旋转编码器在PLC控制电梯中的应用

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描述

目前 ,电梯的逻辑控制部分大多采用可编程序控制器 ( PLC) 控制。为了充分发挥 PLC 的内部资和功能 ,应尽量减少其输入信号的点数 ,简化硬件线路 ,提高电梯运行的可靠性。

在电梯运行的关键问题是如何检测电梯在井道中的相对位置, 以往都采用在井道中不同的位置设置干簧感应器来检测减速、平层位置。这样不但使 PLC 的输入点数增加 ,而且还增加了在井道中的安装作业强度。

而利用旋转编码器将电梯的运动位置转化为脉冲,PLC 对此脉冲进行高速计数 ,通过相应的计算自动生成电梯位置的有关数据 ,控制电梯的减速、平层 ,对于层站数越多的电梯 ,越能体现出利用旋转编码器的优点。因此 ,简化电梯的硬件电路 ,提高电梯运行的可靠性。

01旋转编码器的作用

旋转编码器是一个产生脉冲的装置 ,可将电梯在井道中移动的距离转化成为旋转编码器的脉冲输出个数。为了能直接反映电梯的运行情况 , 将旋转编码器安装在曳引机齿轮减速箱输出轴的轴端上,它随着曳引电机的转动而旋转 ,这样就可以从旋转编码器的脉冲输出端获得正比于电梯运行距离的脉冲个数,然后将此脉冲通过PLC内部。

高速计数器的脉冲输入端0000 点,传送到 PLC 内部高速计数器的存储单元。为了提高计数器的脉冲精度,我们选用日本进口的E6C - CWSC 型可逆旋转编码器 ,其脉冲准确、精度高 ,在低速时不会丢失脉冲。该型旋转编码器每转动一周可产生 1024 个脉冲。若已知曳引轮的直径为 0. 7m , 则根据计算可得到旋转编码器的脉冲个数 ,经过处理可得到电梯在井道中移动的距离,也就知道了电梯在井道中的位置。了解更多PLC编程案例，关注公众号我爱学PLC。

02PLC的工作流程

根据PLC 的工作特点 ,对用户程序进行循环扫描(其扫描周期为几十毫秒) ,PLC 每次扫描都读取高速计数器值,累加后与设定的脉冲相比较。当选层信号有效后,电梯开始启动运行。旋转编码器随之转动其脉冲输出端输出脉冲,PLC 读高速计数器的计数值 ,经累加达到换速点脉冲数时 ,经过比较发出换速信号 ,电梯减速继续运行 ,达到平层位置时 ,经过比较再发出平层信号。其过程见图 1 。

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03应用程序设计

应用旋转编码器主要是为其设计应用程序。本设计以日本OMRON 公司的C 系列P 型机为例。为防止脉冲丢失 ,其脉冲频率最大为 2KHZ。程序见图2 。

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电梯上行时,将输入信号0006 接通 ,电梯工作在自动状态。本程序的特点 ,是每层楼都有一个固定的基准脉冲数,然后用此基值与计数器的计数值累加。这样可防止脉冲数的累加误差 ,到每层的平层处都将高速计数器进行软件清零 ,待到上一层时,计数器重新开始计数,这样,每层的换速信号,平层信号与本层计数脉冲有关 ,不会出现层与层之间由于计数器的计数累积误差。有了脉冲计数及层楼数据后 ,电梯的定向、选层、指层、消号、减速、平层等都有可以进行处理。电梯下行的程序与上行类似。了解更多PLC编程案例，关注公众号我爱学PLC。

程序中有PC 内部辅助继电器的功能如下 :

0000 高速计数器的脉冲输入端:0001 高速计数器的硬件复位端;0006 电梯的工作状态选择开关;1000 上行运行继电器: 1600 上行时1 层至 2层的换速继电器; 1601 上行时2 层的平层继电器;1602 上行时2 层至3 层的换速继电器; 1603上行时3 层的平层继电器; 1604 上行时3 层至 4层的换速继电器; 1605 上行时4 层的平层继电器;1606 上行时4 层至5 层的换速继电器; 1607上行时5 层的平层继电器;1807 高速计数器的软件复位继电器; HR6011 层的指层保持继电器 ; HR602 2 层的指层保持继电器; HR603 3 层的指层保持继电器 ; HR6044 层的指层保持继电器 ; HR605 5 层的指层保持继电器。

04其他问题的考虑

在电梯运行中钢丝绳打滑或其他原因都会引起误差。因此,在井道中可设置校正装置。其主要是在顶层或基站校止。利用感应器或其他开关元件。在电梯到达校正点时,将计速器清零 ,以免再运行时出现误差。本程序如发生平层又误差 (任意楼层) ,可将电梯的运行状态打到检修位置 , 再用慢上慢下将电梯调至平层位置即可。

为了进一步保证计数器的工作可靠 ,在基站还设计一开关,根据PLC 的高速计数器的工作特点,将此开关信号作为PLC0001 的输入点 ,当电梯到达基站时,输入信号0001 有效 ,将高速计数器进行硬件复位。

利用旋转编码器之后,减少很多井道中的机械安装,而且电梯的调试也很方便。如换速距离或大或小,平层位置不准确,通过改变PLC 内部存储器存储的脉冲数即可 ,再不用去井道中实际改变感应器的位置,同时 ,也可避免由于干簧感应的机械损坏造成系统的停机事故等。另外 ,值得一提的是旋转编码器的硬件接线应采用屏蔽线 , 以防止外界干扰而产生误差。

总之, 在PLC 控制的电梯中应用旋转编码器,使PLC 的内部资源和功能得到了充分的利用。由于节省了输入点数 ,使硬件线路得到了简化 ,从另一方面来说也就是提高了电梯运行的可靠性,同时也给维修带来很大的方便 ,并且在电梯的调试中有很大的灵活性。

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