旋轉(zhuǎn)編碼器在PLC控制電梯中的應用

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 ,應盡量減少其輸入信號的點數(shù) ,簡化硬 件線路 ,提高電梯運行的可靠性 。

在電梯運行的關(guān)鍵問題是如何檢測電梯在井道中的相對位置, 以往都采用在井道中不同的位置設(shè)置干簧感應器 來檢測減速 、平層位置 。這樣不但使 PLC 的輸入 點數(shù)增加 ,而且還增加了在井道中的安裝作業(yè)強度 。

而利用旋轉(zhuǎn)編碼器將電梯的運動位置轉(zhuǎn)化為脈沖,PLC 對此脈沖進行高速計數(shù) ,通過相應的計 算自動生成電梯位置的有關(guān)數(shù)據(jù) ,控制電梯的減 速 、平層 ,對于層站數(shù)越多的電梯 ,越能體現(xiàn)出利 用旋轉(zhuǎn)編碼器的優(yōu)點 。因此 ,簡化電梯的硬件電 路 ,提高電梯運行的可靠性 。

01旋轉(zhuǎn)編碼器的作用

旋轉(zhuǎn)編碼器是一個產(chǎn)生脈沖的裝置,可將電梯在井道中移動的距離轉(zhuǎn)化成為旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖輸出個數(shù)。為了能直接反映電梯的運行情況, 將旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在曳引機齒輪減速箱輸出軸的軸端上,它隨著曳引電機的轉(zhuǎn)動而旋轉(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行距離的脈沖個數(shù),然后將此脈沖通過PLC內(nèi)部。

高速計數(shù)器的脈沖輸入端0000 點,傳送到PLC內(nèi)部高速計數(shù)器的存儲單元。為了提高計數(shù)器的脈沖精度,我們選用日本進口的E6C - CWSC型可逆旋轉(zhuǎn)編碼器,其脈沖準確、精度高,在低速時不會丟失脈沖。該型旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)動一周可產(chǎn)生1024個脈沖。若已知曳引輪的直徑為0.7m, 則根據(jù)計算可得到旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖個數(shù),經(jīng)過處理可得到電梯在井道中移動的距離,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)注公眾號我愛學PLC。

02PLC的工作流程

根據(jù)PLC 的工作特點,對用戶程序進行循環(huán)掃描(其掃描周期為幾十毫秒) ,PLC每次掃描都讀取高速計數(shù)器值,累加后與設(shè)定的脈沖相比較。當選層信號有效后,電梯開始啟動運行。旋轉(zhuǎn)編碼器隨之轉(zhuǎn)動其脈沖輸出端輸出脈沖,PLC讀高速計數(shù)器的計數(shù)值,經(jīng)累加達到換速點脈沖數(shù)時,經(jīng)過比較發(fā)出換速信號,電梯減速繼續(xù)運行,達到平層位置時,經(jīng)過比較再發(fā)出平層信號。其過程見圖1。

03應用程序設(shè)計

應用旋轉(zhuǎn)編碼器主要是為其設(shè)計應用程序。本設(shè)計以日本OMRON 公司的C 系列P 型機為例。為防止脈沖丟失,其脈沖頻率最大為2KHZ。程序見圖2。

電梯上行時,將輸入信號0006 接通,電梯工作在自動狀態(tài)。本程序的特點,是每層樓都有一個固定的基準脈沖數(shù),然后用此基值與計數(shù)器的計數(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數(shù)器進行軟件清零,待到上一層時,計數(shù)器重新開始計數(shù),這樣,每層的換速信號,平層信號與本層計數(shù)脈沖有關(guān),不會出 現(xiàn)層與層之間由于計數(shù)器的計數(shù)累積誤差。有了脈沖計數(shù)及層樓數(shù)據(jù)后,電梯的定向、選層、指層、消號、減速、平層等都有可以進行處理。電梯下行的程序與上行類似。了解更多PLC編程案例，關(guān)注公眾號我愛學PLC。

程序中有PC 內(nèi)部輔助繼電器的功能如下:

0000 高速計數(shù)器的脈沖輸入端:0001高速計數(shù)器的硬件復位端;0006電梯的工作狀態(tài)選擇開關(guān);1000 上行運行繼電器: 1600 上行時1 層至2層的換速繼電器; 1601 上行時2層的平層繼電器;1602 上行時2 層至3 層的換速繼電器;1603上行時3 層的平層繼電器; 1604 上行時3 層至4層的換速繼電器; 1605 上行時4層的平層繼電器;1606 上行時4 層至5 層的換速繼電器;1607上行時5 層的平層繼電器;1807高速計數(shù)器的軟件復位繼電器; 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其他問題的考慮

在電梯運行中鋼絲繩打滑或其他原因都會引起誤差。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。利用感應器或其他開關(guān)元件。在電梯到達校正點時,將計速器清零,以免再運行時出現(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。

為了進一步保證計數(shù)器的工作可靠,在基站還設(shè)計一開關(guān),根據(jù)PLC的高速計數(shù)器的工作特點,將此開關(guān)信號作為PLC0001 的輸入點,當電梯到達基站時,輸入信號0001 有效,將高速計數(shù)器進行硬件復位。

利用旋轉(zhuǎn)編碼器之后,減少很多井道中的機械安裝,而且電梯的調(diào)試也很方便。如換速距離或大或小,平層位置不準確,通過改變PLC內(nèi)部存儲器存儲的脈沖數(shù)即可,再不用去井道中實際改變感應器的位置,同時,也可避免由于干簧感應的機械損壞造成系統(tǒng)的停機事故等。另外,值得一提的是旋轉(zhuǎn)編碼器的硬件接線應采用屏蔽線,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)省了輸入點數(shù),使硬件線路得到了簡化,從另一方面來說也就是提高了電梯運行的可靠性,同時也給維修帶來很大的方便,并且在電梯的調(diào)試中有很大的靈活性。