ES2233225T3 - Procedimiento para la inicializacion de una persiana arrollable motorizada. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de inicialización para el mando del desplazamiento de una pantalla (2) destinada a desplazarse entre dos posiciones extremas y de las que una unidad de mando (4) comprende un reloj (6), una memoria (5) y una unidad lógica de tratamiento (9) y controla un accionador (3) que arrastra la pantalla (2), caracterizado - porque la carrera de la pantalla entre las dos posiciones extremas está dividida en diferentes segmentos y - porque en cada extremo de segmento quedan afectadas la duración de desplazamiento de la pantalla en un primer sentido entre este extremo de segmento y una primera posición de referencia y una duración de desplazamiento de la pantalla en un segundo sentido entre este extremo de segmento y una segunda posición de referencia.
Description
Procedimiento para la inicialización de una
persiana arrollable motorizada.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la inicialización para el control de
desplazamiento de una persiana destinada a desplazarse entre dos
posiciones extremas y de la que una unidad de mando comprende un
reloj, una memoria y una unidad lógica de tratamiento y controla un
accionador de impulsión de la persiana. La invención ser refiere,
igualmente, a un procedimiento de mando del desplazamiento de una
persiana inicializado por el procedimiento de inicialización, y un
dispositivo para la puesta en práctica de estos procedimientos.
Es habitual disponer persianas arrollables a
nivel de las aberturas de las habitaciones con funciones de
protección solar, de sombra y de seguridad contra las entradas no
autorizadas.
La instalación y control del movimiento de estas
persianas arrollables son bastante complejos y requieren los
servicios de una persona cualificada.
Los procesos de instalación pretenden definir y,
eventualmente, memorizar las posiciones extremas, alta y baja, a
nivel de las que la persiana arrollable debe parar su recorrido
automáticamente en su funcionamiento.
Las posiciones extremas alta y baja, o finales
de carrera, pueden ser detectadas, por ejemplo, por captadores de
posición, por conteo de la posición de la persiana (por ejemplo,
mediante rueda codificadora o "encoder"), por lectura de la
corriente en valor absoluto, por cálculo de temporización o por
detección de un exceso de par combinado con un tope.
Cualquiera que sea el método utilizado, lo que
interesa es conservar la posición precisa en el tiempo y evitar
provocar tensiones en el elemento móvil de la persiana y en la
cadena cinemática que permite su impulsión.
La patente EP 0 574 637 describe un
procedimiento de control de una persiana arrollable basado en los
tiempos de recorrido. La inicialización de los tiempos de recorrido
máximos es una continuación de una acción del usuario: la persiana
efectúa, entonces, un desplazamiento en un sentido y después en el
otro, entre las posiciones extremas, y las duraciones de recorrido
medidas son memorizadas.
Este procedimiento se basa en la hipótesis de
que el desplazamiento de la persiana obedece a una ley bien
establecida de proporcionalidad. No obstante, en la práctica, la ley
de la posición de la persiana/tiempo de activación del accionador
es compleja, y el procedimiento propuesto no permite, por lo tanto,
un paro preciso a nivel de las posiciones extremas. Un
procedimiento de reinicialización se prevé, por lo tanto, como
consecuencia de ello, después de un número definido de
desplazamientos de la persiana para compensar las desviaciones. Una
ley más compleja entre el desplazamiento y el tiempo está prevista
pero no explicada en detalle.
La solicitud de patente EP 1 122 404 propone un
procedimiento de control de persiana arrollable en el que el tiempo
de subida y el tiempo de bajada de la persiana son medidos en una
fase de inicialización por detección de exceso de par en la llegada
al tope. A cada uno de esos tiempos medidos se resta una cantidad
determinada y el resultado se memoriza. De esta manera, el
movimiento de la persiana arrollable es controlado en función del
tiempo de activación y no espera en principio los topes alto y bajo.
Para tener en cuenta diferencias de velocidad en la subida y en el
descenso, el procedimiento propone calcular matemáticamente, por lo
menos en cada paro, por una regla de tres, el valor que debería
figurar en el contador correspondiente al movimiento inverso para
una posición idéntica de la persiana. La detección del exceso de par
activa de forma permanente permite detectar obstáculos o
desviaciones demasiado importantes. Las desviaciones y paros por un
obstáculo susceptibles de hacer perder la regulación del sistema
son tratados por la atribución del contador del valor máximo
memorizado. En este caso el sistema se repone por un paro debido a
un exceso de par del motor.
La utilización de una regla de tres comporta que
la velocidad es constante a lo largo de todo el desplazamiento. En
realidad, bien sea para la persiana arrollable o una puerta de
garaje, los valores del par siguen una curva no lineal, lo que
comporta variaciones de velocidad a lo largo de la carrera. Los
resultados de la regla de tres no dan, entonces, resultados poco
precisos y este cálculo comporta desviaciones importantes.
No se hace mención alguna en dichos documentos
de las variaciones de temperatura o de frecuencia de la alimentación
que actúan sobre la velocidad del dispositivo de accionamiento. Si
la velocidad varía las temporizaciones que rigen el movimiento son
falseadas y a fin de cuentas son los detectores de tope los que
permiten controlar las interrupciones o situaciones de paro del
movimiento. Como consecuencia, si bien el objetivo del procedimiento
es el de reducir las ocasiones de provocar esfuerzos sobre la
persiana o su cadena cinemática, las circunstancias indicadas son
todavía bastante frecuentes.
El objetivo de la presente invención es el de
conseguir un procedimiento que permita paliar los problemas citados
mejorando los procedimientos conocidos de la técnica anterior. La
presente invención propone, en particular, un procedimiento de
inicialización que permite el control posterior de una pantalla
móvil o persiana, haciendo mínimas las desviaciones y las ocasiones
de crear esfuerzos sobre la persiana y sobre su cadena cinemática
de accionamiento. Este procedimiento puede ser aplicado a
dispositivos cuyas características físicas son distintas.
El procedimiento de inicialización, según la
invención, se caracteriza porque:
- -
- la carrera de la persiana entre las dos posiciones extremas está dividida en diferentes segmentos y
- -
- porque a cada extremo de segmento queda atribuida una duración de desplazamiento de la persiana en un primer sentido entre dicho extremo de segmento y una primera posición de referencia y una duración de desplazamiento de la persiana en un segundo sentido entre dicho extremo de segmento y una segunda posición de referencia.
Este fraccionamiento de la carrera en
diferentes segmentos permite modelizar de manera simple y precisa el
par que ejerce la persiana sobre el dispositivo accionador a lo
largo de su carrera.
Diferentes formas de ejecución del procedimiento
de inicialización se definen por las reivindicaciones dependientes 2
a 7.
El procedimiento de control del desplazamiento
de una persiana inicializado por el procedimiento anteriormente
indicado se caracteriza porque la posición de la persiana está
determinada por las duraciones de desplazamiento que la separan de
las posiciones de referencia, siendo calculadas estas en función de
la última posición conocida, del tiempo y del sentido de
desplazamiento de dicha última posición y de las duraciones de
desplazamiento asociadas a los extremos de los segmentos.
El accionador puede ser controlado a velocidad
lenta en las proximidades de las posiciones extremas de la
persiana.
El dispositivo de persiana, según la invención,
se caracteriza porque la unidad lógica de tratamiento comprende
medios lógicos para la puesta en práctica de los procedimientos
anteriores.
El dispositivo comprende, de manera ventajosa,
una alimentación que suministra una tensión continua estable y el
accionador presenta ventajosamente una resistencia interna poco
sensible a la temperatura.
El dibujo adjunto muestra, a título de ejemplo,
una forma de ejecución del procedimiento según la invención.
La figura 1 es un esquema que muestra el
fraccionamiento de la carrera del elemento móvil en diferentes
segmentos.
La figura 2 es un esquema de un dispositivo de
persiana motorizada que permite la puesta en práctica del
procedimiento, según la invención.
La figura 3 representa de forma gráfica las
relaciones entre las duraciones de activación del accionador y la
posición de una persiana en uno y otro sentido de movimiento.
La figura 4 es un gráfico que representa la
separación entre las duraciones de activación representadas en la
figura anterior y la duración media de recorrido, en función de la
posición de la persiana.
La figura 5 es un gráfico que representa las
variaciones de par ejercidas por la persiana sobre el motor del
accionador en función de su posición.
El procedimiento, según la invención, se aplica
a un dispositivo (1) de persiana motorizada representado en la
figura 2 y que comprende principalmente un elemento móvil (2)
destinado a ser desplazado entre dos posiciones extremas por un
accionador eléctrico (3). El dispositivo de persiana (1) puede
consistir, por ejemplo, en una persiana arrollable o una puerta de
garaje.
El accionador (3) está controlado por una unidad
de mando (4) que comprende una unidad lógica de tratamiento (9),
una memoria (5) y un reloj (6). El accionador (3) comprende
preferentemente un motor de corriente continua alimentado por una
alimentación (7) que suministra una tensión estable (por ejemplo 24
voltios más o menos 1 voltio). Un motor con resistencia interna
reducida (por ejemplo inferior a 14 ohmios y preferentemente
inferior a 5 ohmios) acoplado a una alimentación estable en
tensión, cualquiera que sea su entorno, permite realizar un
dispositivo de accionamiento del elemento móvil, cuya velocidad de
maniobra es poco sensible a las variaciones de temperatura. El
control de la velocidad de rotación permite un mando preciso del
elemento móvil.
El dispositivo comprende igualmente medios (8)
para la detección del final de carrera que funcionan preferentemente
por medición del par facilitado por un accionador.
Un mando de desplazamiento del elemento móvil
desde un punto a otro se traduce por una duración de activación del
accionador.
En un procedimiento previo al procedimiento
según la invención se mide con precisión el tiempo de descenso
Tdesc y el tiempo de subida Tmont de la persiana. La diferencia
entre el tiempo de descenso Tdesc y el tiempo de subida Tmont de la
persiana es debida a la carga que ejerce el elemento móvil sobre el
dispositivo accionador. En un sentido la carga es la determinante,
mientras que en el segundo sentido se opone al movimiento.
Esta simple diferencia entre Tdesc y Tmont no
permite por el contrario tener en cuenta evoluciones de la carga en
el curso del desplazamiento de un tope alto. En efecto, la carga
arrastrada por el dispositivo de accionamiento evoluciona en el
curso del desplazamiento. El accionador está constituido por un
motor y un reductor parcialmente irreversible. La carga que afecta
al motor tiene en cuenta la diferencia de los rendimientos del
reductor; ésta está representada en la figura 5. Por ejemplo, para
una persiana de láminas apilables, el esfuerzo máximo en la subida
se obtiene cuando la lama más baja es levantada (carga máxima) una
vez las lamas han sido desapiladas. El esfuerzo creado por la carga
es, por el contrario, nulo o reducido en las posiciones de persiana
totalmente enrollada o totalmente desenrollada.
La velocidad de maniobra de la persiana no es,
por lo tanto, constante en el curso de la carrera. Por esta razón,
la curva tiempo de activación/posición de la persiana no es lineal
tal como se ha representado en la figura 3. Para mayor facilidad de
lectura las separaciones han sido exageradas.
La curva superior de esta figura representa el
tiempo necesario para subir desde una posición P hasta una posición
alta P_{0,} y la curva inferior representa el tiempo necesario
para descender desde la posición alta P_{0} hasta una posición
P.
Se comprueba, por lo tanto, que el conocimiento
preciso de la posición de la persiana a partir del único
conocimiento de tiempo de recorrido requiere tener en cuenta estas
faltas de linealidad. No obstante, los únicos valores medibles, de
manera simple, son Tmont y Tdesc.
El procedimiento de inicialización, según la
invención, consiste, por lo tanto, en principio, en reconstruir
curvas teóricas de los tiempos de activación lo más próximas
posibles a las curvas reales.
A estos efectos, se divide arbitrariamente la
carrera física de la persiana cuyos límites están definidos por sus
posiciones extremas alta y baja. Esta etapa es realizada gracias a
un algoritmo ejecutado después de que la persiana ha establecido
contacto con sus topes, lo que ha permitido medir Tmont y Tdesc. El
corte en segmentos corresponde a un recorte en puntos indicados
P_{0} a P_{5} en la figura 1. El punto P_{0} corresponde a la
posición extrema superior de la persiana y el punto P_{5}
corresponde a la posición extrema inferior de la persiana. Los
puntos P_{1} a P_{4} corresponden a las posiciones intermedias.
Estos puntos son idénticos para la subida y para el descenso.
A cada punto P_{X} se asocian dos períodos de
tiempo o dos duraciones. La primera duración Tm_{x} es la
duración del desplazamiento (subida) entre este punto P_{X} y una
primera posición de referencia en el primer sentido de movimiento,
y la segunda duración Td_{X} es la duración entre un punto P_{X}
y una segunda posición de referencia en un segundo sentido de
movimiento. Estas duraciones son calculadas a partir de los únicos
valores de Tmont y Tdesc y de un algoritmo que tiene en cuenta la
carga teórica.
En curso de funcionamiento, el dispositivo
utiliza un contador de la duración de movimiento en el primer
sentido de movimiento y un contador de la duración de movimiento en
el segundo sentido de movimiento para referenciar su posición con
respecto a dos posiciones de referencia. Por ejemplo, las dos
posiciones de referencia se confunden y se trata de la posición
extrema superior. Los contenidos de los contadores se indican
entonces tm (tiempo necesario para ir desde la posición corriente
hasta la posición alta) y td (tiempo necesario para ir desde la
posición alta hasta la posición corriente).
Para un paro o paso en una posición intermedia
entre las dos posiciones extremas el valor del contador en el
sentido de movimiento es comparado con los valores límites de tiempo
de cada segmento, en el sentido de movimiento, para determinar en
que segmento se encuentra la posición intermedia y a que nivel se
sitúa en el interior del segmento.
El nivel relativo en el interior del segmento
está determinado a partir del tiempo recorrido en el segmento dado
y de una regla de proporcionalidad en función de las duraciones
asociadas a los extremos del segmento en este sentido de
movimiento.
El conocimiento de nivel relativo permite
determinar el tiempo que sería necesario, en el sentido inverso al
movimiento, para llegar al extremo del segmento más próximo de la
posición de referencia correspondiente a este sentido inverso del
movimiento.
Esta duración, añadida al valor asociado a este
extremo en el sentido inverso del movimiento, permite actualizar el
contador representativo de la posición en el sentido inverso del
movimiento.
Un obstáculo es detectado por un desplazamiento
más largo que la duración máxima en este sentido de desplazamiento
o por un exceso de par.
En una forma de realización preferente, en los
primeros segmentos de arriba y de debajo de la carrera de la
persiana o zonas de aproximación, el accionador pasa automáticamente
a velocidad lenta, de manera que llegue al tope con un par reducido
evitando el ejercer esfuerzos sobre la persiana o sobre la cadena
cinemática de accionamiento de la misma. La detección del exceso de
par puede ser fijada entonces en un límite más reducido que si el
accionador llega a tope a velocidad rápida. Por lo tanto, la
detección del obstáculo es más fina y evita, igualmente, ejercer
esfuerzos.
El cálculo en contadores de duraciones que
separan la posición de la persiana de las posiciones extremas de
referencia en los dos sentidos de movimiento se puede efectuar a
cada paro del dispositivo de accionamiento en una posición
intermedia en el curso de un movimiento. Preferentemente, no
obstante, este cálculo se efectúa regularmente en el curso del
desplazamiento de la persiana. Por lo tanto, es posible detectar la
entrada en una de las zonas de aproximación y reducir entonces la
velocidad de rotación del dispositivo de accionamiento.
Las posiciones de referencia pueden ser las
posiciones extremas inferior y/o superior. Lo importante es que la
referencia requiere la utilización de dos sentidos de movimiento. En
la forma de realización preferente, la posición extrema alta es la
utilizada.
Los procedimientos de inicialización y de
utilización se ilustrarán a continuación en el caso de una persiana
arrollable de láminas apilables.
En este ejemplo, tal como se observará en la
figura 4, las duraciones con respecto a la duración de activación
media siguen una ley sensiblemente exponencial.
Para reconstruir las curvas de los tiempos de
activación, se introducirá una corrección exponencial aportada a la
duración media de desplazamiento. Una ley de tipo exponencial es
fácilmente realizada a partir de la suma de los n primeros números
enteros, siendo n el rango del segmento considerado.
Como consecuencia, el algoritmo de corte de la
carrera puede ser el siguiente:
Se conoce la duración de recorrido de la carrera
en la subida Tmont y la duración del recorrido de la carrera en el
descenso Tdesc por un procedimiento de inicialización.
La posición de referencia escogida es la
posición extrema superior en los dos sentidos de movimiento.
La duración media de recorrido Tmoy se define
por:
Una separación media Ecart_moy se define
por:
Sea p un número de segmentos de la misma
longitud.
Se define a de manera tal que:
La duración Td_{x} para alcanzar el punto
P_{x} desde la posición extrema alta se define por:
La duración \varepsilon_{x,x+1} que separa
los puntos P_{x} y P_{x+1} en sentido descendente se define del
modo siguiente:
\newpage
Igualmente, la duración Tm_{x} para alcanzar
la posición extrema alta desde el punto P_{x} se define por:
La duración \varepsilon_{x,x+1} que separa
los puntos P_{x} y P_{x+1} en el sentido del ascenso se define
del modo siguiente:
Según el dispositivo de persiana controlada, se
podrán utilizar otros algoritmos de cálculo o tablas de las
duraciones de desplazamiento que separan los extremos de los
segmentos, de manera que se tiene en cuenta la curva de par que
difiere de un tipo de persiana a otro.
Una vez ejecutado el procedimiento de
inicialización que define los diferentes segmentos, la posición de
la persiana es determinada por la duración que separa la persiana
de la posición extrema superior en el primer sentido de movimiento
y por la duración que separa la persiana de la posición extrema
superior en el segundo sentido de movimiento.
Por ejemplo, partiendo de la posición extrema
alta, después de haber activado el accionador en el sentido de
descenso durante un tiempo td1, se determina en qué segmento se ha
parado la persiana. Suponiendo que los puntos límite del segmento
en el que se para son Td2 y Td3 en el sentido de descenso y Tm2 y
Tm3 en el sentido de ascenso.
El tiempo tm1 para subir la persiana hasta el
punto alto se calcula del modo siguiente:
En el paro del accionador después de un tiempo
td1, la persiana se encuentra en td1 desde su posición extrema alta
en el sentido de descenso y en tm1 de su posición extrema alta en el
sentido del ascenso.
La persiana está situada igualmente en
Tdesc-td1 desde la posición extrema inferior en el
sentido de descenso.
Suponiendo que el dispositivo de accionamiento
es activado a continuación durante un tiempo tm2 hacia abajo, y
que, por consiguiente, la persiana es llevada en un nuevo segmento
cuyos límites son Td1 y Td2 en el sentido del descenso y Tm1 y Tm2
en el sentido de ascenso.
El nuevo tiempo que queda para subir la persiana
es: tm3 = tm1-tm2.
La persiana se encuentra entonces igualmente en
td3 de su posición extrema alta,
es decir a
Tdesc-td3 de su posición extrema baja en el sentido
de
descenso.
El cálculo de la posición de la persiana puede
ser realizado igualmente a partir de las duraciones
\varepsilon_{x,x+1} que separan los puntos P_{x} y
P_{x+1}.
Claims (11)
1. Procedimiento de inicialización para el mando
del desplazamiento de una persiana arrollable (2) destinada a
desplazarse entre dos posiciones extremas y en la que una unidad de
mando (4) comprende un reloj (6), una memoria (5) y una unidad
lógica de tratamiento (9) y controla un accionador (3) que arrastra
la persiana arrollable (2), caracterizado
- -
- porque la carrera de la persiana entre las dos posiciones extremas está dividida en diferentes segmentos y
- -
- porque en cada extremo de segmento quedan afectadas una duración de desplazamiento de la persiana en un primer sentido entre este extremo de segmento y una primera posición de referencia y una duración de desplazamiento de la persiana en un segundo sentido entre este extremo de segmento y una segunda posición de referencia.
2. Procedimiento de inicialización, según la
reivindicación 1, caracterizado porque las posiciones de
referencia son las posiciones extremas inferior y superior.
3. Procedimiento de inicialización, según la
reivindicación 1, caracterizado porque la primera posición
de referencia y la segunda posición de referencia se confunden.
4. Procedimiento de inicialización, según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las
duraciones de desplazamiento están afectadas a los extremos de
segmentos según un algoritmo de cálculo que tiene en cuenta la
curva teórica de la carga en función de la posición de la
persiana.
5. Procedimiento de inicialización, según una
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las
duraciones de desplazamiento están afectadas a los extremos de
segmentos según un algoritmo de cálculo que tiene en cuenta una
curva de la carga en función de la posición de la persiana definida
por aprendizaje.
6. Procedimiento de inicialización, según una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los
segmentos tienen sensiblemente la misma longitud.
7. Procedimiento de inicialización, según una
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los
segmentos están definidos de tal forma que la variación de carga de
la persiana es sensiblemente constante en cada uno de los
segmentos.
8. Procedimiento de mando del desplazamiento de
una persiana (2) destinada a desplazarse entre dos posiciones
extremas y en el que una unidad de mando (4) comprende un reloj (6),
una memoria (5) y una unidad lógica de tratamiento (9), y controla
un accionador (3) que impulsa la persiana (2)
caracterizado
- -
- por comprender una etapa de inicialización según una de las reivindicaciones anteriores y,
- -
- por comprender una etapa de mando mediante la cual se determinó la posición de la persiana por las duraciones de desplazamiento que las separan de las posiciones de referencia, siendo calculadas éstas en función de la última posición conocida, del tiempo y del sentido de desplazamiento desde esta última posición y de las duraciones de desplazamiento asociadas a los extremos de los segmentos.
9. Procedimiento de mando, según la
reivindicación 8, caracterizado porque el accionador está
controlado a velocidad más lenta en el momento de aproximación a las
posiciones extremas de la persiana.
10. Dispositivo (1) de persiana destinado a
desplazarse entre dos posiciones extremas, del que una unidad de
mando (4) comprende un reloj (6), una memoria (5) y una unidad
lógica de tratamiento (9) y pilota un accionador (3) que impulsa la
persiana (2), caracterizado porque la unidad lógica de
tratamiento comprende medios lógicos para la puesta en práctica del
procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 9.
11. Dispositivo (1) de persiana, según la
reivindicación 10, caracterizado por comprender una
alimentación (7) que suministra tensión continua estable y porque
el accionador (3) presenta un motor cuya resistencia interna es
inferior a 14 ohmios.
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