PL213022B1

PL213022B1 - Sposób sterowania elektrycznym napedem bramy

Info

Publication number: PL213022B1
Application number: PL377529A
Authority: PL
Inventors: Frank Sommer
Original assignee: Sommer Antriebs & Funktechnik
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2012-12-31
Also published as: AU2004219523B2; CN1759356A; AU2004219523A1; US20060255757A1; ZA200507267B; CA2518062A1; DE502004001673D1; DE10310480B4; EP1602014A1; PT1602014E; RU2316802C2; CN100489712C; MXPA05009654A; ES2273223T3; US7667425B2; DE10310480A1; WO2004081681A1; CA2518062C; EP1602014B1; ATE341780T1

Description

Wynalazek odnosi się do sposobu sterowania elektrycznym napędem bramy.

Sposób sterowania elektrycznym napędem bramy jest dobrze znany m. in. z dokumentu DE nr 196 28 238 A1. Jako funkcję zabezpieczenia napędu bramy w sposobie tym przewidziano tak zwane odłączanie mocy. Oznacza to, że w przypadku wystąpienia nadmiernego zapotrzebowania mocy, jakie w szczególności powstaje wtedy, gdy napędzana brama zostaje zatrzymana w następstwie zablokowania przez jakiś obiekt lub osobę, brama ta zostaje zatrzymana w celu uniknięcie zranienia tych osób lub uszkodzenia obiektów.

Zgodnie ze sposobem opisanym w DE nr 196 28 238 A1 przed oddaniem do eksploatacji napędu bramy jest na nim przeprowadzany cykl pomiarowy, w czasie którego określane jest rzeczywiste zapotrzebowanie mocy przez napęd bramy na całej jej drodze. Cykl pomiarowy obejmuje przy tym pomiar pracy napędu bramy w co najmniej jednym kompletnym cyklu otwierania i jednym cyklu zamykania.

Napęd bramy zawiera silnik elektryczny, który powoduje ruch bramy, zwłaszcza bramy garażowej. Zapotrzebowanie mocy przez napęd bramy zostaje określone przez pomiar momentu obrotowego silnika elektrycznego. Operacja pomiaru jest przeprowadzana ze stałą, maksymalną prędkością bez redukcji prędkości na końcu drogi po której przemieszcza się brama.

Cykle pracy napędu bramy podczas jej otwierania i zamykania zostają podzielone na ustaloną uprzednio liczbę przedziałów czasowych, przy czym czas trwania każdego przedziału jest ustalany w zależności od wielkości określonych momentów. Wewnątrz każdego przedziału definiowana jest dopuszczalna wielkość maksymalnego momentu obrotowego. Maksymalne momenty obrotowe dla poszczególnych przedziałów są ustalane w taki sposób, że dopuszczalny moment obrotowy ma co najmniej taką wielkość jak największy moment obrotowy, jaki występuje podczas cyklu pomiarowego w danym przedziale.

Zarejestrowane chwilowe momenty obrotowe są podczas normalnej pracy napędu bramy porównywane z odpowiednimi maksymalnymi momentami obrotowymi stosownych przedziałów. Jeśli zmierzona chwilowa wartość momentu obrotowego przekracza maksymalny moment obrotowy danego przedziału, wówczas następuje awaryjne zatrzymanie napędu bramy.

Zaletą tego sposobu jest to, że funkcja bezpieczeństwa napędu bramy jest zapewniana przy stosunkowo niewielkim nakładzie sił i środków do realizacji procesu sterowania.

Szczególne znaczenie ma fakt, że przez podział cykli działania napędu bramy przy otwieraniu i zamykaniu na poszczególne przedziały czasowe dla uzyskania funkcji bezpieczeństwa konieczny jest niewielki nakład sił i środków do realizacji procesu sterowania.

Przez podział cykli działania napędu bramy przy otwieraniu i zamykaniu na poszczególne przedziały czasowe następuje zgrubne rozbicie tych przebiegów, przy czym dla każdego przedziału przypisana zostaje tylko jedna wartość mierzona w postaci dopuszczalnego maksymalnego momentu obrotowego, która służy w stosunku do napędu bramy jako kryterium wyłączania.

Dla sterowania napędem bramy niezbędne są zatem tylko nieliczne punkty pomiarowe, dzięki czemu proces sterowania opisany w DE nr 196 28 238 A1 może być przeprowadzany odpowiednio szybko i przy niewielkim nakładzie sił i środków.

Wadą rozwiązania jest jednak niepożądana histereza sterowania. Przy pojawieniu się przeszkody w bramie, w zależności od tego, w którym miejscu wewnątrz czasowego przedziału wystąpi zmierzony moment obrotowy, jak również zależnie od tego, jak duży w danym przedziale jest dopuszczalny maksymalny moment obrotowy, do chwili przekroczenia przez zmierzony moment obrotowy momentu maksymalnie dopuszczalnego może upłynąć pewien znaczący czas. W rezultacie powstają niepożądane długie opóźnienia aktywizacji funkcji awaryjnego zatrzymania, a to prowadzić może do zagrożenia osób. Ważnym jest też to, że przy instalowaniu na bramach napędu elektrycznego przestrzegane być muszą pewne normy, w których graniczne wielkości tego opóźnienia są wyraźnie zdefiniowane. Spełnienie tych wymagań norm jest w przypadku sposobów opisanych w dokumencie DE nr 196 28 238 A1 problematyczne.

W opisie DE nr 196 28 238 A1 ujawniono również urządzenie służące do realizacji opisanego powyżej sposobu. Ze względu na ścisły związek z realizowanym sposobem, stosowanie tego urządzenie wiązało się z analogicznymi problemami, jak opisano powyżej.

PL 213 022 B1

Celem niniejszego wynalazku było opracowanie sposobu tego rodzaju, jak opisano powyżej, zmodyfikowanego tak, aby zapewnić funkcję bezpiecznego sterowania napędem bramy z zaangażowaniem możliwie jak najmniejszego nakładu sił i środków do realizacji procesu sterowania.

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania elektrycznym napędem bramy, charakteryzujący się tym, że najpierw określa się przebiegi czasowe momentów obrotowych napędu bramy podczas cyklu pomiarowego dla co najmniej jednego cyklu otwierania i zamykania, potem, na podstawie określonych momentów obrotowych wyznacza się maksymalne wartości tych momentów dla ustalonych uprzednio przedziałów czasowych cyklu otwierania i zamykania, następnie porównuje się, podczas pracy napędu bramy, chwilowe momenty obrotowe z maksymalnymi momentami obrotowymi oraz porównuje się prędkości chwilowe napędu bramy z ustalonymi uprzednio docelowymi prędkościami nominalnymi, po czym zwiększa się prędkość chwilową napędu bramy przy spadku przypisanej docelowej prędkości nominalnej, a na koniec odłącza się napęd bramy, w przypadku, gdy chwilowy moment obrotowy przewyższa maksymalny moment obrotowy.

W jednym z korzystnych wariantów realizacji sposobu według wynalazku cyklom otwierania i zamykania przypisuje się profile docelowych prędkości nominalnych.

W innym korzystnym przypadku w sposobie według wynalazku reguluje się prędkość chwilową, przy czym docelowe wartości obszaru regulacji wyznacza się przy użyciu profilów docelowych prędkości nominalnych.

W jeszcze innym korzystnym przypadku w sposobie według wynalazku profile docelowych prędkości nominalnych definiuje się przez parametry prędkościowe.

W kolejnym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku każdy profil prędkości w fazie przyspieszania tworzy się z fazy przyspieszania ze stałym gradientem prędkościowym, obejmującej przyspieszanie od prędkości vmin1 do maksymalnej prędkości vmax, następującej po niej fazy stałej prędkości vmax oraz fazy opóźniania ze stałym gradientem prędkościowym, w której dochodzi do wyhamowania maksymalnej prędkości Vmax do prędkości vmin2.

W następnym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku parametry prędkościowe tworzone są przez prędkości Vmin1, Vmin2 oraz vmax, jak również przez czas trwania każdej fazy.

W dalszym korzystnym wariancie realizacji sposobu według wynalazku dla określenia profilu prędkościowego przeprowadza się cykl pomiarowy, podczas którego napęd bramy przyspiesza się w fazie przyspieszania od prędkości Vmin1 do prędkości maksymalnej vmax, przy czym utrzymuje się tą prędkość napędu bramy do osiągnięcia przez bramę jej położenia krańcowego, zaś z czasu pracy napędu bramy oblicza się początek fazy opóźniania.

W innym korzystnym przypadku realizacji sposobu według wynalazku oba cykle, cykl otwierania i cykl zamykania, dzieli się na przedziały czasowe o jednakowej długości.

W jeszcze innym korzystnym przypadku realizacji sposobu według wynalazku cykl zamykania dzieli się na liczne przedziały czasu.

W następnym korzystnym przypadku realizacji sposobu według wynalazku cykl otwierania jest objęty jednym tylko przedziałem czasu.

W kolejnym korzystnym przypadku realizacji sposobu według wynalazku podczas cyklu pomiarowego z ustalonych podczas niego momentów obrotowych dla każdego obszaru, oblicza się wartość progową Si traktowaną jako maksymalny dopuszczalny moment obrotowy, przy czym wartość progową oblicza się jako równą wyrażeniu Si = Dimax + Δ, w którym Δ jest dodatnią stałą.

W sposobie według wynalazku jako kryteria wyłączania napędu zdefiniowane są maksymalne momenty obrotowe, ważne dla poszczególnych przedziałów czasowych faz otwierania i zamykania, przy czym awaryjne zatrzymywanie napędu bramy następuje wtedy, gdy chwilowy moment obrotowy napędu bramy przekroczy dany maksymalny moment obrotowy.

W sposobie według wynalazku sterowanie wyłączaniem napędu jest połączone ze sterowaniem prędkości napędu bramy. Szczególnie korzystne jest przy tym, że podstawę regulacji prędkości napędu bramy stanowi ustalony wcześniej profil prędkości nominalnej. W wyniku tego połączenia uzyskuje się sterowanie napędem bramy, które nie tylko jest bezpieczne, ale również gwarantujące szybkie odłączanie mocy.

W sytuacji, kiedy na drodze sterowanej bramy pojawia się przeszkoda, następuje nie tylko nagły wzrost zapotrzebowania napędu bramy na moc, wyrażający się przyrostem momentu obrotowego, ale również - wielokrotnie wyraźniej - następuje w tym samym czasie spadek prędkości obrotowej silnika napędu bramy, co odpowiada zmniejszeniu prędkości bramy, a więc prędkość chwilowa spada poniżej wcześniej ustalonej wielkości nominalnej.

PL 213 022 B1

Jak wspomniano powyżej, w preferowanym wariancie realizacji sposobu według wynalazku prędkość chwilowa zostaje podwyższona, przy czym jej regulacja zostaje odniesiona do prędkości nominalnej. Powoduje to zwiększenie nie tylko prędkości obrotowej silnika napędu bramy, ale także poprzez napięcie w silniku napędu bramy - natężenia prądu, a więc tym samym i momentu obrotowego napędu bramy. W ten sposób uzyskuje się to, że w przypadku pojawienia się przeszkody chwilowy moment obrotowy napędu wzrasta bardzo szybko i odpowiednio szybko dochodzi do przekroczenia dopuszczalnego maksymalnego momentu obrotowego. Uzyskuje się w ten sposób bardzo krótki czas odłączenia mocy, przez co z jednej strony unika się w pewny sposób zagrożenia dla osób i obiektów, a ponadto spełnione zostaną wymagania przepisów norm dotyczące odłączania mocy.

W przypadku krótkotrwałego wzrostu momentu obrotowego, jaki może zaistnieć na przykład przez wystąpienie dodatkowego tarcia w prowadnicach bramy, wywołanego zabrudzeniem lub inną przyczyną, opór ten zostaje przezwyciężony przez równie krótkotrwałe zwiększenie prędkości bez uaktywnienia układu odłączania mocy. W ten sposób zwiększana jest dyspozycyjność napędu bramy.

Do realizacji sposobu według wynalazku służy urządzenie do sterowania napędem bramy, w którym napęd bramy posiada silnik elektryczny, zaś urządzenie zawiera:

elementy do określania wielkości momentu obrotowego napędu bramy, mające postać co najmniej jednego układu pomiarowego do wyznaczania natężenia prądu w silniku elektrycznym;

elementy do określania wielkości prędkości chwilowej napędu bramy, mające postać co najmniej jednego układu pomiarowego do wyznaczania prędkości obrotowej silnika elektrycznego;

jednostkę zliczeniową, w której podczas pomiarów czasowego przebiegu momentów obrotowych napędu bramy zostaje dokonane ich określenie dla co najmniej jednego cyklu otwierania i jednego cyklu zamykania, oraz w której z określonych momentów obrotowych wyprowadza się wielkości maksymalnych dopuszczalnych momentów obrotowych dla wcześniej ustalonych przedziałów czasowych cykli otwierania i zamykania;

jednostkę pamięci do przechowywania podczas pracy napędu bramy ustalonych uprzednio docelowych prędkości nominalnych, przy czym w jednostce zliczeniowej, w przypadku spadku prędkości chwilowej poniżej przypisanej docelowej prędkości nominalnej podczas pracy napędu bramy, wytwarzany jest sygnał sterujący zwiększenia prędkości chwilowej napędu bramy, a ponadto urządzenie posiada wyłączniki sterowane przez jednostkę zliczeniową, w których, gdy chwilowy moment obrotowy podczas pracy napędu bramy przewyższa przypisany maksymalny moment obrotowy, wytwarzany jest sygnał sterujący wyłączenia napędu bramy.

W jednym z korzystnych wariantów realizacji urządzenia do realizacji sposobu według wynalazku jednostka zliczeniową zawiera jednostkę regulacyjną do regulowania prędkości napędu bramy.

W innym korzystnym wariancie realizacji tego urządzenia napęd bramy posiada wyłącznik krańcowy do wyłączania napędu w jego położeniach krańcowych.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania zilustrowano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok urządzenia do sterowania napędem bramy, fig. 2 stanowi schematyczne przedstawienie zmienności w funkcji czasu momentu obrotowego napędu bramy z fig. 1 dla cyklu otwierania, fig. 3 stanowi schematyczne przedstawienie zmienności w funkcji czasu momentu obrotowego napędu bramy z fig. 1 dla cyklu zamykania, fig. 4 przedstawia schematycznie profil prędkości napędu bramy z fig. 1 dla cyklu otwierania.

Na figurze 1 pokazano schemat urządzenia do sterowania napędem 1 bramy 2. Napęd 1 bramy 2 składa się zasadniczo z silnika elektrycznego, który napędza bramę 2. W przedstawianym przypadku brama 2 jest bramą garażową.

Do sterowania napędem 1 bramy 2 przewidziana jest jednostka zliczeniową 3, którą na ogół tworzy układ mikroprocesora. W jednostce zliczeniowej 3 znajduje się jednostka pamięci 4, przeznaczona do gromadzenia przewidywanych danych i parametrów. Ponadto, jednostka zliczeniowa 3 zawiera jednostkę regulacyjną 5, przy pomocy której następuje regulacja prędkości napędu 1 bramy 2. Jednostka zliczeniowa 3 zawiera także jednostkę 6 pomiaru czasu, która w zasadzie jest oscylatorem taktów dla ustanawiania przedziałów czasu.

Do jednostki zliczeniowej 3 jest dołączona jednostka pomiarowa 7. W tej jednostce pomiarowej 7 zlokalizowane są elementy do określania wielkości momentu obrotowego, jak również elementy do wyznaczania prędkości napędu 1 bramy 2.

Elementy do określania momentu obrotowego napędu 1 bramy 2 są zasadniczo utworzone przez układ pomiarowy, przy pomocy którego wykonywany jest pomiar natężenia prądu dostarczanePL 213 022 B1 go do silnika elektrycznego i stanowiącego miarę momentu obrotowego napędu 1 bramy 2. Określanie wielkości momentu obrotowego jest zasadniczo równoznaczne z wyznaczaniem zapotrzebowania na moc, przy czym pojęcie „określanie momentu obrotowego” stosowane bywa ogólnie dla wyznaczania parametrów tego zapotrzebowania na moc.

Elementy do określania prędkości napędu 1 bramy 2 są zasadniczo utworzone przez układ pomiarowy rejestrujący prędkość obrotową silnika elektrycznego.

Jednostka zliczeniowa 3, działając w kombinacji z jednostką 6 pomiaru czasu, może przy pomocy jednostki pomiarowej 7 określać zmienność w funkcji czasu zarówno przebiegu prędkości, jak i momentu obrotowego napędu 1 bramy 2.

Brama 2 może być przemieszczana pomiędzy górnym i dolnym położeniem skrajnym, przy czym dla kontroli położeń skrajnych przeznaczony jest wyłącznik krańcowy 8, od którego sygnały przekazywane są do napędu 1 bramy 2.

Na figurze 2 przedstawiono schematycznie zmienność w czasie momentu obrotowego napędu 1 bramy 2 podczas cyklu otwierania, tzn. podczas ruchu bramy 2 z dolnej pozycji krańcowej do górnej pozycji krańcowej. W podobny sposób na fig. 3 przedstawiono w funkcji czasu przebieg zmienności momentu obrotowego napędu 1 bramy 2 podczas cyklu zamykania, tzn. podczas ruchu bramy 2 z górnej pozycji krańcowej do dolnej pozycji krańcowej.

Jak widać z fig. 2 i fig. 3, moment obrotowy napędu 1 bramy 2 w fazie rozruchowej, towarzyszącej początkowi cyklu otwierania i zamykania, silnie wzrasta. Na przedstawionym na fig. 2 wykresie obrazującym etap otwierania widać, że po tej fazie rozruchowej moment obrotowy znacznie maleje, a następnie zaczyna narastać w sposób ciągły. Ponieważ w górnym położeniu bramy 2 jej napęd 1 zostaje odłączony przy pomocy wyłącznika krańcowego 8, w końcu fazy otwierania unika się wystąpienia szczytu („piku”) momentu obrotowego, tak wyraźnie występującego w fazie rozruchowej. Podczas pokazanego na fig. 3 cyklu zamykania moment obrotowy po fazie rozruchowej wyraźnie maleje w sposób ciągły. Również i w tym przypadku unika się wystąpienia wyraźnego szczytu („piku”) momentu obrotowego, bo podczas wchodzenia bramy w dolne położenie krańcowe napęd 1 bramy 2 zostaje odłączony w wyniku działania wyłącznika krańcowego 8.

Przed oddaniem do eksploatacji napędu 1 bramy 2 jest na nim przeprowadzany cykl pomiarowy. W czasie trwania tego cyklu na podstawie przebiegów w funkcji czasu momentu obrotowego podczas cykli otwierania i zamykania bramy 2 określane są dopuszczalne maksymalne momenty obrotowe, stanowiące kryterium dla odłączania mocy podczas pracy napędu 1 bramy 2. Przy czynności odłączania mocy przewidziano awaryjne zatrzymywanie napędu 1 bramy 2 w przypadku, gdy brama 2 natrafi na przeszkodę.

Przy pomocy jednostki pomiarowej 7, podczas cyklu pomiarowego, ustalony zostaje przebieg momentu obrotowego w funkcji czasu, zarówno dla kompletnego cyklu otwierania, jak również dla kompletnego cyklu zamykania. W zasadzie możliwe jest też wielokrotne przeprowadzenie określenia przebiegu momentów obrotowych.

Wyznaczone w funkcji czasu przebiegi momentów obrotowych zostają następnie podzielone na przedziały czasowe określonej długości. Ilość przedziałów czasowych, jak i ich czasowy wymiar są przedmiotem wyboru dostosowanego do aplikacyjnej specyfiki danego napędu 1 bramy 2 i do wyboru określonego przebiegu momentów obrotowych.

W przedstawianym przypadku przy podziale na przedziały czasowe wyodrębniona została faza rozruchowa, w której, zarówno przy cyklu otwierania, jak i cyklu zamykania, wyraźnie występuje szczyt momentu obrotowego („pik”). Pozostała część przebiegów momentu obrotowego jest podzielona na przedziały czasowe.

Jak to pokazano na fig. 2, dla cyklu otwierania zdefiniowany jest tylko jeden przedział czasu, którego czasowa długość T = t2 - t1 rozciąga się na całość przebiegu momentu obrotowego w fazie rozruchowej.

Dla cyklu zamykania w przedstawianym przypadku zdefiniowane zostają trzy przedziały czasowe o zbliżonej długości czasowej. Długość T1 w przedziale pierwszym wynosi T1 = t2 - t1, długotrwałość przedziału drugiego wynosi T2 = t3 - t2, długotrwałość przedziału trzeciego wynosi T3 = t4 - t3.

Dla obszaru każdego przedziału czasowego _i w jednostce zliczeniowej 3 jest ustalany maksymalny moment obrotowy D _max. Z tej wartości maksymalnej dla danego przedziału czasowego _i wyprowadzona zostaje progowa wartość Si, która w obszarze tego przedziału czasowego ma stanowić dopuszczalną maksymalną wielkość momentu obrotowego. W przedstawionym przykładzie realizacji wynalazku progowe wartości Si dla przedziałów i są zdefiniowane w ten sposób, że do wartości mak6

PL 213 022 B1 symalnych momentów obrotowych danych przedziałów dodawana jest taka sama dla wszystkich przedziałów dodatnia stała Δ. Progowe wartości Si są zatem obliczane z następującej zależności:

Si = Di max + Δ

W zasadzie dla każdego poszczególnego przedziału czasowego mogą być zdefiniowane zmienne wielkości Δ, dodawane następnie do danych maksymalnych wartości Di max.

W przedstawionym przypadku jako wynik cyklu pomiarowego dla strefy czasowej cyklu otwierania jako maksymalny dopuszczalny moment obrotowy przypisana zostaje wartość progowa Si. Dla trzech przedziałów czasowych cyklu zamykania i = 1, 2, 3 maksymalnymi dopuszczalnymi momentami obrotowymi są wartości progowe S1, S2, S3.

Podczas następującej po cyklu pomiarowym pracy napędu 1 bramy 2 zostają zarejestrowane chwilowe momenty obrotowe, zarówno w cyklu otwierania, jak i w cyklu zamykania, które następnie są porównywane z dopuszczalnymi maksymalnymi momentami obrotowymi. Tak więc, podczas cyklu otwierania chwilowy moment obrotowy jest porównywany z progową wartością Si pokazaną na fig. 2. Podczas cyklu zamykania, w zależności od tego, do którego przedziału czasowego i odnosi się chwilowy moment obrotowy, jest on porównywany z przypisaną do tego przedziału progową wartością S1, S2 lub S3.

Gdy tylko chwilowy moment obrotowy przekroczy odpowiednią wartość progową Si, następuje wyłączenie mocy w taki sposób, że napęd 1 bramy 2, pod działaniem wygenerowanego przez jednostkę zliczeniową 3 sygnału, zostaje odłączony od dopływu energii. W jednostce zliczeniowej 3 wyjście włączania i wyłączania może być zintegrowane tworząc środek przełączania, poprzez który wysyłany jest sygnał wyłączenia. W zasadzie można jednak również stosować zewnętrzne elementy do przełączania, takie jak przekaźniki lub podobne urządzenia.

W ten sposób realizowany jest skuteczny sposób ochrony osób i obiektów, które mogą znaleźć się na drodze bramy blokując ją.

Podczas normalnej pracy napędu 1 bramy 2 chwilowy moment obrotowy ma zawsze wielkość poniżej wartości progowej S_i, bowiem ta jest wyznaczana podczas cyklu pomiarowego na podstawie rzeczywiście istniejących warunków pracy napędu 1 bramy 2. Wielkość wartości progowej S, danego przedziału czasowego dobiera się przy tym tak, aby była większa niż określony dla przedziału _i maksymalny moment obrotowy.

W sytuacji, gdy brama 2 zostaje zablokowana przez jakąś przeszkodę zapotrzebowanie mocy napędu 1 bramy 2, a więc i jego moment obrotowy, wyraźnie wzrasta i wartość momentu obrotowego przekracza wartość progową S|, w następstwie czego wyzwolona zostaje funkcja odłączania mocy.

W zależności od tego, w którym miejscu przedziału czasu występuje chwilowy moment obrotowy, od wywołanego pojawieniem się przeszkody wzrostu momentu obrotowego do aktywizacji funkcji odłączenia mocy upływa określony czas.

Aby tę zwłokę uczynić możliwie krótką w układzie napędu 1 bramy 2 dokonywany jest dodatkowo pomiar prędkości chwilowej napędu 1 bramy 2, a wynik pomiaru jest porównywany z ustaloną wcześniej docelową wielkością nominalną. Jeśli prędkość chwilowa jest mniejsza niż docelowa wielkość nominalna następuje jej zwiększenie.

Przy wtargnięciu przeszkody w obszar bramy 2 oprócz wzrostu momentu obrotowego występuje też zmniejszenie prędkości obrotowej silnika napędowego, a więc i zmniejszenie prędkości napędu 1 bramy 2. Przez stanowiące następstwo tego zwiększenie prędkości napędu 1 bramy 2 zwiększone zostaje też natężenie prądu, a tym samym i momentu obrotowego napędu 1 bramy 2. Efekt ten sprawia, że przyrost momentu obrotowego towarzyszący wtargnięciu przeszkody w obszar bramy 2 zostaje przyspieszony, to zaś oznacza, że zwłoka, czyli czas między początkiem obecności przeszkody w obszarze bramy 2 a momentem odłączenia mocy, zostaje znacząco zmniejszona. Natomiast przy krótkotrwałym wzroście momentu obrotowego, którego źródłem może być na przykład efekt tarcia, chwilowy moment obrotowy pozostaje, pomimo krótkotrwałego wzrostu prędkości, na poziomie niższym niż dana wartość progowa, przez co unika się zbytecznego odłączania mocy.

W szczególnie preferowanym wariancie realizacyjnym prędkość napędu 1 bramy 2 podlega regulacji. Jako docelowe wartości nominalne zarówno dla cyklu otwierania, jak i cyklu zamykania ustanawiane są docelowe nominalne profile prędkości. Na fig. 4 pokazano czasowy przebieg takiego docelowego profilu prędkości dla cyklu otwierania napędu 1 bramy 2. Po wyprowadzeniu bramy 2 z jej dolnego położenia krańcowego napęd 1 bramy 2 zostaje przyspieszony podczas fazy przyspieszania w przedziale czasu między t1 i t2, z zachowaniem stałego przyspieszenia, od prędkości Vmin1 do prędPL 213 022 B1 kości v_max. W dalszej kolejności rozpoczyna się faza, w której prędkość napędu 1 bramy 2 utrzymywana jest na stałym poziomie vmax. Ta faza znajduje się w przedziale czasowym między t2 i t3. Po niej występuje faza opóźniania pomiędzy t₃ i t₄, w której napęd 1 bramy 2 jest wyhamowywany ze stałym gradientem prędkości od prędkości v_max do prędkości v_min2. W następnej kolejności napęd 1 bramy 2, gdy znajduje się ona w swoim górnym położeniu krańcowym, jest odłączany za pomocą wyłącznika krańcowego 8. W przedstawianym przypadku dobierane są prędkości V_min1 i V_min2 o tej samej wielkości. Profil docelowej prędkości nominalnej dla cyklu zamykania odpowiada kształtowi profilu prędkości na fig. 4. Zmienną wielkość mogą przyjmować tylko bezwzględne wartości nominalnej prędkości docelowej, jak również długości definiowanych przez fazy czasów t1-t4.

Z tego powodu prędkości V_mjn1, v_min2, jak również v_max są zapisywane w jednostce pamięci 4 jednostki zliczeniowej 3 jako parametry prędkości dla ustawienia nominalnych docelowych profili prędkości. Korzystnie, w jednostce pamięci 4 zachowywane są również gradienty prędkości podczas faz przyspieszania i opóźniania.

Celowe jest dokładne określenie profili docelowych prędkości nominalnych podczas cyklu pomiarowego. Podczas tego cyklu pomiarowego, zarówno w trakcie cyklu otwierania, jak również w trakcie cyklu zamykania, napęd 1 bramy 2 jest przyspieszany w zakresie ustalonej uprzednio fazy przyspieszania (co przedstawiono na fig. 4) od prędkości V_min1 do prędkości v_max. W zakończeniu napęd 1 bramy 2 utrzymuje pracę ze stałą prędkością aż do przyjęcia przez bramę położenia krańcowego, a przy tej okazji określony zostaje czas trwania niezbędnej dla tego pracy napędu 1 bramy 2. Zmierzony czas pracy napędu służy następnie do obliczenia w jednostce zliczeniowej 3 tego czasowego punktu t₃, w którym powinien nastąpić początek fazy opóźniania. W ten sposób określony zostaje profil nominalnych prędkości docelowych zarówno dla cyklu otwierania, jak i dla cyklu zamykania.

Podczas pracy napędu 1 bramy 2 przy pomocy jednostki regulacyjnej 5 następuje wyregulowanie prędkości napędu 1 bramy 2 do ustalonego wcześniej profilu docelowej prędkości nominalnej.

Lista oznaczeń na rysunku (1) napęd bramy (2) brama (3) jednostka zliczeniowa (4) jednostka pamięci (5) jednostka regulacyjna (6) jednostka pomiaru czasu (7) jednostka pomiarowa (8) wyłącznik krańcowy

Claims

1. Sposób sterowania elektrycznym napędem bramy, w którym to sposobie najpierw określa się przebiegi czasowe momentów obrotowych napędu bramy podczas cyklu pomiarowego dla co najmniej jednego cyklu otwierania i zamykania, potem, na podstawie określonych momentów obrotowych wyznacza się maksymalne wartości tych momentów dla ustalonych uprzednio przedziałów czasowych cyklu otwierania i zamykania, a następnie porównuje się, podczas pracy napędu bramy, chwilowe momenty obrotowe z maksymalnymi momentami obrotowymi, znamienny tym, że wraz z porównywaniem - podczas pracy napędu (1) bramy (2) - chwilowych momentów obrotowych z maksymalnymi momentami obrotowymi porównuje się prędkości chwilowych napędu (1) bramy (2) z ustalonymi uprzednio docelowymi prędkościami nominalnymi, po czym zwiększa się prędkość chwilową napędu (1) bramy (2) przy spadku przypisanej docelowej prędkości nominalnej, a na koniec odłącza się napęd (1) bramy (2), w przypadku, gdy chwilowy moment obrotowy przewyższa maksymalny moment obrotowy.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cyklom otwierania i zamykania przypisuje się profile docelowych prędkości nominalnych.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że reguluje się prędkość chwilową, przy czym docelowe wartości obszaru regulacji wyznacza się przy użyciu profilów docelowych prędkości nominalnych.

4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że profile docelowych prędkości nominalnych definiuje się przez parametry prędkościowe.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że każdy profil prędkości w fazie przyspieszania tworzy się z fazy przyspieszania ze stałym gradientem prędkościowym, obejmującej przyspieszanie od

PL 213 022 B1 prędkości Vmin1 do maksymalnej prędkości vmax, następującej po niej fazy stałej prędkości Vmax oraz fazy opóźniania ze stałym gradientem prędkościowym, w której dochodzi do wyhamowania maksymalnej prędkości Vmax do prędkości vmin2.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że parametry prędkościowe tworzone są przez prędkości vmin1, vmin2 oraz vmax, jak również przez czas trwania każdej fazy.

7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że dla określenia profilu prędkościowego przeprowadza się cykl pomiarowy, podczas którego napęd (1) bramy (2) przyspiesza się w fazie przyspieszania od prędkości v_min1 do prędkości maksymalnej v_max, przy czym utrzymuje się tą prędkość napędu (1) bramy (2) do osiągnięcia przez bramę jej położenia krańcowego, zaś z czasu pracy napędu (1) bramy (2) oblicza się początek fazy opóźniania.

8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 5, albo 6, znamienny tym, że oba cykle, cykl otwierania i cykl zamykania, dzieli się na przedziały czasowe o jednakowej długości.

9. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że oba cykle, cykl otwierania i cykl zamykania, dzieli się na przedziały czasowe o jednakowej długości.

10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że oba cykle, cykl otwierania i cykl zamykania, dzieli się na przedziały czasowe o jednakowej długości.

11. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że cykl zamykania dzieli się na liczne przedziały czasu.

12. Sposób według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że cykl zamykania dzieli się na liczne przedziały czasu.

13. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że cykl otwierania jest objęty jednym tylko przedziałem czasu.

14. Sposób według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienny tym, że cykl otwierania jest objęty jednym tylko przedziałem czasu.

15. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że cykl otwierania jest objęty jednym tylko przedziałem czasu.

16. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że podczas cyklu pomiarowego z ustalonych podczas niego momentów obrotowych dla każdego obszaru i oblicza się wartość progową Si traktowaną jako maksymalny dopuszczalny moment obrotowy, przy czym wartość progową oblicza się jako równą wyrażeniu Si = Di max + Δ, w którym Δ jest dodatnią stałą.

17. Sposób według zastrz. 9 albo 10, albo 11, albo 13, albo 15, znamienny tym, że podczas cyklu pomiarowego z ustalonych podczas niego momentów obrotowych dla każdego obszaru i oblicza się wartość progową Si traktowaną jako maksymalny dopuszczalny moment obrotowy, przy czym wartość progową oblicza się jako równą wyrażeniu Si = Di max + Δ , w którym Δ jest dodatnią stałą.