專利名稱：電梯自動(dòng)門電腦控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電梯門動(dòng)作的電氣裝置，屬于電梯控制技術(shù)領(lǐng)域。
在全繼電器線路控制的電梯系統(tǒng)中，電梯自動(dòng)門是靠繼電器和數(shù)個(gè)行程開關(guān)結(jié)合在一起進(jìn)行檢測(cè)和控制的，檢測(cè)和控制器件都是接觸式的。行程開關(guān)檢測(cè)門的位置信息，并靠它們的通斷來改變門電機(jī)的電樞電壓，實(shí)現(xiàn)電梯門的換速控制。這種電梯自動(dòng)門的控制方式比較落后，換速不平滑，開關(guān)門噪聲大，檢測(cè)及控制器件的可靠性差，故障率高。此外，由于國內(nèi)電網(wǎng)電壓波動(dòng)比較大，電梯門開關(guān)的換速和驅(qū)動(dòng)的質(zhì)量會(huì)受電網(wǎng)波動(dòng)的影響，電壓高時(shí)，開關(guān)門時(shí)會(huì)產(chǎn)生猛烈撞擊，電壓低時(shí)又會(huì)出現(xiàn)無法開門的現(xiàn)象。
在計(jì)算機(jī)控制的電梯系統(tǒng)中，電梯自動(dòng)門由機(jī)房內(nèi)的計(jì)算機(jī)集中控制，在轎廂頂部配備一塊電源板和一塊邏輯電路組成的控制板，在計(jì)算機(jī)和控制板之間有長長的導(dǎo)線連接。這種自動(dòng)門的控制水平及其他各種性能均有很大改善，但由于控制中心在機(jī)房，自動(dòng)門的位置、速度及安全保護(hù)等各種信號(hào)均需送回機(jī)房。在用弱電方式傳送時(shí)，信號(hào)的屏蔽及處理的投資比較高。在用強(qiáng)電方式傳遞時(shí)，對(duì)固態(tài)器件的弱電信號(hào)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。這種系統(tǒng)，電梯自動(dòng)門沒有獨(dú)立性，不但擴(kuò)展功能困難，而且它又與電梯的整個(gè)控制系統(tǒng)互相牽制在一起，給整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研制和調(diào)試增加了一定的難度。
本發(fā)明的目的是要改善現(xiàn)有電梯自動(dòng)門的電氣和機(jī)械性能，提高電梯自動(dòng)門的可靠性，安全性和動(dòng)作平滑性，減少電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)電梯門動(dòng)作的影響，并且減輕電梯電腦系統(tǒng)的研制和調(diào)試工作量。
本發(fā)明的構(gòu)成是采用MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及最簡(jiǎn)外圍電路，即地址存貯器和只讀存貯器，構(gòu)成電腦。再加上電腦的輸入輸出接口電路，門相對(duì)位置探測(cè)器，門極限位置探測(cè)器，門邊安全探頭，同步信號(hào)采集器，門電機(jī)驅(qū)動(dòng)換向電路構(gòu)成電梯自動(dòng)門電腦控制器，由電腦控制電梯門的開關(guān)。整個(gè)控制器安裝在電梯的轎廂頂部或轎廂內(nèi)離電梯門較近的位置，對(duì)電梯門實(shí)行近距離的智能控制。
附

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖;
附圖2是電腦輸出接口電路及門電機(jī)驅(qū)動(dòng)換向電路圖;
附圖3是8031單片機(jī)I/O引腳分配圖下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理作進(jìn)一步說明。附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖，圖中各標(biāo)號(hào)說明如下1-電腦;2-同步信號(hào)采集裝置;3-電梯門相對(duì)位置探測(cè)器;4-電腦的輸入接口電路;5-電梯門邊安全探頭;6-電網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置;7-電腦復(fù)位裝置，8-電梯門極限位置探測(cè)器;9-電腦輸出接口電路;10-門電機(jī)轉(zhuǎn)速換向電路;11-門電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。附圖1中的電腦1是由MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)加上一個(gè)地址鎖存器和一個(gè)數(shù)據(jù)存貯器(EPROM)構(gòu)成，它是控制器的核心，控制和管理電梯自動(dòng)門的各種動(dòng)作。目前MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)共有七種器件，在功能上略有差別，但它們的主要特性基本相同。在本發(fā)明中MCS-51系列的各種器件都可適用，在實(shí)施例中，采用的是8031器件，但其他器件也可替代。
在控制器中，所有要送入電腦1的信號(hào)都先經(jīng)過電腦輸入接口電路4，輸入接口電路4對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、整形和緩沖，以消除信號(hào)傳輸過程中的噪音和波形變形。在實(shí)施例中，本發(fā)明中的電梯門相對(duì)位置探測(cè)器3是采用與電梯門電機(jī)連軸的紅外圓盤編碼器，電子門電機(jī)與電梯門同步，所以紅外圓盤編碼器的轉(zhuǎn)角也與電梯門同步。紅外圓盤編碼器對(duì)門電機(jī)的角行程進(jìn)行計(jì)數(shù)，就可確定電梯門所處的相對(duì)位置。同時(shí)，紅外圓盤編碼器又對(duì)門電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而判斷門速是否正常。在門速出現(xiàn)異常時(shí)，電腦1可在一定范圍內(nèi)通過改變門電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的可控硅的觸發(fā)信號(hào)，使門速得到修正?？紤]到MCS-15系列單片微機(jī)的運(yùn)算速率和門速實(shí)際要求，本發(fā)明對(duì)門速的監(jiān)測(cè)實(shí)行分段處理，即在門速高到一定程度時(shí)或低到一定程度時(shí)，才由電腦發(fā)出修正指令，由于電腦不是完全跟蹤門速，這種半開環(huán)的監(jiān)控方式可使電腦的運(yùn)行程序大為簡(jiǎn)化，同時(shí)門速又能控制在實(shí)際需要的范圍。在實(shí)施例中，本發(fā)明中的電梯門極限位置探測(cè)器8是采用紅外非接觸式探測(cè)元件，由擋板和一組紅外光電傳感器組成，擋板固定在能夠反映門極限位置的機(jī)械裝置上，紅外光電傳感器固定在轎廂上，根據(jù)擋板對(duì)紅外光電傳感器的遮擋與否，來確定電梯門是否到達(dá)開門或關(guān)門的極限位置。在實(shí)施例中，本發(fā)明中的電梯門邊安全探頭5是由安裝在電梯門邊的多路紅外光電傳感器組成。多路紅外光電傳感器垂直分布于電梯門邊，相互之間一一對(duì)應(yīng)，所有的紅外光電傳感器并聯(lián)在一起。在關(guān)門過程中，只要有一路紅外光電傳感器有信號(hào)，就說明門隙中有障礙物，電腦1則立刻發(fā)開門指令。由于本發(fā)明廣泛采用了紅外非接觸式探測(cè)元件，從而減少了因觸點(diǎn)故障而造成的電梯故障，提高了電梯運(yùn)行的可靠性。在本發(fā)明中還有一個(gè)電網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置6，該裝置用于檢測(cè)電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的110伏交流電網(wǎng)電壓。通過該裝置，電腦1以訪問的形式監(jiān)視電網(wǎng)的波動(dòng)情況，當(dāng)電網(wǎng)電壓偏高或偏低時(shí)，電腦1立即自動(dòng)修正驅(qū)動(dòng)電路中的可控硅觸發(fā)指令，以保證門電機(jī)工作的直流電壓基本穩(wěn)定，從而使門電機(jī)轉(zhuǎn)速基本不受電網(wǎng)波動(dòng)的影響。本發(fā)明的電腦輸出接口電路9，門電機(jī)換向電路10和門電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路11如附圖2所示。輸出接口電路9可分成兩個(gè)部分，驅(qū)動(dòng)部分電腦輸出信號(hào)經(jīng)一級(jí)運(yùn)放放大后經(jīng)光電隔離送到驅(qū)動(dòng)電路11中的雙向可控硅的觸發(fā)極，通過對(duì)該雙向可控硅觸發(fā)角的控制，來控制雙向可控硅的輸出電壓，該輸出電壓經(jīng)橋堆整流后，變成直流電壓，再經(jīng)電感、門電機(jī)及四只單向可控硅構(gòu)成門電機(jī)換向電路10;換向電路電腦開關(guān)門選擇電平信號(hào)經(jīng)一級(jí)運(yùn)放放大再經(jīng)一級(jí)運(yùn)放反相后分成四路，經(jīng)四路光電隔離后分別送到四個(gè)單向可控硅的觸發(fā)極，圖2中只畫兩路光電隔離，另兩路完全相同，故省略。若電腦輸出高電平，經(jīng)同相放大后仍為高電平，經(jīng)光電隔離后的高電平使D2導(dǎo)通，同樣D3也導(dǎo)通。這時(shí)，經(jīng)反相輸出的低電平經(jīng)光電隔離后D4不導(dǎo)通，同樣D3也不導(dǎo)通，由此實(shí)現(xiàn)門電機(jī)的單向供電，反之，又實(shí)現(xiàn)了門電機(jī)的反向供電，實(shí)現(xiàn)了門電機(jī)的正反換向。為了防止可控硅燒毀而電梯無法開門，可在門電機(jī)兩端再加上一個(gè)36伏安全電壓，經(jīng)半波整流后向門電機(jī)供電。接通按鈕AM，就可緩慢地打開電梯門，按鈕AM稱為應(yīng)急按鈕，可在轎廂和電梯主機(jī)房內(nèi)各按一只。本發(fā)明的電腦1還有一個(gè)復(fù)位裝置7，即電腦初始狀態(tài)請(qǐng)零裝置。在本發(fā)明中電腦1采用接地復(fù)位原則，復(fù)位指令來自電梯主機(jī)房或轎廂。在電梯控制電路送電時(shí)刻，主機(jī)房的復(fù)位線即刻接地。如果在運(yùn)行中由于受到強(qiáng)信號(hào)沖擊而打亂了電腦1的執(zhí)行程序，則只要在轎廂內(nèi)按一下復(fù)位鍵就可使電梯門重新自動(dòng)工作。由于本發(fā)明對(duì)電梯門電機(jī)是采用可控硅調(diào)速，因此電腦發(fā)出的可控硅觸發(fā)指令必須與電網(wǎng)電壓相位同步，在本發(fā)明中有一個(gè)同步信號(hào)采集裝置2，同步采樣信號(hào)取自門電機(jī)雙向可控硅交流側(cè)的電源線上，同步信號(hào)經(jīng)電腦輸入接口4濾波整形后送到電腦的中斷口，每個(gè)采樣脈沖都產(chǎn)生一次中斷操作，為了防止干擾，采樣信號(hào)同時(shí)送到電腦中MCS-51單片機(jī)的I/O接口，經(jīng)這個(gè)口軟件識(shí)別為真后，同步中斷服務(wù)才得以進(jìn)行下去。圖3是實(shí)施例中8031單片微型計(jì)算機(jī)的I/O引腳分配圖，圖中P1.0口的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)觸發(fā)脈沖即雙向可控硅的觸發(fā)信號(hào)，送電腦輸出接口電路9中的驅(qū)動(dòng)部分，P1.1口的開、關(guān)門選擇電平即門電機(jī)換向信號(hào)，送電腦輸出接口電路9中的換向部分。P1.2和P1.3用于監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓，在本實(shí)施例中將電網(wǎng)電壓分成三段過高、過低和正常。因?yàn)橛腥N信號(hào)，故要用二個(gè)口子。P1.7關(guān)門指令入口，該口的信號(hào)在電梯自動(dòng)運(yùn)行擋時(shí)是來自轎廂內(nèi)操作鍵盤，但在司機(jī)擋時(shí)，為了防止司機(jī)誤操作而發(fā)生開門運(yùn)行的危險(xiǎn)，在電梯啟動(dòng)前由主機(jī)房送一個(gè)關(guān)門信號(hào)。P3.5開門指令入口，開門信號(hào)一方面來自轎廂內(nèi)，另一方面，門廳的呼叫信號(hào)也通過主機(jī)房轉(zhuǎn)送該口，作為門廳開門信號(hào)。P3.6平層完畢信號(hào)和P3.7電梯運(yùn)行信號(hào)是向8031反映電梯的運(yùn)行情況，信號(hào)來自主機(jī)房。
本發(fā)明具有體積小巧，安裝簡(jiǎn)便，調(diào)試容易，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。該控制器抗干擾能力強(qiáng)，各種控制線和信號(hào)線無需屏蔽，可與電梯其他信號(hào)線，控制電纜混裝走線。該控制器可用于對(duì)老式電梯的改造，而將它應(yīng)用于計(jì)算機(jī)控制的電梯時(shí)，它又可作為電梯系統(tǒng)中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，可獨(dú)立調(diào)試，實(shí)現(xiàn)主從式的控制方式。主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)門系統(tǒng)仍能繼續(xù)工作，進(jìn)行應(yīng)急開門增加了電梯的安全感。由于該控制器安裝在轎廂頂部門電機(jī)附近，可減少門電機(jī)與主機(jī)房之間遠(yuǎn)距離傳送的信息數(shù)量，有利于降低排線投資和提高整個(gè)電梯系統(tǒng)的可靠性。
權(quán)利要求
1.電梯自動(dòng)門電腦控制器，由電腦1，電腦輸入接口電路4，電腦輸出接口電路9，電梯門相對(duì)位置探測(cè)器3，電梯門邊安全探頭5，電梯門極限位置探測(cè)器8，同步信號(hào)采集裝置2，門電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路11和門電機(jī)換向電路10構(gòu)成，其特征在于，電腦1由MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)以及外圍地址存貯器和數(shù)據(jù)存貯器構(gòu)成，由該電腦控制電梯門的開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，在控制器中還有一個(gè)110V電網(wǎng)電壓檢測(cè)裝置6。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制器，其特征在于電梯門相對(duì)位置探測(cè)器3是采用與門電機(jī)連軸的紅外圓盤編碼器，電梯門極限位置探測(cè)器8是采用紅外非接觸式探測(cè)元件。
全文摘要
電梯自動(dòng)門電腦控制器，屬于電梯控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明中的電腦由MCS—51系列單片機(jī)和最簡(jiǎn)外圍電路構(gòu)成，控制電梯門的開關(guān)。電梯門的極限探測(cè)，相對(duì)位置探測(cè)和門邊安全探測(cè)都采用無觸點(diǎn)的紅外光電傳感器?？刂破骺蓪?duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)修正門電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的可控硅觸發(fā)角，使門速基本不受電網(wǎng)波動(dòng)的影響?？刂破鞯目垢蓴_能力強(qiáng)，各信號(hào)線和控制線無需屏蔽，所控制的電梯門動(dòng)作平穩(wěn)、安全可靠。
文檔編號(hào)B66B13/14GK1061008SQ9010297
公開日1992年5月13日 申請(qǐng)日期1990年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月31日
發(fā)明者紀(jì)德法 申請(qǐng)人:上海輕達(dá)電梯聯(lián)合公司