专利名称：自动门控制器的制作方法
技术领域：
自动门控制器是属于机电一体化产品。
自动门控制器由机械、控制两大部分组成。现有的自动门控制器的控制电路有的采用继电器、模拟电路控制、有的采用单片机或工控机程序软件控制。
由于脉宽调制技术的迅猛发展和积极应用，使高效、控制精度高、结构简单的数字伺服控制成为可能，这无疑对自动门控制器提出新的挑战，本新型实用是采用硬件方式实现自动化数字伺服控制的一种尝试。
本自动门控制器由控制部分和机械部分组成。控制部分由单稳态电路、位置传感器及其电路、多于1个的脉宽调制电路，多于1个的与门电路、以及或门电路、功率放大电路等组成。单稳态电路提供对触发信号的延时；位置传感器电路提供对实际开门位置的信号反馈；脉宽调制电路实现对开门速度、关门速度、锁门速度的控制；与门电路可以使来自于延时电路的时间信息、来自脉宽调制电路的速度信息，和来自于位置传感电路的位置控制信号进行综合控制；而或门电路使来自于各代表开门过程、关门过程、锁门过程(或更多过程)的与门输出的控制信号进行合并，以便集中输入到功率放大电路，控制电机运行。为此，其单稳态电路输出、位置传感电路输出、脉宽调制电路输出分别直接或间接构成与门电路的输入，这些与门电路输出直接或间接构成一个或门电路的输入。当然，根据所需的功能，在信号传输过程中需要对信号整形、延时、(非门)反向、分解、合并处理，以及加入系统安全控制信号，因而在基本的电路之间，需要插入这些电路。
从上面论述中不难看出，由于可以采用集成电路，采用硬件实现自动门控制的硬件数量很少，因而是低成本的。由于使用硬件，其抗干扰性具有非常大的优势；此外，对于像自动门这样在使用中程序已固化的产品而言，需要改变停门时间、调节各档速度，采用本控制方式的方便性明显具有优裕性。但是，使用本方案的控制系统，一旦产品制造完成，要改变过程程序是不可能的，想改变其中的非调节的参数也是困难的，这是它的缺点。
图1是自动门控制器的控制原理图(局部)。
图2是自动平开门的位置传感器的齿形盘。
具体的工作原理是当人体感应器感受到有人进入开门区域，感应器便发出触发信号，经过电路处理的触发信号被送到自动门的单稳态电路的输入端，单稳态电路及时输出一个展宽的高电平脉冲信号，经一定时间的延时后给控制开门的与门电路，如果加在此与门的位置信号输入为高电平(表示现在门的实时位置未到达开门结束位置，如初始位置)，则加在此与门上的速度信号，即快速开门速度信号，被允许输出，于是自动门开始快速开门。当开门至设定的位置时，位置传感电路从高电平变为低电平，于是，此与门不再允许输出快速开门信号，自动门便结束快速开门过程，由于各与门的输出均保持低电平，自动门便开始刹车停门过程。停门时间可以采用两种控制方式第一种方式是单稳态电路保持的高电平开门信号的长度，调整该信号长度，使信号长度超过开门时间，即调整停门时间。第二种方式是，将位置传感器输出的位置到达信号触发另一个单稳态电路继续得到延时。
当延时结束后，单稳态输出为低电平，与单稳态输出连接的非门输出为高电平，该非门的输出端和负责关门的与门输入端以及负责锁门的与门的输入端分别相连，由于负责关门的与门输入端相连的位置传感电路，因为门未到达锁门位置而输出高电平，这样，与负责关门的与门相连的关门速度信号被允许输出，自动门开始关门，同样，当门到达锁门位置时，位置传感器的关门输出端变为低电平，关门过程结束。位置传感器的锁门输出端与管理锁门的与门输入端相连，此时，输出端信号经延时变为高电平，和此与门的另一个输入端(和负责关门的与门输入端并联)相连的非门输出端，只要未得到开门触发信号，则将继续保持高电平，所以，负责锁门的与门输入端相连的锁门速度信号得以输出，自动门开始锁门过程。当门到达顶点时、锁门过程结束，而加在电机上的锁门电流依旧，电机堵转，输出一定的转矩、保持压门。如果需要，可以设置锁门停止过程。
经过以上的电路连接，我们已经得到了自动门的循环程序开门触发——开门延时——开门——开门至最大位置、刹车停门——停门保持——关门——刹车减速——锁门——压门密封(或停止)。值得提出的是A控制时间的各个与门输入端处于高电平或者低电平，与开门和关门对应，是通过逻辑互锁的，即非开门即关门。B开门关门方向与电机的正转反转一致，可以通过功率放大电路、脉宽调制电路得以控制。C功率放大电路输入为低电平时，要求功率放大电路即对电机实施刹车，所以，在停门时、锁门前得到刹车。
各过程的逻辑真值表如下
备注C1、C2、C3为经过调制的速度脉冲信号，X表示为0和1变化的值速度控制的实施是建筑于脉宽调制电路，它可以是PWM信号、也可以是步进电机的控制信号，可以是开环控制，也可以闭环控制，都有标准电路、和集成电路供选择。图1为开环控制的PWM电路。
位置传感器通常由光电开关、齿形盘、控制电路组成。通过安装在电机轴上的齿形盘得到转动时的脉冲，对此脉冲进行可逆计数，得到转过的实际角度。因而，开门位置对应一定的计数，从而取得位置输出。由于此脉冲包含有实际速度信息，所以，同时可以输出速度信息，供速度的闭环控制的反馈使用。自动平开门可以使用如图2所示的位置传感器齿形盘，该齿形盘与驱动器的输出轴紧固，一般门转90度，该齿形盘大约转130～170度，可以通过设计确定这种关系。齿形盘具有一个圆心角大于10度的缺口，一个光电开关只安装在这个缺口经过的轨迹区域，对于检测开门位置和锁门位置复合的齿形盘，其外圈缺口内再开了一个宽度较小的内缺口。如图1方框内电路所示，光电开关或光电断路器的输出是一个位置的唯一对应电平，即负责检测开门位置的传感器，当门在约90～110度时，即负责开门的光电探头在齿形盘缺口位置时，电路输出低电平，其余均为高电平；负责检测关门位置的传感器，当门在约10～0度时输出低电平，其余输出高电平。正确设计摇臂连杆及安装位置，以及该齿形盘的形状，可以得到合适的自动开门角度、和锁门角度。当然在齿形盘分别开一个窄缺口，当开门到达一定角度，如90度、关门到达一定角度，如12度时，该缺口使光电开关输出一个脉冲，使用D型锁存器之类电路，也能得到良好的位置信号。
按图1原理图设计的控制电路，都有标准集成电路可以选择，可以根据这些集成电路的参数进行设计计算。
权利要求1.一种自动门控制器，它包括控制部分、机械驱动部分组成，其特征是，所述的控制部分包含由单稳态电路、位置传感器电路、多于1个的脉宽调制电路、多于1个的与门电路、以及或门电路组成，单稳态电路输出、位置传感器电路输出、脉宽调制电路输出分别直接或间接构成与门电路的输入，这些与门电路输出直接或间接构成一个或门电路的输入。
专利摘要一种自动门控制器，它包括控制部分、机械驱动部分组成，控制部分包含由单稳态电路、位置传感器电路、多于1个的脉宽调制电路、多于1个的与门电路、以及或门电路组成。它采用硬件方式实现对门的自动控制，可广泛应用于平移自动门、自动平开门等。
文档编号G05B19/04GK2596398SQ0320196
公开日2003年12月31日 申请日期2003年1月7日 优先权日2003年1月7日
发明者於雅良 申请人:於雅良