EP1212666B1 - Verfahren zum erkennen von betriebszuständen eines mittels einer antriebsvorrichtung beweglichen abschlusses für ein gebäude oder eine einfriedung - Google Patents
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- EP1212666B1 EP1212666B1 EP00965748A EP00965748A EP1212666B1 EP 1212666 B1 EP1212666 B1 EP 1212666B1 EP 00965748 A EP00965748 A EP 00965748A EP 00965748 A EP00965748 A EP 00965748A EP 1212666 B1 EP1212666 B1 EP 1212666B1
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-
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- E05Y2900/106—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof for garages
Definitions
- This evaluation is then usually used to initiate shutdown or Reversing actions to avoid unnecessarily high forces at the closing edges of Doors and / or gates, windows or other closings.
- the invention is based on the object compared to known methods of the beginning mentioned type a new detection of operating states of to create movable degrees to provide more accurate information and to be able to react to certain operating conditions faster than before.
- the basic idea of the invention is the history of the operating parameter or the contour to use the course of the operating parameter as a recognition criterion.
- the course or the course of the measured variable or temporal course of the measured variable or the operating parameter in the following as “Prehistory” or “Measurement history" as the recognition criterion for the Operating state used and if necessary to initiate shutdown or Reverse actions used.
- the invention thus creates a method which the history or the contour of the motor current of a drive motor Drive device, the speed of the motor current, the speed, the Acceleration or other conclusions about the operating conditions to be determined permitting operating parameters used as a means to determine on such Operating conditions, especially for obstacles or faults, accordingly react and, for example, switch off or close the drive device in the event of obstacles reverse.
- Step b) ensures that the previous history or Measured value history of the operating parameter and thus the course determined just before of the operating parameter is available.
- a certain operating state can then be determined on the basis of this course, which is done by analyzing the course in step c).
- This analysis can do a lot happened in many ways. So you become certain waveforms with every type of graduation or expect contours of the operating parameter to be monitored or through Can calculate simulation. In particular, you will see the waveform at certain Operating conditions such as colliding with an obstacle or an end stop can detect a shutdown via threshold shutdown based on the waveform. Looking at the course of the power requirement of the drive device indicating operating parameters such as motor current, speed, acceleration etc. at certain measuring points that are as close to one another as possible, e.g. B. at a undisturbed driving and when driving with an obstacle on a recorder or a Oszoloskop, you can usually clearly see that the signal shape or the contour of this operating parameter when reaching the obstacle clearly from the one Driving without this obstacle differs.
- the invention is based on the basic knowledge that due to such characteristic waveforms determined earlier and / or more precisely Let operating states be recognized - also by comparing signal contours.
- EP-A-0 352 340 already discloses a method and a device for monitoring the Operating environment of a computer system known with which dangerous Operating states of the computer system due to impermissible environmental conditions are recognizable at an early stage. This document is therefore on a completely different technical level Field as the invention. So instead of measuring according to the invention of Operating parameters of the drive device according to step a) in the known method Environmental parameters in and around the computer system at certain measuring points of the Operating time of the computer system measured. Steps b) and c) then take place analogously as in the invention, however, based on the environmental parameters of the computer system.
- step c) the analysis of the measured value history mentioned in step c) is also already possible based on theoretical expectations or calculations.
- the operating state of interest Preferably to determine the operating state of interest by the signal sequences or signal contours obtained with the respective measured value sequences with a expected, calculated or stored in step d) as a reference or Signal contour compared.
- the physical parameters current, Voltage, speed, motor temperature, etc.
- pre-evaluations e.g. differentiation according to or Integration via path or time
- One or the other can do this Operating parameters or a certain pre-evaluation of certain Operating parameters to be superior to other monitoring methods, being in advance Before carrying out the procedure, it should be decided with which one Operating parameters - measured variable - and pre-evaluation the detection of the Operating state, such as an obstacle or end stops, can be optimally designed.
- the individual measuring points should be selected in such a way that a Comparability of the measured value histories obtained is achieved. This could e.g. B. can be achieved by always having the same measuring locations or measuring times of the Course of the movable closure is measured. On the other hand, there is also a possibility to compare the measured value histories at measuring points of two trips, although exact locations of the compared measuring points are not known in absolute terms. This possibility is opened by determining the measuring points as equidistant with a predetermined distance between successive measuring locations on the Movement distance of the conclusion or as equidistant with a predetermined one Interval of successive measuring times.
- the motor current can be used as operating parameters in step a) of an electric motor of the drive device, the speed of the electric motor, the Speed of the drive movement, the acceleration of the drive movement, the Supply voltage of a soft energy supply to the electric motor and / or the Temperature of the electric motor can be measured.
- a waveform might be off four measured values for recognizing a certain operating state not yet are sufficient, but a signal form formed from six measured values is sufficient.
- step v) each newly recorded measured value starting with one to differentiate characteristic curves predetermined minimum value for the number i of for comparison previously measured values used, increasing this number i, preferably repeated by one until the characteristic operating condition has been determined or this number i is the number n as the measured value history measured values measured previously.
- each previously performed trip the degree in which an operating state of interest - such as proper obstacle-free ride - has occurred as a reference ride for subsequent journeys are used, preferably those obtained in the process Reference curves or reference function values are offset against previously saved values become.
- Operating states are becoming more precise recognizable if not just one operating parameter, but several based on their Measured value history and signal form can be used for recognition. To recognize The operating mode can then also include the signal shape of the one operating parameter that of the other operating parameter are compared.
- the drive devices of the type in question are here as Operating parameters physical quantities in or on the motor or its control used to avoid attaching additional sensors to the end.
- there has recently been a move towards end stop switches dispense with and fixing an end stop after installing the drive device via a threshold value determination indicating the power requirement of the drive motor Sizes. So increases z.
- B. the motor current over a relative high If the threshold is applied, it is assumed that an end stop has been reached. Between the motor and the edge with which the end moves against the end stop, but there are usually quite a lot of mechanical parts, all with play or in between lying joints or over - z. B.
- a drive device for performing the method according to the invention has in addition to a measuring device for measuring the operating parameters in the determined a control unit in particular equidistant in terms of time or distance to control the individual method steps according to the invention and a Shift register in which the previously measured n measured values are recorded become.
- the invention is particularly in the field of door drives or door drives interesting.
- a method can be achieved by the invention that by tracking a "tail” or a “track” of n in terms of distance and / or time equidistant Measured values and evaluation of the same for monitoring the run of driven gates or doors.
- Fig. 1 the course of any signal Y (s, t) is one on a garage or Industrial door or the like back and forth between an open and a closed position Movable conclusion connected drive device over a section of the Trajectory of completion - s - or for a certain time during the the conclusion moves, - t - shown.
- each support point A, B, C, D, E serves as a measuring point for measuring the then existing operating parameter value.
- the signal Y is thus sampled at intervals of X, the sampled in each case Values in a memory device operating in the manner of a shift register to be recorded.
- a new measured value is added to each new support point until a total of a certain number n of measured values is available.
- each one next measured value recorded and all previously measured values continue shifted, whereby the first of all measured value falls from the memory, so that after an initial phase, a sequence of n for each support point or for each measuring point previously measured values are available.
- the signal Y is therefore at each support point or measuring point - measuring point or Measuring time - sampled and the measured values of the last sampled n support points are already saved, so that the current base always has a "tail” or a "Trace” of n measured values pulls behind.
- such an analysis is carried out with a direct comparison of a single characteristic set of values of n + 1 values, e.g. B. could say that after three successive ascents there is a constant value got to. It should be clear to the expert that there is a very large variety possible value proposition statements that can be used as a characteristic property for an operating state of interest can be evaluated.
- the measured value history of n + 1 measured values is converted into a test function entered - for example a polygonal function with n + 1 variables, where a operating condition of interest can be determined when the then obtained Function value of the test function is within certain limits.
- this method of determining an obstacle used is hit during a test drive and characteristic properties of the signal form then obtained become recognizable such obstacles. For example, when moving on, it will turn to Obstacle to at least three consecutive measured values one for the power requirement of the completion proportional operating parameter determine an increase, also the first and second derivative of the operating parameter by distance or time in each of the three measuring points will be increasing. Other possible characteristic Any specialist will be able to recognize properties if he has the measurement history records according to the operating parameters when hitting an obstacle and compared to the measured value histories available for obstacle-free travel.
- an obstacle-free learning trip is first carried out, analyzed the history available and as a measure for the following Journeys used, with any deviation from this measure being the switch-off criterion. It are so on all trips, z. B. to measurement point A the n + 1 present Measured values analyzed as a history. The result is then analyzed with already and as measured values or values of an obstacle-free journey found to be in order compared. If this comparison also reveals "OK", the trip will be different, if necessary Result continued with another series of reference measurements. Otherwise, e.g. B. a shutdown or reversal action can be initiated.
- Another embodiment relates to a method for precisely determining a End position - open or closed position - of the conclusion, hereinafter referred to as "Reference point identification" is referred to.
- This method is particularly suitable for a garage door operator that is designed for various types of garage doors without the provision of sensors on the actual Garage door should be suitable.
- such includes Garage door operator for overhead gates one movable within a guide rail Carrier that back and forth within the guide rail by means of a traction mechanism is movable and can be coupled to a door leaf of the overhead door.
- types and so on Garage doors will be the distance within which the driver for moving the Garage doors should move between the open and closed positions, not over mechanical limit switches, but through an interaction between mechanically definable within the guide rail End position limiters, sensing the motor current consumption of an electric motor Garage door drive and one preferably located within the motor Incremental encoder. This interaction is used to make the necessary To determine the rail movement stroke for opening and closing the respective door and monitor the gate movement.
- the incremental encoder can be used to cover the distance Path and the current position and speed are recorded.
- a reference run or lem run in the opening movement direction is carried out as the first run after the power supply to the garage door drive has been interrupted, hereinafter referred to as "reference run open".
- the garage door drive is moved in the opening movement direction until the garage door or preferably the driver moves to the end position limiter defining the open position. Reaching this end position limiter is detected on the basis of the monitoring of the motor current and / or the speed of the drive motor if the motor current draws a current due to the increased current consumption due to the high power requirement caused by the limitation of the end position limiter, which is above a previously specified or taught limit value.
- the end position can also be detected by a drop in the speed below a certain limit value V min .
- the motor is switched off when this end position is detected. If the open position is determined in this way - in the following "end position open" - an internal counter, ie a counter in the control of the door drive, which is fed from the incremental encoder and is subsequently responsible for measuring the distance covered, is set to zero.
- the driver is preferably driven via a traction mechanism transmission, which because of A tooth belt due to the fact that it is maintenance-free and runs particularly smoothly includes. Due to stretching of this tooth belt or other traction devices and due to manufacturing tolerances and games present everywhere in the drive train the internal counter reading obtained in this way generally does not agree with the Actual reaching of the "end position open" by the driver or that coupled garage door. To correct the acquisition of the reference point "End position on 'is the procedure described below suitable.
- the internal counter After teaching the distance through the "learning drive-close” the internal counter is as Position sensor or position encoder used for all door travel, taking it from the above reasons mentioned there is a fundamental uncertainty as to whether the internal counter also reflects the actual position of the gate. To limit the addition of Errors are or are therefore achieved every time the door is moved to an end position should actually be reached, that by threshold detection - over and / or Falling below learned or specified threshold or limit values - is signaled, the counter reading is re-adjusted by a zero value is entered or, when the "end position closed" is detected, the stored value in the internal counter is transmitted. This procedure is referred to below as Referenced.
- Fig. 2 is the course of a obtainable by the incremental encoder Velocity signal v (s) with equidistant support points above the through outlines the incremental encoder available.
- the one always the same Distance X consecutive points could z. B. by each incremental encoder pulse, every second incremental encoder pulse, every third incremental encoder pulse etc. To be defined.
- the velocity v (s) is recorded at each of these support points, where the last sampled or recorded n-measurement values of v (s) in one like one Shift register acting memory are recorded. This pulls the current one Measured value always a "tail” or a "trace” of n measured values behind, similar like the contrails of an airplane in the sky, which determine the course of the airplane for trace for a short time and then disappear.
- the end position can be corrected during the "reference run up ' be achieved.
Landscapes
- Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
- Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Normalfahrten, Auffahren auf
Hindernisse, Auffahren auf Endanschläge oder dergleichen Betriebszuständen bei einem
zwischen einer Offen- und einer Schließstellung mittels einer Antriebsvorrichtung hin- und
her beweglichen Abschluss für ein Gebäude oder eine Einfriedung, mit dem Schritt:
Es sind bereits verschiedene Verfahren und Steuerungen zum Steuern von
Antriebsvorrichtungen für Abschlüsse von Gebäuden oder Einfriedungen beschrieben
worden. Beispiele für solche Verfahren und Steuerungen finden sich in der DE 196 28 238
C2, der EP 0 083 947 B1 oder der DE 42 14 998 A1 auf die für weitere Einzelheiten
solcher Verfahren und Steuerungen, den dabei eingesetzten Antriebsvorrichtungen sowie
der dabei sich ergebenden Problematik ausdrücklich verwiesen wird.
Außerdem wird für weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ausdrücklich auf die
nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung 199 58 308.0 der Anmelderin vom
03.12.1999 verwiesen.
Weitere Beispiele vergleichbarer Steuerungen und Antriebsvorrichtungen für bewegliche
Abschlusseinrichtungen finden sich in der GB 2 010 957 A, der DE 27 27 518 A1 oder der
GB 2 169 105 A.
Allgemein ist aus diesem Stand der Technik bekannt, zur Überwachung des Laufes von
angetriebenen Toren, Türen, Fenstern oder dergleichen angetriebenen Gebäude- oder
Einfriedungsabschlüsse oder sonstigen beweglichen Abschlüssen in oder an der
Antriebsvorrichtung verschiedene physikalische Größen zu messen, die den tatsächlichen
Kraftbedarf zum Bewegen des Abschlusses repräsentieren. Diese Größen können zum
Beispiel der Motorstrom, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung u .s. w. sein, die am
Antriebsmotor mehr oder weniger direkt oder per Sensor zur Verfügung stehen und durch
die Steuerung der Antriebsvorrichtung entsprechend ausgewertet werden.
Diese Auswertung dient dann in der Regel zum Initiieren von Abschalt- oder
Reversieraktionen zur Vermeidung von unnötig hohen Kräften an den Schließkanten von
Türen und/oder Toren, Fenstern oder sonstigen Abschlüssen.
Zum Beispiel aus der DE 196 28 238 C 2 ist es bekannt, dass diese Größen oder
Betriebsparameter bei einer sog. Lernfahrt oder Messfahrt oder einer sonstigen
Referenzfahrt entlang der kompletten Fahrt aufgezeichnet werden und bei darauf
folgenden Fahrten im Normalbetrieb, in der Regel zuzüglich eines Aufschlages, als
Vergleichswert für den tatsächlichen Kraftbedarf für die jeweilige Position benutzt werden
kann. Dabei wird der gemessene Wert in der Regel als Schwellenwert oder zur
Berechnung eines Schwellenwertes benutzt, um bei Über- oder Unterschreitung dieses
Schwellenwertes durch den aktuell gemessenen Betriebsparameter die
Antriebsvorrichtung entsprechend abzuschalten oder zu reversieren.
Er gibt hierzu im allgemeinen streckenabhängige oder streckenunabhängige Berechnung
dieses Schwellwerts. Die Abschaltung erfolgt aber immer anhand eines Vergleiches des
aktuell tatsächlich gemessenen Werte mit dem zuvor festgelegten Vergleichswert -
Schwellenwert -.
Auch ist in den vorerwähnten Druckschriften beschrieben, die Lage der Endanschläge -
Öffnungstellung oder Schließstellung - ohne Endschalter aufgrund von an der
Antriebsvorrichtung gemessenen Betriebsparameter festzustellen, was ebenfalls über eine
Schwellwertbestimmung erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber bekannten Verfahren der eingangs
genannten Art eine neue Erkennungsmöglichkeiten von Betriebszuständen von
beweglichen Abschlüssen zu schaffen, um genauere Informationen zur Verfügung zu
haben und ggf. schneller als bisher auf bestimmte Betriebszustände reagieren zu können.
Grundidee der Erfindung ist es, die Vorgeschichte des Betriebsparameters oder die Kontur
des Verlaufs des Betriebsparameters als Erkennungskriterium zu verwenden. Durch die
Erfindung wird also der streckenmäßige oder zeitliche Verlauf der Messgröße oder
zeitliche Verlauf der Messgröße oder des Betriebsparameters (im folgenden als
"Vorgeschichte" oder "Messhistorie" bezeichnet) als Erkennungskriterium für den
Betriebszustand herangezogen und ggf. zur Initiierung von Abschalt- oder
Reversieraktionen verwendet. Durch die Erfindung wird also ein Verfahren geschaffen, das
die Vorgeschichte bzw. die Kontur des Motorstromes eines Antriebsmotors der
Antriebsvorrichtung, der Drehzahl des Motorstromes, der Geschwindigkeit, der
Beschleunigung oder von sonstigen Rückschlüsse auf festzustellende Betriebszustände
erlaubenden Betriebsparametern als Mittel verwendet, um auf so festgestellte
Betriebszustände, insbesondere auf Hindernisse oder Störungen, entsprechend zu
reagieren und zum Beispiel die Antriebsvorrichtung bei Hindernissen abzuschalten oder zu
reversieren.
Erfindungsgemäß wird zum Lösen der oben beschriebenen Aufgabe ein Verfahren
vorgeschlagen zum Erkennen von Normalfahrten, Verfahren zum Erkennen von
Normalfahrten, Auffahren auf Hindernisse, Auffahren auf Endanschläge oder dergleichen
Betriebszuständen bei einem zwischen einer Offen- und einer Schließstellung mittels einer
Antriebsvorrichtung hin- und her beweglichen Abschluss für ein Gebäude oder eine
Einfriedung, mit den Schritten:
Durch Schritt b) wird sichergestellt, dass zu jedem Messpunkt die Vorgeschichte oder
Messwerthistorie des Betriebsparameters und damit der kurz zuvor festgestellte Verlauf
des Betriebsparameters zur Verfügung seht.
Aufgrund dieses Verlaufes kann dann ein bestimmter Betriebszustand festgestellt werden,
was durch Analysieren des Verlaufes in Schritt c) erfolgt. Dieses Analysieren kann sehr
vielfältig geschehen. So wird man bei jeder Art von Abschluss bestimmte Signalformen
oder Konturen des jeweils zu überwachenden Betriebsparameters erwarten oder durch
Simulation berechnen können. Insbesondere wird man die Signalform bei bestimmten
Betriebszuständen wie Auffahren auf ein Hindernis oder auf einen Endanschlag bereits vor
einem Abschalten über Schwellwertabschaltung anhand der Signalform erkennen können.
Betrachtet man nämlich den Verlauf von den Kraftbedarf der Antriebsvorrichtung
anzeigenden Betriebsparametern wie Motorstrom, Geschwindigkeit, Beschleunigung
u.s.w. an bestimmten möglichst dicht aufeinander folgenden Messpunkten, z. B. bei einer
ungestörten Fahrt und bei einer Fahrt mit Hindernis auf einen Schreiber oder einem
Oszoloskop, so kann man normalerweise deutlich erkennen, dass sich die Signalform bzw.
die Kontur dieses Betriebsparameter bei Erreichen des Hindernisses klar von der einer
Fahrt ohne dieses Hindernis unterscheidet.
Der Erfindung liegt nun die Grunderkenntnis zugrunde, dass sich aufgrund solcher
charakteristischer Signalformen früher als bisher und/oder genauer bestimmte
Betriebszustände - auch durch Signalkonturenvergleichen - erkennen lassen.
Aus der EP-A-0 352 340 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der
Betriebsumgebung eines Computersystems bekannt, mit welchem gefährliche
Betriebszustände des Computersystems aufgrund unzulässiger Umweltbedingungen
frühzeitig erkennbar sind. Diese Druckschrift liegt also auf einem völlig anderen technischen
Gebiet als die Erfindung. So werden anstelle des erfindungsgemäßen Messens von
Betriebsparametern der Antriebsvorrichtung gemäß Schritt a) bei dem bekannten Verfahren
Umweltparameter in und um das Computersystem an bestimmten Messpunkten der
Betriebszeit des Computersystems gemessen. Die Schritte b) und c) erfolgen dann analog
wie bei der Erfindung jedoch anhand der Umweltparameter des Computersystems.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Wie oben erwähnt, ist das in Schritt c) genannte Analysieren der Messwerthistorie auch
bereits aufgrund theoretischer Erwartungen oder Berechnungen möglich.
Wegen der Vielzahl von möglichen Abschlüssen und Betriebszuständen und, um auf
spezielle Gegebenheiten am Einsatzort reagieren zu können, ist aber in einer vorteilhaften
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Durchführen der Schritte a) und b)
während einer Referenz- oder Messfahrt des Abschlusses und während des
bestimmungsgemäßen Betriebs der Antriebsvorrichtung, bevorzugt, dass während der
Mess- oder Referenzfahrt Schritt c) und
erfolgt und im bestimmungsgemäßen Betrieb die Schritte
Vorzugsweise werden zum Feststellen des interessierenden Betriebzustands durch die
jeweiligen Messwertfolgen erzielte Signalformen oder Signalkonturen mit einer zu
erwartenden, berechneten oder in Schritt d) als Referenz gespeicherten Signalform bzw.
Signalkontur verglichen. Hierbei sind je nach Ziel, d. h. nach interessierendem
Betriebszustand, die als Betriebsparameter vorliegenden physikalischen Größen (Strom,
Spannung, Geschwindigkeit, Motortemperatur u.s.w.) direkt verwendbar oder, wenn dies
bessere Aussagen erlaubt, auch Vorauswertungen (z. B. Differenzierung nach oder
Integration über Weg oder Zeit) möglich. Dabei kann der eine oder der andere
Betriebsparameter oder eine bestimmte Vorauswertung von bestimmten
Betriebsparametern anderen Überwachungsmethoden überlegen sein, wobei im Vorfeld
vor Durchführung des Verfahrens entschieden werden sollte, mit welchem
Betriebsparameter - Messgröße - und Vorauswertung die Erkennung des
Betriebszustandes, wie beispielsweise eines Hindernisses oder von Endanschlägen,
optimal gestaltet werden kann.
Unterscheidet sich also eine Kontur eines so bestimmten Betriebsparameters oder vorausgewerteten
Betriebsparameters deutlicher bei einem bestimmten Betriebszustand von
einer "normalen" Kontur als dies bei anderen Betriebsparametern der Fall ist, so kann
diese besondere Kontur in der Messwertvorgeschichte oder Messwerthistorie auch zur
Unterscheidung dieses Betriebszustandes innerhalb der Auswertung in der Steuerung der
Antriebsvorrichtung verwendet werden, um beispielsweise einen normalen Verlauf eines
angetriebenen Garagentores von einem Auftreffen auf ein Hindernis zu unterscheiden und
bei der Hindernisfahrt die entsprechenden Abschalt- oder Reversieraktionen
durchzuführen.
Ein individueller zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung angetrieben bewegter
Abschluss kann sich bei einer Fahrt auf ein Hindernis in anderer charakteristischer Weise
verhalten, als andere Abschlüsse. Hier kommt es auf den Antriebsstrang - z. B. Antrieb
über ein Seilsystem gegenüber Zahngurtgetriebe oder Kettengetriebe -, die Art des
Abschlusses - Sektionaltor, einflügeliges Über-Kopf-Tor, Rolltor, Schiebetor,
Schwenkflügeltür, Hebefenster und so weiter - und Umwelteinflüsse - Temperaturen,
Niederschläge, Schnee und Eis - an. Um die besondere Signalform beim Auftreffen des
individuellen Abschlusses auf ein Hindernis feststellen zu können, ist in einer vorteilhaften
Ausgestaltung das erfindungsgemäße Verfahren und zwar als
Hinderniserkennungsverfahren gekennzeichnet durch
Das Auswählen der einzelnen Messpunkte sollte derart geschehen, dass eine
Vergleichbarkeit der jeweils erhaltenen Messwerthistorien erreicht wird. Dies könnte z. B.
dadurch erzielt werden, dass stets an denselben Messorten oder Messzeiten des
Verlaufes des beweglichen Abschlusses gemessen wird. Andererseits gibt es aber auch
eine Möglichkeit, die Messwerthistorien an Messpunkten zweier Fahrten zu vergleichen,
obwohl genaue Orte der verglichenen Messpunkte absolut gesehen nicht bekannt sind.
Diese Möglichkeit wird eröffnet durch Bestimmen der Messpunkte als äquidistant mit
einem vorbestimmten Streckenabstand aufeinanderfolgende Messorte auf der
Bewegungsstrecke des Abschlusses oder als äquidistant mit einem vorbestimmten
Zeitabstand aufeinanderfolgende Messzeiten. Es wird also während des Laufes der
Antriebsvorrichtung nicht immer unbedingt an den selben Messorten oder zu den selben
Messzeiten gemessen, es wird gemäß dieser Ausführungsform nur als Bedingung
vorausgesetzt, dass sämtliche Messorte streckenmäßig äquidistant bzw. sämtliche
Messzeiten zeitlich äquidistant aufeinander folgen.
Wie bereits mehrfach erwähnt, können in Schritt a) als Betriebsparameter der Motorstrom
eines Elektromotors der Antriebsvorrichtung, die Drehzahl des Elektromotors, die
Geschwindigkeit der Antriebsbewegung, die Beschleunigung der Antriebsbewegung, die
Versorgungsspannung einer weichen Energieversorgung des Elektromotors und/oder die
Temperatur des Elektromotors gemessen werden.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass nicht immer
unbedingt eine komplette Messwerthistorie, d. h. sämtliche n+1-Werte vorhanden sein
müssen, um einen bestimmten Betriebszustand festzustellen. Es reicht jeweils aus, das
jeweils letzte Teilstück des aktuell vorliegenden Messwerthistorienverlaufs mit dem ersten
Teilstück eines zu erwartenden, errechneten oder gespeicherten charakteristischen
Messwerthistorienverlaufes - einer Referenzmesswerthistorie - zu vergleichen. Dies ist
bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht durch die Schritte:
Zum Verständnis sei hier ein Beispiel angegeben: Wenn bei dicht aufeinander folgenden
Messpunkten stets die 10 vorhergegangenen Messwerte als Messwerthistorie gespeichert
sind und eine Referenzmesswerthistorie demgemäss einen aus einer
Referenzmesswertfolge von 11 aufeinander folgenden Messwerten umfasst, so reicht es
unter Umständen aus, bei dem aktuell gemessenen Betriebsparameterverlauf die durch
die letzten vier Messwerte festgelegte Signalform mit den ersten vier Messwerten der
Referenzmesswerthistorie zu vergleich, um beispielsweise das Auffahren eines
Hindernisses, einen Endanschlag oder eine Störung bei dem Abschluss zu erkennen. In
diesem Beispiel wäre also i=3 und n=10.
Um bei dem vorherigen Beispiel zu bleiben, könnte unter Umständen eine Signalform aus
vier Messwerten zum Erkennen eines bestimmten Betriebszustandes noch nicht
ausreichen, eine aus sechs Messwerten gebildete Signalform aber schon. Um dennoch
nicht die vollständige aus allen n+1-Werten gebildete Messwerthistorie aufnehmen zu
müssen, um den interessierenden Betriebszustand zu erkennen, was unter Umständen
einen großen Zeitverlust mit sich bringen würde, wird in Weiterbildung der soeben
erläuterten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass Schritt v) bei
jedem neu aufgezeichneten Messwert beginnend mit einem zum Unterscheiden
charakteristischer Verläufe vorgegebenen Mindestwert für die Anzahl i der zum Vergleich
herangezogenen zuvor gemessenen Messwerte unter Erhöhung dieser Anzahl i,
vorzugsweise um eins, wiederholt wird, bis der charakteristische Betriebszustand
festgestellt worden ist oder diese Anzahl i die Zahl n der als Messwerthistorie
aufgezeichneten zuvor gemessenen Messwerte erreicht hat.
Üblicherweise wird es zum Erkennen einer charakteristischen Signalform etwa mindestens
drei aufeinanderfolgende Werte geben müssen. Insofern könnte bei jedem neu
aufgenommenen Messwert beginnend mit i=2 oder 3 ein Vergleich der durch die letzten
drei oder vier aktuell gemessenen Messwerte gebildeten Signalform mit einer durch die
ersten drei oder vier Messwerte der Referenzmesswerthistorie durchgeführt werden. Ergibt
dies kein Erkennen eines interessierten Betriebszustandes, wird nun der Vergleich der
letzten vier oder fünf mit den ersten vier oder fünf Messwerten der Referenzhistorie
durchgeführt. Dies erfolgt dann solange, bis entweder eine genügend lange Signalform
eine Übereinstimmung sicher feststellt oder aber bis sämtliche n+1-Messwerte der aktuell
aufgenommenen Messwerthistorie mit den n+1-Messwerten der Referenzmesswerthistorie
verglichen sind, ohne dass der interessierende Betriebszustand festgestellt worden ist. Mit
einem genügend schnellen Prozessor ist diese Analyse der Signalformen in der Zeit
durchführbar, die zwischen den Messpunkten liegt. Zum Nachführen der zum
Signalvergleich vorliegenden Referenzmesswerthistorien ist gemäß einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, dass jede zuvor durchgeführte Fahrt
des Abschlusses, bei dem ein interessierender Betriebszustand - wie z.B.
ordnungsgemäße hindernisfreie Fahrt - aufgetreten ist, als eine Referenzfahrt für
darauffolgende Fahrten verwendet wird, wobei vorzugsweise die dabei erhaltenen
Referenzverläufe oder Referenzfunktionswerte mit zuvor gespeicherten verrechnet
werden.
Zwar wird zum Feststellen vieler Arten von Betriebszuständen die Überwachung eines
einzelnen Betriebsparameters ausreichend sein. Genauer werden aber Betriebszustände
erkennbar, wenn nicht nur ein Betriebsparameter, sondern mehrere aufgrund ihrer
Messwerthistorie und Signalform zur Erkennung herangezogen werden. Zum Erkennen
von Betriebszuständen kann dann auch die Signalform des einen Betriebsparameters mit
der des anderen Betriebsparameters verglichen werden.
Ein Betriebszustand, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren viel genauer erkennbar
ist als bei bisherigen vergleichbaren Methoden, ist das Erkennen eines Endanschlages.
Bei den Antriebsvorrichtungen der hier in Rede stehenden Art werden als
Betriebsparameter physikalische Größen in oder am Motor oder dessen Ansteuerung
verwendet, um so das Anbringen zusätzlicher Sensoren am Abschluss zu vermeiden.
Insbesondere ist man in letzter Zeit dazu übergegangen, auf Endanschlagsschalter zu
verzichten und das Festellen eines Endanschlages nach Montage der Antriebsvorrichtung
über eine Schwellwertbestimmung bei dem Kraftbedarf des Antriebsmotors anzeigenden
Größen vorzunehmen. Steigt also z. B. der Motorstrom über einen relativen hoch
angesetzten Schwellwert hinaus, geht man davon aus, dass ein Endanschlag erreicht ist.
Zwischen dem Motor und der Kante, mit der der Abschluss gegen den Endanschlag fährt,
liegen aber meist recht viele mechanische Teile, die alle mit Spiel oder dazwischen
liegenden Fugen oder über - z. B. elastische - Dehnungserscheinungen dazu beitragen,
dass zwischen einem ersten Berühren der Anschlagskante an den Endanschlag und dem
Feststellen der Schwellwertüberschreitung einige Zeit vergeht, während der der Abschluss
fester gegen den Endanschlag gedrückt wird. Dadurch ist das Erkennen des
Endanschlages über die Schwellwertermittlung relativ ungenau und es könnte unter
Umständen sein, dass die Steuerung das Auflaufen auf ein sehr kleines Hindernis wie z.
B. einen menschlichen Fuß wegen einer unkorrekten Endanschlagermittlung als das
Auffahren auf den Endanschlag anstelle auf ein Hindernis erkennt. So hat das genaue
Erkennen eines Endanschlages auch einen ernsten Sicherheitsaspekt.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem zur Analyse des jeweiligen
Betriebszustandes eine Messwerthistorie zur Verfügung steht, kann hier bedeutende
Verbesserungen schaffen. Demgemäss werden bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung als Verfahren zum Erkennen eines genauen Beginns einer Fahrt gegen den
Endanschlag die Schritte vorgeschlagen:
Eine Antriebsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist
neben einer Messeinrichtung zum Messen des Betriebsparameters in den bestimmten,
insbesondere zeitlich oder streckenmäßig äquidistanten, Messpunkten, eine Steuereinheit
zum Steuern der einzelnen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte und ein
Schieberegister auf, in dem die jeweils zuvor gemessenen n Messwerte aufgezeichnet
werden.
Die Erfindung ist insbesondere auf dem Gebiet der Torantriebe oder Türantriebe
interessant. Durch die Erfindung ist dabei ein Verfahren erzielbar, das durch Nachführen
eines "Schweifs" oder einer "Spur" von n streckenmäßig und/oder zeitlich äquidistanten
Messwerten und Auswertung derselben sich zur Überwachung des Laufs von
angetriebenen Toren oder Türen einsetzen lässt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die dabei
herangezogenen beigefügten Zeichnungen zeigen in:
- Fig. 1
- den Verlauf eines beliebigen Betriebsparameters eines Torantriebes über dem Weg (s) oder der Zeit (t);
- Fig. 2
- der Verlauf einer Geschwindigkeit eines Antriebsmotors eines Garagentorantriebes im Bereich eines Endanschlages, gegen den das durch den Garagentorantrieb angetriebene Garagentor gefahren wird; und
- Fig. 3
- eine Ansicht eines Details aus Fig. 2.
In Fig. 1 ist der Verlauf eines beliebigen Signals Y(s, t) einer an einem Garagen- oder
Industrietor oder dergleichen zwischen einer Offen- und einer Schließstellung hin- und
herbeweglichen Abschluss angeschlossenen Antriebsvorrichtung über eine Teilstrecke der
Bewegungsbahn des Abschlusses - s - oder während einer bestimmten Zeit, während der
sich der Abschluss bewegt, - t - dargestellt.
Zum Erhalten des Signalverlaufes sind streckenmäßig (s) oder zeitlich (t) äquidistante
Stützstellen in gleichbleibenden Abständen X vorgesehen, wobei jede Stützstelle A, B, C,
D, E als Messpunkt zum Messen des dann vorliegenden Betriebsparameterwertes dient.
Das Signal Y wird also in Abständen von X abgetastet, wobei die jeweils abgetasteten
Werte in einer nach Art eines Schieberegisters wirkenden Speichereinrichtung
aufgezeichnet werden. An jeder neuen Stützstelle kommt ein neuer Messwert hinzu, bis
insgesamt eine bestimmte Anzahl n von Messwerten vorhanden ist. Dann wird der jeweils
nächste Messwert aufgezeichnet und alle zuvor gemessenen Messwerte weiter
verschoben, wobei der zuallererst gemessene Messwert aus dem Speicher fällt, so dass
nach einer Anfangsphase für jede Stützstelle bzw. für jeden Messpunkt eine Folge von n
zuvor gemessenen Messwerten zur Verfügung steht.
Das Signal Y wird also an jeder Stützstelle oder jedem Messpunkt - Messort oder
Messzeit - abgetastet und die Messwerte der zuletzt abgetasteten n Stützstellen sind
bereits gespeichert, so dass die jeweils aktuelle Stützstelle stets einen "Schweif" oder eine
"Spur" von n Messwerten hinter sich herzieht.
In Fig. 1 ist ein Beispiel dargestellt, bei welcher jede Stützstelle A, B, C, D, E die
Messwerte der jeweils zuvor gemessenen n=5 Stützwerte zugeordnet sind.
An dem Messpunkt A - Position oder Zeitpunkt - liegen also n+1 Messwerte vor, mit der
die Vorgeschichte oder Messwerthistorie analysiert werden kann.
Eine solche Analyse erfolgt in einem Ausführungsbeispiel mit einem direkten Vergleich
eines einzelnen charakteristischen Wertesatz von n+1 Werten, der z. B. besagen könnte,
dass nach drei hintereinander folgenden Anstiegen ein gleichbleibender Wert erfolgen
muss. Dabei dürfte dem Fachmann klar sein, dass es hier eine sehr große Vielfalt
möglicher Wertesatz-Aussagen geben kann, die als charakteristische Eigenschaft für
einen interessierenden Betriebszustand wertbar sind. In einer weiteren Ausführungsform
wird die jeweils festgestellte Messwerthistorie von n+1 Messwerten in eine Testfunktion
eingegeben - beispielsweise eine Polygonalfunktion mit n+1 Variablen, wobei ein
interessierender Betriebszustand dann festzustellen ist, wenn der dann erhaltene
Funktionswert der Testfunktion innerhalb bestimmter Grenzen liegt.
Es ist also durchaus mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass für eine
komplette Fahrt des Abschlusses nur ein charakteristischer Wert oder ein
charakteristischer Wertesatz für den Vergleich ausreicht, so dass nicht unbedingt mehrere
positions- oder zeitabhängige Werte oder Wertesätze dafür zur Verfügung stehen bzw.
gespeichert werden müssen.
In einiger Ausführungsformen wird dieses Verfahren zum Feststellen eines Hindernisses
eingesetzt. Hierzu wird bei einer Testfahrt auf ein Hindernis aufgefahren und
charakteristische Eigenschaften der dann erhaltenen Signalform werden zum Erkennen
solcher Hindernisse verwendet. Beispielsweise wird sich bei einem Auffahren auf ein
Hindernis bei mindestens drei aufeinander folgenden Messwerten eines zum Kraftbedarf
des Abschlusses proportionalen Betriebsparameters ein Ansteigen feststellen, wobei auch
die erste und die zweite Ableitung des Betriebsparameters nach Weg oder Zeit in jedem
der drei Messpunkte ansteigend sein wird. Weitere mögliche charakteristische
Eigenschaften wird jeder Fachmann erkennen können, wenn er die Messhistorie
entsprechend der Betriebsparameter bei Auftreffen auf ein Hindernis aufzeichnet und
gegenüber den bei hindernisfreier Fahrt erhältlichen Messwerthistorien vergleicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird zunächst eine hindernisfreie Lernfahrt
durchgeführt, die dabei erhältliche Historie analysiert und als Maß für die nachfolgenden
Fahrten verwendet, wobei jede Abweichung von diesem Maß als Abschaltkriterium gilt. Es
werden also bei allen Fahrten, also z. B. zum Messpunkt A die n+1 vorliegenden
Messwerte als Vorgeschichte analysiert. Das Ergebnis wird dann mit bereits analysierten
und als in Ordnung befundenen Messwerten oder Werten einer hindernisfreien Fahrt
verglichen. Ergibt dieser Vergleich ebenfalls "in Ordnung", so wird die Fahrt, ggf. je nach
Ergebnis mit einer weiteren Referenzmesswertreihe fortgesetzt. Andernfalls kann z. B.
eine Abschalt- oder Reversieraktion initiiert werden.
Bei Fortsetzung der Fahrt, d. h. wenn die Analyse der n+1-Messwerte zum Messpunkt A
einen Normalbetrieb ergeben hat, findet der gleiche Vorgang wieder an dem Messpunkt B
statt, dann wieder an dem Messpunkt C und so weiter und so fort. In einer
Ausführungsform werden dabei die in jedem vorherigen Messpunkt festgestellten und als
in Ordnung befundenen Messwertreihen zur Aktualisierung der Referenzmesswerthistorie
bzw. der Referenzmesswerthistorien verwendet und/oder für folgende Vergleiche
gespeichert.
Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum genauen Feststellen einer
Endlage - Offen- oder Schließstellung - des Abschlusses, die im folgenden als
"Referenzpunkt-Identifikation" bezeichnet wird.
Dieses Verfahren ist besonders geeignet für einen Garagentorantrieb, der für
verschiedenste Arten von Garagentoren ohne Vorsehen von Sensoren am eigentlichen
Garagentor geeignet sein soll. Wie grundsätzlich gut bekannt, umfasst ein solcher
Garagentorantrieb für Über-Kopf-Tore einen innerhalb einer Führungsschiene beweglichen
Mitnehmer, der mittels eines Zugmittelgetriebe innerhalb der Führungsschiene hin- und
herbeweglich ist und an ein Torblatt des Über-Kopf-Tores ankoppelbar ist. Für ein
besonders einfaches Anpassen an verschiedene Größen, Bauarten und so weiter von
Garagentoren wird die Strecke, innerhalb der der Mitnehmer zum Bewegen des
Garagentores zwischen der Offen- und der Schließstellung verfahren soll, nicht über
mechanische Endschalter festgelegt, sondern über ein Zusammenspiel zwischen
mechanischen innerhalb der Führungsschiene wahlweise festlegbaren
Endlagenbegrenzern, Abtasten der Motorstromaufnahme eines Elektromotors des
Garagentorantriebes und einem vorzugsweise innerhalb des Motors befindlichen
Inkrementalgeber. Dieses Zusammenspiel wird verwendet, um den notwendigen
Schienen-Bewegungshub zum Öffnen und Schließen des jeweiligen Tores zu ermitteln
und den Torlauf zu überwachen. Mittels des Inkrementalgebers kann der zurückzulegende
Weg und die jeweils aktuelle Position sowie die Geschwindigkeit erfasst werden.
Als erste Fahrt nach zuvor erfolgter Stromunterbrechung des Garagentorantriebes wird
eine Referenzfahrt oder Lemfahrt in Öffnungsbewegungsrichtung durchgeführt, im
folgenden "Referenzfahrt Auf" genannt. Bei dieser "Referenzfahrt Auf" wird der
Garagentorantrieb solange in Öffnungsbewegungsrichtung gefahren, bis das Garagentor
oder vorzugsweise der Mitnehmer an den die Offenstellung definierenden
Endlagenbegrenzer fährt. Das Erreichen dieses Endlagenbegrenzers wird aufgrund der
Überwachung des Motorstromes und/oder der Geschwindigkeit des Antriebsmotors
erfasst, wenn der Motorstrom aufgrund der erhöhten Stromaufnahme wegen des durch die
Begrenzung des Endlagenbegrenzers verursachten hohen Kraftbedarfs einen Strom zieht,
der über einem zuvor vorgegebenen oder eingelernten Grenzwert liegt. Da ein Absinken
der Geschwindigkeit einen erhöhten Kraftbedarf des nicht nachgeregelten Torantriebes
anzeigt, ist die Endlage auch über ein Absinken der Geschwindigkeit unter einen
bestimmten Grenzwert Vmin detektierbar. Bei Detektion dieser Endlage wird der Motor
abgeschaltet. Bei derartigem Feststellen der Offenstellung - im folgenden "Endlage Auf" -
wird ein interner Zähler, d. h. ein Zähler in der Steuerung des Torantriebes, der aus dem
Inkrementalgeber gespeist wird und im folgenden für das Abmessen des zurückgelegten
Weges verantwortlich ist, auf Null gesetzt.
Nun gehen aber in die Zählung der Inkrementalgeber-lmpulse, der ja dem Motor
zugeordnet ist, auch die mechanischen Eigenschaften des Übertragungsweges ein.
Vorzugsweise wird der Mitnehmer über ein Zugmittelgetriebe angetrieben, welches wegen
Gründen der Wartungsfreiheit und eines besonders ruhigen Laufs einen Zahngurt
beinhaltet. Aufgrund von Dehnungen dieses Zahngurtes oder von sonstigen Zugmitteln
und aufgrund überall im Antriebsstrang vorhandener Fertigungstoleranzen und Spielen
stimmt im allgemeinen der interne auf diese Weise erhaltene Zählerstand nicht mit dem
tatsächlichen Erreichen der "Endlage Auf" durch den Mitnehmer oder das daran
angekoppelte Garagentür überein. Zur Korrektur der Erfassung des Referenzpunktes
"Endlage Auf' ist das weiter unten beschriebene Verfahren geeignet.
Nach Durchführung der "Referenzfahrt Auf' und Null-Setzen des internen Zählers wird,
wenn dann in der Steuerung der für die Schließfahrt notwendige Weg noch nicht bekannt
ist, eine Lern- oder Referenzfahrt in Schließrichtung - im folgenden "Lernfahrt Zu" -
durchgeführt. Dabei wird solange in Schließbewegungsrichtung gefahren, bis durch Über-
bzw. Unterschreiten von vorgegebenen Grenzwerten für Strom oder Geschwindigkeit ein
Anschlag an die Schließstellung definierenden mechanischen Endlagenbegrenzer erfasst
wird. Der Stand des internen Zählers wird bei dem als Motorabschaltkriterium verwendeten
Über- bzw. Unterschreiten der Grenzwerte als "Endlage Zu" spannungsausfallsicher
abgespeichert. Der Zählerstand "Endlage Zu" dient im folgenden als Maß für die
zurückzulegende Wegstrecke.
Auch hier gehen aber wieder in die Zählung der Inkrementalgeber-lmpulse die
mechanischen Eigenschaften des Übertragungsweges ein, d.h. aufgrund der
Ungenauigkeiten im Übertragungsweg wegen Dehnung eines Zugmittels,
Fertigungstoleranzen, Fügestellen, Spiel und so weiter, stimmt im allgemeinen der
abgespeicherte Zählers "Endlage Zu" nicht mit dem tatsächlichen Erreichen des den
Referenzpunkt zu definierenden mechanischen Endlagebegrenzers überein. Zur Korrektur
des Referenzpunktes "Endlage Zu" ist das im folgenden beschriebene Verfahren
"Referenzpunkt-Identifikation" ebenfalls geeignet.
Nach Einlernen der Wegstrecke durch die "Lernfahrt-Zu" wird der interne Zähler als
Positionssensor oder Positionsgeber für alle Torfahrten benutzt, wobei es aus den oben
erwähnten Gründen eine prinzipielle Unsicherheit gibt, ob der interne Zähler auch die
tatsächliche Position des Tores wiederspiegelt. Zur Begrenzung der Aufaddition von
Fehlern wird deshalb bei jeder Torfahrt, mit der eine Endlage erreicht wird, bzw. erreicht
werden soll, bei dem tatsächlichen Erreichen, das durch Schwellwerterfassung - Überund/oder
Unterschreiten von gelernten oder vorgegebenen Schwell- oder Grenzwerten -
signalisiert wird, der Zählerstand neu abgeglichen, indem bei Erfassen der "Endlage Auf'
ein Nullwert eingetragen bzw. bei Erfassen der "Endlage Zu" der abgespeicherte Wert in
den internen Zähler übertragen wird. Diese Vorgehensweise wird im folgenden als
"Referenzieren" bezeichnet.
Die genaue Kenntnis der tatsächlichen Torposition kurz vor Erreichen der "Endlage Zu" ist
aus folgenden Gründen auch unter Sicherheitsaspekten wichtig:
Bei der Fahrt in Schließbewegungsrichtung muss kurz vor Erreichen der "Endlage Zu"
entschieden werden, ob ein festgestellter erhöhter Kraftbedarf durch ein Hindernis vor der
"Endlage Zu" oder zum Erreichen der "Endlage Zu" benötigt wird. Im Fall, dass ein
Hindernis vor der "Endlage Zu" vorhanden ist, muss der Torantrieb abgeschaltet oder
reversiert werden, um das Hindernis freizugeben und Beschädigungen am Tor, oder dem
Hindernis oder Verletzungen einer eingeklemmten Person zu vermeiden. Im Fall der
Erreichen der "Endlage Zu" muss der Torantrieb weiter gefahren werden, um das Tor auch
ordentlich zu schließen. Zum Unterscheiden wird üblicherweise kurz vor der gespeicherten
"Endlage Zu" eine Reversiergrenze gesetzt. Wird nach Passieren dieser Reversiergrenze
ein erhöhter Kraftbedarf festgestellt, so wird dies als Erreichen der "Endlage Zu" gewertet,
erhöhte Kraftbedarfe davor werden als Erkennung eines Hindernisses gewertet. Diese
Reversiergrenze muss möglichst nahe an dem Zählerstand für die "Endlage Zu" liegen, um
Sicherheit auch bei einem kleinen Hindernis - man denke nur an einen Fuß oder Arm
einer Person - zu gewährleisten. Andererseits soll aber auch nicht unnötig reversiert
werden, wenn durch die oben erläuterte Unsicherheit der Schließen des Tores benötigte
erhöhte Kraftbedarf als Hindernis interpretiert wird.
Mit Hilfe des im folgenden beschriebenen Verfahrens zur Referenzpunkt-Identifikation
können bei ungestört ablaufenden Torfahrten die tatsächlichen Endlagen besser bestimmt
und damit ggf. Zählerstände korrigiert werden, um darauf für folgende Fahrten die
Betriebssicherheit des Torantriebes zu erhöhen.
In Fig. 2 ist der Verlauf eines durch den Inkrementalgeber erhältlichen
Geschwindigkeitssignals v(s) mit streckenmäßig äquidistanten Stützstellen über der durch
den Inkrementalgeber erhältlichen Wegstrecke skizziert. Die in stets gleichbleibendem
Abstand X aufeinanderfolgenden Stützstellen könnten z. B. durch jeden Inkrementalgeber-Impuls,
jeden zweiten Inkrementalgeberimpuls, jeden dritten Inkrementalgeberimpuls
u.s.w. definiert werden. An jeder dieser Stützstellen wird die Geschwindigkeit v(s) erfasst,
wobei die zuletzt abgetasteten oder erfassten n-Messwerte von v(s) in einem wie ein
Schieberegister wirkender Speicher aufgezeichnet sind. Dadurch zieht der aktuelle
Messwert stets einen "Schweif" oder eine "Spur" von n-Messwerten hinter sich her, ähnlich
wie die Kondensstreifen eines Flugzeugs am Himmel, welche den Kurs des Flugzeugs für
kurze Zeit nachzeichnen und danach verschwinden.
In Fig. 2 ist das Erreichen des die Schließstellung des Tores angebenden mechanischen
Endlagenbegrenzers aufgezeichnet. Dabei unterschreitet die Motorgeschwindigkeit v(s) an
der Position E einen vorgegebenen Schwellwert Vmin, was als Abschaltkriterium für den
Elektromotor dient.
Daraufhin wird die für den Messpunkt E aufgezeichnete Messwerthistorie, d. h. die durch
die zuvor gemessenen n-Messwerte vorgegebene Signalform analysiert. Im dargestellten
Beispiel ist n=5, so dass im Messpunkt E 5+1=6 Messwerte zur Analyse vorhanden sind.
Eine Analyse gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand von Fig. 3
erläutert, die das dieser sechs zur Auswertung am Messpunkt E vorhandene Stützstellen
und Messwerte sowie die dadurch nachgebildeten Signalform im Detail zeigt. Die Analyse
ergibt als charakteristische Eigenschaft, dass die Geschwindigkeit vor dem Punkt E in
allen zuvor vermessenen Stützstellen oder Messpunkten A, B, C, D abnahm und die
Gefälle der Signalkurve, wiedergegeben durch a, b, c, d, e (Abbremsungen) stets größer
wurden.
Als charakteristische Eigenschaft der Messwerthistorie in Punkt E kann man also eine
stetige Abnahme aller Messwerte und ein Anstieg des Gefälles feststellen. Diese
charakteristische Eigenschaft wird bei der Analyse der Messwerthistorien an den
Messpunkten D, C, B und A nicht erzielt, wenn dann eine Abschaltung erfolgt wäre.
Aufgrund einfacher Überlegung kann man davon ausgehen, dass dann, wenn der
Messpunkt E bei der "Lernfahrt Zu" in der Nähe der "Endlage Zu" angeordnet ist, die
stetige Geschwindigkeitsabnahme und die stets steigende Abbremsung durch das
mechanisch weiche Verhalten des Antriebsstranges hervorgerufen worden ist und dass
das tatsächliche Erreichen der "Endlage Zu" bereits bei dem Messpunkt A stattgefunden
hat.
Aufgrund dieser Erkenntnis wird also die tatsächliche Position der Endlage bei Messpunkt
A erkannt und der Wert des internen Zählers entsprechend korrigiert.
In ganz analoger Weise kann eine Korrektur der Endlage auf bei der "Referenzfahrt Auf'
erzielt werden.
Claims (13)
- Verfahren zum Erkennen von Normalfahrten, Auffahren auf Hindernisse, Auffahren auf Endanschläge oder dergleichen Betriebszuständen bei einem zwischen einer Offenund einer Schließstellung mittels einer Antriebsvorrichtung hin- und her beweglichen Abschluss für ein Gebäude oder eine Einfriedung, mit den Schritten:a) Messen eines den Kraftbedarf der Antriebsvorrichtung anzeigenden oder sonstwie Rückschlüsse auf Betriebszustände des Abschlusses erlaubenden Betriebsparameters (Y(s, t) v(s)) der Antriebsvorrichtung an bestimmten Messpunkten (A, B, C, D, E) der Bewegungsbahn oder Betriebszeit des Abschlusses undb) Aufzeichnen einer bestimmten Anzahl n der jeweils zuletzt vor jedem Messpunkt (A, B, C, D, E) gemessenen Werte des Betriebsparameters (Y(s, t) v(s)) als Messwerthistorie zu dem jeweils aktuell gemessenen Messwert, um zu jedem Messpunkt - Messort oder Messzeit - eine Messwertfolge von n+1 Werten aus dem aktuell gemessenen Messwert und dessen durch die aufgezeichnete Reihe der n zuvor gemessenen Messwerte gebildeten Messwerthistorie zu bilden, undc) Analysieren der bei einem interessierenden Betriebszustand vorliegenden Messwertfolge von n+1 Werten zum Feststellen eines für den interessierenden Betriebszustand charakteristischen Verlaufs solcher aus n+1 hintereinander gemessenen Messwerten bestehender Messwertfolgen des Betriebsparameters (Y(s, t) v(s)) und/oder einer durch eine Testfunktion anzeigbaren charakteristischen Eigenschaft eines solchen Verlaufes.
- Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
Durchführen der Schritte a) und b) während einer Referenz- oder Messfahrt des Abschlusses und während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Antriebsvorrichtung,
wobei während der Mess- oder Referenzfahrt
Schritt c) unddurchgeführt werden.d) Abspeichern der für den interessierenden Betriebszustand charakteristischen Messwertfolge und/oder eines mit dieser erhältlichen charakteristischen Funktionswertes der Testfunktion,
erfolgt und im bestimmungsgemäßen Betrieb die Schrittee) direktes Vergleichen der zu jedem Messpunkt (A, B, C, D, E) während des Betriebs erhaltenen Messwertfolge mit der für den interessierenden Betriebszustand charakteristischen Messwertfolge, und/oderf) indirektes Vergleichen der zu jedem Messpunkt (A, B, C, D, E) während des Betriebes erhaltenen Messwertfolge mit der als für den interessierenden Betriebszustand charakteristisch festgestellten Messwertfolge über Vergleichen des mit der während des Betriebs erhaltenen Messwertfolge erhältlichen Funktionswerts der Testfunktion mit dem abgespeicherten oder einem durch die abgespeicherte charakteristische Messwertfolge erhaltenen charakteristischen Funktionswert der Testfunktion, undg) Erkennen des interessierenden Betriebszustand, wenn der direkte und/oder indirekte Vergleich Übereinstimmungen ergibt, - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Feststellen des interessierenden Betriebzustands durch die jeweiligen Messwertfolgen erzielte Signalformen oder Signalkonturen mit einer zu erwartenden, berechneten oder in Schritt d) als Referenz gespeicherten Signalform bzw. Signalkontur verglichen werden. - Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhalt der jeweiligen Signalform bzw. Signalkontur oder von zusätzlichen zu vergleichenden Signalformen bzw. Signalkonturen Vorauswertungen, insbesondere durch Integrieren und/oder Differenzieren der Messwerte vorgenommen werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4 zum Erkennen von Hindernissen oder Endanschlägen
gekennzeichnet durchq) Auffahren-Lassen des Abschlusses während der Referenzfahrt auf ein in die Bewegungsbahn gebrachtes Hindernis oder auf einen Endanschlag,p) gegebenenfalls Vorauswerten der durch die bei der Auffahrt mit der Messwerthistorie erhaltenen Messwertfolge von n+1 Messwerten mit Differenzieren und/oder Integrieren der Messwertfolge,r) Speichern einer durch die bei der Auffahrt erhaltenen Messwertfolge - gegebenenfalls nach dem Vorauswerten - erzielten Signalform oder Signalkurvenkontur als Referenz für das Vorhandensein eines Hindernisses,s) Vergleichen einer im bestimmungsgemäßen Betrieb in einem beliebigen Messpunkt auf gleiche Weise erhaltenen Signalform oder Signalkurvenkontur mit der als Referenz gespeicherten, undt) Erkennen eines Hindernisses bzw. eines Endanschlages, wenn der Vergleich eine gleiche oder mit gleichen charakteristischen Eigenschaften versehene Signalform oder Signalkurvenkontur ergibt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet durch Bestimmen der Messpunkte (A, B, C, D, E) als äquidistant mit einem vorbestimmten Streckenabstand aufeinanderfolgende Messorte auf der Bewegungsstrecke des Abschlusses oder als äquidistant mit einem vorbestimmten Zeitabstand aufeinanderfolgende Messzeiten. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) als Betriebsparameter (Y(s, t) v(s)) der Motorstrom eines Elektromotors der Antriebsvorrichtung, die Drehzahl des Elektromotors, die Geschwindigkeit (v(s)) der Antriebsbewegung, die Beschleunigung der Antriebsbewegung, die Versorgungsspannung einer weichen Energieversorgung des Elektromotors und/oder die Temperatur des Elektromotors gemessen werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durchv) Vergleichen, im bestimmungsgemäßen Betrieb bei jedem neu aufgezeichneten Messwert, des gemeinsam mit zuletzt gemessenen i Messwerten erhaltenen Betriebsparameterverlaufs, wobei i eine natürliche Zahl kleiner n ist, mit dem durch die ersten i+1 Messwerte des für den interessierenden Betriebszustand zu erwartenden, errechneten oder gespeicherten charakteristischen Betriebsparameterverlauf undw) Feststellen des Betriebszustand bei übereinstimmenden Verlauf dieser i+1 Messwerte, schon bevor eine vollständige durch n+1 Messwerte gebildete charakteristische Messwertfolge aufgenommen worden ist. - Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass Schritt v) bei jedem neu aufgezeichneten Messwert beginnend mit einem zum Unterscheiden charakteristischer Verläufe vorgegebenen Mindestwert für die Anzahl i der zum Vergleich herangezogenen zuvor gemessenen Messwerte unter Erhöhung dieser Anzahl i, vorzugsweise um eins, wiederholt wird, bis der charakteristische Betriebszustand festgestellt worden ist oder diese Anzahl i die Zahl n der als Messwerthistorie aufgezeichneten zuvor gemessenen Messwerte erreicht hat. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass jede zuvor durchgeführte Fahrt des Abschlusses, bei dem ein interessierender Betriebszustand - wie z.B. ordnungsgemäße hindernisfreie Fahrt - aufgetreten ist, als eine Referenzfahrt für darauffolgende Fahrten verwendet wird, wobei vorzugsweise die dabei erhaltenen Referenzverläufe oder Referenzfunktionswerte mit zuvor gespeicherten verrechnet werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch gleichzeitiges Heranziehen mehrerer Betriebsparameter (Y(s, t) v(s)). - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
zum Erkennen eines genauen Beginns einer Fahrt gegen einen Endanschlag, mit Erkennen eines Endanschlages, wenn der Betriebsparameter einen zum Erkennen eines Anschlags vorgegebenen Schwellwert (Vmin) über- oder unterschreitet,
Untersuchen der Messwerthistorie für den die Über- oder Unterschreitung des Schwellwerts anzeigenden Messpunkt (E) und
Erkennen eines ersten Berührens des Endanschlages durch Feststellen desjenigen zuvor liegenden Messpunktes (A), in dem eine fortschreitende und immer schneller werdende Annäherung des Betriebsparameters an den Schwellwert begonnen hat. - Antriebsvorrichtung, geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere Torantrieb wie Garagentor- oder Industrietorantrieb, mit einer Messeinrichtung zum Messen des Betriebsparameters (Y(s, t) v(s)) in den bestimmten, insbesondere zeitlich (t) oder streckenmäßig (s) äquidistanten (Abstand X), Messpunkten (A, B, C, D, E),
einer Steuereinheit zum Steuern der Verfahrensschritte und
einem Schieberegister, in dem die jeweils zuvor gemessenen n Messwerte aufgezeichnet werden.
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Families Citing this family (2)
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