旋轉(zhuǎn)編碼器在PLC控制電梯中的應(yīng)用

目前 ,電梯的邏輯控制部分大多采用可編程 序控制器 ( PLC) 控制 。為了充分發(fā)揮 PLC 的內(nèi)部 資和功能 ,應(yīng)盡量減少其輸入信號(hào)的點(diǎn)數(shù) ,簡(jiǎn)化硬 件線路 ,提高電梯運(yùn)行的可靠性 。

在電梯運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題是如何檢測(cè)電梯在井道中的相對(duì)位置, 以往都采用在井道中不同的位置設(shè)置干簧感應(yīng)器 來(lái)檢測(cè)減速 、平層位置 。這樣不但使 PLC 的輸入 點(diǎn)數(shù)增加 ,而且還增加了在井道中的安裝作業(yè)強(qiáng)度 。

而利用旋轉(zhuǎn)編碼器將電梯的運(yùn)動(dòng)位置轉(zhuǎn)化為脈沖,PLC 對(duì)此脈沖進(jìn)行高速計(jì)數(shù) ,通過(guò)相應(yīng)的計(jì) 算自動(dòng)生成電梯位置的有關(guān)數(shù)據(jù) ,控制電梯的減 速 、平層 ,對(duì)于層站數(shù)越多的電梯 ,越能體現(xiàn)出利 用旋轉(zhuǎn)編碼器的優(yōu)點(diǎn) 。因此 ,簡(jiǎn)化電梯的硬件電 路 ,提高電梯運(yùn)行的可靠性 。

01旋轉(zhuǎn)編碼器的作用

旋轉(zhuǎn)編碼器是一個(gè)產(chǎn)生脈沖的裝置,可將電梯在井道中移動(dòng)的距離轉(zhuǎn)化成為旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖輸出個(gè)數(shù)。為了能直接反映電梯的運(yùn)行情況, 將旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在曳引機(jī)齒輪減速箱輸出軸的軸端上,它隨著曳引電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn),這樣就可以從旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖輸出端獲得正比于電梯運(yùn)行距離的脈沖個(gè)數(shù),然后將此脈沖通過(guò)PLC內(nèi)部。

高速計(jì)數(shù)器的脈沖輸入端0000 點(diǎn),傳送到PLC內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器的存儲(chǔ)單元。為了提高計(jì)數(shù)器的脈沖精度,我們選用日本進(jìn)口的E6C - CWSC型可逆旋轉(zhuǎn)編碼器,其脈沖準(zhǔn)確、精度高,在低速時(shí)不會(huì)丟失脈沖。該型旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)動(dòng)一周可產(chǎn)生1024個(gè)脈沖。若已知曳引輪的直徑為0.7m, 則根據(jù)計(jì)算可得到旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖個(gè)數(shù),經(jīng)過(guò)處理可得到電梯在井道中移動(dòng)的距離,也就知道了電梯在井道中的位置 。了解更多PLC編程案例，關(guān)注公眾號(hào)我愛(ài)學(xué)PLC。

02PLC的工作流程

根據(jù)PLC 的工作特點(diǎn),對(duì)用戶程序進(jìn)行循環(huán)掃描(其掃描周期為幾十毫秒) ,PLC每次掃描都讀取高速計(jì)數(shù)器值,累加后與設(shè)定的脈沖相比較。當(dāng)選層信號(hào)有效后,電梯開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行。旋轉(zhuǎn)編碼器隨之轉(zhuǎn)動(dòng)其脈沖輸出端輸出脈沖,PLC讀高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值,經(jīng)累加達(dá)到換速點(diǎn)脈沖數(shù)時(shí),經(jīng)過(guò)比較發(fā)出換速信號(hào),電梯減速繼續(xù)運(yùn)行,達(dá)到平層位置時(shí),經(jīng)過(guò)比較再發(fā)出平層信號(hào)。其過(guò)程見(jiàn)圖1。

03應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

應(yīng)用旋轉(zhuǎn)編碼器主要是為其設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。本設(shè)計(jì)以日本OMRON 公司的C 系列P 型機(jī)為例。為防止脈沖丟失,其脈沖頻率最大為2KHZ。程序見(jiàn)圖2。

電梯上行時(shí),將輸入信號(hào)0006 接通,電梯工作在自動(dòng)狀態(tài)。本程序的特點(diǎn),是每層樓都有一個(gè)固定的基準(zhǔn)脈沖數(shù),然后用此基值與計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值累加。這樣可防止脈沖數(shù)的累加誤差,到每層的平層處都將高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行軟件清零,待到上一層時(shí),計(jì)數(shù)器重新開(kāi)始計(jì)數(shù),這樣,每層的換速信號(hào),平層信號(hào)與本層計(jì)數(shù)脈沖有關(guān),不會(huì)出 現(xiàn)層與層之間由于計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)累積誤差。有了脈沖計(jì)數(shù)及層樓數(shù)據(jù)后,電梯的定向、選層、指層、消號(hào)、減速、平層等都有可以進(jìn)行處理。電梯下行的程序與上行類(lèi)似。了解更多PLC編程案例，關(guān)注公眾號(hào)我愛(ài)學(xué)PLC。

程序中有PC 內(nèi)部輔助繼電器的功能如下:

0000 高速計(jì)數(shù)器的脈沖輸入端:0001高速計(jì)數(shù)器的硬件復(fù)位端;0006電梯的工作狀態(tài)選擇開(kāi)關(guān);1000 上行運(yùn)行繼電器: 1600 上行時(shí)1 層至2層的換速繼電器; 1601 上行時(shí)2層的平層繼電器;1602 上行時(shí)2 層至3 層的換速繼電器;1603上行時(shí)3 層的平層繼電器; 1604 上行時(shí)3 層至4層的換速繼電器; 1605 上行時(shí)4層的平層繼電器;1606 上行時(shí)4 層至5 層的換速繼電器;1607上行時(shí)5 層的平層繼電器;1807高速計(jì)數(shù)器的軟件復(fù)位繼電器; HR6011 層的指層保持繼電器;HR602 2 層的指層保持繼電器; HR603 3層的指層保持繼電器;HR6044層的指層保持繼電器;HR605 5 層的指層保持繼電器。

04其他問(wèn)題的考慮

在電梯運(yùn)行中鋼絲繩打滑或其他原因都會(huì)引起誤差。因此,在井道中可設(shè)置校正裝置。其主要是在頂層或基站校止。利用感應(yīng)器或其他開(kāi)關(guān)元件。在電梯到達(dá)校正點(diǎn)時(shí),將計(jì)速器清零,以免再運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)誤差。本程序如發(fā)生平層又誤差(任意樓層) ,可將電梯的運(yùn)行狀態(tài)打到檢修位置, 再用慢上慢下將電梯調(diào)至平層位置即可。

為了進(jìn)一步保證計(jì)數(shù)器的工作可靠,在基站還設(shè)計(jì)一開(kāi)關(guān),根據(jù)PLC的高速計(jì)數(shù)器的工作特點(diǎn),將此開(kāi)關(guān)信號(hào)作為PLC0001 的輸入點(diǎn),當(dāng)電梯到達(dá)基站時(shí),輸入信號(hào)0001 有效,將高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行硬件復(fù)位。

利用旋轉(zhuǎn)編碼器之后,減少很多井道中的機(jī)械安裝,而且電梯的調(diào)試也很方便。如換速距離或大或小,平層位置不準(zhǔn)確,通過(guò)改變PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的脈沖數(shù)即可,再不用去井道中實(shí)際改變感應(yīng)器的位置,同時(shí),也可避免由于干簧感應(yīng)的機(jī)械損壞造成系統(tǒng)的停機(jī)事故等。另外,值得一提的是旋轉(zhuǎn)編碼器的硬件接線應(yīng)采用屏蔽線,以防止外界干擾而產(chǎn)生誤差。

總之, 在PLC控制的電梯中應(yīng)用旋轉(zhuǎn)編碼器,使PLC的內(nèi)部資源和功能得到了充分的利用 。由于節(jié)省了輸入點(diǎn)數(shù),使硬件線路得到了簡(jiǎn)化,從另一方面來(lái)說(shuō)也就是提高了電梯運(yùn)行的可靠性,同時(shí)也給維修帶來(lái)很大的方便,并且在電梯的調(diào)試中有很大的靈活性。