可编程控制器在电梯中的应用

一、光电编码器与高速计数器

1、光电编码器的工作原理

光电编码器是一种新型的转速及定位控制用传感器，其工作故事可以用光电码盘说明。光电码盘是沿圆周开有均匀的孔或齿的圆盘，一组发光元件及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，时而被圆盘阻挡，这样光敏元件上就产生了脉冲串波形的电信号。将该信号放大、整形，就能用来测量转速及位移。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要求(在选择编码器追求高精度时，也要考虑控制器的接收频率!)。在电梯的应用中，对于编码器的分辨率要求并不高，轿厢运动1mm能产生数个脉冲就可以了。我们希望的是编码器在产生脉冲的同时能解决转向判断的问题，那么如今的编码器一般都是设有两套(或是三套---零位测量用)光电装置的，两套光电装置产生的脉冲的相位有一定的差别，就也就产生了方向信号，如A装置产生脉冲相位超前于B相时为正转。反之，为反转。为了方便论述，我们选择轿厢运行1mm，编码器产生1个脉冲。

2、PLC的高速计数器及高速计数指令(以三菱FX系列论述)

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(建议认真了解一下PLC扫描周期的概念)。由于计数信号频率高，计数以中断方式，计数器的启动、复位、或计数方向的变化也多使用机外信号。PLC的高速计数器分为三种：1、单相单计数输入高速计数器，2、单相双计数输入高速计数器，3、双相双计数输入高速计数器。如单相单计数输入高速计数器C235是采集X0的输入信号。(PLC有其自己的规定，具体参照使用手册。)

高速计数器有两种工作方式。第一种利用自身触点的动作为信号，高速计数器和普通32们增减计数器一样，在增计数到达设定值时，触点动作并保持，在做减计数达到设定值时(如触点已置位)触点复位。这种方式的缺点是控制受扫描周期的影响。高速计数器的第二种工作方式为中断方式，这需使用高速计数器的专用指令。FX2N有三条是关于高速计数器的指令：1、高速计数器置位指令(HSCS)，2、高速计数器的复位指令(HSCR)，3、高速计数器区间比较指令(HSZ),此三条指令均为32位指令，均为中断方式执行。

结合五层电梯的控制，选择FX2N-64MRPLC为控制器，选取双相双计数输入高速计数器C254作为轿厢的定位计数器。其A相脉冲输入端为X000，B相脉冲输入端为X0001，处复位端为X0002，外启动端为X0006。

二、基于高速计数器的轿厢位置确定

电梯运行时，高速计数器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，高速成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5M，正常运行时计数范围为0---20000的数值，可设高速计数器设定值为30000或其他大于20000的数值，由于本程序并不打算利用当前值等于预置值事件，便可以设个永远不可能达到的数值。

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。在每层楼上下各安排200mm轿厢当前位置批示切换区间，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中保存，用来作为门厅及轿厢处楼层显示数据。

为了电梯运行之初的调试及维修时修正机械原因及建筑原因带来的楼层计数器定位误差，可在程序中安排定位自学习程序。通过检修运行获得各层的准确数据