專利名稱：一種全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，涉及電梯門機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電梯門機(jī)的開發(fā)過程涉及到機(jī)械、電力電子、電路系統(tǒng)、自動(dòng)化控制等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，產(chǎn)品性能的好壞是多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵙Φ木C合體現(xiàn)，而電梯門機(jī)的控制技術(shù)又是決定電梯門機(jī)性能好壞的最重要指標(biāo)?，F(xiàn)有的電梯門機(jī)主要包括直流門機(jī)、交流異步變頻門機(jī)、交流伺服門機(jī)，其中的直流門機(jī)是較為實(shí)用的一種電梯門機(jī)?，F(xiàn)有的電梯直流門機(jī)采用過一種基于無刷直流電機(jī)的電梯門機(jī)，該電梯門機(jī)采用了 GAL電路同時(shí)將轉(zhuǎn)子位置傳感器信號(hào)、PWM調(diào)制信號(hào)、故障鎖定信號(hào)BH、電機(jī)正反轉(zhuǎn)信號(hào) ZF—起譯碼等技術(shù)方案，但由于采用了位置傳感器，導(dǎo)致系統(tǒng)的成本較高并且體積都大；現(xiàn)有的電梯直流門機(jī)還采用了 TMS320LF2407A作為主控芯片實(shí)現(xiàn)了無刷直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)，其主要采用一圈120齒的圓盤形光柵來檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速和電梯門位置的檢測(cè)，該系統(tǒng)但無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的故障診斷和放夾處理；而現(xiàn)有的電梯門機(jī)控制系統(tǒng)主要采用上位機(jī)和控制系統(tǒng)的主從通信模式，這種通訊模式并不適用在現(xiàn)有的高層建筑中。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有的電梯門機(jī)控制技術(shù)存在的成本較高、體積較大、無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的故障診斷和放夾處理、通訊模式不適用在現(xiàn)有的高層建筑中的問題，進(jìn)而提供了一種全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，包括控制裝置和門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，所述控制裝置的控制信號(hào)輸出端與無刷直流電機(jī)的控制信號(hào)輸入端連接，無刷直流電機(jī)的信號(hào)輸出端與門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接；所述控制裝置包括上位機(jī)、運(yùn)行模式及曲線選擇模塊、主控模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線、IPM模塊，上位機(jī)的數(shù)據(jù)輸入輸出端與主控模塊的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，運(yùn)行模式及曲線選擇模塊的信號(hào)輸出端與主控模塊的信號(hào)輸入端連接，主控模塊的總線數(shù)據(jù)輸入輸出端與現(xiàn)場(chǎng)總線的總線數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，主控模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入輸出端與IPM模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入輸出端連接。所述控制裝置還包括報(bào)警電路，所述控制模塊的報(bào)警信號(hào)輸出端與報(bào)警電路的信號(hào)輸入端連接。在上位機(jī)與主控模塊之間、運(yùn)行模式及曲線選擇模塊與主控模塊之間、現(xiàn)場(chǎng)總線與主控模塊之間、IPM模塊與主控模塊之間、報(bào)警電路與主控模塊之間分別設(shè)置有光耦隔離模塊。所述控制裝置還包括電源模塊，所述電源模塊的電源輸出端分別與上位機(jī)、運(yùn)行模式及曲線選擇模塊、主控模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線、IPM模塊和報(bào)警電路的電源輸入端連接。所述控制裝置還包括第一采樣電路，所述第一采樣電路的信號(hào)輸入端連接在220V交流電源與IPM模塊之間，所述第一采樣電路的信號(hào)輸出端與主控模塊的第一采樣信號(hào)輸入端連接。所述控制裝置還包括第二采樣電路，所述第二采樣電路的信號(hào)輸入端連接在IPM模塊與無刷直流電機(jī)之間，所述第一采樣電路的信號(hào)輸出端與主控模塊的第一采樣信號(hào)輸入端連接。本實(shí)用新型由控制裝置通過無刷直流電機(jī)連接門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制，應(yīng)用于電梯門機(jī)控制中，由于采用了 BACnet通信方式，適用于現(xiàn)有的高層建筑，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)故障診斷和放夾處理，而且降低了系統(tǒng)硬件成本和體積。

圖I為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝 置的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的上位機(jī)的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的BACnet現(xiàn)場(chǎng)總線的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的運(yùn)行模式選擇的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的曲線模式選擇的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的關(guān)門力矩調(diào)節(jié)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的報(bào)警電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的電源模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的主控模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的第一采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的第二采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。本具體實(shí)施方式
提供了一種全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，如圖I至圖3所示，包括控制裝置I和門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)2，控制裝置I的控制信號(hào)輸出端與無刷直流電機(jī)的控制信號(hào)輸入端連接，無刷直流電機(jī)的信號(hào)輸出端與門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)2的信號(hào)輸入端連接；控制裝置I包括上位機(jī)11、運(yùn)行模式及曲線選擇模塊12、主控模塊13、現(xiàn)場(chǎng)總線14、IPM模塊15，上位機(jī)11的數(shù)據(jù)輸入輸出端與主控模塊13的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，運(yùn)行模式及曲線選擇模塊12的信號(hào)輸出端與主控模塊13的信號(hào)輸入端連接，主控模塊13的總線數(shù)據(jù)輸入輸出端與現(xiàn)場(chǎng)總線14的總線數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，主控模塊13的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入輸出端與IPM模塊15的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入輸出端連接。具體的，上位機(jī)11的電路如圖4所示，輸入開關(guān)量指令包括關(guān)門信號(hào)，低電平有效，對(duì)應(yīng)輸入為Cl0Se_D00rl ；開門信號(hào)，低電平有效，對(duì)應(yīng)輸入為0pen_DOOrl ；[0029]光幕信號(hào)，低電平有效，對(duì)應(yīng)輸入為GuangMul ；安全觸板信號(hào)，低電平有效，對(duì)應(yīng)輸入為ChuBanl ；門機(jī)使能信號(hào)，低電平有效，對(duì)應(yīng)輸入為MenJil ；關(guān)門到位信號(hào)，低電平有效，對(duì)應(yīng)輸入為Cl0Se_Cmpl ；開門到位信號(hào)，低電平有效，對(duì)應(yīng)輸入為0pen_Cmpl。為了采用BACnet現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，本具體實(shí)施方式
的硬件設(shè)計(jì)上采用了 RS485硬件接口，其電路結(jié)構(gòu)如圖5所示，采用了光耦隔離的技術(shù)方案，并帶有驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)計(jì) ，當(dāng)RS485硬件接口驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)，可將JP12的兩個(gè)管腳短接，以增強(qiáng)帶負(fù)載能力。運(yùn)行模式及曲線選擇模塊12的電路結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示，本具體實(shí)施方式
提供了三種運(yùn)行模式選擇，包括自學(xué)習(xí)模式、測(cè)試模式和運(yùn)行模式。其中，自學(xué)習(xí)模式為低速關(guān)門，通過電流判斷電機(jī)堵轉(zhuǎn)，確定廳門到達(dá)門全關(guān)位置，再控制電機(jī)低速開門，仍然通過電流判斷電機(jī)是否到達(dá)門全開位置，并記錄脈沖，如此反復(fù)進(jìn)行數(shù)次，最后把多次動(dòng)作記錄的門寬信息進(jìn)行平均化，得到最終的門寬參數(shù)。該功能可通過撥碼開關(guān)設(shè)置或通過現(xiàn)場(chǎng)總線指令設(shè)置；測(cè)試模式為控制裝置通過學(xué)習(xí)門寬后，定時(shí)自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行開門和關(guān)門動(dòng)作，便于生產(chǎn)和測(cè)試。該模式選擇可通過撥碼開關(guān)或現(xiàn)場(chǎng)總線指令實(shí)現(xiàn)；運(yùn)行模式為控制裝置接收撥碼開關(guān)的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式，也可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線上的通信指令開啟該模式?？刂蒲b置的運(yùn)行曲線選擇開關(guān)設(shè)定了四檔S曲線運(yùn)行參數(shù)，分別為慢速、中速、快速和高速，該參數(shù)設(shè)置也可通過現(xiàn)場(chǎng)總線詳細(xì)設(shè)置加速時(shí)間、距離和加速度大小等參數(shù)。關(guān)門力矩調(diào)節(jié)電路如圖8所示，力矩大小可通過控制裝置上的電位器來設(shè)定，也可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線14的指令設(shè)定?？刂蒲b置對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)并提供報(bào)警輸出，報(bào)警電路16如圖9所示，報(bào)警輸出通過蜂鳴器和報(bào)警指示燈實(shí)現(xiàn)，可通過現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)詳細(xì)報(bào)警信息進(jìn)行查詢，控制裝置存儲(chǔ)最近10次的報(bào)警信息。報(bào)警信息主要包括過壓報(bào)警、過流報(bào)警、欠壓報(bào)警、IPM過熱報(bào)警、指定動(dòng)作未完成報(bào)警。電源模塊17如圖10所示，該模塊提供了控制裝置各部分所用直流電源。主控模塊13如圖11所示，處理器選擇Microchip公司生產(chǎn)的dsPIC6010A的16為數(shù)字信號(hào)處理器芯片，完成控制裝置的控制和運(yùn)算功能。第一采樣電路和第二采樣電路分別如圖12和圖13所示，都為AD采樣電路。本具體實(shí)施方式
提供的電梯門機(jī)系統(tǒng)機(jī)械機(jī)構(gòu)的工作過程包括在電梯的出入口，有兩扇門，靠近轎廂的內(nèi)層扇門叫做轎廂門，另外一層叫做層門。轎廂門被安裝固定在轎廂上，隨電梯轎廂做上下運(yùn)動(dòng)；層門安裝在各個(gè)層站上，當(dāng)電梯轎廂到達(dá)某一層是，層門和轎廂門重合，此時(shí)若有開梯信號(hào)，則轎廂門打開，層門隨動(dòng)打開，當(dāng)乘客出入完畢后轎廂門關(guān)，層門隨動(dòng)關(guān)閉，從而完成對(duì)電梯門的一次操作。其中的控制裝置可采用Microchip公司生產(chǎn)的dsPIC6010A為核心的MCU和美國(guó)仙童公司生產(chǎn)的IPM模塊FSAM20SH60A組成，控制器負(fù)責(zé)無刷直流電機(jī)的控制、接收和處理上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)總線上的監(jiān)控指令以及故障處理等。門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)用于將無刷直流電機(jī)的角位移轉(zhuǎn)化成電梯門直線位移的機(jī)械裝置。門機(jī)的動(dòng)作過程是由無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)齒形帶和從動(dòng)輪動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轎廂門的開合。采用本具體實(shí)施方式
提供的技術(shù)方案，由控制裝置通過無刷直流電機(jī)連接門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制，應(yīng)用于電梯門機(jī)控制中，由于采用了BACnet通信方式，適用于現(xiàn)有的高層建筑，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)故障診斷和放夾處理，而且降低了系統(tǒng)硬件成本和體積。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，這些具體實(shí)施方式
都是基于本實(shí)用新型整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟 悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，其特征在于，包括控制裝置和門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，所述控制裝置的控制信號(hào)輸出端與無刷直流電機(jī)的控制信號(hào)輸入端連接，無刷直流電機(jī)的信號(hào)輸出端與門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的信號(hào)輸入端連接；所述控制裝置包括上位機(jī)、運(yùn)行模式及曲線選擇模塊、主控模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線、IPM模塊，上位機(jī)的數(shù)據(jù)輸入輸出端與主控模塊的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，運(yùn)行模式及曲線選擇模塊的信號(hào)輸出端與主控模塊的信號(hào)輸入端連接，主控模塊的總線數(shù)據(jù)輸入輸出端與現(xiàn)場(chǎng)總線的總線數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，主控模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入輸出端與IPM模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括報(bào)警電路，所述控制模塊的報(bào)警信號(hào)輸出端與報(bào)警電路的信號(hào)輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，其特征在于，在上位機(jī)與主控模塊之間、運(yùn)行模式及曲線選擇模塊與主控模塊之間、現(xiàn)場(chǎng)總線與主控模塊之間、IPM模塊與主控模塊之間、報(bào)警電路與主控模塊之間分別設(shè)置有光耦隔離模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括電源模塊，所述電源模塊的電源輸出端分別與上位機(jī)、運(yùn)行模式及曲線選擇模塊、主控模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線、IPM模塊和報(bào)警電路的電源輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括第一采樣電路，所述第一采樣電路的信號(hào)輸入端連接在220V交流電源與IPM模塊之間，所述第一采樣電路的信號(hào)輸出端與主控模塊的第一采樣信號(hào)輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，其特征在于，所述控制裝置還包括第二采樣電路，所述第二采樣電路的信號(hào)輸入端連接在IPM模塊與無刷直流電機(jī)之間，所述第一采樣電路的信號(hào)輸出端與主控模塊的第一采樣信號(hào)輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種全數(shù)字無刷直流電機(jī)電梯門機(jī)控制裝置，包括控制裝置和門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，控制裝置通過無刷直流電機(jī)與門機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)連接；控制裝置包括上位機(jī)、運(yùn)行模式及曲線選擇模塊、主控模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線、IPM模塊，上位機(jī)的數(shù)據(jù)輸入輸出端與主控模塊的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，運(yùn)行模式及曲線選擇模塊的信號(hào)輸出端與主控模塊的信號(hào)輸入端連接，主控模塊的總線數(shù)據(jù)輸入輸出端與現(xiàn)場(chǎng)總線的總線數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，主控模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入輸出端與IPM模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入輸出端連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制，應(yīng)用于電梯門機(jī)控制中，適用于高層建筑，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)故障診斷和放夾處理，而且降低了系統(tǒng)硬件成本和體積。
文檔編號(hào)B66B13/14GK202594587SQ201220193798
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者潘雷, 龔?fù)? 梁茵 申請(qǐng)人:天津城市建設(shè)學(xué)院