快速卷帘门控制系统的制作方法

本发明涉及自动门技术领域，特别是涉及一种快速卷帘门控制系统。

背景技术：

快速卷帘门，是指每秒运行速度超过0.6米的门，是快速升降的无障碍隔离门，主要作用是快速隔离，从而保证车间空气质量无尘等级。其具有保温、保冷、防虫、防风、防尘、隔音、防火、防异味、采光等多项功能，并广泛用于食品、化学、纺织、电子、超市、冷冻、物流、仓储等多种场所，可极高的满足高性能物流及洁净场所，并且节省能源，高速自动关闭，提高作业效率，创造更佳的作业环境等优点。

传统适用于编码器模式下的根据脉冲到位的快速卷帘门，在学习门高之后的运行过程中，门帘在每次上行、下行结束后所处的位置都是固定的，从而无法保证到位的准确性。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的快速卷帘门无法保证到位准确性的问题，提供一种快速卷帘门控制系统。

一种快速卷帘门控制系统，包括变频器；所述变频器分别能够与编码器、电机系统电连接；所述电机系统用来驱动门帘上行及下行；所述编码器在所述门帘上行或下行过程中测量所述电机系统内电机的角位移，并向所述变频器输出与所述角位移对应的电信号；

所述变频器根据所述电信号判断所述门帘在本次上行结束时没有到达上限位置时，调节使所述门帘在下次上行过程中开始减速运行的第一减速时间点，以使得所述门帘在下次上行结束时到达所述上限位置；并且，所述变频器根据所述电信号判断所述门帘在本次下行结束时没有到达下限位置时，调节使所述门帘在下次下行过程中开始减速运行的第二减速时间点，以使得所述门帘在下次下行结束时到达所述下限位置。

在其中一个实施例中，所述变频器具体根据所述电信号判断所述门帘在本次上行结束时没有到达所述上限位置、超过所述上限位置时，分别对应设置所述门帘在下次上行过程中的所述第一减速时间点晚于、先于本次上行过程中的所述第一减速时间点；

并且，所述变频器具体根据所述电信号判断所述门帘在本次下行过程结束时未到达所述下限位置、超过所述下限位置时，分别对应设置所述门帘在下次下行过程中的所述第二减速时间点晚于、先于本次下行过程中的所述第二减速时间点。

在其中一个实施例中，所述电信号为脉冲信号；并且，所述变频器能够对所述脉冲信号进行计数，从而得出脉冲数。

在其中一个实施例中，所述门帘在上行结束时到达所述上限位置对应的所述脉冲数为能够反映门高的距离脉冲数；所述门帘在下行结束时到达所述下限位置对应的所述脉冲数为0；

另外，所述变频器判断本次上行结束时的所述脉冲数小于、大于所述距离脉冲数时，分别对应认定所述门帘在本次上行结束时没有到达所述上限位置、超过所述上限位置，之后，分别对应增大、减小使所述门帘在下次上行过程中开始减速运行的第一脉冲数；

所述变频器判断本次下行结束时的所述脉冲数小于、大于0时，分别对应认定所述门帘在本次下行结束时超过所述下限位置、没有到达所述下限位置，之后，分别对应增大、减小使所述门帘在下次下行过程中开始减速运行对应的第二脉冲数。

在其中一个实施例中，所述编码器根据所述角位移产生两组相位差为90度的脉冲信号。

在其中一个实施例中，所述变频器还用于在所述门帘根据遇阻到位的情况下，通过所述电机系统控制所述门帘执行上行过程或下行过程，以通过所述脉冲数学习门高；

并且，所述变频器还用于在所述门帘根据脉冲到位的情况下，在操作者的控制下通过所述电机系统控制所述门帘开始运行，并在所述门帘到达最低点、最高点时分别根据所述操作者输入的信号停止运行，从而根据停止运行时的所述脉冲数学习门高。

在其中一个实施例中，所述变频器具体用于在所述门帘根据遇阻到位的情况下，通过所述电机系统控制所述门帘分别执行一次上行过程和一次下行过程，并判断上行过程中从开始到结束之间共接收的所述脉冲数与下行过程中从开始到结束之间共接收的所述脉冲数相等时，结束门高学习。

在其中一个实施例中，所述变频器具体用于在所述门帘根据遇阻到位的情况下，通过所述电机系统控制所述门帘分别执行一次上行过程和一次下行过程，并判断上行过程中从开始到结束之间共接收的所述脉冲数与下行过程中从开始到结束之间共接收的所述脉冲数是否相等，若是，则结束门高学习；否则，再次控制所述门帘连续执行一次上行过程和一次下行过程，并判断上行过程中从开始到结束之间共接收的所述脉冲数与下行过程中从开始到结束之间共接收的所述脉冲数是否相等，依次循环。

在其中一个实施例中，所述变频器还能够与多个安装于所述门帘两侧的行程开关电连接。

在其中一个实施例中，所述变频器还用于根据不同位置的所述行程开关发送的接触信号来相应通过所述电机系统控制所述门帘在上行过程中减速或停止运行，或者在下行过程中减速或停止运行；其中，所述接触信号是指所述门帘在运行过程中接触到所述行程开关后由所述行程开关输出的信号。

上述快速卷帘门控制系统具有的有益效果为：该快速卷帘门控制系统中，变频器根据编码器发送的电信号判断门帘在本次上行结束时没有到达上限位置时，调节使门帘在下次上行过程中开始减速运行的第一减速时间点，以使得门帘在下次上行结束时到达上限位置；并且，变频器根据电信号判断门帘在本次下行结束时没有到达下限位置时，调节使门帘在下次下行过程中开始减速运行的第二减速时间点，以使得门帘在下次下行结束时到达下限位置。因此，该快速卷帘门控制系统能够通过改变减速的时间点来调节门帘在上行或下行结束时所处的位置，从而能够提高到位的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施例提供的与快速卷帘门控制系统相关的电路连接框图；

图2为与图1所示实施例的快速卷帘门控制系统相关的其中一种具体电路连接框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，一实施例提供了一种快速卷帘门控制系统，包括变频器100。变频器100分别能够与编码器200、电机系统300电连接。电机系统300用来驱动门帘(图中未示出)上行及下行。电机系统300例如包括电机、刹车片、减速机等。门帘可以由pvc(polyvinylchloride，聚氯乙烯)织布或铝合金型材组成。上行，即开门或上升。下行，即关门或下降。

编码器200安装于电机系统300上，例如可以具体安装于电机上。并且，编码器200在门帘上行或下行过程中测量电机系统300内电机的角位移，并向变频器100输出与角位移对应的电信号。

变频器100可以在编码器模式下通过控制电机系统300以使得门帘上行或下行。具体地，变频器100可以利用矢量控制方式、v/f控制或其他电机控制方式来控制电机的运行。并且，在上行快结束、下行快结束时，变频器100都通过控制电机和减速机使门帘减速运行，从而使得门帘进入减速缓冲状态，以防止撞击轨道、夹人，并降低噪音。

本发明实施例中，变频器100根据上述电信号判断门帘在本次上行结束时没有到达上限位置时，调节使门帘在下次上行过程中开始减速运行的第一减速时间点，以使得门帘在下次上行结束时到达上限位置。并且，变频器100根据上述电信号判断门帘在本次下行结束时没有到达下限位置时，调节使门帘在下次下行过程中开始减速运行的第二减速时间点，以使得门帘在下次下行结束时到达下限位置。

其中，上行结束时没有到达上限位置，相当于上行结束时没有完全到位。下行结束时没有到达下限位置，相当于下行结束时没有完全到位。第一减速时间点，是指在上行过程中变频器100要通过控制电机系统300使门帘开始减速上行时对应的时刻。第二减速时间点，是指在下行过程中变频器100要通过控制电机系统300使门帘开始减速下行时对应的时刻。无论是上行过程，还是下行过程，改变开始减速运行的时刻(例如延迟或提前减速的时刻)，则相当于改变了运行过程中门帘共运行的距离，从而能够改变门帘停止运行时所处的位置。

因此，以上行过程为例，如果本次上行结束时门帘没有完全到位，则可以通过适当改变上行过程中的第一减速时间点(例如将第一减速时间点延迟)，即在下次上行过程中延迟了门帘开始减速的时间，以使得门帘在下次上行结束时所处的位置能够到达上限位置，从而实现完全到位。故，本发明实施例提供的上述快速卷帘门控制系统能够通过改变减速的时间点来调节门帘在上行或下行结束时所处的位置，从而能够提高到位的准确度。

具体地，在上述快速卷帘门控制系统中，变频器100具体根据上述电信号判断门帘在本次上行结束时没有到达上限位置、超过上限位置时，分别对应设置门帘在下次上行过程中的第一减速时间点晚于、先于本次上行过程中的第一减速时间点。

换言之，当变频器100根据电信号判断门帘在本次上行结束时未完全到位时，则与本次上行过程中的第一减速时间点相比，推迟了门帘在下次上行过程中的第一减速时间点，相当于延长了门帘在下次整个上行过程中共运行的距离，从而使得门帘停止运行时所处的位置能够到达上限位置。当变频器100根据电信号判断门帘在本次上行结束时超过上限位置时，则与本次上行过程中的第一减速时间点相比，提前了门帘在下次上行过程中的第一减速时间点，相当于缩短了门帘在下次整个上行过程中共运行的距离，从而使得门帘停止运行时所处的位置为上限位置。

另外，变频器100具体根据上述电信号判断门帘在本次下行过程结束时未到达下限位置、超过下限位置时，分别对应设置门帘在下次下行过程中的第二减速时间点晚于、先于本次下行过程中的第二减速时间点。

换言之，当变频器100根据电信号判断门帘在本次下行结束时未完全到位时，则与本次下行过程中的第二减速时间点相比，推迟了门帘在下次下行过程中的第二减速时间点，相当于延长了门帘在下次整个下行过程中运行的距离，从而使得门帘停止运行时所处的位置到达下限位置。当变频器100根据电信号判断门帘在本次下行结束时超过下限位置时，则与本次下行过程中的第二减速时间点相比，提前了门帘在下次下行过程中的第二减速时间点，相当于缩短了门帘在下次整个上行过程中运行的距离，从而使得门帘停止运行时所处的位置为下限位置。

具体地，在上述快速卷帘门控制系统中，电信号为脉冲信号。并且，变频器100能够对脉冲信号进行计数，从而得出脉冲数。可以理解的是，电信号不限于脉冲信号的一种形式，还可以为其他类型的电信号，例如电信号也可以直接为脉冲数，即编码器200除了具有根据电机的角位移输出脉冲信号的功能，还具备对脉冲信号进行计数的功能。

进一步地，对于上述快速卷帘门控制系统，在电信号为脉冲信号的前提下，门帘在上行结束时到达上限位置对应的脉冲数为能够反映门高的距离脉冲数(记为p)。并且，门帘在下行结束时到达下限位置对应的脉冲数为0。其中，距离脉冲数是指在门高学习过程中变频器100学习到的能够反映快速卷帘门门高的脉冲数。因此，当门帘在上行结束时并处于上限位置时，变频器100统计的脉冲数则为距离脉冲数。之后，当门帘在下行结束时并处于下限位置时，变频器100统计的脉冲数为0。故，在上行过程中，脉冲数的统计方式按照逐渐递增的方式统计，而在下行过程中，脉冲数的统计方式按照逐渐递减的方式统计。

另外，变频器100判断本次上行结束时的脉冲数(记为m)小于、大于距离脉冲数时，分别对应认定门帘在本次上行结束时没有到达上限位置、超过上限位置，之后，分别对应增大、减小使门帘在下次上行过程中开始减速运行的第一脉冲数。

其中，设定本次上行过程的第一脉冲数为o。在本次上行过程中，变频器100随时对编码器200输出的脉冲信号进行统计，当脉冲数达到本次上行过程对应的第一脉冲数时，变频器100则控制门帘开始减速运行。当门帘停止上行时，如果变频器100判断m<p时，则表示门帘在本次上行结束时所处的位置未达到上限位置，那么变频器100则增大第一脉冲数，例如将第一脉冲数更新为p-m+o，从而延迟了门帘在下次上行过程中开始减速的时间。如果变频器100判断m>p，则表示门帘在本次上行结束时所处的位置超过了上限位置，那么变频器100则减小第一脉冲数，例如将第一脉冲数更新为o-(m-p)，从而提前了门帘在下次上行过程中开始减速的时间。

另外，变频器100判断本次下行结束时的脉冲数(记为n)小于、大于0时，分别对应认定门帘在本次下行结束时超过下限位置、没有到达下限位置，之后，分别对应增大、减小使门帘在下次下行过程中开始减速运行对应的第二脉冲数。

其中，将本次下行过程的第二脉冲数记为c。在本次下行过程中，变频器100随时对编码器200输出的脉冲信号进行统计，当脉冲数达到本次下行过程对应的第二脉冲数时，变频器100则控制门帘开始减速运行。当门帘停止下行时，如果变频器100判断n<0时，则表示门帘在本次下行结束时所处的位置超过了下限位置，那么变频器100则增大第二脉冲数，例如将第二脉冲数更新为c+|n︱，从而提前了门帘在下次下行过程中开始减速的时间。如果变频器100判断n>0，则表示门帘在本次下行结束时所处的位置没有到达下限位置，那么变频器100则减小第二脉冲数，例如将第二脉冲数更新为c-n，从而延迟了门帘在下次下行过程中开始减速的时间。

可以理解的是，变频器100的具体控制方式不限于上述情况，例如如果电信号的形式发生变换，或者在上行过程和下行过程中关于脉冲数的统计方式发生变化(例如在一次连续的上行、下行过程中，脉冲数始终按照逐渐递增的方式统计)时，变频器100的控制方式将发生相应变化，以使得门帘在下次上行结束时和下行结束时分别别完全到位。

具体地，对于上述快速卷帘门控制系统，编码器200根据电机的角位移产生两组相位差为90度的脉冲信号，即编码器200能够输出相互正交的两组脉冲信号，例如编码器200可以为增量式编码器。

那么，变频器100根据这两组脉冲，既可以学习门高，又可以根据这两组脉冲之间的关系来判断电机的旋转方向，进而判断门帘处于上行状态还是下行状态。以增量式编码器为例，其输出两路相位相差90度的脉冲信号a和b，当电机正转时，脉冲信号a的相位超前脉冲信号b的相位90度；当电机反转时，脉冲信号a的相位滞后脉冲信号b的相位90度，因此根据超前与滞后的关系即可以确定电机的转向，从而确定上行或下行。另外，由于使用两路正交的脉冲信号，从而能够在电机出现任何异动的情况下，都可准确记录异动脉冲，不影响上行和下行到位的准确性，并且不会产生累积误差。

进一步地，对于上述快速卷帘门控制系统，在电信号为脉冲信号的前提下，变频器100在门高学习方面还同时兼容编码器模式下根据遇阻到位和根据脉冲到位的两种情况。其中，根据遇阻到位，即门帘运行至门两端后电机发生堵转的情况，并且变频器100可以根据自身的力矩变化来判断是否遇阻，从而能够识别出门帘已经运行至门的一端。根据脉冲到位，即门帘运行至门两端电机不会发生堵转的情况，并且，变频器100根据预先设定的脉冲数来通过电机系统300控制门帘停止运行。

其中，在快速卷帘门是根据遇阻到位的情况下，门高学习的方式为：变频器100用于在门帘根据遇阻到位的情况下，通过电机系统300控制门帘执行上行过程或下行过程，以通过脉冲数学习门高。因此，在门帘根据遇阻到位的情况下，变频器100可以自动学习门高。并且，变频器100可以在接收到操作者输入的启动信号来开启门高自动学习过程。在门高自动学习过程中，变频器100控制门帘执行一次上行或下行过程，之后，根据门帘在最低点停止时的脉冲数和最高点停止时的脉冲数，变频器100即可学习到门高对应的距离脉冲数。例如：若最低点对应的脉冲数为0，最高点对应的脉冲数为20，则距离脉冲数为20。

具体地，上述门高学习的其中一种具体方式为：变频器100具体用于在门帘根据遇阻到位的情况下，通过电机系统300控制门帘分别执行一次上行过程和一次下行过程(例如：先执行上行再执行下行，或者先执行下行再执行上行)，并判断上行过程中从开始到结束之间共接收的脉冲数与下行过程中从开始到结束之间共接收的脉冲数相等时，结束门高学习。这时，上行过程中从开始到结束之间共接收的脉冲数或下行过程中从开始到结束之间共接收的脉冲数即为与门高对应的距离脉冲数。

具体地，上述门高学习的具体方式还可以有进一步细化的方案，即：变频器100具体用于在门帘根据遇阻到位的情况下，通过电机系统300控制门帘分别执行一次上行过程和一次下行过程(即：第一次执行门高自学习过程)，并判断上行过程中从开始到结束之间共接收的脉冲数与下行过程中从开始到结束之间共接收的脉冲数是否相等，若是，则结束门高学习；否则，再次控制门帘连续执行一次上行过程和一次下行过程(即：再次执行上述门高自学习过程)，并判断上行过程中从开始到结束之间共接收的脉冲数与下行过程中从开始到结束之间共接收的脉冲数是否相等，依次循环。

其中，控制门帘连续执行一次上行过程和一次下行过程，是指每次循环过程中都需要执行一次上行和一次下行的过程，以便于比较这两个过程分别接收的脉冲数是否相等。例如：可以最多循环执行设定次数(例如3次)上述门高自学习过程，如果设定次数结束后，最后一次执行中的上行过程从开始到结束之间共接收的脉冲数与下行过程从开始到结束之间共接收的脉冲数仍然不相等，则可以发出报警信号，以便操作者及时查看，找出故障。

可以理解的是，在快速卷帘门是根据遇阻到位的情况下，门高学习的方式不限于上述情况，只要变频器100能够通过控制电机系统300并利用脉冲数学习到门高即可。

在快速卷帘门是脉冲到位的情况下，门高学习的方式为：变频器100还用于在门帘根据脉冲到位的情况下，在操作者的控制下通过电机系统300控制门帘开始运行，并在门帘到达最低点、最高点时分别根据操作者输入的信号停止运行，从而根据停止运行时的脉冲数学习门高。

其中，在快速卷帘门是根据脉冲到位的情况下，如果没有进行门高学习，则变频器100是无法得知快速卷帘门的最低点和最高点的。这时，可以由人工手动启动门高学习，即由操作者控制快速卷帘门开始运行，并在门帘到达最低点时控制快速卷帘门停止运行，这时变频器100即可识别到最低点；另外，操作者还可以再控制门帘运行到最高点时控制快速卷帘门停止运行，这时变频器100即可识别到最高点，当变频器100识别到最低点和最高点后即完成了门高学习。

可以理解的是，在快速卷帘门是根据脉冲到位的情况下，门高学习的方式不限于上述情况，只要变频器100最终能够学习到快速卷帘门的最低点和最高点即可。

另外，当变频器100完成了门高学习后，即可自动生成快速卷帘门的加减速运行曲线，从而根据该加减速运行曲线控制快速卷帘门的运行。

进一步地，请参考图2，上述快速卷帘门控制系统除了支持编码模式，还支持行程开关模式，具体为：变频器100还能够与多个安装于门帘两侧的行程开关400电连接。

具体地，基于上述结构，变频器100还用于根据不同位置的行程开关400发送的接触信号来相应通过电机系统300控制门帘在上行过程中减速或停止运行，或者在下行过程中减速或停止运行。其中，接触信号是指门帘在运行过程中接触到行程开关400后由行程开关400输出的信号。

例如：可以在门帘上行过程中需要减速的位置处设置一个行程开关400(定义为：上行减速开关)，在门帘上行过程需要停止运行的位置(即上限位置)处设置一个行程开关400(定位为上行到位开关)，在门帘下行过程中需要减速的位置处设置一个行程开关400(定义为：下行减速开关)，在门帘下行过程需要停止运行的位置(即下限位置)处设置一个行程开关400(定位为下行到位开关)。那么，在行程开关模式下，若门帘处于上行运行过程中，当变频器100接收到上行减速开关发送的接触信号后，则通过电机系统300控制门帘开始减速运行，之后，若变频器100接收到上行到位开关发送的接触信号后，则通过电机系统300控制门帘停止运行；若门帘处于下行运行过程中，当变频器100接收到下行减速开关发送的接触信号后，则通过电机系统300控制门帘开始减速运行，之后，若变频器100接收到下行到位开关发送的接触信号后，则通过电机系统300控制门帘停止运行。

另外，变频器200可以根据操作者输入的信号在行程开关模式和编码器模式中进行切换，或者变频器200也可以根据快速卷帘门设置的结构来自动识别适用的工作模式(例如：若变频器100检测到快速卷帘门内没有安装编码器200而安装了行程开关400时，则自动切换至行程开关模式)。

因此，本发明实施例提供的上述快速卷帘门控制系统，通过变频器100的控制作用，既能实现行程开关模式，又能实现编码器模式，而且同时适用于编码器模式下的根据遇阻到位和根据脉冲到位的这两种情况，克服了传统快速卷帘门由于使用plc(programmablelogiccontroller，可编程式逻辑控制器)+变频器的方案而具有的局限性(例如：对于根据遇阻到位、根据脉冲到位这两种情况，传统快速卷帘门内需要分别编写不同的plc程序)，适用于较多种类的快速卷帘门的精确控制，应用范围较广，而且成本也低。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。