Die Erfindung betrifft ein Einlesungs-, Überwachungs- und/oder Steuerungsverfahren zum Einlesen, Überwachen sowie zum Steuern des Bewegungsablaufes eines zwischen seiner Schließ- und seiner Öffnungsstellung motorisch, insbesondere elektromotorisch, angetrieben über Kopf bewegbaren einstückigen oder aus mehreren aneinander angelenkten Paneelen bestehenden Torblattes, nach den beigefügten Ansprüchen 1 oder 2 sowie eine Steuerungsanlage nach den beigefügten Ansprüchen 5 und 6 zur Durchführung dieses Verfahrens.
Nach herkömmlicher Vorstellung und Ausführung werden bei motorisch betriebenen Torblättern - dabei kann es sich um ein- oder mehrstückige über Kopf bewegbare Torblätter, bspw. auch Deckenglieder-, Roll- und Hubtore handeln - Schalteinrichtungen vorgesehen, die an Ort und Stelle das Einfahren des Torblattes in die jeweillge Endstellung - Schließ- oder Öffnungsstellung - anzeigen und entsprechende Signale an die Steuerungseinrichtung für den Torantrieb abgeben. Auf diese Weise wird der Antrieb unmittelbar von der Torblattstellung selbst beeinflußt, was sich bewährt hat.
Die Anbringung solcher Schalter hat jedoch den Nachteil eines entsprechenden Installationsaufwandes und der Gefahr von Beschädigungen, insbesondere im Schließstellungsbereich des Torblattes durch Rammbeeinflussungen von Fahrzeugen und dergleichen.
Um solche die Torblattstellung unmittelbar anzeigenden Schalteranordnungen zu vermeiden, ist es bekannt, sogenannte Streckensimulatoren vorzusehen, Geräte also, die die Bewegungsstrecke des Torblattes auf kleinem Raum abbilden, wozu durch die Torblattstellung bzw. die Antriebssteuerung bedingte Signale ausgenutzt werden, die eine gegenüber der Torblattbewegung hoch übersetzte Wegstrecke im Sinne einer Verkleinerung wiedergeben, bspw. in Form eines Schneckentriebes.
Schließlich ist es bekannt, aus der Torblattbewegung einen Referenzwert abzuleiten, von dem aus insoweit überwacht das Tor hinsichtlich der jeweiligen Reststrecke auf der Basis vorher aufgenommener Strekkenimpulse in die jeweilige Endstellung gesteuert wird.
Allen diesen Vorstellungen aus dem Stand der Technik liegt das Bestreben zugrunde, das Torblatt gezielt derart in die jeweilige Endstellung zu steuern, daß ein Anlauf des Tores gegen einen mechanischen Widerstand, bspw. ein Aufprall mit der Unterkante auf die Bodenzarge oder in der Öffnungsstellung ein Anlauf von Führungsrollen in Laufschienenbegrenzungen oder dgl. wegen der damit verbundenen kinetischen Kräfte und Zerstörungsgefahren verhindert ist. Dafür wird zumindest für den Fall dem Torblatt unmittelbar zugeordneter Endschalter oder von Streckensimulatoren ein verhältnismäßig großer Aufwand, eine Gefahr der mechanischen Beeinträchtigung der Endschalter bzw. der Ungenauigkeit hoch wegübersetzter Simulatoren in Kauf genommen.
Die GB 2 103 710 A, die bezüglich des Verfahrens als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, offenbart ein Verfahren zur Einlesung, Überwachung und/oder Steuerung des Bewegungsablaufes einer zwischen ihrer Schließ- und Öffnungsstellung elektromotorisch angetrieben bewegbaren Schiebetür, deren motorisches Antriebsaggregat in wenigstens zwei unterschiedlichen Drehzahlen gesteuert betreibbar ist und einen mit der Antriebswelle des Antriebsaggregats verbundenen Impulsgeber aufweist, der eine die Bewegungsstrecke abbildende Impulsreihe in eine Speicher-, Zähl- und Steuereinrichtung eingibt, die in Abhängigkeit der Impulszahl und der Wegstrecke der Schiebetür deren Bewegungsvorgang steuert, mit folgender automatisch ablaufender Reihenfolge von Schritten:
Aus der EP 0 544 135 A2, die als nächstkommender Stand der Technik bezüglich der Steueranlage angesehen wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Endlagen von durch Elektromotore angetriebenen Stellantrieben, insbesondere an Fenstern, Türen, Markisen, Rollladen oder dergleichen bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung sollen die Endstellungen so gesteuert werden, dass die Sicherheit und die Genauigkeit der Endabschaltung und auch die Langzeitstabilität der einmal eingestellten Endposition gegenüber einer Lösung mit mechanischen oder elektromechanischen Endlagenschaltern gesteigert und die Justage der Endlagenabschaltung vereinfacht werden. Das hierzu vorgeschlagene bekannte Verfahren zur Einlesung, Überwachung und/oder Steuerung des Bewegungsablaufes einer zwischen seiner Schließ- und seiner Öffnungsstellung elektromotorisch angetrieben Tür oder dergleichen, deren motorisches Antriebsaggregat einen Inkrementalgeber aufweist, der eine die Bewegungsstrecke abbildende Impulsreihe in eine Speicher-, Zähl- und Steuereinrichtung eingibt, die in Abhängigkeit der Impulszahl und der Wegstrecke der Tür oder dergleichen deren Bewegungsvorgang steuert, umfasst folgende Reihenfolge von Schritten:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erfassung, Speicherung und Steuerung der Torblattbewegung derart vorzunehmen, dass bei geringster Beschädigungsgefahr von für die Bewegungssteuerung des Torblattes maßgeblichen Teilen eine möglich verzerrungsfreie und zentrale Signalverarbeitung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Schritten der beigefügten Patentansprüche 1 oder 2 sowie eine Steuerungsanlage mit den Merkmalen der beigefügten Patentansprüche 5 oder 6 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß das Torblatt nach seiner Anbringung am Einsatzort aus beliebiger Ausgangsstellung in Richtung auf eine der Endstellungen - Schließ- oder Öffnungsstellung - mit einer niedrigen kinetischen Energie angetrieben wird, worauf bei mechanisch gebremsten Anlauf in diese Endstellung die dadurch bedingte Änderung der Antriebsparameter von der Speicher-, Zähl- und Steuer einrichtung erkannt und als eine der Endstellungen markiert wird, worauf das Torblatt in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung wiederum mit der niedrigen kinetischen Energie betrieben in die entgegengesetzte Endstellung bewegt wird, und zwar unter Zählung der von dem Inkrementalgeber abgegebenen Bewegungsstreckenimpulse, bis nach Erreichen dieser entgegengesetzten Endstellung wiederum durch mechanisch gebremsten Anlauf in diese Endstellung die damit auftretenden Änderungen der Antriebsparameter von der Speicher-, Zähl- und Steuer einrichtung als Markierung dieser anderen Endstellung erkannt und abgespeichert wird, woraufhin der beabsichtigte Betriebszyklus der Torblattbewegung unter Auswertung der Endstellungsmarkierungen und der gespeicherten, die Bewegungsstrecke zwischen den Endstellungen beschreibenden Impulse hinsichtlich des Bewegungsablaufes des Torblattes derart gesteuert. wird, daß das Torblatt zwischen den Endstellungen bzw. zumindest vor der jeweils angesteuerten Endstellung mit geringem Streckenabschnitt davor mit hoher Betriebsgeschwindigkeit angetrieben wird. Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich durch die Speicher-, Zähl- und Steuerungseinrichtung mit einem Speichereingang für die Aufnahme der von einem Inkrementalgeber des Antriebsaggregates für das Torblatt in Abhängigkeit von der Bewegungsstrecke abgegebenen Impulsen, mit einer die Werte der Energieversorgung des Antriebsaggregates erfassenden Überwachungseinrichtung und mit einer in Abhängigkeit von den gespeicherten Streckenimpulsen den Bewegungsablauf des Torblattes bestimmenden Steuereinrichtung aus.
Anders als nach den Vorstellungen des einleitend erläuterten, Torblattbewegungssteuerungen betreffenden Standes der Technik wird der tatsächliche, durch mechanische Begrenzung des Bewegungsablaufes des Torblattes jeweils eingenommene Endzustand in der Öffnungslage und/oder der Schließlage des Torblattes erfaßt und für die darauffolgende Steuerung des Betriebsablaufes der Torblattbewegung ausgenutzt. Voraussetzung dafür ist die Verwendung eines Antriebsaggregates, dessen Motor - insbesondere Elektromotor - in wenigstens zwei Stufen betreibbar ist, in denen verhältnismäßig hoch unterschiedliche Energien auf das Torblatt aufgebracht werden bzw. durch das Torblatt auf den in der jeweiligen Endlage angefahrenen mechanischen Anschlag ausgeübt werden. Im Falle der bevorzugt elektrischen Ausbildung des Antriebsaggregates lassen sich polumschaltbare Motore verwenden, man kann mit Phasenanschnitt arbeiten oder aber in besonders bevorzugter Weise mit einem Gleichstrommotor, dessen Drehzahlsteuerung bekannt ist.
Es ist grundsätzlich möglich, die vorgenannte Stufung der Energie durch eine entsprechende Abstufung des abgegebenen Drehmomentes zu erreichen, insbesondere aber wird man eine Abtriebsgeschwindigkeitssteuerung in entsprechender Abstufung zwischen Langsambetrieb und Normalbetrieb vorsehen, so daß im Langsambetrieb die aufgrund der Trägheit des Torblattes auftretende kinetische Energie entsprechend gering ist.
Es wird also erfindungsgemäß unter den vorstehenden Voraussetzungen bewußt in Kauf genommen, daß das Torblatt durch mechanisch gebremsten Anlauf in seine jeweilige Endlage die Meldung dieses Endlagezustandes an die Speicher-, Zähl- und Steuereinrichtung abgibt.
Das Antriebsaggregat ist mit einem Inkrementalgeber versehen, einem Gerät also, das in Abhängigkeit von der Verdrehbewegung einer Welle dieses Aggregates Impulse abgibt, so daß die Impulszahl die Bewegungsstrecke des Torblattes zwischen den Endstellungen wiedergibt. Verzögerungen machen sich durch größere zeitliche Abstände in der Impulsfolge bemerkbar. Von daher ist es grundsätzlich möglich, für die Bestimmung der Endlage des Torblattes diesen Zeitabstand zwischen Impulsen zu überwachen und im Falle des Torblattstillstandes daraus das Signal für das Erreichen der Endlage abzuleiten. In bevorzugter Ausführung und insoweit auch schneller, was für die Schonung des Antriebes von Bedeutung ist, wird das Erreichen der Endlage und damit der Stillstand des Torblattes durch mechanischen Anschlag dadurch ermittelt, daß sich die Leistungsaufnahme des Antriebsaggregates entsprechend ändert, also im Falle eines Gleichstrommotors bspw. aufgrund des bis ins Unendliche gesteigerten Drehmomentbedarfes eine entsprechende Stromaufnahme eintritt. Diese Änderung der aufgenommenen Energie kann sehr schnell festgestellt, zur Abschaltung des Antriebsaggregates ausgenutzt und als Endstellung des Torblattes markierend abgespeichert werden.
Grundsätzlich wird demnach das Torblatt bewußt in die jeweilige Endstellung getrieben und erst nach Rückmeldung eines dort erfolgten mechanischen Stops hinsichtlich des Antriebsaggregates gesteuert. Diese Vorgehensweise wird zumindest bei Inbetriebnahme des installierten Tores angewendet, um die Endstellungen zu ermitteln und abzuspeichern. Da über den Inkrementgeber des Antriebsaggregates von der Speicher-, Zähl- und Steuereinrichtung zugleich die die Wegstrecke wiedergebende Impulszahl des Inkrementgebers gespeichert bzw. gezählt wird, können darauffolgende Betriebsbewegungen des Torblattes nach dieser Impulszahl gesteuert werden. Dies geschieht grundsätzlich dadurch, daß das Torblatt bei entsprechendem Befehl - Auf oder Zu - auf die verhältnismäßig hohe Bewegungsgeschwindigkeit beschleunigt bzw. mit entsprechend hohem Drehmoment angetrieben wird und daß vor Erreichen der angesteuerten anderen Endlage die Drehzahl des Antriebsaggregates und damit die Geschwindigkeit des Torblattes bzw. das aufgegebene Drehmoment reduziert wird, so daß der Einlauf in diese Endlage entsprechend schonend erfolgt; dies geschieht durch Abzug einiger Impulse von der die Gesamtbewegungsstrecke des Torblattes wiedergebenden, zuvor aufgenommenen Impulszahl.
Das erfindungsgemäße Vorgehen umfaßt eine Angfangsphase zur Ermittlung der Endstellungen des Torblattes dergestalt, daß dieses aus beliebiger Anfangslage heraus in eine der Endstellungen angetrieben bewegt wird, und zwar mit niedriger Geschwindigkeit bzw. Drehmoment des Antriebsaggregates. Das Torblatt erreicht damit die angesteuerte Endstellung und gibt rückmeldend über den Antrieb bzw. dessen aufgenommene Energiewerte den mechanisch erzwungenen Stopzustand an, der als eine der beiden Endstellungen in der Speicher-, Zähl- und Steuereinrichtung abgespeichert wird. Daraufhin wird die Antriebsrichtung umgeschaltet, so daß das Torblatt wiederum mit niedriger Antriebsenergie die gesamte Bewegungsstrecke bis zur anderen Endlage durchläuft. Die dabei von dem Inkrementgeber abgegebene Impulszahl wird als "Bewegungsstreckenspiegel" gespeichert. In der anderen, derart angelaufenen Endstellung wird das Torblatt wiederum durch Anschlag gestoppt und die dabei auftretenden Leistungsänderungen im Antriebsaggregat zur Markierung der zweiten Endlage gespeichert. Sollte sich das Torblatt bei diesem Einlaufvorgang (Einlesung der Betriebsparameter der Bewegungsstrecke) bereits in einer der Endstellungen befinden, so wird diese bei entsprechender Laufrichtung des Antriebsaggregates als erste Endlage erkannt oder aber bei Gegenantriebsrichtung nicht wahrgenommen, so daß der "Anlauf aus beliebiger Lage des Torblattes" in diesem Falle von der einen Endlage ausgeht und das Torblatt beide Bewegungsstrecken hin- und hergehend durchläuft, um die beiden Endlagen in den Speicher einzugeben.
Wie bereits ausgeführt, kann aufgrund der über diesen Einlesevorgang gewonnenen Werte - Endlageneinspeicherung und die Bewegungsstrecke wiedergebende Impulszahl - das Tor in der Folge aufgrund dieser eingegebenen Parameter zwangsgesteuert werden, d.h. es wird mit hohem Drehmoment bzw. hoher Geschwindigkeit über den Großteil der jeweils zurückzulegenden Bewegung angetrieben.
Zusätlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, unter Berücksichtigung von Beeinträchtigungen des Bewegungsablaufes - Windeinfluß, Alterung etc. - den tatsächlichen Bewegungsablauf des Torblattes erneut abzuspeichern, nämlich bei jedem Betriebszyklus, vorzugsweise sogar nach jedem Bewegungsablauf. Zu diesem Zwecke ist die Herabsetzung der in das Torblatt eingegebenen Energiegröße gegen Ende des jeweiligen Bewegungsablaufes also nicht nur für einen schonenden bzw. sanften Einlauf in die Schließlage nützlich, sondern auch für die Neumarkierung der Endlage im vorstehenden Sinne.
Die Überwachung des Zeitabstandes zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen, insbesondere aber der elektrischen Energieversorgung des Antriebsaggregates - Strom in Abhängigkeit vom Drehmoment - kann darüberhinaus zur Abschaltung bzw. Bewegungsumkehrschaltung des Antriebsaggregates ausgenutzt werden, wenn die Bewegung des Torblattes durch ein Hindernis in dessen Bewegungsbahn beeinträchtigt wird.
Eine reizvolle Ausgestaltung ergibt sich aus der Tatsache, daß ein Antriebsmotor der hier in Rede stehenden Art - Gleichstrommotor im Kurzschluß - einen erheblichen Widerstand gegen Antrieb über seine Abtriebsachse entwickelt. Gleichwohl auftretende Antriebsbewegungen, die vom Torblatt ausgehend ohne entsprechenden Steuerbefehl, bspw. bei einem Einbruchsversuch, auf das Antriebsaggregat ausgeübt werden, äußern sich durch den Inkrementalgeber in der Abgabe einiger Impulse, die vom Speicher-, Zähl- und Steuergerät wegen des Fehlens eines gleichzeitigen Steuerbefehls als "systemwidrig" und damit Einbruchsversuch ausgewertet werden können, bspw. durch Alarmauslösung optischer und/oder akkustischer Art.
Nach folgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 zeigt unter dem Titel "Bewegungsablauf bei der Messfahrt" die Phase der Inbetriebnahme eines neu installierten Torblattes mit Einlesen der Impulszahl für die Bewegungsstrecke und der Endlagen des Torblattes. Wie unter "1.Bewegung" per Diagramm Geschwindigkeit über Strecke (v über s) dargestellt, ist eine Anfangsbewegung aus einer Mittelstellung des Torblattes zwischen seinen Endlagen angenommen und eine Bewegung in Pfeilrichtung nach links unterstellt angenommen. Die Bewegung geschieht mit geringer Geschwindigkeit und endet durch mechanisch gebremsten Anlauf an einem mechanischen Anschlag in der ersten Endlage (bspw. Schließstellung des Torblattes). Unter "2.Bewegung" ist dann der Bewegungsablauf des Torblattes in umgekehrter Bewegungsrichtung wiedergegeben, nachdem der Anlauf in die erste Endlage gemäß Figur 1 abgespeichert und eine entsprechende Bewegungsumkehr des Antriebsaggregates ausgelöst worden ist. In der rechts dargestellten anderen, durch mechanischen Anschlag erzwungenen Endlage des Torblattes wird wiederum ein Signal eingespeichert, das die zweite Endlage kennzeichnet. Über die Bewegungsstrecke hinweg wurde darüberhinaus die der Bewegungsstrecke streng entsprechende Impulszahl des Inkrementgebers des Antriebsaggregates aufgenommen und gespeichert. Unter "3.Bewegung" ist ein erster Probelauf unter Normalbedingungen dargestellt, nach Erreichen der zweiten Endlage und deren Abspeicherung wird demnach das Antriebsaggregat in wiederum umgekehrter Richtung angetrieben, und zwar mit der vorgesehenen Betriebsgeschwindigkeit vmax. Kurz vor Erreichen der zuerst aufgenommenen Endstellung wird der Antrieb auf die für das Einlesen vorgesehene niedrige Geschwindigkeit zurückgeschaltet, und zwar streckenabhängig dadurch, daß von der unter "2.Bewegung" aufgenommenen Impulszahl für die gesamte Bewegungsstrecke einige Impulse abgezogen werden, so daß für die Betriebsgeschwindigkeit vmax eine geringere Strecke vorgegeben wird.
Wie unter "Bewegungsablauf im Normalbetrieb" dargestellt, wiederholt sich im folgenden Betrieb des Torblattes der jeweilige Bewegungsvorgang wie aus den Diagrammen "Vorbewegung" einerseits und "Zurückbewegung" andererseits entsprechend, nämlich derart, daß jeweils zu Beginn des Bewegungsvorganges eine Beschleunigung auf vmax erfolgt, während gegen Ende des Bewegungsvorganges jeweils durch Abzug einiger Streckenimpulse auf niedrige Geschwindigkeit zurückgefahren wird. Damit wird zum einen ein sanfter Einlauf in die jeweils angesteuerte Endlage erreicht, zum anderen sind durch die niedrige Geschwindigkeit dieselben Verhältnisse gegeben, wie sie vorstehend beim Einlesen vorhanden sind, so daß immer wieder für die jeweilig angesteuerte Endlage eine neue Referenzgröße eingespeichert werden kann.
In Figur 2 ist eine mögliche Ausführung der Schaltungsanordnung wiedergegeben, in der der Antriebsmotor M als Gleichstrommotor mit einem Inkrementgeber dargestellt ist. Die Symbole und deren Bezeichnung sprechen weitgehend für sich selbst und sind in ihrer Einzelausgestaltung grundsätzlich bekannt. Ein Netzteil für die Wandlung einer Netzwechselspannung in eine 24 Volt-Gleichspannung speist über einen Leistungsteil den Antriebsmotor, ein nachfolgendes Getriebe und insbesondere das damit angetriebene Torblatt sind nicht dargestellt. Der Motor betreibt starr gekoppelt einen Inkrementgeber in Form einer Lochscheibe, die von einem insbesondere elektrooptischen Abtastsystem abgefragt ist und damit pro durch den Lochabstand gegebenen Winkelweg einen Impuls abgibt. Ein Steuerungsprozessor überwacht u.a. die vom Imrementgeber abgegebenen Impulse und zeigt einen Alarm an, wenn diese ohne Einschaltbefehl auftreten - Einbruchsfall. In bekannter Weise sind Hilfseinrichtungen für die Bedienung in Form von Anzeigefeldern und eines Bedienungsprozessors vorgesehen. Zusatzgeräte können als intern/extern wirksame Beleuchtung, als Fernbedienung per Funk und dgl. vorgesehen werden. Unter "Einparkhilfe" ist ein Lasergerät zu verstehen, das für den Fall eines Garagentores bspw. bei Öffnungsbefehl eine Leitlinie bzw. ein Leitfeld für den Fahrer eines Fahrzeug als Orientierungshilfe zur Verfügung stellt.