專利名稱：軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)控制器，特別涉及一種軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
目前，上海軌道交通的日均客流量已達(dá)600萬(wàn)人次，待軌道交通骨架網(wǎng)絡(luò)建成后，日均客流量將超過(guò)1000萬(wàn)人次，巨大的客流量也帶來(lái)了突出的安全隱患。如因擁擠而造成乘客候車時(shí)跌落站臺(tái)，乘客進(jìn)入軌道區(qū)間拾物，乘客因爭(zhēng)搶座位或趕時(shí)間而墜入軌道區(qū)間等。針對(duì)這種情況，加裝軌道交通站臺(tái)門，把乘客和列車、軌道區(qū)適當(dāng)隔離，杜絕傷亡事故發(fā)生已成為當(dāng)務(wù)之急。執(zhí)行中主要的技術(shù)難點(diǎn)在于I.自動(dòng)適應(yīng)皮帶輪與門重，控制門以設(shè)定速度曲線運(yùn)行。2.為保證運(yùn)動(dòng)的柔順性，所有銜接轉(zhuǎn)折部分必須將折線變?yōu)镾型曲線。即電機(jī)的力的變化是一個(gè)可控的加速度來(lái)控制的，在任何時(shí)間都不會(huì)出現(xiàn)電機(jī)加力的突變性。3.雖然門很重，但要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(最長(zhǎng)4S)完成整個(gè)開閉，而且在檢測(cè)到障礙物時(shí)為防止對(duì)障礙物(如人或物體)造成傷害，必須控制關(guān)閉力小于150N。這樣速度和電機(jī)出力間形成了一對(duì)矛盾，如何解決就是一個(gè)難點(diǎn)。4.最后的關(guān)門階段，每扇活動(dòng)門最后IOOmm行程范圍內(nèi)動(dòng)能小于等于1J，即必須以非常輕的力將門閉合，而又必須保證門的可靠閉合，這兩者形成了矛盾，而且IJ的動(dòng)能與門的運(yùn)行速度也形成了矛盾。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器，與上位機(jī)信號(hào)相連，通過(guò)對(duì)電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)站臺(tái)門的開關(guān)控制，包括供電部分、數(shù)字信號(hào)處理部分、電流米樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分、外部控制信號(hào)輸入部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分；供電部分分別與數(shù)字信號(hào)處理部分、電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分供電相連；電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分、外部控制信號(hào)輸入部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分分別與數(shù)字信號(hào)處理部分電信號(hào)相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分還與電機(jī)電線相連，繼電器輸出部分還與上位機(jī)電信號(hào)相連。所述的供電部分設(shè)有反激DC-DC變壓電路；供電部分輸入36V直流供電經(jīng)反激DC-DC變壓電路變壓后分別向電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分輸出+15V電壓，向電流采樣部分和繼電器輸出部分輸出+5V電壓、向數(shù)字信號(hào)處理部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分輸出+3. 3V電壓。所述的外部控制信號(hào)輸入部分包括RS485輸入接口和PLC輸入接口，PLC輸入接口有4個(gè)隔離的電源輸入端，從外部提供+24V電源作輸入電源；RS485輸入接口通訊遵循MODBUS協(xié)議，串行通信的優(yōu)先級(jí)低于外部信號(hào)輸入。[0012]本實(shí)用新型的軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器，由于采用了以上技術(shù)方案，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果I、安全可靠，信號(hào)處理部分與其它部分隔離，防止干擾提高了安全性，并有輸入電壓、電機(jī)電流等一系列異常檢測(cè)，提高了可靠性。控制器的均無(wú)故障周期(MCBF)為1，000, 000次循環(huán)/故障；2、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，控制器可以驅(qū)動(dòng)最大門重為250KG ；3、功耗低，正常工作時(shí)，控制器本身的工作電流小于80mA ；4、用途廣泛，控制器還可以應(yīng)用于其他自動(dòng)門控制的領(lǐng)域；5、維護(hù)便捷，控制器的參數(shù)可以通過(guò)RS485串口方便地進(jìn)行修改，故障時(shí)能進(jìn)行自我檢測(cè)并通過(guò)LED顯示出來(lái)；·[0018]6、控制精確、運(yùn)行平穩(wěn)，控制器通過(guò)光電編碼器返回的信號(hào)可以對(duì)自動(dòng)門實(shí)現(xiàn)精確位置控制，實(shí)現(xiàn)開關(guān)門速度平滑，噪音小；7、成本低廉。

圖I為本實(shí)用新型的軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器的控制結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電機(jī)控制器的供電示意圖；圖3為開關(guān)門設(shè)置速度及加速度曲線圖；圖4為從開、關(guān)門到位位置開始的最后IOOmm的速度曲線圖；圖5為信號(hào)流圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參見圖I、圖2，本實(shí)用新型的軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器，與上位機(jī)信號(hào)相連，通過(guò)對(duì)電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)站臺(tái)門的開關(guān)控制，包括供電部分、數(shù)字信號(hào)處理部分、電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分、外部控制信號(hào)輸入部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分；供電部分分別向數(shù)字信號(hào)處理部分、電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分提供所需電壓的電流；電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分、外部控制信號(hào)輸入部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分分別與數(shù)字信號(hào)處理部分電信號(hào)相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分還與電機(jī)電線相連，繼電器輸出部分還與上位機(jī)電信號(hào)相連。其中的供電部分主要由電源管理集成芯片、變壓器、三端穩(wěn)壓集成芯片、低電壓差調(diào)節(jié)芯片、運(yùn)算放大器構(gòu)成反激DC-DC變壓電路。供電部分輸入36V直流供電經(jīng)反激DC-DC變壓電路變壓后分別向電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分輸出+15V電壓，向電流采樣部分和繼電器輸出部分輸出+5V電壓、向數(shù)字信號(hào)處理部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分輸出+3. 3V電壓。同時(shí)運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較電路對(duì)輸入的電壓進(jìn)行欠壓和過(guò)壓監(jiān)測(cè)。其中的數(shù)字信號(hào)處理部分主要由數(shù)字信號(hào)處理芯片、數(shù)據(jù)緩沖芯片和若干光耦組成；數(shù)字信號(hào)處理芯片接受外部輸入和內(nèi)部反饋回的信號(hào)進(jìn)行處理后控制整個(gè)控制器的運(yùn)作；數(shù)據(jù)緩沖芯片組成緩沖電路對(duì)數(shù)字信號(hào)處理芯片輸出的控制信號(hào)進(jìn)行波形的整形并增強(qiáng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)數(shù)字信號(hào)處理部分通過(guò)光耦與控制器的其他部分隔離保證控制器的安全性和可靠性。其中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分主要由智能功率模塊和六個(gè)MOS管構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，接收來(lái)自數(shù)字信號(hào)處理部分的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制六個(gè)MOS管的開關(guān)來(lái)調(diào)整PWM波的占空比，驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)從而控制移動(dòng)門的開關(guān)。驅(qū)動(dòng)門體單體重量一控兩驅(qū)65 SOKg 控一驅(qū)彡95kg;門體運(yùn)動(dòng)摩擦力5Kg。最大輸出電流12A。關(guān)門力彡150N關(guān)門時(shí)最大動(dòng)能(IOJo其中的電流采樣部分主要由電流傳感器和運(yùn)算放大器組成，電流傳感器對(duì)電機(jī)三相輸出的電流進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器放大后反饋到數(shù)字信號(hào)處理部分，數(shù)字處理部分通過(guò)電流的大小計(jì)算出電機(jī)的出力，形成對(duì)電機(jī)的閉環(huán)控制。其中的繼電器輸出部分包括繼電器和反向驅(qū)動(dòng)芯片，由數(shù)字信號(hào)處理部分輸入的信號(hào)控制繼電器的開合，將信號(hào)反饋給上位機(jī)。繼電器輸出對(duì)外提供5個(gè)繼電器干節(jié)點(diǎn)輸出。每個(gè)節(jié)點(diǎn)輸出能力為AC125V，0. 3A。DC24V，1A。其中的外部控制信號(hào)輸入部分包括RS485輸入接口和PLC輸入接口，控制器通過(guò)PLC或者RS232通信接受來(lái)自上位機(jī)的控制命令；PLC輸入接口有4個(gè)隔離的電源輸入端，需要從外部提供+24V電源作輸入電源，當(dāng)在其中一個(gè)輸入端加24V輸入電壓時(shí)，此輸入端導(dǎo)通，單端耗電8mA ;當(dāng)四個(gè)輸入端全部導(dǎo)通時(shí),最大耗電32mA ；RS485輸入接口通訊遵循MODBUS協(xié)議，串行通信的優(yōu)先級(jí)低于外部信號(hào)輸入。其中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分由存儲(chǔ)芯片、數(shù)碼管顯示控制芯片和數(shù)碼管構(gòu)成，用于存放控制器中的參數(shù)并通過(guò)數(shù)碼管顯示，所有參數(shù)均可以在線進(jìn)行修改，并自動(dòng)存儲(chǔ)。大部分參數(shù)設(shè)置完成后均為立即生效，小部分參數(shù)設(shè)置完成后需要重新上電后再生效。參數(shù)設(shè)置共有兩種方法，一是利用RS485接口，以MODBUS規(guī)約進(jìn)行修改?？梢詥蝹€(gè)修改，也可以批量修改。二是通過(guò)外接控制顯示板來(lái)進(jìn)行單項(xiàng)修改。本實(shí)用新型的軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器的主要技術(shù)參數(shù)如下I、活動(dòng)門開啟時(shí)間2.5-3.5秒，活動(dòng)門關(guān)門時(shí)間2. 5-4. O秒；2、活動(dòng)門全程無(wú)級(jí)可調(diào)；3、能夠探測(cè)到的障礙物的最小厚度為IOmm;4、活動(dòng)關(guān)閉的力小于等于150N ;5、手動(dòng)解鎖人工開啟力小于等于67N ；6、每扇活動(dòng)門運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)能小于等于IOJ ；7、關(guān)門時(shí)每扇活動(dòng)門最后100麗行程范圍內(nèi)動(dòng)能小于等于1J。本實(shí)用新型的顯示功能如下本驅(qū)動(dòng)器提供板上兩個(gè)8位數(shù)碼管的顯示功能。當(dāng)上電后，自動(dòng)進(jìn)行自學(xué)習(xí)門長(zhǎng)。此時(shí)顯示為”，并循環(huán)往復(fù)從左向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)完成自學(xué)習(xí)后，按表I顯示。表I
權(quán)利要求1.一種軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器，與上位機(jī)信號(hào)相連，通過(guò)對(duì)電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)站臺(tái)門的開關(guān)控制，其特征在于包括供電部分、數(shù)字信號(hào)處理部分、電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分、外部控制信號(hào)輸入部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分；供電部分分別與數(shù)字信號(hào)處理部分、電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分供電相連；電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分、外部控制信號(hào)輸入部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分分別與數(shù)字信號(hào)處理部分電信號(hào)相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分還與電機(jī)電線相連，繼電器輸出部分還與上位機(jī)電信號(hào)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器，其特征在于所述的供電部分設(shè)有反激DC-DC變壓電路；供電部分輸入36V直流供電經(jīng)反激DC-DC變壓電路變壓后分別向電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分輸出+15V電壓，向電流米樣部分和繼電器輸出部分輸出+5V電壓、向數(shù)字信號(hào)處理部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分輸出+3. 3V電壓。
3.如權(quán)利要求I所述的軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器，其特征在于所述的外部控制信號(hào)輸入部分包括RS485輸入接口和PLC輸入接口，PLC輸入接口有4個(gè)隔離的電源輸入端，從外部提供+24V電源作輸入電源；RS485輸入接口通訊遵循MODBUS協(xié)議，串行通信的優(yōu)先級(jí)低于外部信號(hào)輸入。
專利摘要一種軌道交通站臺(tái)門電機(jī)控制器，包括供電部分、數(shù)字信號(hào)處理部分、電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分、外部控制信號(hào)輸入部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分；供電部分分別向數(shù)字信號(hào)處理部分、電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分提供所需電壓的電流；電流采樣部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分、繼電器輸出部分、外部控制信號(hào)輸入部分和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)顯示部分分別與數(shù)字信號(hào)處理部分電信號(hào)相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分還與電機(jī)電線相連，繼電器輸出部分還與上位機(jī)電信號(hào)相連。本實(shí)用新型具有安全可靠、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、用途廣泛、控制精確、運(yùn)行平穩(wěn)及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E05F15/10GK202706763SQ201220341680
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者史和平, 劉為 申請(qǐng)人:上海三意電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司