DE4200972A1 - Verfahren zur steuerung eines vorzugsweise elektromechanischen tuerantriebs und steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines vorzugsweise elektromechanischen Antriebs einer Drehtür- und/oder Schiebetüranlage, sowie eine entsprechende Steuerein­ richtung.

Es sind bereits Schiebetürantriebe bekannt, die mit Hilfe einer mitlaufenden Lichtreflexscheibe als Inkrementalgeber gesteuert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Steuer­ verfahren und einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art einen Inkrementalgeber zu verwenden, der einfach aufge­ baut ist und eine genaue Wegerfassung zur Durchführung einer komfortablen Steuerung eines elektromechanischen Türantriebs ermöglicht.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und die Steuereinrichtung gemäß Anspruch 17.

Vorteilhafte besondere Ausführungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 16 und vorteilhafte Aus­ führungen der Steuereinrichtung aus den Unteransprüchen 18 bis 23. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Ausführungs­ beispielen der Figuren.

Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Figuren erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Tachoge­ nerators mit zwei Hallgeneratoren;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Signalspannung des Hall­ generators 1 in Fig. 1;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm der Signalspannung des Hall­ generators 2 in Fig. 1.

Der dargestellte Tachogenerator weist 2 bipolare Hallgenera­ toren 1 und 2 mit einem Mikrocontroller 4 auf. Die Hallgene­ ratoren 1 und 2 sind im Bereich der Motorwelle 10 eines elek­ tromechanischen Türantriebs angeordnet. Sie sind um einen Winkel ϕ gegeneinander versetzt angeordnet, um eine Unter­ scheidung der Drehrichtung der Motorwelle 10 zu ermöglichen. Ein n-poliger Ringmagnet 3

ist mit der Motorachse 10 fest verbunden. Die Sensoren der beiden Hallgeneratoren 1 und 2 sind mittels einer besonders gestalteten Leiterplatte am Motorgehäuse befestigt. Sie wirken als Impulsgeber. Ihre Signalspannung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Die hintere abfallende Signalflanke A (Fig. 2) des Hallgene­ rators 1, der mit dem Interrupteingang B des Mikrocontrollers 4 verbunden ist, erzeugt einen Interrupt I. Dadurch wird eine Interrupt-Routine aufgerufen, die abfragt, ob der Signal­ pegel von 2 "Low" (L) oder "High" (H) ist.

Über dem gesamten Fahrbereich der Tür wird damit eine eindeu­ tige Wegerfassung möglich. Die Wegerfassung inklusive Rich­ tungserfassung erfolgt bei jeder Bewegungsrichtung, sowie bei Starts aus jeder beliebigen Lage. Aus dem Signalpulsab­ stand wird außerdem die Türgeschwindigkeit errechnet.

Für die Steuerung eines Türantriebs ist die Türmasse ein wichtiger Parameter, der bei den verschiedenen Türanlagen unterschiedlich groß sein kann. Die Türmasse kann im vor­ liegenden Fall automatisch bestimmt werden. Die Türe wird durch Einleiten eines definierten Motordrehmoments aus ihrer Ruhelage bis auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit linear beschleunigt. Die währenddessen ermittelte Anzahl der Sig­ nalimpulse liefert die durcheilte Wegstrecke. Entsprechend läßt sich sodann der erforderliche Bremsweg des Systems bestimmen. Mit den so gewonnenen Daten und der miterfaßten Zeit wird schließlich die Türmasse errechnet.

In einem eigens programmierten Lernmodus ermittelt die Mikro­ controllersteuerung selbsttätig verschiedene Parameter, wie zum Beispiel die durchfahrene Wegstrecke bis zur größtmög­ lichen Öffnungsweite, die bewegte Türmasse, den Bremsweg in Öffnungsrichtung, den Bremsweg in Schließrichtung, den Fahrbereich der Türe bis zum Ansprechen der Sicherheitssen­ soren und die als "Winterstellung" bezeichnete eingeschränkte Öffnungsweite.

Alle derart gewonnenen Daten werden als Hexadezimalzahlen im Arbeitsspeicher abgelegt und in einem nichtflüchtigen Speicher zusätzlich unverlierbar gespeichert. Der Lernmodus braucht nur einmal beispielsweise nach der Erstinbetriebnahme aufgerufen zu werden. Er kann jedoch zu beliebigen Zeitpunkten erneut aktiviert werden.

Das Wegerfassungsprogramm ermittelt zu jedem Zeitpunkt die aktuelle Türposition. Von hier aus werden die wegabhängigen Unterprogramme aufgerufen. Hierbei werden auch die mit dem Lernmodus ermittelten und gespeicherten Daten verarbeitet. Zum Beispiel wird bei Erreichen des im Lernmodus ermittelten Zählerstandes der AUF-Position die STOP-Routine aufgerufen, d. h. die Türe hält bei größter Öffnungsweite an.

Der Antriebsmotor erfährt eine Geschwindigkeitsregulierung. Hierfür kann vorgesehen sein, daß der Hallgenerator 2 Signal­ impulse erzeugt, deren Breite in reziproker Abhängigkeit zur Motordrehzahl steht. Der Vergleich mit einem Sollwert entscheidet, ob der Regler korrigierend eingreift.

Wird die Türbewegung durch ein Hindernis unterbrochen, so wird die entsprechende Position festgehalten und in dem Ar­ beitsspeicher eingetragen. Im nichtflüchtigen Speicher bleiben demgegenüber die im Lernmodus ermittelten Werte erhalten. Beim zweiten Anfahren der Hindernisposition wird geprüft, ob das frühere Hindernis weiterhin gegeben ist. Ist das Ergebnis negativ, wird die alte (tatsächliche) End­ position angefahren. Bei positivem Ergebnis bleibt die Hin­ dernislage als vorläufige Endposition gespeichert.

Um ein falsches Anschließen durch den Monteur bei der Instal­ lation vor Ort weitgehend auszuschließen, findet eine Selbst­ prüfung während des Lernprogramms statt. Dabei werden alle Eingangssignale der Klemmleiste und des Tachogenerators mit festgelegten Sollwerten verglichen.

Wird dabei kein Fehler festgestellt, so wird nach Ablauf des Lernprogramms das normals Steuerprogramm eingeschaltet und die Betrieb-LED leuchtet. Wenn bei der Prüfung ein Fehler festgestellt wird blinkt die Fehler-LED. Außerdem geht das Lernprogramm in den STOP-Modus. Die Werte der Eingangssignale werden gespeichert, um eine spätere Fehleranalyse zu ermög­ lichen und um bei einer Aus- und Einschaltung die Fehlermel­ dung auszugeben. Bei gravierenden Fehlern wird der Motor sofort abgeschaltet.

Die in dem Ausführungsbeispiel beschriebene Steuerung kann bei beliebigen Türanlagen z. B. Drehtüren und Schiebetüren eingesetzt werden. Bei Drehtüren kann es sich um Pendel- Schwenk-Türen oder um Anschlag-Schwenk-Türen handeln.

Für Pendeltürbetrieb kann eine zusätzliche Steuerfunktion vorgesehen sein, die einen schnellen Wechsel der Öffnungs­ richtung ergibt. Wird der Türflügel bei der Zufahrt aus der Richtung angesteuert, in die er geöffnet hat und befindet sich der Türflügel noch in einem Öffnungswinkel größer 60° (von der Nullage aus) so wird der Flügel erneut in die Öff­ nungsrichtung gefahren. Bei einem Öffnungswinkel kleiner 60° (von der Nullage aus) läuft der Flügel in die entgegen­ gesetzte Öffnungsrichtung, ohne in der Nullage anzuhalten.

Claims (23)

1. Verfahren zur Steuerung eines vorzugsweise elektromecha­ nischen Antriebs einer Drehtür- und/oder Schiebetüranlage dadurch gekennzeichnet, daß ein Inkremen­ talgeber verwendet wird, der Ringmagnet und Hallgenerator aufweist.

2. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Hallgeneratoren vor­ zugsweise zwei bipolare Hallgeneratoren mit einem Ring­ magneten, vorzugsweise ein n-poliger Ringmagnet, zu­ sammenwirken.

3. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmagnet drehfest mit der Abtriebswelle eines elektromechanischen Antriebs­ motors verbunden ist.

4. Verfahren zur Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impuls­ breite und/oder die Impulszahl des Inkrementalgebers zur Steuerung ausgewertet wird, wobei Motorregelung vor­ zugsweise über die Impulsbreite als Geschwindigkeits­ regelung erfolgt.

5. Verfahren zur Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den In­ krementalgeber Weg und/oder Richtungserfassung erfolgt.

6. Verfahren zur Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nichtflüchti­ ger und/oder ein flüchtiger Speicher verwendet wird.

7. Verfahren zur Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Testpro­ grammlauf zur Erfassung der Türmasse verwendet wird, insbesondere mit Lernprogramm.

8. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Türflügel durch Ein­ leiten eines definierten Motordrehmoments, vorzugsweise aus seiner Ruhelage bis auf eine vorgegebene Sollgeschwin­ digkeit linear beschleunigt und die Anzahl der Signal­ impulse des Inkrementalgebers gemessen wird und/oder daß der Türflügel aus einer vorgegebenen Geschwin­ digkeit abgebremst und die Anzahl der Signalimpulse des Imkrementalgebers ermittelt wird.

9. Verfahren zur Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise eigens programmierter Lernmodus vorge­ sehen ist zur selbsttätigen Ermittlung von Parametern, wie z. B. die durchfahrene Wegstrecke bis zur größtmög­ lichen Öffnungsweite, die bewegte Türmasse, den Brems­ weg in Öffnungsrichtung, den Bremsweg in Schließrichtung, den Fahrbereich der Tür bis zum Ansprechen der Sicher­ heitssensoren und/oder die als Winterstellung bezeich­ nete, eingeschränkte Öffnungsweite.

10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die im Testpro­ grammlauf bzw. Lernmodus gewonnenen Daten als Hexadezimal­ zahlen im Arbeitsspeicher abgelegt und in einem nicht­ flüchtigen Speicher zusätzlich unverlierbar gespeichert werden.

11. Verfahren zur Steuerung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Testpro­ grammlauf bzw. der Lernmodus nur einmal, beispielsweise nach der Erstinbetriebnahme aufgerufen wird und/oder zu beliebigen Zeitpunkten erneut aktivierbar ist.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Weger­ fassungsprogramm zu jedem Zeitpunkt die aktuelle Tür­ position ermittelt und wegabhängige Unterprogramme zum Zeitpunkt der aktuellen Türpositionen abgerufen werden.

13. Verfahren zur Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Unterbrechung der Türbewegung durch ein Hindernis, die betreffende Position festgehalten und in einen Arbeitsspeicher eingetragen wird; daß beim zweiten Anfahren der Hindernisposition geprüft wird, ob das frühere Hindernis weiterhin gegeben ist und so­ dann bei negativem Ergebnis die alte (tatsächliche) Endposition angefahren wird und bei positivem Ergebnis die Hindernisposition als vorläufige Endposition ge­ speichert wird.

14. Verfahren zur Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere während eines Testprogrammlaufs oder Lern­ modus eine Selbstprüfung erfolgt, bei der Eingangssig­ nale der Klemmleiste und des Tachogenerators mit festge­ legten Sollwerten verglichen werden.

15. Verfahren zur Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Steuerung einer Pendeltür ein schneller Wechsel der Öffnungsrichtung vorgesehen ist.

16. Verfahren zur Steuerung nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für den Fall, wenn der Pendelflügel bei der Zufahrt aus der Richtung angesteu­ ert wird, in die der Pendelflügel geöffnet hat und der Flügel sich noch in einem vorbestimmten Öffnungswinkel, z. B. größer 60° von der Nullage aus befindet, so wie der Pendelflügel erneut in diese Öffnungsrichtung ge­ fahren; wenn aber der Pendelflügel bei einem geringeren Öffnungswinkel, z. B. kleiner 60° von der Nullage aus in gleicher Weise angesteuert wird, er in die entgegen­ gesetzte Öffnungsrichtung läuft, ohne in der Nullage anzuhalten.

17. Steuereinrichtung für einen vorzugsweise elektromechani­ schen Antrieb einer Drehtür- und/oder Schiebetüranlage, gekennzeichnet durch einen Inkremental­ geber, der einen Ringmagneten (3) und einen Hallgenerator (1, 2) aufweist.

18. Steuereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ringmagnet (3) mit der Abtriebs­ welle (10) des Abtriebsmotors drehfest verbunden ist.

19. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein bipolarer Hallgenerator (1, 2) vorgesehen ist, bzw. 2 Hallgene­ ratoren (1, 2) mit dem Ringmagneten (3) zusammenwirken.

20. Steuereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hallgeneratoren (1, 2) um einen Versetzungswinkel ϕ, vorzugsweise Drehwinkel (ϕ) der Abtriebswelle (10), zueinander versetzt angeordnet sind.

21. Steuereinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ringmagnet (3) als n-poliger Ringmagnet ausgebildet ist und vorzugsweise gilt, Ver­ setzungswinkel

22. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch einen nichtflüchtigen und/oder einen flüchtigen Speicher.

23. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16.