SE536811C2 - Förfarande och styrsystem för strömförbrukningsstyrning av elektromekaniska lås - Google Patents

Description

15 20 25 536 811 numera även energiförsörja enheter via nätverket, så kallad ”Power over Et- hernet” (POE).

POE finns i olika varianter, där skillnaden är hur mycket energi de kan för- sörja den anslutna enheten med. Det är begränsningar som måste läggas till effekterna av spänningsfall i långa ledningsdragningar.

När ett elektromekaniskt lås skall manövreras är det önskvärt att köra låset med full styrka och fart. Ett känt förfarande för att försöka åstadkomma detta, även i situationer med varierande matningsspänningsnivå, är att an- passa strömmen i det elektromekaniska låsets motor med hjälp av puls- breddsmodulering (PWM) av matningsspänningen, for att därmed tillhanda- hålla en korrekt ström i motorn så att låset skall kunna köras med full styrka och fart oberoende av matningsspänningsnivå. Denna lösning ökar ström- men i motorn när spänningen minskar vilket förvärrar situationen; den av energiförsörjningen tillgängliga energin räcker inte till för att upprätthålla spänningsnivån. Detta påverkar inte bara låsinstallationen i fråga utan även övrig elektrisk/ elektronisk utrustning i den del av säkerhetsanläggningen som har gemensam energiförsörjning.

SAMMANFATTNING I ljuset av vad som anges ovan är ett allmänt ändamål för föreliggande upp- finningskoncept att tillhandahålla ett förfarande och styrsystem som ökar tillförlitligheten i en säkerhetsanläggning innefattande ett passersystem och en eller flera elektromekaniska låsinstallationer.

Således tillhandahålls enligt en första aspekt av uppfinningskonceptet ett för- farande för styrning av strömförbrukningen av ett elektromekaniskt lås, var- vid förfarandet innefattar stegen att: a) erhålla det elektromekaniska låsets matningsspänningsnivå, 10 15 20 25 536 811 b) jämföra matningsspänningsnivån med en undre tröskelmatningsspän- ningsnivå, och om matningsspänningsnivån understiger tröskelmatnings- spänningsnivån, c) justera strömförbrukningen av det elektromekaniska låset så att mat- ningsspänningsnivån höjs åtminstone till tröskelmatningsspänningsnivån.

Genom att hålla strömförbrukningen på en sådan nivå att matningsspän- ningsnivån inte understiger den undre tröskelmatningsspänningsnivån, kan strömförbrukningen styras på ett kontrollerat sätt så att inte mer energi än vad som är tillgängligt tas ut ur det energiförsörjande systemet. Därmed kan tillförlitligheten för både det elektromekaniska låset och övrig elekt- risk/ elektronisk utrustning, såsom andra elektromekaniska lås, i ett energi- försörjningssystem förbättras.

Enligt en utföringsform innefattar steget a) att mäta matningsspänningsni- vån.

Enligt en utföringsform utförs stegen a) till c) kontinuerligt. Förfarandet till- handahåller således realtidsstyrning av energitillförseln till det elektromeka- niska låset.

Enligt en utföringsform innefattar justeringen av strömförbrukningen i steget c) att justera strömmen till det elektromekaniska låset.

En utföringsform innefattar steget d) att bestämma huruvida den i steget c) justerade strömmen räcker till för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart.

Enligt en utföringsform innefattar steget d) att bestämma, att bestämma hur mycket mer ström som i förhållande till den justerade strömförbrukningen krävs för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart.

Enligt en utföringsform innefattar steget e) att registrera bestämningen i steg d). 10 15 20 25 536 811 Enligt en andra aspekt av föreliggande uppflnningskoncept tillhandahålls ett datorprogram innefattande datorexekverbara komponenter som vid exekve- ring i en processor utför förfarandet enligt den första aspekten presenterad häri. Ett sådant datorprogram eller mjukvara som kan lagras på ett datorav- läsbart medium, såsom ett halvledarminne, ett skivminne eller liknande.

Enligt en tredje aspekt av föreliggande uppfinningskoncept tillhandahålls en datorprogramprodukt innefattande ett datoravläsbart medium som innefat- tar ett datorprogram enligt den andra aspekten presenterad häri.

Enligt en fjärde aspekt av föreliggande uppfinningskoncept tillhandahålls ett styrsystem för styrning av strömförbrukningen av ett elektromekaniskt lås, varvid styrsystemet innefattar: en sensor anordnad att mäta matningsspän- ningsnivån för ett elektromekaniskt lås, en processor anordnad att jämföra den av sensorn uppmätta matningsspänningsnivån med en undre tröskel- matningsspänningsnivå, och om matningsspänningsnivån understiger trös- kelmatningsspänningsnivån, att justera strömförbrukningen av det elektro- mekaniska låset så att matningsspänningsnivån höjs åtminstone till tröskel- matningsspänningsnivån.

Enligt en utföringsform är processorn anordnad att justera strömmen till det elektromekaniska låset.

Enligt en utföringsform är processorn anordnad att bestämma huruvida den justerade strömmen räcker till för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart.

Enligt en utföringsform är processorn anordnad att bestämma hur mycket mer ström som, i förhållande till den justerade strömförbrukningen, krävs för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart.

Enligt en utföringsform är processorn anordnad att registrera bestämningen huruvida den justerade strömmen räcker till för att köra det elektromeka- niska låset i full styrka och kraft. 10 15 20 25 536 811 Enligt en utföringsform är processorn anordnad att registrera bestämningen hur mycket mer ström som, i förhållande till den justerade strömförbruk- ningen, krävs för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart.

Enligt en femte aspekt av föreliggande uppfinningskoncept tillhandahålls ett säkerhetssystem innefattande: åtminstone en tillträdeskontrollenhet, åt- minstone ett elektromekaniskt lås i elektrisk förbindelse med passersystemet, och ett styrsystem enligt den fjärde aspekten.

FIGUREXEMPEL Exempliflerande utföringsformer av uppfinningskonceptet kommer att besk- rivas i detalj nedan med hänvisning till figurerna av vilka: F igurernala-b visar schematiska blockscheman av exempel av ett styrsystem för styrning av strömmen av ett elektromekaniskt lås.

Figur 2 visar ett flödesschema av ett förfarande för styrning av strömförbruk- ningen av ett elektromekaniskt lås.

Fig. 3 visar ett exempel på ett tillträdeskontrollsystem med vilket styrsyste- met i figur 1 kan användas.

DETALJERAD BESKRIVNING En säkerhetsanläggning kan innefatta ett passersystem, alltså ett tillträdes- kontrollsystem, och ett eller flera elektromekaniska lås. Passersystemet och nämnda en eller flera elektromekaniska lås kan vara elektriskt samman- bundna, både avseende styrning och energiförsörjning. Härvid innefattar ett eletromekaniskt lås delar med både mekaniska och elektriska funktioner.

Manövreringen av de mekaniska delarna sker via elektrisk energi. Således har elektromekaniska lås eller elektromekaniska låsinstallationer en motor som via omvandling av elektrisk energi till mekanisk energi kan manövrera det elektromekaniska låsets mekaniska delar. 10 15 20 25 536 811 Häri definieras ett eletrokomekaniskt lås, eller likvärdigt en elektromekanisk låsinstallation, som ett elektromekaniskt system innefattande ett låshus med mekaniska komponenter, såsom roddare och låskolv, anordnade att utföra låsmanövrering, och en elektrisk motor anordnad att driva de mekaniska komponenterna så manövrering av låskolven mellan ett för låset reglande tillstånd och ett för låset icke-reglande tillstånd och vice versa skall kunna ske.

Ett styrsystem för styrning av strömförbrukningen av ett elektromekaniskt lås i ett säkerhetssystem skall i det följande med hänvisning till figurerna 1a och 1b beskrivas. Med ett säkerhetssystem menas ett system innefattande åtminstone ett elektromekaniskt lås och ett passersystem i elektrisk förbin- delse med nämnda åtminstone ett elektromekaniskt lås.

F ig. 1a visar ett exempel på en realisation av ett styrsystem för styrning av strömförbrukningen av ett elektromekaniskt lås i ett säkerhetssystem. Styrsy- stemet 1-1 innefattar en eller flera sensorer 3 anordnad/ anordnade att mäta en elektrisk parameter, såsom matningsspänningsnivån, för ett respektive elektromekaniskt lås. Exempelvis kan matningsspänningsnivån till det elektromekaniska låsets motor som driver det elektromekaniska låsets lås- mekanism mätas av sensor 3.

Styrsystemet 1-1 innefattar vidare en processor 5 till vilken en eller flera sen- sorer 3 kan kopplas. Processorn 5 kan vara kopplad till ett datoravläsbart medium, här exemplifierat av ett minne 7. Processorn 5 är anordnad att jäm- föra en matningsspänningsnivå som mäts upp av sensorn 3 med en undre tröskelmatningsspänningsnivå. Den undre tröskelmatningsspänningsnivån kan exempelvis lagras i minnet 7 och hämtas därifrån för jämförelsen med den av sensorn 3 uppmätta matningsspänningsnivån.

Om det vid jämförelsen visar sig att matningsspänningsnivån understiger tröskelmatningsspänningsnivån, är processorn 5 anordnad att justera ström- förbrukningen av det elektromekaniska låset så att matningsspänningsnivån 10 15 20 25 536 811 höjs åtminstone till tröskelmatningsspånningsnivån. Således ger processorn 7 styrsignaler till en kraftkälla för styrning därav baserat på differensen mel- lan den uppmätta matningsspänningsnivån och den undre tröskelmatnings- spänningsnivån om den uppmätta matningsspänningsnivån understiger den undre tröskelmatningsspänningsnivån.

På detta sätt kan styrsystemet säkerställa att, om än energin som kraftkällan förser det elektromekaniska låset med inte alltid räcker till för att köra det med full styrka och kraft, det finns tillräckligt med resurser för att på ett sta- bilt och tillförlitligt sätt driva säkerhetssystemet vid alla tillfällen.

Minnet 7 kan vara integrerat i processorn eller, alternativt vara en kompo- nent separat från processorn. Likaså kan sensorn och processorn vara anord- nade i samma enhet eller så kan sensor och processor vara fysiskt separata enheter för distribuerad placering i ett säkerhetssystem, vilket schematiskt visas i figur 1b.

Den undre tröskelmatningsspänningsnivån kan enligt en variation av upp- finningskonceptet vara relaterad till det totalt tillgängliga energiuttaget i pas- sersystem och elektromekaniska lås i ett säkerhetssystem.

Enligt en annan variation kan den undre tröskelmatningsspänningen vara det momentant tillgängliga energiuttaget i passersystem och elektromekaniska låsinstallationer i ett säkerhetssystem. Enligt denna variation kan den undre tröskelmatningsspänningsnivån vara dynamisk, det vill säga ändras, bero- ende på hur mycket energi som momentant bedöms vara tillgängligt från energiförsörjningen av säkerhetssystemet.

Den undre tröskelmatningsspänningsnivån är enligt en variation av uppfin- ningskonceptet samma för varje elektromekaniskt lås i säkerhetssystemet.

Med hänvisning till figur 2 beskrivs förfarandet för hur styrningen av ström- förbrukningen av ett elektromekaniskt lås. I ett steg a) erhålls av processorn 5 det elektromekaniska låsets matningsspänningsnivå. Matningsspänningsni- 10 15 20 25 536 811 vån kan exempelvis erhållas av processorn 5 från en sensor 3 som är anord- nad att mäta det elektromekaniska låsets matningsspänningsnivå.

I ett steg b) jämför processorn 5 den erhållna matningsspänningsnivän med en undre tröskelmatningsspänningsnivå. Om matningsspänningsnivän un- derstiger tröskelmatningsspänningsnivån justeras i ett steg c) strömförbruk- ningen av det elektromekaniska låset så att matningsspänningsnivän höjs åtminstone till tröskelmatningsspänningsnivån. Steget c) att justera ström- förbrukningen kan enligt en variation innefatta att justera strömmen till det elektromekaniska låset. Strömnivån kan exempelvis justeras medelst puls- breddsmodulering (PWM).

Stegen a) att erhålla, och b) att jämföra utförs kontinuerligt, varvid realtids- styrning av strömfórbrukningen av det elektromekaniska låset möjliggörs.

Därmed kan ett vid alla tidpunkter tillförlitligt och stabilit säkerhetssystem åstadkommas.

En variation av uppfinningskonceptet innefattar ett ytterligare steg d) att be- stämma huruvida den i steget c) justerade strömförbrukningen räcker till för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart. Detta kan exempel- vis göras genom en jämförelse i processorn 5 mellan en lägsta energi, vilken är en i minnet 7 lagrad referensenergi, vid vilken det elektromekaniska låset körs i full styrka och fart, och den energi som åstadkommes av den justerade strömförbrukningen. Denna kraft kan exempelvis bestämmas medelst sensor 3 via mätning av matningsspänningsnivå och strömmatningsnivå till det elektromekaniska låset. Alternativt kan sensor 3 mäta spänningsmatningsni- vån och en annan sensor kan mäta strömmen.

Enligt en variation innefattar steget d) att bestämma även att bestämma hur mycket mer strömförbrukning som i förhållande till den justerade strömför- brukningen krävs för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart.

Detta kan exempelvis bestämmas genom måttet mellan skillnaden av storle- 10 15 20 25 536 811 ken på energin som åstadkommes medelst den justerade strömförbrukningen och storleken på referensenergin.

En variation av uppfinningskonceptet innefattar ytterligare steget e) att regi- strera bestämningen i steget d) om hurivida den i steget c) justerade ström- förbrukningen räcker till för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart och/ eller bestämningen av hur mycket mer strömförbrukning som krävs i förhållande till den justerade strömförbrukningen.

Genom registreringen eller registreringarnai steget e) kan diagnostisering utföras avseende hur mycket den tillgängliga energin inte räcker till för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och kraft. Denna information kan lagras i minnet 5 och göras tillgänglig av exempelvis servicepersonal som skall se över och åtgärda säkerhetssystemet i vilket det elektromekaniska lå- set är installerat och vilket inte kan leverera full prestanda.

Enligt en variation av uppfinningskonceptet kan ovannämnda diagnostik- funktion direkt larma om den momentant tillgängliga energin inte räcker till för att säkerställa full funktion, det vill säga full styrka och fart, i det elektro- mekaniska låset.

Figur 3 visar ett förenklat blockschema av ett exempel av ett säkerhetssystem 9. Säkerhetssystemet 9 innefattar ett första delsystem 9-1, ett andra delsy- stem 9-2 och en centraldator C som administrerar säkerhetssystemet 9. Var- dera av det första delsystemet 9-1 och det andra delsystemet 9-2 innefattar ett flertal dörrar D, elektromekaniska lås 11, sensorer 3 associerade med ett respektive elektromekaniskt lås 11 och tillträdeskontrollenheter 13 som utgör delar av ett passersystem. Tillträdeskontrollenheterna 13 kan exempelvis in- nefatta passerkortläsare eller biometriska igenkänningsenheter. Vidare inne- fattar säkerhetssystemet 9 ett flertal regulatorer R innefattande en respektive processor 5, och en eller flera kraftkällor avsedda att energiförsörja de elektromekaniska låsen 11 och passersystemet. Enligt exemplet innefattar ett styrsystem åtminstone en regulator R innefattande en processor 5 och ett 10 15 20 25 536 811 flertal sensorer 3. Styrsystemet skulle även kunna innefatta centraldatorn C till vilken regulatorerna R är anslutna.

Enligt exemplet, mäter varje sensor 3 matningsspänningsnivån i respektive elektromekaniska lås 11 och avger mätresultaten i form av analoga eller digi- tala signaler till den regulator R som är associerad med sensorn 3 i fråga.

Som tidigare beskrivits i mer detalj jämför processorn 5 den uppmätta mat- ningsspänningsnivån med en undre tröskelmatningsspänningsnivå. Proces- sorn 5 justerar via regulatorn R strömförbrukningen av det eller de elektro- mekaniska lås 11 vars sensor 3 eller sensorer 3 har uppmätt matningsspän- ningsnivåer som understiger den undre tröskelspänningsmatningsnivån så att matningsspänningsnivån höjs åtminstone till den undre tröskelspän- ningsmatningsnivån.

Enligt en variation, för vilken registrering om huruvida den i steget c) juste- rade strömmen räcker till för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart och/ eller bestämningen av hur mycket mer ström som krävs i förhål- lande till den justerade strömförbrukningen sker, kan denna information vi- darebefordras och lagras i centraldatorn C.

Många olika säkerhetssystemtopologier är möjliga, av vilka endast ett exem- pel visades i figur 3. Exempelvis kan processorn enligt en variation av upp- finningskonceptet sitta i centraldatorn och enligt en annan variation kan varje elektromekaniskt lås vara associerad med regulator som inte delas med något annat eletromekaniskt lås.

Styrsystemet som beskrivits häri lämpar sig exempelvis för installation i ett säkerhetssystem såsom en säkerhetsanläggning i en fastighet och kan tänkas användas med elektromekaniska låsinstallationer både inomhus och utom- hus.

Ovan har exemplifierande utföringsformer av uppfinningskonceptet beskri- vits. Uppfinningskonceptet är inte begränsat till dessa utföringsformer utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. 10

Claims (16)

10 15 20 25 536 811 PATENTKRAV

1. Förfarande för styrning av strömförbrukningen av ett elektromekaniskt lås (11), varvid förfarandet innefattar stegen att: a) erhålla det elektromekaniska låsets (11) matningsspän- ningsnivå, b) jämföra matningsspänningsnivån med en undre tröskelmat- ningsspänningsnivå, och om matningsspänningsnivån under- stiger tröskelmatningsspänningsnivån, c) justera strömförbrukningen av det elektromekaniska låset (11) så att matningsspänningsnivån höjs åtminstone till tröskelmat- ningsspänningsnivån.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid steget a) innefattar att mäta matnings- spänningsnivån.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, varvid stegen a) till c) utförs kontinuerligt.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid justeringen av ström- förbrukningen i steget c) innefattar att justera strömmen till det elektrome- kaniska låset.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, innefattande steget d) att be- stämma huruvida den i steget c) justerade strömförbrukningen räcker till för att köra det elektromekaniska låset (11) i full styrka och fart.

6. Förfarande enligt krav 5, varvid steget d) att bestämma innefattar att be- stämma hur mycket mer ström som i förhållande till den justerade strömför- brukningen krävs för att köra det elektromekaniska låset i full styrka och fart.

7. Förfarande enligt krav 5 eller 6, innefattande steget e) att registrera be- stämningen i steg d). 11 10 15 20 25 536 811

8. Datorprogram innefattande datorexekverbara komponenter som vid exe- kvering i en processor utför förfarandet enligt något av kraven 1-7.

9. Datorprogramprodukt innefattande ett datoravläsbart medium som inne- fattar ett datorprogram enligt krav 8.

10. Styrsystem (1-1; 1-2) för styrning av strömförbrukningen av ett elektro- mekaniskt lås (11), varvid styrsystemet (1-1; 1-2) innefattar: en sensor (3) anordnad att mäta matningsspänningsnivån för ett elektromekaniskt lås (11), en processor (5) anordnad att jämföra den av sensorn (3) upp- mätta matningsspänningsnivån med en undre tröskelmatningsspän- ningsnivå, och om matningsspänningsnivån understiger tröskelmatnings- spänningsnivån, att justera strömförbrukningen av det elektromekaniska lå- set (11) så att matningsspänningsnivån höjs åtminstone till tröskelmatnings- spänningsnivån.

11. Styrsystem (1-1; 1-2) enligt krav 10, varvid processorn (5) är anordnad att justera strömmen till det elektromekaniska låset (11).

12. Styrsystem (1-1; 1-2) enligt krav 10 eller 11,varvid processorn (5) är an- ordnad att bestämma huruvida den justerade strömförbrukningen räcker till för att köra det elektromekaniska låset (11) i full styrka och fart.

13. Styrsystem (1-1; 1-2) enligt något av kraven 10-12, varvid processorn (5) är anordnad att bestämma hur mycket mer ström som, i förhållande till den ju- sterade strömförbrukningen, krävs för att köra det elektromekaniska låset (11) i full styrka och fart.

14. Styrsystem (1-1; 1-2) enligt krav 12 eller 13, varvid processorn (5) är an- ordnad att registrera bestämningen huruvida den justerade strömmen räcker till för att köra det elektromekaniska låset (11) i full styrka och kraft. 12 536 811

15. Styrsystem (1-1; 1-2) enligt något av kraven 12-14, varvid processorn (5) är anordnad att registrera bestämningen hur mycket mer ström, som i förhål- lande till den justerade strömförbrukningen, krävs för att köra det elektro- mekaniska låset i full styrka och fart.

16. Säkerhetssystem (9) innefattande: åtminstone en tillträdeskontrollenhet (13), åtminstone ett elektromekaniskt lås (11) i elektrisk förbindelse med passersystemet, och ett styrsystem (1-1; 1-2) enligt något av kraven 10-15. 13