可編程控制器在電梯中的應用

一、光電編碼器與高速計數(shù)器

1、光電編碼器的工作原理

光電編碼器是一種新型的轉(zhuǎn)速及定位控制用傳感器，其工作故事可以用光電碼盤說明。光電碼盤是沿圓周開有均勻的孔或齒的圓盤，一組發(fā)光元件及光敏元件分置在盤的兩邊，當圓盤轉(zhuǎn)動時，光時而通過孔或齒隙照到光敏元件上，時而被圓盤阻擋，這樣光敏元件上就產(chǎn)生了脈沖串波形的電信號。將該信號放大、整形，就能用來測量轉(zhuǎn)速及位移。光電編碼器在旋轉(zhuǎn)一周時可以產(chǎn)生數(shù)千以至上萬的脈沖以滿足高精度的轉(zhuǎn)速及定位要求(在選擇編碼器追求高精度時，也要考慮控制器的接收頻率!)。在電梯的應用中，對于編碼器的分辨率要求并不高，轎廂運動1mm能產(chǎn)生數(shù)個脈沖就可以了。我們希望的是編碼器在產(chǎn)生脈沖的同時能解決轉(zhuǎn)向判斷的問題，那么如今的編碼器一般都是設有兩套(或是三套---零位測量用)光電裝置的，兩套光電裝置產(chǎn)生的脈沖的相位有一定的差別，就也就產(chǎn)生了方向信號，如A裝置產(chǎn)生脈沖相位超前于B相時為正轉(zhuǎn)。反之，為反轉(zhuǎn)。為了方便論述，我們選擇轎廂運行1mm，編碼器產(chǎn)生1個脈沖。

2、PLC的高速計數(shù)器及高速計數(shù)指令(以三菱FX系列論述)

高速計數(shù)器是PLC的編程軟元件。相對普通計數(shù)器，高速計數(shù)器用于頻率高于機內(nèi)掃描頻率的機外脈沖計數(shù)(建議認真了解一下PLC掃描周期的概念)。由于計數(shù)信號頻率高，計數(shù)以中斷方式，計數(shù)器的啟動、復位、或計數(shù)方向的變化也多使用機外信號。PLC的高速計數(shù)器分為三種：1、單相單計數(shù)輸入高速計數(shù)器，2、單相雙計數(shù)輸入高速計數(shù)器，3、雙相雙計數(shù)輸入高速計數(shù)器。如單相單計數(shù)輸入高速計數(shù)器C235是采集X0的輸入信號。(PLC有其自己的規(guī)定，具體參照使用手冊。)

高速計數(shù)器有兩種工作方式。第一種利用自身觸點的動作為信號，高速計數(shù)器和普通32們增減計數(shù)器一樣，在增計數(shù)到達設定值時，觸點動作并保持，在做減計數(shù)達到設定值時(如觸點已置位)觸點復位。這種方式的缺點是控制受掃描周期的影響。高速計數(shù)器的第二種工作方式為中斷方式，這需使用高速計數(shù)器的專用指令。FX2N有三條是關于高速計數(shù)器的指令：1、高速計數(shù)器置位指令(HSCS)，2、高速計數(shù)器的復位指令(HSCR)，3、高速計數(shù)器區(qū)間比較指令(HSZ),此三條指令均為32位指令，均為中斷方式執(zhí)行。

結(jié)合五層電梯的控制，選擇FX2N-64MRPLC為控制器，選取雙相雙計數(shù)輸入高速計數(shù)器C254作為轎廂的定位計數(shù)器。其A相脈沖輸入端為X000，B相脈沖輸入端為X0001，處復位端為X0002，外啟動端為X0006。

二、基于高速計數(shù)器的轎廂位置確定

電梯運行時，高速計數(shù)器在光電編碼器的驅(qū)動下完成計數(shù)工作，當轎廂上升時加計數(shù)，當轎廂下降時減計數(shù)，高速成計數(shù)器的當前值即是轎廂在井道中的準確位置，如樓層高度為5M，正常運行時計數(shù)范圍為0---20000的數(shù)值，可設高速計數(shù)器設定值為30000或其他大于20000的數(shù)值，由于本程序并不打算利用當前值等于預置值事件，便可以設個永遠不可能達到的數(shù)值。

轎廂位置的確定有多重用處。其一是實現(xiàn)門廳及轎廂內(nèi)樓層數(shù)字指示，二是用于運行定向，三是用于確定平層制動的時刻。在每層樓上下各安排200mm轎廂當前位置批示切換區(qū)間，當轎廂到達該區(qū)間時，將轎廂當前位置數(shù)據(jù)送到層樓當前值存儲單元中保存，用來作為門廳及轎廂處樓層顯示數(shù)據(jù)。

為了電梯運行之初的調(diào)試及維修時修正機械原因及建筑原因帶來的樓層計數(shù)器定位誤差，可在程序中安排定位自學習程序。通過檢修運行獲得各層的準確數(shù)據(jù)