Brevet FR2491229A1 — publié le 19820402

Domaine technique. La présente Invention concerne des perfection nements au dispositif de contrôle du moteur des appareils élévateurs, notamment des escaliers mécaniques, comprenant des moyens de démarrage et de freinage progressifs, des moyens de contrôle de la vitesse et des moyens assurant toutes les différentes sécurités de fonctionnement. Problème posé. Il s'agit de réaliser le démarrage et larrêt normal, ainsi que le contrôle de la vitesse d'un appareil élévateur, et d'un escalier mécanique en particulier. I1 faut aussi réaliser les arrêts d'urgence après détection d'anomalies. Il faut également rechercher à facllittr len- tretien de tout l'appareillage de commande. Comme les escaliers mécaniques sont le plus souvent mis en route par un détecteur (tapis ou rayon lumineux) qui agit lorsqu'un usager se présente, les ddmar- rages et les arrêts sont fréquents et il faut qu'ils soient exécutés dans des conditions qui préservent les mécanismes0 Etat de la technique antérieure et inconvénients. Actuellement, les escaliers mécaniques, et en général les appareils élévateurs, comportent en annexe des armoires électriques contenant des contacteurs et des appareillages électro-mécaniques (relais, etc) qui sont tncombranta, moyennement fiables et bruyants. Le démarrage des moteurs se fait, de façon classique et très connue en soi, par le couplage étoile- triangle qui manque de souplesse et provoque des à-coups dans la transmission et toute la mécanique de l'escalier. La vitesse de celui-ci est détectée par une dynamo-tachymétrique, une détection mécanique ou un comptage électronique. La détection et la connaissance de sa vitesse sont capitales car la vitesse de l'appareil doit se maintenir dans une fourchette étroite, pour la sécurité. I1 faut ensuite prévenir toute possibilité de dévirage, c'est-à-dire d'entraînement en marche arrière de l'escalier après un arrêt accidentel. Actuellement, l'arrêt se fait par simple coupure d'alimentation du moteur et action sur le frein normal. Le réglage de ce dernier est délicat et son action varie dans le temps. I1 existe, en plus, un frein de secours qui agit avec le frein normal dans le cas d'un arrêt dû A une sécurité ou un arrêt d'urgence. Le but du dispositif de l'invention est de prévoir un démarrage et un freinage en souplesse de len- semble de l'escalier mécanique, de prévoir un appareillage moins encombrant, plus fiable et peu bruyant qui puisse se réparer très rapidement et, éventuellement, de prévoir un contrôle central de plusieurs appareils. Exposé de l'invention. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en prévoyant la conbinaison - d'un mini-ordinateur prograMmé à base de microprocesseurs recevant les indications de tous les détecteurs de sécurité, - d'un gradateur a thyristor, piloté par le mini-ordinateur et régulant lallmentatlon du moteur électrique de commande. Les dispositifs de contrôle de survitesse, de dévirage ou de détection mécanique par comptage électro nique sont remplacés par un moyen conçu pour que le moteur de commande envoie des informations de fonctionnement, de vitesse et éventuellement de sens de rotation au mini-ordinateur qui les utilise pour contrôler ledlt moteur par l'intermédiaire du gradateur. Il est avantageux de combiner un coupleur asynchrone pour reporter et recevoir des informations d'un ordinateur central qui assure le contrôle de l'état fonction nel et la tdlécommande d'un certain nombre d'appareils élévateurs du même genre. Suivant une forme préférée de réalisation, le mini-ordinateur est conçu pour détecter la charge de l'appareil au moment de son arrêt et prévoir ladJonctlon au frein normal d'un freinage par contre-courant pour stopper l'appareil sur une course donnée. La distance de freinage, en cas arrêt avec le frein normal seul, ou frein normal et frein de secours, associés, doit être comprise entre 0,26 m et 1,20 m d'après des normes et réglementations imposées. On peut régler mécaniquement les deux freins pour obtenir un freinage minimum à vide de 0,26 m et maximum en charge de 1,20 m lorsque ceux-ci sont associés. Ces réglages ne permettent cependant pas d'obtenir, en cas d'arrêt en charge avec le seul frein normal, la distance maximum de 1,20 mO La distance de 1,20 m est alors obtenue avec un seuil de charge en deçà de la charge maximum admissible par l'appareil. Il faut donc compenser, lorsque ce seuil est atteint, l'absence du frein de secours. Ceci est possible avec le dispositif de l'invention comne il va être expliqué. Le seuil de charge est détecté par le miniordinateur en comptant le temps mis par l'appareil pour parcourir une distance fixe inférieure à la distance d'arrêt maximum tO,30-m par ex.). Lorsque le seuil est dépassé, le mini-ordinateur déclenche, au moyen du gradateur, un freinage par Inversion du sens de fonctionnement du moteur dwentraEnement. Ce freinage peut avoir une valeur fixe ajustable manuellement ou une valeur calculée par le mini-calculateur lui-même. Le gradateur permet d'ailleurs une grande souplesse d'adaptation, et peut réaliser le démarrage à courant constant, ou à tension constante que l'on peut régler. Ce réglage peut être soit fixé par potentiomètre, soit évolutif au moyen dune tension issue d'un autre appareil qui serait dans le cas présent, le mini calculateur. Celui-ci possède, dans ce cas, la maîtrise complète du gradateur. Le gradateur permet aussi de faire évoluer la tension de sortie vers le maximum par la mise en service d'une rampe. I1 permet donc d'appliquer à la mise sous tension du moteur un échelon de tension correspondant à un couple suffisant pour valncre le couple de décollage de la machine et de faire évoluer cette-tension d'une manière linéaire Jusqu'au maximum en un temps déterminé. On pourra aussi associer un coupleur asynchrone au mini ordinateur qui lui permettra de dialoguer avec tout autre machine informatique ou avec un ordinateur central. Cet ordinateur central recevra alors du mini-ordinateur toutes informations susceptibles d'intéresser le poste central tel que - Temps de fonctionnement de l'appareil, - Les informations sur les causes d'arrêt avec le détail du défaut, ltheure d'arrivée du défaut et l'heure de dispa ration. - L'ordinateur central pourra piloter la mise en marche et l'arrêt de l'escalier par ce coupleur. Toutes ces informations transitant par deux fila genre ligne téléphonique. Solution au preblèe, avantages et résultat industriel. Le dispositif de l'invention permet d'éviter toue les inconvénients qui ont été indiqués ci-dessus. Il préserve la mécanique. I1 facilite et abaisse le prix de revient de l'entretien. L'invention sera mieux comprise à l'alde de la description suivante qui en donne un exemple non limi- tatif de réalisation pratique et qui est illustré par les dessins Joint. Brève description des dessins. Dans ces dessins la figure 1 est un schéma par blocs d'un dispositif de contre du moteur entrarnant un appareil élé- vateur, en particulier un escalier mécanique, la figure 2 est un graphe donnant la variation de la tension électrique d'alimentation du moteur en fonc tion du temps et le couple correspondant, dans la phase de démarrage. Description de quelques modes de réalisation et fonctionnement L'escalier mécanique n'a pas été représenté mais on a schématisé son moteur de commande (M) et les dispositifs de détection d'anomalies (S1 à S5) que l'on dénomme généralement sécurîtés". En général, les sécurités, telles que (S1) à (S5) (il peut d'ailleurs en avoir un bien plus grand nombre allant jusqu'à 20 et au-del) donnent un ordre d'arrêt. Elles existent notamment dans le cas de soulèvement des plaques palières, d'échauffement thermique d'un appareil électrique, de survitesse du moteur de commande, de dévirage de ce moteur, c1est-à-dire de son entraînement en sens inverse de son sens normal, de rupture d un organe de transmission, de rupture de la channe constituant les marches, de déjantage de la rampe, etc. Ces sécurités existent ddd dans les escaliers mécaniques actuels.Ce qui est nouveau, dans lssinvention, consiste à prévoir un gradateur (o) et un mlero-processeur ou mini-ordinateur (MP) agencé s de telle façon que la tension d'alimentation du moteur (M) venant par la ligne (1) et introduit dans le gradateur (a), Boit module dans la ligne (2), entre le gradateur et le moteur, grâce 8 des informations introduites par la ligne (3) dans le gradateur (G) A partir du microprocesseur (MP). Une ligne (4) relie le moteur (M) au micropro cesser (MP) pour envoyer des informations de fonctionnement, de sens de rotation et de vitesse. Le microprocesseur (MP) a pour pièce essentielle une carte que l'on peut changer facilement et qui remplace l'automatisme relais et le dispositif de comptage qui existaient dans les dispositifs antérieurs. Le gradateur électronique (a) dont différents modèles sont disponibles depuis un certain temps sur le marché J remplace avantageusement le dispositif de démarrage du moteur (M) quel qu'il soit. Il permet en particulier un démarrage progressif permettant une meilleure tenue des pièces mécaniques de l'escalier, notamment dans le cas d'un fonctionnement par détection de passage de personne s. En effet, ce fonctionnement détermine un grand nombre de démarrages et d'arrêts lorsque l'appareil est en service. I1 faut signaler en plus que le microproces- seur réunit en un dispositif toutes les fonctions réali- sées précédemnent par le relayage électro-magnétlque ainsi que la détection de survitesse et de dévirage. I1 contient donc toutes les informations concernant l'état de marche ou de défaut concernant l'escalier, ce qui permet par simple adjonction d'un coupleur asynchrone la transmission vers un système informatique centralisé, tel qu'un ordinateur, de toutes les informations concernant la machine. En retour l'ordinateur central pourra commander la mise en marche ou l'art de l'escalier. Toutes ces informatiOns pourront transiter sur une ligne deux fils genre ligne téléphonique. L'association gradateur microprocesseur permet dasoocier au frein normal un freinage par contre courant lorsque le frein secours n'est pas sollicité. L'échelon de tension appliqué sur le moteur est réglé de minière à obtenir, lors de la charge maximum, un freinage ne dépassant pas 1,20 m. Le temps d'injection du contre courant est calculé par le microprocesseur pour interrompre celui-ci lors de l'arrêt de l'escalier. Lorsque la charge est faible, seul le frein normal est en action. En cas d'arrêt à vide détecté par les tapis à contacts, le microprocesseur contrôle la distance d'arrêt pour détecter une dérive trop importante du frein normal et déclenche dans ce cas une alarme. Cette association microprocesseur gradateur, permet de choisir la loi d'évolution de la tension aux bornes du moteur (M) à toute étape du fonctionnement. En particulier on peut démarrer en appliquant un échelon de tension Ul qui permet le démarrage de l'appareil sans appliquer un couple excessif et faire évoluer cette tension au moyen d'une rampe jusqu'au maximum (UM) (figure 2). Le couple varie alors entre t0 et tlJ (points CD et CF) suivant une loi dépendant de la tension appiquée aux bornes du moteur, de la vitesse de celui-ci et de ces caractéristiques propres. Le temps t1 peut être réglé soit à partir du gradateur, soit à partir du microprocesseur. Ce type de démarrage est intéressant lorsque le critère recherché ntest pas la réduction de courant, mais plutôt un démarrage à accélération constante et sans h-coup dans la transmission et dans la structure de lesca- lier mécanique. Comme avantage, ce mode de démarrage permet une plus grande souplesse que le démarrage classique et rend possible un nombre élevé de démarrages dans le temps donné. Enfin, l'appareillage comprenant toujours un contacteur général, celui-ci peut très bien être actionné lorsque la valeur du courant modulé par le gradateur est nulle, ce qui facilite les ruptures et évite tous les inconvénients qui sont dus aux phdnomènes transitoires lors de la formation d'arcs électriques (étincelles, parasites, etc). REVENDICATIONS 1. Perfectionnements au dispositif de contrôle du moteur des appareils élévateurs, notamment des escaliers mécaniques, comprenant des moyens de démarrage et de freinage progressifs, des moyens de contrôle de la vitesse et des moyens assurant toutes les différentes sécurités de fonctionnement, c a r a c t é r 1 s é s par la combinaison - d'un mini-ordinateur programmé à base de microproces seurs (MP) recevant les indications de tous les détecteurs de sécurité (S1) à - d'un gradateur (G) à thyristor, piloté par le mini-ordina- teur (MP) et régulant l'alimentation du moteur électrique de commande (M). 2. Dispositif de contrôle, tel que défini dans la revendication 1 > c a r a c t é r i 8 é par le fait que le moteur de commande (M) envoie de8 informations de fonctionnement de sens de rotation et de vitesse au mini-ordinateur (MP) qui les utilise pour contrôler ledit moteur (M) par l'intermédiaire du gradateur (G). 3. Dispositif de contrôle, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i 8 é par le fait qu'on combine un coupleur asynchrone pour reporter des informations sur un seul mini-ordinateur centralisé qui assure le contrôle de l'état fonctionnel et la télécommande d'un certain nombre d'appareils élévateurs du même genre. 4. Dispositif de contrôle, tel que défini dans leune quelconque des revendications précédentes, c a r a c t é r i s é par le fait que le mlnl-ordlnateur est conçu pour détecter constamment la charge variable de 1 'ap- pareil et prévoir l'arrêt deelui-ci par injection de contre-courant d'une manière dosée pour stopper l'appareil sur une course donne. 5. Dispositif de contrôle, tel que défini dans l'une quelconque des revendications I à 4, c a r a c t é r i s é par le fat que le mini-ordinateur est conçu pour réaliser le démarrage à courant constant que l'on peut régler. 6. Dispositif de contre, tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 4, c a r a c t 6 r i s é par le fait que le mini-ordinateur est conçu pour réaliser le démarrage avec un courant déterminant un "couple de décollage" puis un "couple de démarrage progressif" par application d'un échelon et d'une rampe de tension.