodus befindet. Wenn die Antwort nein ist, verzweigt sie zum Schritt 501. Der Zykluszählwert kann nicht gespeichert werden, es sei denn, der Mikroprozessor befindet sich im Diagnostikmodus. Wenn die Antwort ja ist, prüft sie in Schritt 503, ob der Lernschalter gedrückt ist. Wenn nein, verzweigt sie zum Schritt 501. Wenn ja, inkrementiert sie den Zähler bei Schritt 504. Bei Schritt 505 prüft sie den Modus-DIP-Schalter. Wenn ja, verzweigt sie zum Schritt 503. Wenn nein, multipliziert sie den Zählwert mit 5000 im Schritt 506. Bei Schritt 507 speichert sie den Zykluszählwert im Speicher und die Routine wird verlassen.

Der Zykluszähler inkrementiert einen Zählwert der Anzahl von Malen, dass die Tür geöffnet und geschlossen wird. Der Zähler wird inkrementiert wenn der Türschließer sich im Hochfahr- Zustand nach dem Verlassen der unteren Grenze befindet. In Fig. 9 beginnt die Zykluszählung bei Schritt 601 mit den fabrikinitialisierten Einstellungen. In Schritt 602 prüft die Routine nach einer Zustandsveränderung. Wenn nein, prüft die Routine in Schritt 603 nach einer Modusveränderung. Wenn nein, kehrt die Routine zu Schritt 601 zurück. Wenn ja, prüft die Routine in Schritt 604 nach dem vorher eingestellten Schließzeitgeber. Wenn ja, speichert die Routine den neuen Schließzeitgeber-Wert bei Schritt 606. Wenn nein, prüft die Routine, ob der vorherige Modus die Einstellung der Mitte- Halt-Position war. Wenn ja, speichert sie bei Schritt 607 die neue Mittehalt-Position. Wenn nein, prüft die Routine nach irgendwelchen oberen oder unteren Grenzen bei Schritt 613. Wenn ja, liest sie den maximalen Laufzeitwert bei Schritt 614 und verzweigt sich zum Schritt 603. Wenn nein, läuft sie zurück zum Schritt 613.

Wenn die Antwort auf Schritt 602 ja ist, prüft die Routine nach einem neuen Hochfahr-Zustand in Schritt 608. Wenn nein, liest die Routine den Schließzeitgeber-Wert in 609, prüft dann, ob die Tür die untere Grenze verlassen hat und sich nun beim Hochfahren befindet, bei Schritt 615. Wenn die Antwort auf Schritt 615 nein ist, verzweigt sie sich zum Schritt 610. Wenn die Antwort auf Schritt 615 ja ist, liest sie bei Schritt 616 den Zykluszählerwert. Dann inkrementiert sie bei Schritt 617 den Zykluszähler um 1. Bei Schritt 618 prüft die Routine, ob der Zykluszähler-Wert gleich einem gespeicherten Wert ist. Wenn nein, verzweigt sich die Routine zum Schritt 602. Wenn ja, gibt die Routine eine Zykluszählwarnung bei Schritt 619 aus, und verzweigt sich dann zurück zu Schritt 612.

Wenn die Antwort auf Schritt 608 ja ist, prüft die Routine bei Schritt 610, ob sich die Tür nicht länger im Herabfahr- Zustand befindet. Wenn die Antwort ja ist, verzweigt sich die Routine zum Schritt 613. Wenn die Antwort nein ist, prüft die Routine bei Schritt 611, ob der Modus nun eingestellt wird (DIP-Schalterveränderungen). Wenn die Antwort ja ist, verzweigt sich die Routine zum Schritt 613. Wenn die Antwort nein ist, holt die Routine den Mittenhaltwert aus dem Speicher, bei Schritt 612.

Eine getrennte Routine ist vorgesehen für die Prozedur zum Rücksetzen der Benutzerwarnung-Auslösesequenz. Bei Schritt 620 prüft die Routine, ob der Schließer sich im Diagnostikmodus befindet und läuft leer bis dem so ist. Wenn sie im Diagnostikmodus ist, setzt die Einheit den Zykluszählwert und das Warnsignal zurück, durch Speichern eines Wertes Null im Speicher und durch Abschalten des Warnlichtes, bei Schritt 621.

Öffnen/Schließen/Stop

Typische Öffnen/Schließen/Stop-Steuerungen für kommerzielle Türschließer liegen in der Form von Wand-Steuerstationen mit drei Tasten vor. Wandsteuerungen für elektromechanische Türschließer schalten 24 Volt Wechselstrom auf die Öffnen- und Schließen-Schützenspulen, welche ihrerseits dem Motor Strom zuführen. Diese Wandsteuerschalter müssen groß genug sein (im Kontaktierungsentwurf), um bis zu zwei Ampere Wechselstrom durch die Spulen zu schalten.

Eine Steuervorrichtung des Standes der Technik verwendet eine Dreitasten-Wandsteuervorrichtung, welche mikroelektronische Logikpegel bei 5 Volt schaltet. Bei dieser Steuervorrichtung steuert der Mikroprozessor die Triacs, welche ihrerseits den Motor steuern. Der Mikroprozessor, welcher bei 5 Volt arbeitet, spricht auf die Eingaben aus den Öffnen/Schließen/Stop-Steuerungen an, und legt dann das geeignete Signal an die Triac-Steuerschaltung an. Da zur Schaltung der Öffnen/Schließen/Stop-Steuerungen nur ungefähr 500 µA erforderlich sind, entstehen Verdrahtungsvorteile gegenüber der Verdrahtung, welche erforderlich ist, um 24 Volt Wechselstrom zu schalten. Aufgrund der niedrigeren Stromerfordernisse und der relativ niedrigen Impedanz des Drahtes im Vergleich mit der Mikroprozessor- Eingangsanschlussimpedanz, können Drähte kleinerer Norm verwendet werden, oder der gleichen Norm wie von den elektromechanischen Schließern verlangt wird, und größere Verdrahtungslängen erzielt werden.

Wie oben diskutiert, ist das Einbauen vieler Türschließer unmäßig zeitaufwendig, aufgrund des Erfordernisses für den Betreiber wiederholt zwischen dem Schließer und den an der Wand montierten Steuerungen hin- und herzugehen. Die Kalibrierung des Schließers, sowohl für elektromechanische als auch für auf Logik beruhende Einheiten, beinhaltet typischerweise mindestens das Einrichten der Offen-, Verschlossen- und Hilfs-Grenzen. Diese Kalibrierung findet statt am Schließerkopf, das Aktivieren der Einheit findet an der Wand statt. Um diesen Nachteil zu überwinden, enthält die Steuervorrichtung an dem Kopf montierte Öffnen-, Schließen- und Stop-Schalter. Diese Schalter arbeiten parallel zu den an der Wand montierten Schaltern, schaffen aber zusätzliche Bequemlichkeit und verringern die Einbau- und Testzeit für den Kundendienst. Die am Kopf montierten Schalter erfordern kleine Strompegel, 500 µA, und bilden nur einen winzigen Teil der Kosten des Schließers.

Zusätzlich zur Ermöglichung des Betriebs der Einheit von dem elektrischen Kasten am Kopf aus, werden die am Kopf montierten Öffnen/Schließen/Stop-Schalter auch dazu verwendet, verschiedene Merkmale der Einheit zu programmieren. Der Schließzeitgeber, Zykluszähler und einstellbare Mittenhalt können nun leicht an der Kopfeinheit programmiert werden, unter Verwendung dieser Tasten bzw. Knöpfe als Eingabevorrichtungen, ohne dass der Kundendienst die Leiter hinauf- und hinabsteigen muss, um die an der Wand montierten Öffnen/Schließen/Stop-Schalter zu bedienen.

Einige der Merkmale des Türschließers, welche programmiert werden können, werden unten beschrieben.

Während einige Merkmale, wie Moden, programmiert werden durch Einstellen von DIP-Schaltern, werden andere programmiert durch eine Kombination von DIP-Schaltereinstellungen und programmierbaren Eingaben aus den Öffnen/Schließen/Stop- Schaltern und einem optionalen Lernschalter.

DIP-Schaltereinstellungen

Modus
1 2 3 4 (1 = aus, 0 = an)
B2	1 1 1 1
B2 Ausfallsicher	1 1 1 0
C2	0 1 1 1
C2 Ausfallsicher	1 0 0 0
D1	1 0 1 1
D1 Ausfallsicher	1 0 1 0
E2	0 0 1 1
E2 Ausfallsicher	0 0 1 0
T	1 1 0 1
TS	0 1 0 1
Einstellen Mittelhalt	0 1 1 0
Einstellen Schließzeitgeber	1 1 0 0
FSTS	0 1 0 0
Speicher löschen	0 0 0 1
Diagnostik	0 0 0 0
Einstellen Zykluszähler	1 0 0 1

Einstellen von Moden

Verschiedene Moden können eingestellt werden durch Einstellen der verschiedenen DIP-Schalter und des Lernmodus-Schalters. Vorzugsweise kann der Türschließer betrieben werden in dem B2-, C2-, D1-, E2-, T- und TS-Betriebsmodus. Der B2-Modus enthält den momentanen Kontakt zum Öffnen, Schließen und Anhalten, und zusätzlich Verdrahtung für eine Umkehr- Erfassungsvorrichtung und für Hilfsvorrichtungen zum Öffnen und Schließen mit einer Öffnen-Umgehung (override). Der C2-Modus enthält den momentanen Kontakt zum Öffnen und Anhalten mit konstantem Schließdruck, ein Öffnen-Umgehen (override) und zusätzliche Verdrahtung für Umkehr- Erfassungsvorrichtungen. Der D1-Modus enthält einen konstanten Druck zum Öffnen und Schließen, mit Verdrahtung für eine Anhalte-Erfassungsvorrichtung. Der E2-Modus enthält einen momentanen Kontakt zum Öffnen mit Umgehung (override) und einem konstanten Schließdruck. Ein Loslassen der Schließtaste wird die Tür dazu bringen, umzukehren, und Verdrahtung für eine Umkehr-Sendevorrichtung. Der T-Modus enthält einen momentanen Kontakt zum Öffnen, Schließen und Anhalten mit einer Öffnen-Umgehung (override) und einem Schließ-Zeitgeber. Der TS-Modus enthält einen momentanen Kontakt zum Öffnen, Schließen und Anhalten mit einem Öffnen- Umgehen (override) und einem Schließzähler.

Um den Maximallauf-Zeitgeber einzustellen, muss die Tür sich in geschlossener Position befinden, dann werden die DIP-Schal tereinstellungen vorgenommen. Dann drückt man den Öffnen-Schalter und erlaubt es der Türe zur vollkommen offenen Position zu fahren. Die Tür arbeitet im C2-Modus während der Einstellung des Maximallauf-Zeitgebers. Dann verändert man DIP-Schalter auf den gewünschten Betriebsmodus (B2 usw.). Der Maximallauf-Zeitgeber ist nun eingestellt auf die Türfahrzeit plus 10 Sekunden.

Um den einstellbaren Mittenhalt einzustellen, beginnt man mit der Tür in der geschlossenen Position. Man stellt den DIP-Schal ter auf die korrekte Position. Man drückt die Öffnen- Taste und erlaubt es der Tür ohne Unterbrechung auf die gewünschte Mittenhalt-Position zu öffnen. Man drückt den Stop-Schalter. Man verändert den DIP-Schalter auf den gewünschten Betriebsmodus, welcher das Mittenhalten erlaubt. Um das Mittenhalten außer Kraft zu setzen, läßt man die Tür von der unteren Grenze zur oberen Grenze ohne Anhalten laufen. Der Mittenhalt wird außer Kraft gesetzt sein und der DIP-Schalter kann in den gewünschten Betriebsmodus gesetzt werden.

Um den Schließzeitgeber einzustellen, beginnt man mit der Tür in der geschlossen Position. Man stellt die DIP-Schal tereinstellungen auf die gewünschte Konfiguration. In diesem Modus wird die Tür nicht fahren. Ein Drücken der Öffnen/Schließen/Stop-Steuertasten in diesem Modus, stellt den Schließzeitgeber ein. Das Diagnostiklicht wird jedesmal leuchten, dass die Elektronik ein gültiges Tastenschließen empfängt. Die Schließen-Taste wird die Schließzeit zurücksetzen auf ihre in der Fabrik eingestellte Minimalzeit von 0 Sekunden. Die Öffnen-Taste wird den Schließwert um 5 Sekunden erhöhen, jedesmal, dass sie gedrückt wird. Sobald die Zeit eingestellt ist, verändert man den DIP-Schalter auf den gewünschten Betriebsmodus.

Wenn der Diagnostik-Modus beim DIP-Schalter gewählt ist, wird das Diagnostik-Licht zweimal pro Sekunde blinken, und die Tür wird in diesem Modus nicht arbeiten. Wenn der DIP-Schalter für 30 Sekunden in den Speicherlösch-Modus gesetzt wird, wird die Einheit das Diagnostiklicht entzünden und die Einheit wird den Speicher voreinstellen mit Voreinstellwerten von 90 Sekunden für den Maximallauf-Zeitgeber, 0 Sekunden für den Schließzeitgeber, das Mittenhalten außer Kraft setzen und 0 Sekunden für den Zykluszähler einstellen.

Wenn der DIP-Schalter sich im Zykluszeitgeber-Lernmodus befindet, wird das Zykluszähler-Warnlicht die Anzahl der Zyklen der Einheit in Einheiten von 10 000 malen Blinken, gefolgt von einer Pause von 3 Sekunden. Beispielsweise, wenn die Einheit von 10 000 auf 19 999 Zyklen gegangen ist, würde das Licht einmal blinken, gefolgt von einer Verzögerung von 3 Sekunden. Um den Auslösepunkt des Zykluszählers zu programmieren, werden die folgenden Befehle benutzt. Ein Drücken der Schließen-Taste löscht den Zähler auf Null. Jedes Drücken der Öffnen-Taste erhöht den Zykluszähler-Auslösepunkt um 10 000 Zyklen. Sobald die Zyklusschwelle oder der Auslösepunkt erreicht ist, läßt der Schließer das Diagnostik- Licht einmal alle zwei Sekunden für zwei Sekunden blinken, bis die Einheit gewartet und der Zykluszähler gelöscht ist.

Der Anhang A ist eine Kopie des Quell-Ausdrucks (Source Listing)für Computer-Software zum Betreiben eines kommerziellen Türschließers, welcher die oben beschriebenen Funktionen hat und die folgenden Module enhält: switches.srs, main_cdo.srs, main_cdo.inc, interrupt.src und tasker.src.

Während eine bestimmte Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht wurde, werden dem Fachmann verschiedene Veränderungen und Modifikationen in den Sinn kommen, und es ist beabsichtigt, dass die angehängten Ansprüche alle jene Veränderungen und Modifikationen abdecken, welche sich aus dem wahren Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung ergeben.

Claims

1. Barrierenbetätigungs-Vorrichtung umfassend:
einen Wechselstrom-Motor, welcher eine Startspule hat, zur Erzeugung einer vorübergehenden Startdrehmoment- Komponente für den Motor, und eine Hauptspule hat, zum Betreiben des Motors;
ein Getriebe, welches mit dem Motor verbunden ist, um von diesem angetrieben zu werden, und zur Verbindung mit einer zu bewegenden Barriere; und
eine Steuervorrichtung zum Starten und Stoppen des Motors, wobei die Steuervorrichtung umfasst:
ein erstes Relais, welches mit der Startspule gekoppelt ist, um der Startspule einen Strom erster Polarität zuzuführen;
ein zweites Relais, welches mit der Startspule gekoppelt ist, um der Startspule Strom einer zweiten Polarität zuzuführen;
einen Triac, welcher mit der Hauptspule gekoppelt ist, um der Hauptspule Strom zuzuführen; und
einen Entkoppler zum Entkoppeln der Startspule, wenn eine Ausgabegeschwindigkeit des Motors einen vorbestimmten Prozentwert einer maximalen Nennausgabegeschwindigkeit erreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entkoppler einen Fliehkraftschalter umfasst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entkoppler einen Drehzahl-Sensor umfasst, zur Erfassung der Ausgangsgeschwindigkeit des Motors.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betätigungsvorrichtung weiterhin eine Grenzwelle umfasst, zur Einstellung der geöffneten und geschlossenen Grenzpositionen der Tür, wobei die Grenzwelle bei einem vorbestimmten Prozentwert einer Ausgabegeschwindigkeit des Motors rotiert, und wobei der Entkoppler einen Drehzahl-Sensor umfasst, zur Erfassung der Rotation der Grenzwelle.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Drehzahl-Sensor eine Unterbrecher-Tasse und ein Photounterbrecher-Modul umfasst.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zykluszähler zur Zählung der Anzahl von Öffnungs- und Schließbewegungen der Tür.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Speicher zur Speicherung einer vorbestimmten Zahl.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Anzeigelicht zum Anzeigen, wann die Zahl der Bewegungen der Tür, welche von dem Zykluszähler gezählt wurde, die vorbestimmte Zahl erreicht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Lernroutine zur Erlernung der vorbestimmten Zahl von Zyklen und zur Speicherung der Zahl in dem Speicher.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Lernroutine zum Erlernen einer Rotationsgeschwindigkeit der Grenzwelle, zur Erlernung der maximalen Nennausgabegeschwindigkeit des Motors.

11. Barrierenpositions-Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors und anderer Funktionen in einem Barrierenschließer, wobei der Motor eine Startspule hat zur Veränderung der Polarität des Motors und eine Hauptspule zum Antreiben des Motors, umfassend:
ein erstes Relais, welches mit der Startspule gekoppelt ist, um der Startspule einen Strom erster Polarität zuzuführen;
ein zweites Relais, welches mit der Startspule gekoppelt ist, um der Startspule einen Strom zweiter Polarität zuzuführen;
einen Triac, welcher gekoppelt ist mit der Hauptspule, um der Hauptspule Strom zuzuführen; und
einen Entkoppler zum entkoppeln der Startspule, wenn die Ausgangsgeschwindigkeit des Motors einen vorbestimmten Prozentwert einer maximalen Nennausgangsgeschwindigkeit erreicht.

12. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Entkoppler einen Schalter und einen Mikroprozessor umfasst, welche ansprechen auf die Ausgabe eines Drehzahl-Sensors, welcher die Rotationsgeschwindigkeit des Motors erfasst.

13. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließer weiterhin eine Grenzwelle umfasst, zur Einstellung der offenen und geschlossenen Grenzpositionen der Tür, wobei die Grenzwelle bei einem vorbestimmten Prozentwert der Ausgabegeschwindigkeit des Motors rotiert und wobei der Entkoppler einen Schalter und einen Mikroprozessor umfasst, welche ansprechen auf eine Ausgabe eines Drehzahl-Sensors, der die Rotationsgeschwindigkeit der Grenzwelle erfasst.

14. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahl-Sensor eine Unterbrecher-Tasse und ein Photounterbrecher-Modul umfasst.

15. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Zykluszähler zum Zählen der Zahl von Öffnungs- und Schließbewegungen der Tür.

16. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Speicher zur Speicherung einer vorbestimmten Zahl an Zyklen.

17. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein Anzeigelicht zum Anzeigen, wann die Zahl der Bewegungen der Tür, welche von dem Zykluszähler gezählt wurden, die vorbestimmte Anzahl erreicht.

18. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Lernroutine zum Erlernen der vorbestimmten Anzahl von Zyklen und zur Speicherung der Zahl im Speicher.

19. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Lernroutine zur Erlernung der Rotationsgeschwindigkeit der Grenzwelle, wenn sie mit dem Motor gekoppelt ist, und zur Erlernung der maximalen Nennausgabegeschwindigkeit des Motors.

20. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motors und anderer Funktionen in einem kommerziellen Türschließer, wobei der Motor eine Startspule zur Veränderung der Polarität des Motors hat, und eine Hauptspule zum Betreiben des Motors, umfassend:
einen Prozessor, welcher anspricht auf die Ausgabe aus einem Drehzahl-Sensor, welcher die Rotationsgeschwindigkeit des Motors erfasst; und
eine Motorstartschaltung, welche umfasst:
ein erstes Relais, das mit der Startspule gekoppelt ist, um der Startspule einen Strom erster Polarität zuzuführen; ein zweites Relais, das mit der Startspule gekoppelt ist, um der Startspule einen Strom zweiter Polarität zuzuführen;
einen Triac, der mit der Hauptspule gekoppelt ist, um der Hauptspule Strom zuzuführen; und
einen Schalter, welcher auf den Mikroprozessor anspricht, zur Entkopplung der Startspule, wenn eine Ausgabegeschwindigkeit des Motors einen vorbestimmten Prozentwert einer maximalen Nennausgabegeschwindigkeit erreicht.

21. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließer weiterhin eine Grenzwelle umfasst zur Einstellung der offenen und geschlossenen Grenzpositionen der Tür, wobei die Grenzwelle bei einem vorbestimmten Prozentwert der Ausgabegeschwindigkeit des Motors rotiert, und wobei der Drehzahl-Sensor die Rotationsgeschwindigkeit der Grenzwelle erfasst.

22. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen Zykluszähler zur Zählung der Zahl von Öffnungs- und Schließbewegungen der Tür.

23. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen Speicher zur Speicherung einer vorbestimmten Zahl von Zyklen.

24. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch ein Anzeigelicht zum Anzeigen, wann die Zahl der Bewegungen der Tür, welche durch den Zykluszähler gezählt wurden, die vorbestimmte Anzahl erreicht.

25. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet, durch eine Vielzahl von Schaltern zur Bereitstellung von Öffnungs-, Schließ- und Anhalte-Funktionen an der Logiksteuervorrichtung, und zur Bereitstellung von Programmiereingängen für den Mikroprozessor.

26. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine Lernroutine, welche anspricht auf Benutzereingaben in die Vielzahl von Schaltern, zur Erlernung der vorbestimmten Zahl an Zyklen und zur Speicherung der Zahl im Speicher.

27. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine Lernroutine, welche anspricht auf Benutzereingaben in die Vielzahl von Schaltern, zur Erlernung einer Rotationsgeschwindigkeit der Grenzwelle, wenn sie an den Motor gekoppelt ist, und zur Erlernung der maximalen Nennausgabegeschwindigkeit des Motors.

28. Logiksteuervorrichtung zur Steuerung eines Motors und anderer Funktionen in einem Barrierenschließer, wobei der Motor eine erste, zweite und dritte Spule hat, umfassend:
ein erster Relais, welches mit der ersten und zweiten Spule verbunden ist, zur Zuführung eines Stroms erster Polarität;
ein zweites Relais, welches mit der ersten und zweiten Spule verbunden ist, zur Zuführung eines Stroms zweiter Polarität; und
ein Triac, welcher mit der dritten Spule gekoppelt ist, um der dritten Spule Strom zuzuführen.

29. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch einen Zykluszähler zur Zählung der Anzahl von Öffnungs- und Schließbewegungen der Tür.

30. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch einen Speicher zur Speicherung einer vorbestimmten Zahl von Zyklen.

31. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch ein Anzeigelicht zum Anzeigen, wann die Zahl der Bewegungen der Tür, welche von dem Zykluszähler gezählt wurde, die vorbestimmte Zahl erreicht.

32. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch eine Lernroutine zur Erlernung der vorbestimmten Zahl von Zyklen und zur Speicherung der Zahl im Speicher.

33. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Barrierenschließers, umfassend:
einen Zykluszähler zum Zählen der Zahl von Öffnungs- und Schließbewegungen der Barriere;
einen Speicher zur Speicherung einer vorbestimmten Zahl von Zyklen und der Zahl von Öffnungs- und Schließbewegungen, die von dem Zykluszähler gezählt wurden; und
eine Anzeige zum Anzeigen, wann die Zahl der Bewegungen der Tür, welche von dem Zykluszähler gezählt wurden, die vorbestimmte Zahl erreicht.

34. Steuervorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige ein Warnlicht umfasst.

35. Steuervorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung weiterhin eine Anzeige umfasst, um die Zahl der von dem Zykluszähler gezählten und in dem Speicher gespeicherten Zyklen anzuzeigen.

36. Steuervorrichtung nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch eine Datenverbindung zum Herunterladen der in dem Speicher gespeicherten Daten, welche wirksam ist zur Fernanzeige und Fernspeicherung der Zahl an gezählten Zyklen und der vorbestimmten Zahl.

37. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch einen Mikroprozessor und einer Vielzahl von Schaltern zur Bereitstellung von Öffnen-, Schließ- und Anhalte-Funktionen bei der Logiksteuervorrichtung und zur Bereitstellung von Programmierungseingängen für die digitale Schaltung.

38. Logiksteuervorrichtung nach Anspruch 34, gekennzeichnet durch eine Lernroutine, welche auf Benutzereingaben in die Vielzahl von Schaltern anspricht, zur Erlernung der vorbestimmten Zahl an Zyklen und zur Speicherung der Zahl in dem Speicher.

39. Steuervorrichtung zur Steuerung eines Türschließers, welcher sich am Türschließer befindet, umfassend:
eine Digitalschaltung zur Verarbeitung von Öffnen-, Schließ-, Anhalte- und anderen Funktionen des Türschließers;
einen Speicher, welcher Befehle zum Betreiben des Türschließers und Datenwerte, welche sich auf den Betrieb des Türschließers beziehen, speichert; und
eine Vielzahl von logikgesteuerten Schaltern zur Bereitstellung von Öffnen-, Schließ- und Anhalte- Funktionen an der Steuervorrichtung und zur Bereitstellung von Programmiereingängen für die Digitalschaltung, welche wirksam sind, um es einem Benutzer zu ermöglichen, den Türschließer am Türschließer zu bedienen, zu warten und zu testen.