專利名稱：電梯門機控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電梯控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種對電梯門機進行開關(guān)門控制的 系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電梯門是乘客或貨物進出電梯轎廂的通道，一般通過電梯控制結(jié)構(gòu)實現(xiàn)電梯門的 開關(guān)控制。電梯門的控制與電梯安全密切相關(guān)，簡單可靠的門控制系統(tǒng)非常重要。現(xiàn)有的電梯控制結(jié)構(gòu)可以簡化為圖1所示，其中電梯控制系統(tǒng)是一個整體，包括 電梯控制的一些電氣環(huán)節(jié)，是控制電梯的核心部件，是電梯控制中樞。門機控制器是一個執(zhí) 行機構(gòu)，包括門機控制邏輯部分和電動機驅(qū)動部分，能夠完成電梯門電動機的運行控制。操 作器是門機調(diào)試的人機界面，調(diào)試人員需要在電梯的門機控制器的安裝位置附近調(diào)試，設(shè) 置門機控制器的使用參數(shù)。電梯控制系統(tǒng)決定電梯的門開關(guān)命令，然后通過端子信號將命令傳遞到門機控制 器，門機控制器根據(jù)命令控制門電動機執(zhí)行相應(yīng)的操作，然后將電梯門的狀態(tài)信息反饋到 電梯控制系統(tǒng)。在上述電梯控制結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電梯門開關(guān)門遇阻時，門機控制器根據(jù)光幕信號判斷 是否受阻。一旦光幕信號失效，門機控制器僅在障礙物提供足夠大的受阻力矩時才會作出 遇阻判斷。電梯國標要求電梯門的夾持力不超過150牛。在進行遇阻判定時，現(xiàn)有的門機控 制器將電梯門的摩擦力、外在的機械力等電梯門自身阻力與受障礙物阻力一起計算，忽視 了在關(guān)門過程中電梯門所受的摩擦力、外在機械力等力是動態(tài)變化的這一關(guān)鍵因素。從而 使得對受阻力矩的判定存在誤差，電梯門遇阻時不能夠有效的自動開門。因此，電梯“夾人” 事故頻發(fā)，不能夠有效的保證電梯門使用安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述電梯門夾持力不精確造成的電梯“夾人” 的問題，提供一種電梯門機控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種電梯門機控制系統(tǒng)，至少包括 門機主回路、檢測單元、存儲單元、門寬學(xué)習(xí)單元，其中所述門機主回路，用于通過驅(qū)動門電動機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)電梯門的打開或者關(guān)閉；所述門寬學(xué)習(xí)單元，用于記錄在無外力作用下電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的標 準力矩，并將所述標準力矩存儲在存儲單元；所述檢測單元，用于通過所述的門機主回路采集的信號檢測出電梯門運行中的實 際力矩，并在電梯門關(guān)閉過程中任一位置的實際力矩與存儲單元中存儲的對應(yīng)位置的標準 力矩之差大于指定閾值時判斷關(guān)門受阻。在本發(fā)明所述的電梯門機控制系統(tǒng)中，所述門寬學(xué)習(xí)單元各個運行階段或者門寬比例記錄電梯門各個位置的力矩，所述運行階段包括電梯門關(guān)閉過程中的加速、穩(wěn)速、減速 階段，所述門寬比例是指以電梯門最大寬度為基礎(chǔ)，取固定比例作為力矩記錄點。在本發(fā)明所述的電梯門機控制系統(tǒng)中，所述門寬學(xué)習(xí)單元和檢測單元根據(jù)電流值 計算標準力矩和實際力矩，所述標準力矩和實際力矩與電流值成固定公式關(guān)系。在本發(fā)明所述的電梯門機控制系統(tǒng)中，還包括門寬位置反饋裝置，所述門寬學(xué)習(xí) 單元和檢測單元根據(jù)所述門寬位置反饋裝置的反饋信號確定電梯門的位置。在本發(fā)明所述的電梯門機控制系統(tǒng)中，所述門寬學(xué)習(xí)單元還記錄在無外力作用下 電梯門在開啟過程中各個位置或者階段的標準力矩，并將所述標準力矩存儲在存儲單元， 所述檢測單元檢測電梯門在開啟過程中各個位置的實際力矩與存儲單元中存儲的對應(yīng)位 置的標準力矩之差是否大于指定閾值，若大于指定閾值則判斷為開門受阻。本發(fā)明還提供一種電梯門機控制方法，包括以下步驟a、計算在無外力作用下電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的標準力矩，并存儲所述標 準力矩；b、計算電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的實際力矩，并判斷所述實際力矩與存儲的 對應(yīng)位置的標準力矩之差是否大于指定閾值；C、在實際力矩與標準力矩之差大于指定指定閾值時判斷關(guān)門受阻條件產(chǎn)生。在本發(fā)明所述的電梯門機控制方法中，所述步驟a中按照電梯門的運行階段或者 門寬比例計算并存儲電梯門各個位置的力矩，所述運行階段包括電梯門關(guān)閉過程中的加 速、穩(wěn)速、減速階段，所述門寬比例是指以最大寬度為基礎(chǔ)，取固定比例作為力矩記錄點。在本發(fā)明所述的電梯門機控制方法中，所述步驟a和步驟b中根據(jù)電流值計算標 準力矩和實際力矩，所述標準力矩和實際力矩與電流值成固定公式關(guān)系。在本發(fā)明所述的電梯門機控制方法中，所述電梯門的位置根據(jù)門寬位置反饋裝置 的反饋信號確定。本發(fā)明的電梯門機控制系統(tǒng)及方法，通過自學(xué)習(xí)無外力情況下電梯門所受標準力 矩，并在實際力矩與標準力矩大于指定閾值時確認運行受阻，從而使得力矩計算更加精確， 避免誤判。本發(fā)明在電梯門受阻判斷時，只計算純阻力的影響，而除去電梯門所受的摩擦力 和機械外力等因素的影響，從而精確地判斷出電梯門運行過程中不同位置點的受阻情況。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有電梯控制結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是本發(fā)明電梯門機控制系統(tǒng)的應(yīng)用的示意圖；圖3是本發(fā)明電梯門機控制系統(tǒng)實施例的示意圖；圖4是本發(fā)明電梯門機控制系統(tǒng)在電梯門遇阻時的運行曲線示意圖；圖5是本發(fā)明電梯門機控制方法實施例的流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明通過在門機控制系統(tǒng)工作前(無外力狀態(tài)下)進行門寬自學(xué)習(xí)或者開關(guān)門 力矩學(xué)習(xí)，記錄在開關(guān)門過程中不同位置對應(yīng)的電流變化，并計算開關(guān)門標準力矩。從而通過將開關(guān)門的實際力矩與標準力矩對比，排除電梯門自身的阻力和摩擦力等，判斷門機在 運行過程中是否被異物卡住，實現(xiàn)關(guān)門受阻停車或者受阻后重開門功能，更大程度的保護 人員安全，避免門機發(fā)生機械損壞。如圖2所示，是本發(fā)明一種電梯門機控制系統(tǒng)的應(yīng)用實例的示意圖。該門機控制 系統(tǒng)通過外接的單相電源驅(qū)動門電機，從而控制電梯門的開啟和閉合。該門機控制系統(tǒng)與旋轉(zhuǎn)編碼器連接，以從旋轉(zhuǎn)編碼器接收門電機的反饋信號，并 獲知開關(guān)門時的門寬數(shù)據(jù)。該門機控制系統(tǒng)還連接到電梯控制系統(tǒng)，以獲得控制信號并向 電梯控制系統(tǒng)發(fā)送關(guān)門到位信號、故障申報、開門到位信號等。當(dāng)然，也可采用其他門寬位 置反饋裝置代替上述旋轉(zhuǎn)編碼器。如圖3所示，是本發(fā)明門機控制系統(tǒng)實施例的示意圖。在本實施例中，門機控制系 統(tǒng)包括門機主回路34、檢測單元33、存儲單元32以及門寬學(xué)習(xí)單元31。當(dāng)然該門機控制系 統(tǒng)中還包括其他現(xiàn)有門機控制中所使用的電路或模塊，例如門機主回路34的驅(qū)動控制、數(shù) 據(jù)存儲控制、與電梯控制系統(tǒng)之間的通訊處理以及門機控制系統(tǒng)的輔助邏輯等。門機主回路34用于驅(qū)動門電動機轉(zhuǎn)動以開/關(guān)電梯門。具體地，該門機主回路34 是門機控制系統(tǒng)的強電部分，其包含整流、逆變、開關(guān)電源、直流電容等4個主要部分。該門 機主回路34的輸入為電梯的系統(tǒng)電源，輸出是控制門電動機的U、V、W三根線。門寬學(xué)習(xí)單元31用于記錄在無外力作用下(例如電梯未正式使用或確保無障礙 物時)電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的標準力矩，并將標準力矩存儲在存儲單元32。具體 地，該門寬學(xué)習(xí)單元在門寬自學(xué)習(xí)過程中，記錄在開關(guān)門過程中不同門寬位置對應(yīng)的電流 曲線，并根據(jù)電流曲線計算對應(yīng)的標準力矩，電流與標準力矩成固定公式關(guān)系，例如按一定 系數(shù)成正比例關(guān)系。門寬學(xué)習(xí)單元31可根據(jù)不同的安全需求采集多個門寬位置的標準力矩，所述一 定門寬比例是指以最大寬度為基礎(chǔ)，取固定比例作為力矩記錄點。例如按照2%門寬的比例 記錄力矩時，以電梯門的最大寬度的2%采集50個點的標準力矩。門寬學(xué)習(xí)單元31還可記錄電梯門各個運行階段的力矩，其中電梯門的運行階段 包括電梯門關(guān)閉過程中的加速、穩(wěn)速、減速階段等。檢測單元33用于檢測電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的實際力矩與存儲單元中存 儲的對應(yīng)位置的標準力矩之差是否大于指定閾值，若大于指定閾值則判斷關(guān)門受阻(例如 向電梯控制系統(tǒng)輸出關(guān)門受阻信號)并使門機主回路34反向驅(qū)動門電動機。在上述系統(tǒng)中，可根據(jù)實際情況設(shè)置關(guān)門力矩上限(例如通過設(shè)定實際力矩與標 準力矩的差值的閾值)，從而確定在運行過程中門的不同位置所對應(yīng)的最大允許電流。通過 電流變化判斷門機在運行過程中是否被異物卡住，實現(xiàn)關(guān)門受阻停車或者受阻后重開門功 能，更大程度的保護人員安全，避免門機發(fā)生機械損壞。在上述系統(tǒng)中，門寬學(xué)習(xí)單元31和檢測單元33根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號確定 電梯門的位置(門寬)。上述系統(tǒng)還可包括開門檢測。此時，門寬學(xué)習(xí)單元31除了記錄電梯門關(guān)閉過程中 的標準力矩，還記錄在無外力作用下電梯門在開啟過程中各個位置的標準力矩，并將標準 力矩存儲在存儲單元32。相應(yīng)地，檢測單元33檢測電梯門在開啟過程中各個位置的實際力 矩與存儲單元中存儲的對應(yīng)位置的標準力矩之差是否大于指定閾值，若大于指定閾值則判斷開門受阻并使所述門機主回路停止輸出。如圖4所示，是電梯門開關(guān)門受阻時的電流曲線。在這個應(yīng)用實例中，當(dāng)門電動機 接收到正常的關(guān)門信號時，該門電動機經(jīng)過設(shè)定的關(guān)門啟動加速時間(F401)加速到關(guān)門 啟動低速(F400)運行后，在關(guān)門低速段恒速運行；當(dāng)關(guān)門距離達到預(yù)定的門寬時(F607)， 門機切換到關(guān)門高速(F403)運行階段，按照關(guān)門加速時間(F404)加速，加速結(jié)束后在關(guān)門 高速段恒速運行。在關(guān)門高速段恒速運行過程中，門機控制系統(tǒng)會判斷受力力矩與自學(xué)習(xí)時記錄的 標準力矩的差值，當(dāng)該差值大于設(shè)定閾值時，認定此時關(guān)門遇阻。門機控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的 異常減速時間(F500)，在此時間范圍內(nèi)將速度減至0，此后若接收到有效的重開門信號，則 驅(qū)動門電動機進入開門狀態(tài)。各參數(shù)皆可通過操作器進行設(shè)定，可滿足不同場合的遇阻判斷，精確可靠。如圖3所示，是本發(fā)明電梯門機控制方法實施例的流程示意圖。具體地，該方法包 括以下步驟步驟S51 計算在無外力作用下電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的標準力矩，并存 儲所述標準力矩。該步驟中根據(jù)輸入門電機的電流值(幅值)計算標準力矩，該標準力矩 與電流值成正比。該步驟中，可根據(jù)不同的安全需求采集多個門寬位置的標準力矩，例如可按照2% 門寬的比例記錄電梯門各個位置的力矩，即按照2%門寬的間距采集50個標準力矩。步驟S52 計算電梯運行過程(實際使用)中，電梯門在關(guān)閉過程中的實際力矩。 該步驟中根據(jù)輸入門電機的電流值(幅值)計算實際力矩，該實際力矩與電流值成固定公 式關(guān)系，例如成正比。步驟S53 判斷上述實際力矩與存儲的對應(yīng)位置的標準力矩之差是否大于指定閾 值，若大于指定閾值，則執(zhí)行步驟S54，否則返回步驟S52，繼續(xù)計算下一位置的實際力矩。在該方法中，可根據(jù)實際情況設(shè)置關(guān)門力矩上限(例如通過設(shè)定實際力矩與標準 力矩的差值的閾值)，從而確定在運行過程中門的不同位置所對應(yīng)的最大允許電流。通過 電流變化判斷門機在運行過程中是否被異物卡住，實現(xiàn)關(guān)門受阻停車或者受阻后重開門功 能，更大程度的保護人員安全，避免門機發(fā)生機械損壞。步驟S54 確認關(guān)門受阻并使門機主回路反向驅(qū)動門電動機。在上述方法中，步驟S51和步驟S52根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的反饋信號確定電梯門的位 置(門寬)。上述電梯門機控制方法還可用于實現(xiàn)電梯開門控制，該過程包括以下步驟計算 在無外力作用下電梯門在開啟過程中各個位置的標準力矩，并存儲所述標準力矩；計算電 梯門在開啟過程中各個位置的實際力矩，并判斷所述實際力矩與存儲的對應(yīng)位置的標準力 矩之差是否大于指定閾值；在實際力矩與標準力矩之差大于指定閾值時判斷開門受阻并使 門機主回路停止輸出。上述的系統(tǒng)和方法具有門機運行阻力變化自動調(diào)準功能在門寬自學(xué)習(xí)過程中， 記錄在開關(guān)門過程中不同位置對應(yīng)的電流曲線，若在關(guān)門過程中受阻，門機控制器會除去 自身所受的摩擦力和機械外力等自身力矩的影響，只計算純阻力的影響，精確的判斷出門 機運行過程中不同位置點的受阻情況。
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本發(fā)明的系統(tǒng)和方法具有普通增量編碼器永磁同步電機閉環(huán)矢量控制以編碼器 的反饋信號為基礎(chǔ)，控制器以有速度傳感器矢量方式控制運行。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍 為準。
權(quán)利要求
1.一種電梯門機控制系統(tǒng)，其特征在于，至少包括門機主回路、檢測單元、存儲單元、門 寬學(xué)習(xí)單元，其中所述門機主回路，用于通過驅(qū)動門電動機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)電梯門的打開或者關(guān)閉；所述門寬學(xué)習(xí)單元，用于記錄在無外力作用下電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的標準力 矩，并將所述標準力矩存儲在存儲單元；所述檢測單元，用于通過所述的門機主回路采集的信號檢測出電梯門運行中的實際力 矩，并在電梯門關(guān)閉過程中任一位置的實際力矩與存儲單元中存儲的對應(yīng)位置的標準力矩 之差大于指定閾值時判斷關(guān)門受阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述門寬學(xué)習(xí)單元各個運 行階段或者門寬比例記錄電梯門各個位置的力矩，所述運行階段包括電梯門關(guān)閉過程中的 加速、穩(wěn)速、減速階段，所述門寬比例是指以電梯門最大寬度為基礎(chǔ)，取固定比例作為力矩 記錄點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述門寬學(xué)習(xí)單元和檢測 單元根據(jù)電流值計算標準力矩和實際力矩，所述標準力矩和實際力矩與電流值成固定公式 關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門機控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括門寬位置反饋裝置， 所述門寬學(xué)習(xí)單元和檢測單元根據(jù)所述門寬位置反饋裝置的反饋信號確定電梯門的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯門機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述門寬學(xué)習(xí)單元還記錄 在無外力作用下電梯門在開啟過程中各個位置或者階段的標準力矩，并將所述標準力矩存 儲在存儲單元，所述檢測單元檢測電梯門在開啟過程中各個位置的實際力矩與存儲單元中 存儲的對應(yīng)位置的標準力矩之差是否大于指定閾值，若大于指定閾值則判斷為開門受阻。
6.一種電梯門機控制方法，其特征在于，包括以下步驟a、計算在無外力作用下電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的標準力矩，并存儲所述標準力矩；b、計算電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的實際力矩，并判斷所述實際力矩與存儲的對應(yīng) 位置的標準力矩之差是否大于指定閾值；C、在實際力矩與標準力矩之差大于指定指定閾值時判斷關(guān)門受阻條件產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電梯門機控制方法，其特征在于，所述步驟a中按照電梯門的 運行階段或者門寬比例計算并存儲電梯門各個位置的力矩，所述運行階段包括電梯門關(guān)閉 過程中的加速、穩(wěn)速、減速階段，所述門寬比例是指以最大寬度為基礎(chǔ)，取固定比例作為力 失巨記錄點。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電梯門機控制方法，其特征在于，所述步驟a和步驟b中根據(jù) 電流值計算標準力矩和實際力矩，所述標準力矩和實際力矩與電流值成固定公式關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電梯門機控制方法，其特征在于，所述電梯門的位置根據(jù)門 寬位置反饋裝置的反饋信號確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電梯門機控制系統(tǒng)，至少包括門機主回路、檢測單元、存儲單元、門寬學(xué)習(xí)單元，其中門機主回路用于通過驅(qū)動門電動機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)電梯門的打開或者關(guān)閉；門寬學(xué)習(xí)單元用于記錄在無外力作用下電梯門在關(guān)閉過程中各個位置的標準力矩，并將所述標準力矩存儲在存儲單元；檢測單元用于通過所述的門機主回路采集的信號檢測出電梯門運行中的實際力矩，并在電梯門關(guān)閉過程中任一位置的實際力矩與存儲單元中存儲的對應(yīng)位置的標準力矩之差大于指定閾值時判斷關(guān)門受阻。本發(fā)明還提供一種對應(yīng)的方法。本發(fā)明通過自學(xué)習(xí)無外力情況下電梯門所受標準力矩，并在實際力矩與標準力矩大于指定閾值時確認運行受阻，從而使得力矩計算更加精確，避免誤判。
文檔編號B66B13/14GK102070064SQ20091010968
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者傅曉洲, 劉宇川, 徐憶平, 殷杰 申請人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司, 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司