Brevet FR2673616A1 — publié le 19920911

i Dispositif de contrôle de moteur, notamment pour l'entraînement de portes d'ascenseur. L'invention concerne un dispositif de contrôle de moteur, notamment pour l'entraînement de portes d'ascenseur et en particulier un dispositif de contrôle entièrement autonome et qui n'est pas dépendant d'éléments interrupteurs liés au mouvement des portes. Les contrôles de portes d'ascenseurs actuels sont effectués essentiellement à l'aide d'interrupteurs de ralentissement, de fin de course, de matériel annexe de pilotage moteur montés dans l'environnement proche du dispositif (résistances statoriques, diodes) et de relais d'alimentation dans chaque sens du moteur d'entraînement de la porte. De tels dispositifs sont encombrants, tant par la présence des interrupteurs que par leur câblage Ils sont par ailleurs assez onéreux à mettre en place et leur fonctionnement, lié à celui des contacts, est sujet à des pannes. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et propose un dispositif de contrôle de moteur, notamment pour l'entratnement des portes de cabines d'ascenseur, par exemple une porte coulissante d'une cabine d'ascenseur, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens capteurs fournissant des signaux impulsionnels en nombre proportionnel au déplacement de la porte en fonction d'un pas de déplacement donné de cette dernière, des moyens d'interface recevant lesdits signaux impulsionnels pour les transformer en une information digitalisée, des moyens d'interface de réception des signaux de commande d'ouverture et fermeture de la porte délivrant un signal de tension en créneau par exemple à O ou 5 volts, des moyens de traitement de l'information de type microprocesseur recevant lesdits signaux digitalisés et en créneau respectivement du capteur et de la commande d'actionnement, et des moyens d'alimentation du moteur de type triacs pilotés en commutation selon des consignes de sens, force d'entraînement et sécurité de déplacement de la porte par lesdits moyens de traitement de l'information convenablement adaptés à cet effet. Lesdits moyens capteurs à signaux impulsionnels consistent avantageusement en une roue crantée montée pour tourner proportionnellement au mouvement de translation de la porte et dont la périphérie crantée est proche d'un bloc optique ou inductif à transistor à effet de champs, détectant le passage des divers crans de la roue La porte est entraînée par l'intermédiaire d'un système à deux poulies et à courroie crantée orientée dans la direction de translation de la porte, la porte étant solidaire d'une patte d'actionnement elle même fixée rigidement à la courroie, et la roue crantée étant montée sur l'axe de l'une des deux poulies, à savoir l'axe de la poulie du moteur ou l'axe de la poulie menée. Les moyens d'alimentation du moteur consistent en un ensemble de triacs ou groupes de triacs de fonction déterminée et qui sont commutés en fonction du besoin sous la commande du microprocesseur Cet ensemble comporte des triacs d'alimentation de sens du moteur agissant sur l'inversion des phases du courant du moteur, des triacs de sélection de couple moteur agissant sur la tension délivrée au moteur et des triacs de freinage du moteur l'amenant à fonctionner en générateur. L'ensemble du dispositif est alimenté par le réseau électrique Le réseau monophasé 220 Volts est largement suffisant pour alimenter les circuits de logique et de puissance du système, les moteurs électriques d'entraînement utilisés pour ce type d'application étant de faible puissance. L'ensemble des composants du dispositif est monté sur une seule carte de circuit imprimé, d'o un faible encombrement et la programmation des données de référence de la translation de la porte s'effectue de façcon semi- automatique et sans compétence particulière à l'aide d'un bouton poussoir monté sur ladite carte. Selon une caractéristique importante de l'invention ladite unité de traitement ou microprocesseur fait intervenir dans le déroulement du mouvement quatre points de référence sur la course de translation à la fermeture de la porte, respectivement un point origine qui correspond à l'ouverture complète de la porte, un deuxième point proche du précédent dans l'intervalle desquels le mouvement de la porte s'effectue à couple d'entraînement réduit, un troisième point proche d'un quatrième point ou point de fermeture complète dans l'intervalle desquels la translation s'effectue également à couple réduit, la porte étant entraînée à couple maximal entre lesdits deuxième et troisième point, à savoir sur la majeure partie de sa course En outre, ladite unité de traitement, en fonction d'une commande de sens d'entraînement en dépendance avec un contrôle de sécurité d'intensité moteur et un contrôle de l'évolution du comptage détermine une exploitation du capteur dans le sens d'une incrémentation ou d'une décrémentation du comptage. D'autres aspects et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif et en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue partielle en élévation du système d'entraînement d'une porte d'ascenseur montrant le capteur à signaux impulsionnels d'un dispositif de contrôle moteur selon l'invention. La figure 2 est une vue schématique du circuit électronique d'un dispositif de contrôle de moteur selon l'invention, et la figure 3 est un diagramme représentant les différentes étapes de fonctionnement de ce dispositif. Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de contrôle de moteur selon l'invention utilise un capteur de mouvement rotatif 1 monté sur l'axe de moteur du système d'entraînement de la porte 2 Ce système d'entraînement consiste en l'ensemble d'une courroie crantée 3 montée sur deux poulies 5 disposées sensiblement aux extrémités de la course de translation de la porte, et du moteur d'entraînement correspondant actionnant la poulie motrice. La porte est entraînée en translation sur ses guides 7 à l'aide d'une patte d'actionnement 9 rigidement fixée à la courroie Le capteur consiste en l'ensemble d'une roue crantée métallique 11 et d'une bloc inductif 13 à transistor à effet de champ disposé à faible distance de la périphérie crantée de la roue Cette roue crantée est montée sur l'axe et parallèlement à la poulie motrice 5. Le crantage est régulier de sorte que chaque impulsion délivrée au passage de chaque cran par le bloc inductif, lors de la rotation, corresponde à un mouvement de translation de la porte de longueur déterminée Le comptage des impulsions en incrémentation ou décrémentation selon le sens de mouvement permet ainsi de déterminer la course de translation de la porte à partir d'un point de référence et de connaître sa position exacte à tout instant. La figure 2 représente le circuit électronique du dispositif de contrôle selon l'invention Celui-ci a été représenté par groupes fonctionnels ou blocs fonctionnels (encadrés) de composants constitutifs Tous ces éléments sont assemblés en statique sur une carte 15 de type circuit imprimé classique Les diverses relations des éléments entre eux ont été matérialisées par des flèches. Les éléments externes ou périphériques fonctionnels consistent respectivement en une unité de commande de fonctionnement 17, constituée par la platine de commande d'ouverture-fermeture de porte de la cabine, en une unité de source d'énergie 19 constituée par le réseau de tension 220 Volts monophasé, ledit capteur inductif 1 à roue crantée tel que représenté sur la figure 1 et le moteur d'entraînement 21 de la porte. En ce qui concerne les constituants spécifiquement matériels du circuit effectuant des fonctions dites "HARD", on trouve successivement une unité d'interface de la commande de fonctionnement 23 associée à l'unité de commande 17, une unité d'alimentation adaptée 25 spécifique des circuits, associée au réseau et constituée, par exemple, par un transformateur, une unité d'interface 27 de lecture des signaux du capteur et une unité d'alimentation du moteur 29 L'interface de commande 17 est de type multitension fonctionnant sans ajustement avec des signaux d'entrée de 18 à 220 Volts continu ou alternatif Elle délivre en sortie un signal en créneau de Volts continu ou nul Le transformateur non représenté de l'unité 25 permet essentiellement d'abaisser la tension d'alimentation du réseau à une valeur inférieure compatible à celle des éléments du circuit L'interface de lecture du capteur 27 délivre un signal digitalisé sous forme de O ou 1 logiques L'unité d'alimentation du moteur 29 consiste en un ensemble de triacs spécifiques, respectivement agissant sur le sens de marche du moteur, son couple d'entraînement en fonction de la course de translation de la porte, et le freinage du moteur commuté en générateur Les triacs de sens sont associés à un condensateur de déphasage classique créant à partir du courant monophasé du réseau le champs d'induction tournant nécessaire au fonctionnement du moteur L'inversion de sens est obtenue en jouant sur l'inversion des phases du moteur Les triacs de couple jouent sur la tension d'alimentation du moteur Les triacs de freinage font travailler le moteur en générateur avec autofreinage par le courant produit. Lesdites unités de périphériques fonctionnels sont reliées à une unité principale de traitement 31 exécutant plus particulièrement les fonctions dites "SOFT" Celle-ci est encadrée par un trait interrompu en position centrale sur la carte Cette unité consiste en un microprocesseur convenablement adapté ou programmé pour exécuter les diverses fonctions usitées telles que celle du traitement de la commande et des triacs d'alimentation du moteur 33, celle de gestion des signaux du capteur 35 associée à une fonction de traitement de l'évolution du comptage de ces signaux 37 et enfin celle de traitement de l'intensité du moteur 39 Toutes ces fonctions sont interdépendantes et seront explicitées dans la suite En premier lieu, on trouve la fonction de traitement de la commande 33 qui agit sur l'initialisation logique et physique du dispositif déclenchant le pilotage des triacs en fonction de l'information reç ue des autres fonctions Au préalable, la fonction 35 de gestion des signaux du capteur assure le comptage des signaux d'impulsions émanant du capteur et délivre une information d'incrémentation ou de décrémentation correspondant au sens de translation de la porte Ce comptage des impulsions est effectué à partir d'une référence choisie (position origine) et permet de déterminer à tout instant la position du mobile (de la porte) Cette fonction est directement associée à la fonction 37 de traitement de l'évolution du compteur qui agit en sorte que les étapes de mouvement se déroulent selon l'ordre programmé en fonction de la course (variation de couple, freinage et couple réduit explicité dans la suite) et de surveiller dans le temps le bon déroulement des étapes du mouvement Enfin, la fonction 39 de traitement de l'intensité moteur ou de sécurité, fonctionnant par détection d'un seuil maximal d'intensité, permet de détecter tout blocage de la porte et agit sur la fonction de traitement de l'alimentation 33 pour que la porte soit entraînée en sens inverse On notera que la programmation du microprocesseur pour exécuter lesdites fonctions est effectuée de façon semi-automatique par un bouton poussoir 34 monté sur la carte et dont la seule pression manuelle permet d'enregistrer les divers points de référence de la course de la porte à savoir le point d'origine ou point de départ qui est choisi à l'ouverture complète, le point d'entrée en couple maximal (deuxième point de référence), le point de freinage (troisième point) et le point de fin de course de la porte (quatrième point). Le fonctionnement du dispositif en relation avec la translation de la porte a été résumé ci-dessous en référence au diagramme de la figure 3. La progression du déroulement des différentes étapes est indiqué par les flèches Partant d'un état d'interruption général de la tension d'alimentation 40 o le fonctionnement ne peut être réalisé, le cycle commence par la mise en tension du dispositif par le réseau, en 43 d'alimentation La porte étant supposée ouverte au repos, l'initialisation du cycle en 45 conduit à un retour automatique à l'état de repos 47 o la porte demeure dans cette position Supposons qu'à ce stade, un utilisateur veuille utiliser l'ascenseur Cet utilisateur va donc émettre un ordre d'activation de la commande de fonctionnement 49 Ceci se traduit par un recalage automatique et logique du mobile en 51, à savoir une reprise de l'ouverture et simultanément une mise à zéro du compteur. A partir de cette position origine de la porte, la translation de cette dernière peut être démarrée La mise en marche en 53 vers la fermeture s'effectue d'abord à couple réduit Les impulsions du capteur sont lues et incrémentent le compteur par l'intermédiaire du microprocesseur L'entraînement à couple réduit est effectué jusqu'au deuxième point de référence de la course précédemment défini (à faible distance du point origine). A ce point, en 55 l'entraînement s'effectue à couple maximal et donc à vitesse la plus élevée La lecture des impulsions est maintenue, ce qui permet de connaître à tout instant la position exacte de la porte, laquelle peut en cas d'anomalie, blocage ou panne, détecté par contrôle de la perte de l'existence des impulsions, revenir à sa position de repos par translation inverse de cette même longueur parcourue Dans ce parcours à couple maximal, l'intensité de courant du moteur est contrôlée en référence à un seuil donné de façon à détecter toute situation de blocage de la porte Ce contrôle est effectué par la fonction de traitement de l'intensité moteur Le parcours s'effectue à couple maximal et donc à vitesse la plus élevée sur la majeure partie de la course de translation Lorsqu'on arrive à une position proche de la fermeture (troisième point de référence), le moteur est commuté en générateur, en 57 (autofreinage), ce qui permet de freiner la porte jusqu'à une vitesse nulle o elle est pratiquement fermée compte tenu de son inertie puis le moteur est activé à couple réduit en 59 pour compléter éventuellement la fermeture et maintenir la porte dans cette position, en 61 Si durant la période à couple réduit un arrêt est observé avant la fin de course (cas de coincement de doigts par exemple) la porte est automatiquement rappelée en ouverture Le maintien à la fermeture est donc effectué sous contrôle de la position exacte d'obtention de la fermeture correspondant au quatrième et dernier point de référence de la course de translation de la porte Le couple réduit en fermeture empêche ainsi toute vibration de forte amplitude de la porte pendant le déplacement de la cabine. On notera de plus que toutes les phases actives de ce cycle de fermeture sont sous la dépendance selon 63 du contrôle de commande d'ouverture de porte par un bouton poussoir classique à l'intérieur de la cabine, du contrôle des impulsions comme déjà précité, détectant toute anomalie et enfin du contrôle de l'intensité moteur, lesquels commandent l'inversion de sens avec référence à la position physique et logique de la porte Ceci peut conduire selon le cas à un freinage préalable de la porte et éventuellement selon la gravité à un arrêt défaut en 64 et dans ce cas une coupure de l'alimentation puis son rétablissement seront nécessaires pour initialiser un nouveau cycle. Le cycle d'ouverture de la porte est réalisé de façon symétrique à celui de la fermeture. Lorsque la cabine arrive au niveau d'étage commandé par l'utilisateur, la commande de fermeture est désactivée, selon 65, ce qui enclenche le cycle d'ouverture de porte Celle-ci commence à couple réduit en 67 La lecture des impulsions du capteur est maintenue tandis qu'à ce moment le compteur effectue une décrémentation Au troisième point de référence précité, en 69, l'entraînement est effectué à couple maximal On notera à ce sujet que toutes les commutations des triacs s'effectuent au point zéro des alternances évitant ainsi la production de parasites électriques Pendant cette phase de défilement à vitesse la plus élevée de la porte, un contrôle des impulsions est effectué, en 71, comme dans la période correspondante de la fermeture Au second point de référence proche de l'ouverture complète, le moteur est autofreiné en 73 de la même façon qu'à l'approche de la fermeture, puis on passe à l'ouverture à couple réduit en jusqu'à ouverture totale, ceci pendant un certain temps selon 77 avec contrôle de l'évolution du compteur Dans la période de couple réduit en fin d'ouverture, le constat de non évolution du compteur entraîne le passage immédiat en situation de repos, comme précité On atteint normalement le point d'ouverture complète (point d'origine) Enfin le couple est annulé, correspondant à l'état de repos en 79 duquel repartira un nouveau cycle de fermeture On notera que dans un cycle d'ouverture, la période de passage au couple maximal (troisième point de référence) au point origine s'effectue sous la dépendance du contrôle des impulsions et du bon déroulement des étapes dans le temps, ce qui conduit en cas d'anomalie au passage direct à l'initialisation ou à l'état de repos. Ce qui précède montre bien les caractéristiques avantageuses du dispositif de contrôle moteur selon l'invention quant à sa fiabilité (absence de contacts interrupteurs), sa facilité d'exécution et de mise en place (faible encombrement), son faible coût (utilisation d'éléments peu coûteux et faciles à régler par programmation semi-automatique par poussoir des points de référence de la course), sur la sécurité du mouvement qui peut être contrôlé pratiquement sur toute la course et indépendamment de l'intensité moteur, sur le freinage de la porte sans accessoire auxiliaire, sur le maintien automatique d'un couple réduit formant joint d'amortissement en fin de cycle et sur la possibilité d'application à tous types de moteurs avec l'adaptation correspondante en puissance des composants. REVENDICATIONS 1 Dispositif de contrôle de moteur, notamment pour l'entraînement des portes de cabines d'ascenseur, par exemple une porte coulissante ( 2) d'une cabine d'ascenseur, caractérisé en ce qu'il Ccomporte des moyens capteurs ( 1) fournissant des signaux impulsionnels en nombre proportionnel au déplacement de la porte, en fonction d'un pas de déplacement donné de cette dernière, des moyens d'interface ( 27) recevant lesdits signaux impulsionnels pour les transformer en une information digitalisée, des moyens d'interface ( 23) de réception des signaux de commande d'ouverture et fermeture de la porte délivrant un signal de tension en créneau par exemple à O ou 5 volts, des moyens de traitement de l'information ( 31) de type microprocesseur recevant lesdits signaux digitalisés et en créneau, respectivement du capteur ( 1) et de la commande d'actionnement, et des moyens d'alimentation du moteur ( 29) de type triacs pilotés en commutation selon des consignes de sens, force d'entraînement et sécurité de déplacement de la porte par lesdits moyens de traitement de l'information convenablement adaptés à cet effet. 2 Dispositif de contrôle de moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens capteurs ( 1) à signaux impulsionnels consistent en une roue crantée ( 11) montée pour tourner proportionnellement au mouvement de translation de la porte et dont la périphérie crantée est disposée, proche d'un bloc inductif 13 à transistor à effet de champs, détectant par couplage inductif le passage des divers crans de la roue. 3 Dispositif de contrôle de moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la porte est entraînée par l'intermédiaire d'un système à deux poulies ( 5) et à courroie crantée ( 3) orientée dans la direction de translation de la porte, la porte étant solidaire d'une patte d'actionnement ( 9) elle même fixée rigidement à la courroie, et la roue crantée étant montée sur l'axe de l'une des deux poulies, à savoir l'axe de la poulie du moteur ou l'axe de la poulie menée. 4 Dispositif de contrôle de moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation du moteur ( 29) consistent en un ensemble de triacs ou groupes de triacs agissant sélectivement sur le sens d'entratnement de la porte par inversion des phases d'alimentation du moteur, le couple d'entra nement par variation de la tension d'alimentation du moteur et sur son autofreinage par commutation du moteur en générateur. Dispositif de contrôle de moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite unité principale de traitement de l'information ou microprocesseur ( 31) comporte une fonction ( 35) de gestion des signaux émis par le capteur, effectuant un comptage des impulsions avec incrémentation ou décrémentation selon le sens du mouvement de la porte à partir d'une référence de position origine, choisie par exemple à l'ouverture complète de la porte, une fonction ( 37) de traitement de l'évolution du comptage des impulsions reliée à la susdite fonction, et plus particulièrement chargée du déroulement du mouvement en fonction des antécédents, une fonction ( 33) de traitement des signaux de commande et de pilotage des triacs d'alimentation moteur, et une fonction ( 39) sécurité de traitement de l'intensité moteur détectant toute surintensité au moteur, dépendante par exemple du blocage de la porte, lesdites fonctions de traitement de l'intensité moteur et de traitement de l'évolution du compteur interagissant sur la fonction de traitement de la commande et de pilotage des triacs pour faire prendre en compte leur information dans la logique de déroulement du mouvement. 6 Dispositif de contrôle de moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite unité de traitement ( 31), en fonction d'une commande de sens d'entraînement en dépendance avec un contrôle de sécurité d'intensité moteur et un contrôle de l'évolution du comptage détermine une exploitation du capteur dans le sens d'une incrémentation ou d'une décrémentation du comptage. 7 Dispositif de contrôle de moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite unité de traitement ou microprocesseur ( 31) fait intervenir dans le déroulement du mouvement quatre points de référence sur la course de translation à la fermeture de la porte, respectivement un point origine qui correspond à l'ouverture complète de la porte, un deuxième point proche du précédent, dans l'intervalle desquels le mouvement de la porte s'effectue à couple d'entraînement réduit, un troisième point proche d'un quatrième point ou point de fermeture complète, dans l'intervalle desquels la translation s'effectue également à couple réduit, la porte étant entraînée à couple maximal entre lesdits deuxième et troisième point, à savoir sur la majeure partie de sa course. 8 Dispositif de contrôle de moteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits points de référence sont enregistrés par programmation semi- automatique à l'aide d'un bouton poussoir ( 34) sur la carte-support des composants. 9 Dispositif de contrôle de moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement ( 31) fait intervenir une phase d'autofreinage de la porte réalisée par commande des triacs de freinage respectivement au troisième point de référence à la fermeture et au deuxième point à l'ouverture. 10 Dispositif de contrôle de moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement ( 31) fait intervenir une réouverture de la porte sur un obstacle pendant toute la course de fermeture. 11 Dispositif de contrôle de moteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement ( 31) fait intervenir le maintien d'un couple réduit permanent en fin de fermeture et au moins un certain temps en fin d'ouverture.