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1、1一光电编码器与高速计数器光电编码器是一种新型的转速及定位控制用传感器。光电编码盘是沿圆周开有均匀的孔或齿的圆盘，一发光元件及一光敏元件分置在盘的两边，当圆盘转动时，光时而通过孔或齿隙照到光敏元件上就产生了脉冲波形的信号。将该信号放大整形，就能用来测量转速及位移。对于光电盘来说，显然其中的齿孔越多控制的分辨率越高，但由于尺寸及加工能力太多的限制，码盘的齿孔数是不可能太多的。但光电盘又不一样，光电盘中的“码盘”引入了光栅技术，多层光栅的使用，使光电编码器在旋转一周时可以产生数千以至上万的脉冲以满足高精度的转速及定位控制要求。不过，具体到电梯的控制，并不要求编码器有那么高的分辨率，轿厢运动 1mm
2、，能产生数个脉冲也可以了。到是希望编码器在产生脉冲的同时解决转向判断的问题，这一点也不难，在编码器中设两套装置就可以了，两套光电装置产生的脉冲的相位有一定的差别，这也就产生了方向信号，如 A 装置产生的脉冲相位超前于 B 相时时正转的话，反转时，B 装置产生的脉冲相位就会超前于 A 装置产生的脉冲相位。在下边将讨论的电梯中，将能产生 A 相 B 相两相信号的光电编码器安装在拽引轮上，为了讨论的方便，假设轿厢运行 1mm，编码器产生 1 个脉冲。2PLC 高速计数器及高数计数器指令高速计数器是 PLC 的编程软元件。相对普通计数器，高速计数器用于频率高于机内扫描频率的机外脉冲计数，由于计数以中断
3、方式工作，计数器的启动复位或计数方向的变化也多使用外机信号。近年来的新产品微型或小型PLC 都配置了高速计数器。以 S7-200 系列 PLC 为例，各型 CPU 支持的高速计数器数量及信号频率见表 11-2 所示以上 HSC0-HSC5 等 6 种均为 32 位双向计数器。相对每一种 CPU 而言，符合表中所规定的配置数量时，高速计数器的最高频率不受影响结合五层电梯的控制，选 CPU226 位主体机，扩展一只 16 输入 16 输出的混合数字量模块组成系统。选高速计数器HSC1 作为轿厢的定位计数器。配置为 A/B 相正交计数器，工作模式 11.由表 11-3 可知，光电编码器的 A 相及
4、B 相计数信号分别接入 PLC 的 I0.6 及 I0.7，外部复位信号接入 I0.2，外部启动信号接入 I1.1.表 11-4 为 S7-200 系列 PLC 高速计数器指令。其中定义高速计数器指令用于定义某高速计数器的工作模式。高速计数器指令用于技术的执行。除了选定工作模式。安排输入端口外，在程序中还需为规定的存储单元送入高速计数器的控制字及初始值设定值。图 11-7 是为五层电梯控制用高速计数器 HSC1 编制的初始化程序。初始化安排在 PLC上电时刻，程序完成的任务有：（1） 为 HSCS1 的控制字 SMB47 送入 16#DC，其含义为：复位高电平有效，1 倍率计数，初设计数方向增
5、，可更新计数方向，不更新预置值，更新初值，允许计数。（2） 设置 HSC1 工作模式为 11.（3） 将断电保持电梯位置用存储单元中的电梯现实位置送入 HSCS1 的初值存储单元 SMD48（4） 将 3000 送入 HSCS1 的预置值存储单元 SMD52（5） 安排计数方向变化中断，并编写一段中断程序重置 SMB47 为 16#D4（6） 使能中断程序并激活高数计数器 HSCS1二基于高速计数器的轿厢位置确定（7） 高速计数器 HSCS1 经初始化后，在光电编码器的驱动下完成计数工作，当轿厢上升时加计数，当轿厢下降时减计数，高速计数器的当前值即是轿厢在井道中的准确位置，如楼层高度为 5mm
6、,正常运行时计数范围为 0-20000，HSCS1初始化程序中设定预置值为 30000，是因为在程序中并不打算利用当前值等于预置值事件，便设了一个永远不可能达到的数字。轿厢位置的确定有多重用处，其一是实现门厅及轿厢内楼层数字指示；二是用于运行定向；三是用于确定平层制动的时刻。图 11-18 为当前楼层指示信号获取梯形图。每层楼上下安排 20 mm,轿厢当前位置指示切换区间，当轿厢到达该区间时，将轿厢当前位置数据送到层楼当前值存储单元 mm,VB5 保存，VB5 中的数值即用来作为门厅即轿厢处楼层显示数据。为了电梯运行之处的调试及维修时修正机械原因带的计数器定位误差，可在程序中安排定位自学习程序
7、。通过检修运行获得各层的准确数据。三内呼外唤及定向信号的获取2轿厢内停层信号及门厅上下呼唤信号均需保持并在满足要求时消号，这些信号的处理原理及程序与图 11-9 及图11-10 基本相同。主要差别是内选层的辅助继电器及外呼各层上下行辅助继电器除了要控制各自的指示灯外还需要做两件事，一是选出呼梯楼层的最大值及最小值并分别送到上升通道及下降通道。第二件事是将所有呼梯信号状态送到规定的存储单元存储。图 11-19 为上升通道最大值数据获得梯形图，图中 VB15 为上升通道存储器，另设有 VB17为下降通道存储器。电梯上升还是下行的确定是把上升通道。下降通道里的数据与轿厢当前存储器里的数据比较的出的。
8、为了保证电梯先执行上后被执行下的原则成立，程序初始化后首先用上升通道里的数据和轿厢位置当前值比较，如果是大于，则将上行辅助继电器 M21.1 置 1，若果在上升途中有更高楼层的呼梯信号，上升通道内的数值将变大，以保证电梯上升到有呼梯的“最高层”.到达有呼梯的“最高层”后，允许将下降通道里的数据与轿厢当前值比较，如果是小于则可将 M21.2 置 1，确定下行。若在“最高层”时，没有任何呼梯信号，这时可将位置通道的数据传给下降通道，形成比较值相等的局面，以维持电梯的悬停状态，等待呼梯信号的到来。电梯下降过程的情况与此类似。另外电梯上升到达第五层时 M21.2 自动置 1，到达第一层时 M21.1
9、置 1.上升和下降还可以通过装在轿厢中的上行下行选择按钮强制变更。定向信号确定后，关好轿厢门，电梯则启动运行。本电梯采用变频调速，运行速度可以通过变频器多段转速设置端设定，制动，反向过程均与起重机第一章中介绍的控制方式雷同四停层信号的获取在运行方向确定的前提下，电梯的停层信号由查表指令确定图 11-20 为 S7-200 系列 CPU 查表指令说明。为了使用该指令可在存储单元中设置内呼信号表，外呼信号表，外下呼信号如图 11-21 所示。图中可以看到，为各个楼层安排的呼唤信号的数据号码与楼层号正是相同的。当某层有时对应的呼唤信号时，即将楼层数寸入该单元，这样表中的楼号数据也是唯一的（没有呼唤时相关表格内填写 0） 。确定前方停层站的程序如图 11-22 所示。停层判断在每次电机启动后进行，每次只查询本方向前一站是否停层，程序中先将轿厢当前层数加 1（下降时减速 1）然后将加过 1 后的层数与内呼及外呼表中数据比较，查找表中有否与前方层站数相同的数字，如有就发出停层信号。如没有，前方站则不停，当轿厢越过不停的站时，随着轿位置当前的变化，下一轮的查询工作有开始进行。查表顺序为先查内停层命令表，查不到再查同向的外召唤表。
