
图1 在SIEI-Areg公司自己的试验台上对电控自动门驱动装置的各个部分进行测试
与气动和液压自动门驱动系统相比,大功率电动门驱动装置更具优势:能耗更小,在实际应用中几乎可以做到免维护,能同时满足一系列辅助功能的要求,是气动和液压自动门驱动系统经济节能的替代方案。
今天,自动门在日常的生产生活中早已随处可见,驱动方式也变得多样化,主要有液压驱动、气动以及电动等三种驱动方式。典型的自动门有机床自动门、电梯门或者公共场合的自动门等。此外,还有一种控制进出的自动门,如由汽车驾驶员控制的保温室的门,在此类自动门中,电力驱动比气动和液压驱动更具优势:能耗更小,在实际应用中几乎可以做到免维护,能同时满足一系列辅助功能的要求。此外,电动驱动所需基础设施较少,往往仅需一个插座,因此安装非常简单。基于以上诸多优势,自动门的电力驱动已经成为其他驱动方式更加经济的替代方案。
在所有应用中,用户都希望能够快速简单的完成设备的安装调试,为此,巴登-威腾堡州的SIEI-Areg公司推出了创新性的KFM05a型电力驱动的自动门系统。据了解,该自动门的控制系统采用分散控制,将异步电动机、变频器、电源滤波器、通讯、模拟式和数字式接口技术以及诸多其他特性都集成到一个没有外壳的驱动和定位控制装置中。为方便安装,SIEI-Areg公司为用户提供了从变速器到微小元器件在内的全套零部件,包括齿形皮带、齿形皮带轮以及所有安装时需要的小型零件。这样,在普通启动调试中只需按一下按钮就可以了。按下按钮之后,KFM05a型电力驱动的自动门系统就能够自动的完成自动门宽度和质量的检测;保存好相关的参数;完成交付使用的全部准备工作。为进一步优化自动门的工作情况,可以利用操作舒适的选择菜单、配置程序和调用示波器软件的输入程序或者选购的操作控制台进行优化设置(如图)。
自动门关闭时能完成的附加任务
除了常规的自动门开启和关闭,现代化的电控自动门驱动装置还能完成一系列的辅助任务,例如利用现场总线系统与上一级主控系统进行通讯的可能性,准确控制开启/关闭过程及运动的可能性等。同时其还具有利用数字式和模拟式输入端发送信号的通讯能力。
除此之外,数字式输入输出端还可用于系统元器件与外部隔离的接口,可以当作发送信号和报警的接口,并且能够简单经济的实现辅助的安全控制功能。例如,用户可以在KFM05a型自动门系统中配置一个安全继电器,通过数字输入端直接与安全控制继电器、光电控制器或者光电控制柜相连,在紧急情况下由其发出自动门紧急停的信号。

图2 利用舒适的操作程序,人们可以快速简单的完成自动门调试
无论是生产领域的机床和设备,还是公共场合中的自动门,都对安全性有着非常高的要求。德国最新的标准和技术规范,如欧洲标准2006/42/EG中就对自动门驱动装置提出了一系列很高的安全性要求:避免人员伤亡是至关重要的。在自动门驱动装置中,避免人员伤亡通常都是通过限制自动门运动能量的方法来实现的,有关规定允许的自动门最大动力为150N。除了安全要求以外,对自动门开启和关闭的时间也有很高的要求。机床生产领域中的一些特殊用户要求的自动门开闭循环时间在秒级范围内。例如,注塑设备和压力铸造设备的自动门一般都是这样要求的:经常优化自动门驱动装置的开闭速度,把注塑件和压铸件的取出时间缩短到最低。SIEI-Areg公司研发生产的KFM05a型自动门电控系统能够很好的满足这些要求:质量为120kg的机床防护门开启速度高达2m/s。
高速电梯自动门的特殊要求
世界最高建筑物的高速电梯还对自动门提出了特殊的高要求。当电梯速度高达9m/s时,电梯到达某楼层停留的时间已不应成为限制性因素。此时,为了能够在1.3s内打开重达400kg的电梯门,必须采用非常复杂的电气控制装置以及能够实现同步运动的两个功率强大的伺服电动机来驱动电梯门。在这种造价很高的建筑物中,豪华型电梯门多采用不锈钢或者玻璃等材料制造,并配备静音的开闭滑动导轨。
这里,要用非常精致的硬件和软件以及智能化的调节算法来实现电梯门的加速运动。
由于在这种高层建筑中,电梯几乎是长年不间断运行,因此电梯门驱动装置在承受强负载的情况下也必须有最高的可靠性。为了满足这一特殊的高要求,自动门驱动设备专业生产厂进行了一系列的实验室、现场以及耐久性能的试验,最终获得满足高强度、高负荷工况下拥有最高工作可靠性要求的解决方案。
由上文可以看出高层电梯对大功率自动门的要求之高,但即便如此,此大功率自动门的驱动装置也并不是生产厂的特殊产品。对于SIEI-Areg公司的研发工程师来讲,研发设计冷藏室的自动门是一个很有意思的挑战:冷藏室的自动门要求在-40 ℃时仍能准确无误的正常工作。工程师们通过采用合适的润滑剂成功解决了这一难题。
与其他高要求的项目一样,在自动门方案设计阶段就与用户密切合作有着非常重要的意义。根据SIEI-Areg公司的经验,只有这样才能在自动门驱动系统的研发设计中高效顺利的完成任务。
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