ES2355433T3 - Método y unidad de control para determinar de manera automática una masa de un sistema de puertas. - Google Patents
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Abstract
Método para determinar de manera automática una masa (meff) de un sistema de puertas accionado por un motor con, al menos, una puerta, en donde se permite un cambio de velocidad producido durante un movimiento de aceleración, y se suma o se integra una variable de fuerza que influye en la fuerza de accionamiento del motor durante el movimiento de aceleración, y en donde se utilizan la suma o bien, la integral de la variable de fuerza y el cambio de velocidad (ΔV) para determinar la masa (meff), caracterizado porque la suma o bien, la integración de la variable de fuerza se efectúa sobre una pluralidad de ciclos del sistema operativo (Δt) de una unidad de control destinada a un sistema de puertas, y porque se utiliza un movimiento de operación normal como movimiento de aceleración, en donde durante la operación normal se determina nuevamente la masa (meff) del sistema de puertas, preferentemente de manera automática periódicamente, por ejemplo, 1 vez por semana.
Description
Método y unidad de control para determinar de
manera automática una masa de un sistema de puertas.
La presente invención hace referencia a un
método para determinar de manera automática una masa (m_{eff}) de
un sistema de puertas accionado por un motor con, al menos, una
puerta, en donde se permite un cambio de velocidad producido durante
un movimiento de aceleración, y se suma o se integra una magnitud de
fuerza que influye en la fuerza de accionamiento del motor durante
el movimiento de aceleración, y en donde se utilizan la suma o bien,
la integral de la magnitud de fuerza y el cambio de velocidad
(\DeltaV) para determinar la masa (m_{eff}).
Por el concepto de puerta, se entiende ya sea
una hoja de puerta simple o una hoja de puerta doble, una puerta
enrollable con un sentido de cierre y de apertura en cualquier
posición.
Además, la presente invención hace referencia a
una unidad de control para determinar de manera automática una masa
de un sistema de puertas accionado por un motor con, al menos, una
puerta.
Esta clase de puertas se emplean, por ejemplo,
como puertas de edificios, puertas de trenes o como puertas de
ascensores. La determinación de la masa efectiva de la puerta y la
energía cinética relacionada con dicha masa, resulta de gran
importancia por motivos de seguridad técnica. Particularmente,
existen reglamentaciones que limitan, en los dispositivos, la
energía cinética de una puerta corredera en el movimiento de cierre,
a un valor Joule determinado.
Se conocen métodos y dispositivos para
determinar de manera automática la masa de la puerta, de las
patentes EP 108 72 79 B1 y WO 2004/021094 A1. Resulta una desventaja
en ambos métodos, que en el caso de, por ejemplo, puertas de dos
batientes con un ancho de apertura muy reducido, sólo se disponga de
un ancho medio de apertura en un régimen de funcionamiento para
determinar masas. El recorrido reducido no resulta suficiente para
determinar la masa con una exactitud requerida menor al 10%.
Otra desventaja consiste en que la acción de
determinar la masa no se puede efectuar en cualquier movimiento
operacional, por ejemplo, en una apertura normal. Se debe conmutar
previamente a un movimiento de detección de masa.
El objeto de la presente invención consiste en
simplificar el método conforme a la clase para determinar masas, de
manera tal que se pueda ejecutar la determinación de masas durante
cualquier movimiento, sin renunciar a la exactitud de la
determinación de masas.
Dicho objeto se resuelve mediante el hecho de
que, en el caso de un método conforme a la clase, en el que se suma
o se integra una variable de fuerza que influye en la fuerza de
accionamiento del motor durante el movimiento de aceleración, y se
utilizan la suma o bien, la integral de la variable de fuerza y el
cambio de velocidad para determinar la masa, conforme a la presente
invención, la suma o bien, la integración de la variable de fuerza
se efectúa sobre una pluralidad de ciclos del sistema operativo
(\Deltat) de una unidad de control destinada a un sistema de
puertas, y se utiliza un movimiento de la operación normal como
movimiento de aceleración, en donde durante la operación normal se
determina nuevamente la masa (m_{eff}) del sistema de puertas,
preferentemente de manera automática periódicamente, por ejemplo, 1
vez por semana.
Conforme a la presente invención, se puede
determinar, de manera ventajosa, la masa de la puerta durante
cualquier movimiento, es decir, también en la operación normal,
mediante, al menos, dos intervalos o bien, ciclos del sistema
operativo medidos y aritméticos, sin influir en las características
del funcionamiento de la puerta. De esta manera, se puede trabajar
aproximadamente con cualquier perfil de funcionamiento.
En el acondicionamiento apropiado y de fácil
mantenimiento de la presente invención, se utiliza un movimiento de
la operación normal como movimiento de aceleración, en donde durante
la operación normal se determina nuevamente la masa del sistema de
puertas, preferentemente de manera automática periódicamente, por
ejemplo, una vez por semana. Mediante el método conforme a la
presente invención, se puede determinar, por ejemplo, mediante la
aplicación de cualquier perfil para la variable de fuerza, la masa
de la puerta también durante el movimiento en la operación normal.
Por lo tanto, se pueden considerar también, por ejemplo, diferentes
influencias térmicas en el transcurso de un día o de un año.
En un acondicionamiento ventajoso de la presente
invención, se utiliza como variable de fuerza una corriente que
acciona el motor, un voltaje de motor, en particular una tensión de
inducido y/o una señal de modulación de duración de impulsos. Puesto
que la variable de fuerza, como una corriente que acciona el motor o
un voltaje de motor, en particular una tensión de inducido, o una
señal de modulación de duración de impulsos, se puede determinar con
una técnica de medición simple, de manera económica y precisa,
resulta particularmente ventajosa la determinación sencilla de las
variables de fuerza del motor para el método conforme a la presente
invención.
Resulta apropiado que la variable de fuerza sea
modificada al comienzo y/o durante el movimiento de aceleración.
Hasta el momento, la determinación de la masa se debía realizar
mediante una corriente constante, un salto de corriente o mediante
una rampa de voltaje constante del motor. Mediante la utilización de
aproximadamente cualquier perfil de variables de fuerza, por
ejemplo, una curva sinusoide, se puede determinar la masa de puerta
con una exactitud menor al 10%. La exactitud se obtiene
esencialmente mediante la resolución de los valores detectados,
como, por ejemplo, los valores de velocidad, de corriente, de
tensión.
\global\parskip0.900000\baselineskip
En otro acondicionamiento preferido, se ejecuta
un movimiento de aprendizaje por separado, como movimiento de
aceleración fuera de la operación normal. La ventaja de los
movimientos de aprendizaje, que se ejecutan dentro de lo posible en
un intervalo de tiempo de aproximadamente 1 año, consiste en que se
pueda reconocer el "envejecimiento" del sistema de puertas.
Mediante la operación permanente, por ejemplo, se puede incrementar
la fricción en las guías de deslizamiento y, de esta manera, el
valor determinado anteriormente de una masa efectiva del sistema de
puertas, ya no coincidirá con el valor actual de una masa efectiva.
El proceso de cambio se protocoliza preferentemente en un sistema de
automatización correspondiente, en un archivo de protocolo.
Para superar la fricción estática, resulta
apropiado que antes del movimiento de aceleración, el sistema de
puertas se accione, al menos, en movimiento de arrastre, en donde
fluye, al menos, una corriente de fricción. Si se detecta la
corriente de fricción I_{R}, se puede determinar, de manera aún
más precisa, la masa de puerta efectiva. El movimiento de arrastre
se define preferentemente mediante una velocidad menor a 10
cm/s.
Se obtiene un incremento de la exactitud de la
determinación de masa, mediante el hecho de que durante el
movimiento de aceleración que comienza con un movimiento de arrastre
desde un primer momento, la aceleración, en primer lugar con un
valor positivo, comience a cambiar con una aceleración negativa
nuevamente al movimiento de arrastre. Por ejemplo, en un movimiento
de aprendizaje se aplica una rampa con una primera pendiente sobre
un determinado periodo de tiempo. De esta manera, se acelera el
sistema de puertas o bien, la puerta. Después de dicho periodo de
tiempo, se frena el sistema de puertas o bien, la puerta con una
segunda pendiente negativa que puede ser esencialmente más
pronunciada que la primera pendiente, hasta que se alcance
nuevamente el movimiento de arrastre. Dicho procedimiento presenta
la ventaja particular de que las mismas masas se pueden determinar
mediante puertas muy livianas dentro de anchos de apertura muy
reducidos, y la puerta se detiene nuevamente a tiempo antes del tope
en el punto final.
Resulta apropiada la utilización de una
constante de fuerza del motor para determinar la masa. La constante
de fuerza es la constante transmitida de una constante del par del
motor a un sistema de translación.
Resulta apropiado que la corriente a integrar o
a sumar, se constituya a partir de una diferencia entre una
corriente total, particularmente medida durante el movimiento de
aceleración, y la corriente de fricción. Se considera ventajoso que
la masa determinada, como una masa efectiva, comprenda componentes
que consisten en una masa de translación, una masa de un contrapeso
y/o una masa de puerta de una puerta.
Para una determinación alternativa de la masa,
resulta ventajoso que la masa determinada, como una masa efectiva,
comprenda componentes que consisten en una masa de translación, una
masa equivalente a una fuerza de resorte de un resorte, y/o una masa
de puerta. Con dicho método se puede determinar entonces la masa de
dos sistemas diferentes de puertas, puesto que existen sistemas de
puerta que trabajan con un contrapeso, y existen sistemas de puertas
que trabajan con una fuerza de resorte de un resorte.
Además, resulta apropiado que el movimiento de
aceleración se obtenga mediante un incremento de la corriente total,
en particular, superando la corriente de fricción. La corriente de
fricción se mide preferentemente en un movimiento por separado, para
determinar la fricción. En el caso más simple, la corriente se
incrementa hasta que la puerta comience a moverse.
Para un funcionamiento seguro de la puerta,
resulta ventajoso que, mediante la masa, se determine una energía
cinética de la puerta, en particular una energía de impacto.
Mediante la determinación de la energía de impacto, el sistema de
puertas o bien, la fuerza del motor o la velocidad del motor, se
regulan de manera tal que la energía de impacto no exceda un
determinado límite y, de esta manera, no se provoquen daños, por
ejemplo, en caso de una avería.
Conforme a la presente invención, se resuelve el
objeto también mediante la unidad de control mencionada en la
introducción, para determinar de manera automática una masa de un
sistema de puertas accionado por un motor con, al menos, una puerta,
que presenta medios para la ejecución del método, de acuerdo con una
de las reivindicaciones correspondientes al método, con una primera
memoria para el almacenamiento de una curva, que caracteriza a un
movimiento de aceleración, de una variable de fuerza que influye en
la fuerza de accionamiento del motor, con una segunda memoria para
el almacenamiento de un código de programa, con una unidad
aritmética lógica para determinar la masa, bajo control programado,
en donde la memoria y la unidad aritmética lógica están diseñadas de
manera tal que, para diferentes curvas de la variable de fuerza, se
pueda determinar la masa en la primera memoria, en el caso de un
código de programa sin modificar. Además, ambas memorias pueden
estar organizadas como diferentes zonas de almacenamiento en un
módulo de memoria en común.
De acuerdo con la figura, se explica en detalle
un ejemplo de ejecución para determinar de manera automática una
masa de un sistema de puertas. La única figura muestra en cada caso
una curva del voltaje del motor 1 y 2 para una puerta accionada
eléctricamente con una masa m_{T}. Sobre un recorrido de
funcionamiento S se traza respectivamente un voltaje de motor U. La
curva de voltaje del motor 1 se representa mediante el recorrido de
funcionamiento S para un movimiento en el sentido de apertura 6. La
curva de voltaje del motor 2 se representa mediante el recorrido de
funcionamiento S para un movimiento en el sentido de cierre 7.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En la posición 4, la puerta se encuentra
cerrada, lo que corresponde a un recorrido de funcionamiento S = 0
mm. Después de un recorrido inicial preferentemente de S_{A} = 100
mm, se mide desde un primer momento o bien, desde un punto de
medición MP1, una corriente total I_{G} para el recorrido de una
rampa de voltaje adyacente del motor, para 40 ciclos del sistema
operativo \Deltat con una pendiente de un incremento de modulación
de duración de impulsos por ciclo del sistema operativo \Deltat.
Para dicho periodo de tiempo, se totaliza una corriente de motor I.
La corriente de motor I se compone de la corriente total medida
I_{G} menos una corriente de fricción I_{R}, I = I_{G} -
I_{R}. En la posición 5, la puerta se encuentra completamente
abierta.
Para determinar la corriente de fricción
I_{R}, en un movimiento de aprendizaje por separado, en la curva 1
de voltaje del motor, contraria a la representación en la figura, se
representa un perfil lineal continuo, es decir, que se mide sin
rampa, desde el primer punto de medición MP1 en el sentido de
apertura 6. La corriente de fricción I_{R} se mide y se almacena
cada 10 mm desde un recorrido inicial cubierto S_{A} = 100 mm para
otros 150 mm, y se proporciona como un valor medio para un cálculo
posterior para determinar masas.
Para la determinación, conforme a la presente
invención, de una masa efectiva m_{eff} de la puerta, se ejecuta
el cálculo representado en la fórmula I:
Con la ecuación fundamental física de acuerdo
con la fórmula II y una conducción desde la fórmula II a una
representación de suma de acuerdo con la fórmula III, y una
utilización de una constante de fuerza del motor K\Phi de acuerdo
con la fórmula IV y V, se deduce el método de cálculo, conforme a la
presente invención, de acuerdo con la fórmula I.
Finalmente, se determina el valor para el cambio
de velocidad \DeltaV por ciclo del sistema operativo mediante un
codificador incremental en el motor. El codificador incremental
proporciona impulsos por unidad de tiempo, que son directamente
proporcionales a una velocidad actual V.
Las corrientes del motor medidas I_{G} y
I_{R}, y la velocidad V o bien, el cambio de velocidad \DeltaV
determinados mediante el codificador incremental, se emplean en la
fórmula I, y se puede determinar la masa de puerta efectiva
m_{eff}.
Para una determinación de un contrapeso o bien,
para una determinación de fuerzas, se determina la fuerza
correspondiente con la fórmula IV, en las posiciones del recorrido
de funcionamiento S que corresponden a los puntos de medición MP1 a
MP4.
Si en el sistema de puertas se emplea un resorte
para una contrafuerza, de esta manera, se regula la fuerza mayor
F_{F} del resorte en el lugar de la posición o bien, en los puntos
de medición MP2 o MP3. Mediante una comparación de fuerzas de las
fuerzas en los puntos de medición MP1 y MP4 con MP2 y MP3, se puede
determinar automáticamente, en el caso de una fuerza mayor en las
posiciones MP2 y MP3, como en las posiciones MP1 y MP4, un sistema
de puertas con un resorte, preferentemente solo, en virtud de los
valores de medición recogidos, sin la necesidad de que un técnico de
servicio deba analizar el sistema de puerta.
Para el caso en que no se reconozca ningún
resorte, se puede determinar un contrapeso como se indica a
continuación. La fuerza F_{MP2} en la posición MP2 se compone, de
acuerdo con la fórmula VI, de la fuerza de fricción F_{R} y la
fuerza de contrapeso F_{G}. Después de otras sumas de fuerzas
físicas, se llega a la fórmula IX con la que se determina la fuerza
de contra peso F_{G}.
La masa de puerta m_{T} se determina de
acuerdo con la fórmula X, puesto que la masa determinada m_{eff},
como una masa efectiva, comprende componentes que consisten en una
masa de translación m_{lin}, una masa m_{G} del contrapeso o
bien, una masa equivalente a una fuerza de resorte F_{F}, o una
combinación de ambas y una masa de puerta m_{T}.
La tabla a continuación muestra los valores de
medición de la puerta determinados mediante el cálculo conforme a la
presente invención, en contraste con los valores de medición
efectivos de la puerta. En el ejemplo de una puerta con una masa
efectiva de 300 Kg y de otra puerta con una masa efectiva de 200 Kg,
se muestra que la diferencia porcentual entre la masa efectiva y la
masa calculada se encuentra por debajo del 10%.
Los valores calculados resultan de las tres
mediciones correspondientes, en las que se evalúan respectivamente
78 los valores de medición de corriente cada 10 ms. Adicionalmente,
se ejecuta en cada caso un movimiento de medición de la puerta en un
comienzo, desde un lado izquierdo o bien, desde un lado derecho. La
porción de masa efectiva del motor y del sistema, o la masa de
translación, asciende a los 10 Kg.
Medición de corriente: cada 78 valores/10
ms (Formación de valores medios mediante todos los valores de
corriente).
Determinación de la masa mediante
K\Phi: K\Phi= 18,4 N/A.
Claims (14)
1. Método para determinar de manera automática
una masa (m_{eff}) de un sistema de puertas accionado por un motor
con, al menos, una puerta, en donde se permite un cambio de
velocidad producido durante un movimiento de aceleración, y se suma
o se integra una variable de fuerza que influye en la fuerza de
accionamiento del motor durante el movimiento de aceleración, y en
donde se utilizan la suma o bien, la integral de la variable de
fuerza y el cambio de velocidad (\DeltaV) para determinar la masa
(m_{eff}), caracterizado porque la suma o bien, la
integración de la variable de fuerza se efectúa sobre una pluralidad
de ciclos del sistema operativo (\Deltat) de una unidad de control
destinada a un sistema de puertas, y porque se utiliza un movimiento
de operación normal como movimiento de aceleración, en donde durante
la operación normal se determina nuevamente la masa (m_{eff}) del
sistema de puertas, preferentemente de manera automática
periódicamente, por ejemplo, 1 vez por semana.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque como variable de fuerza se utiliza una
corriente (I) que acciona el motor, un voltaje de motor (U), en
particular una tensión de inducido, y/o una señal de modulación de
duración de impulsos.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque la variable de fuerza se modifica al
comienzo o/y durante el movimiento de aceleración.
4. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como movimiento
de aceleración, fuera de la operación normal, se ejecuta un
movimiento de aprendizaje por separado.
5. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque antes del
movimiento de aceleración, el sistema de puertas se acciona, al
menos, en movimiento de arrastre, en donde fluye, al menos, una
corriente de fricción (I_{R}).
6. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque durante el
movimiento de aceleración que comienza con un movimiento de arrastre
desde un primer momento (MP1), la aceleración, en primer lugar con
un valor positivo, comienza a cambiar con una aceleración negativa
nuevamente al movimiento de arrastre.
7. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque para determinar
la masa (m_{eff}) se utiliza una constante de fuerza (K\Phi) del
motor.
8. Método de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque la constante de fuerza (K\Phi) se
deriva de una constante del par del motor transmitida a un sistema
de translación.
9. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque la corriente (I)
a integrar o a sumar, se forma a partir de una diferencia entre una
corriente total (I_{G}), particularmente medida durante el
movimiento de aceleración, y la corriente de fricción (I_{R}).
10. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la masa
determinada (m_{eff}), como una masa efectiva (m_{eff}),
comprende componentes que consisten en una masa de translación
(m_{lin}), una masa (m_{G}) de un contrapeso y/o una masa de
puerta (m_{T}) de una puerta.
11. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la masa
determinada (m_{eff}), como una masa efectiva (m_{eff}),
comprende componentes que consisten en una masa de translación
(m_{lin}), una masa equivalente a una fuerza de resorte (F_{F})
de un resorte, y/o una masa de puerta (m_{T}).
12. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 10 a 11 caracterizado porque el movimiento
de aceleración se obtiene mediante un incremento (I_{G} >
I_{R}) de la corriente total (I_{G}), en particular, superando
la corriente de fricción (I_{R}).
13. Método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque mediante la
masa (m) se determina una energía cinética de la puerta, en
particular una energía de impacto.
14. Unidad de control para determinar de manera
automática una masa (m_{eff}) de un sistema de puertas accionado
por un motor con, al menos, una puerta, que presenta medios para la
ejecución del método, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a
13, con
- -
- una primera memoria para el almacenamiento de una curva, que caracteriza un movimiento de aceleración, de una variable de fuerza que influye en la fuerza de accionamiento del motor,
- -
- una segunda memoria para el almacenamiento de un código de programa,
- -
- una unidad aritmética lógica para determinar masa, bajo control programado, en donde la memoria y la unidad aritmética lógica están diseñadas de manera tal que, para diferentes curvas de la variable de fuerza, se pueda determinar la masa en la primera memoria, en el caso de un código de programa sin modificar.
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| ES06807203T Active ES2355433T3 (es) | 2005-10-18 | 2006-10-12 | Método y unidad de control para determinar de manera automática una masa de un sistema de puertas. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2355433T3 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4023582A1 (en) * | 2021-01-05 | 2022-07-06 | KONE Corporation | A door sensor unit and a method for determining a type of a door |
-
2006
- 2006-10-12 ES ES06807203T patent/ES2355433T3/es active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4023582A1 (en) * | 2021-01-05 | 2022-07-06 | KONE Corporation | A door sensor unit and a method for determining a type of a door |
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