PLC高速计数器在双速电梯中的应用

PLC高速计数器在双速电梯中的应用
作者：谢昭瑜李强
来源：《城市建设理论研究》2013年第10期
内容摘要：本文通过对一台PLC控制的双速电梯将楼层永磁感应器部分改造为利用PLC 本身的高速计数器资源，通过井道自学习来提供减速点与楼层位置信号，以实现电梯控制，简要地从理论上介绍了井道自学习的功能要求及其流程。

同时，通过对电梯的实际改造，阐叙了如何运用PLC高速计数器来进行逻辑运算，以得到减速点和楼层信号，以及改造后对一些存在问题的调试处理。

中图分类号：TH724文献标识码： A 文章编号：
一、引言
我公司在泰然工贸园204栋东侧装有一台六层六站劲达牌双速人货梯，使用以来经常出现楼层显示错误，到站不停车，冲顶、蹲底等故障现象。

经检查发现电梯楼层永磁感应器动作不灵敏，易粘死；某些楼层遮磁板与楼层永磁感应器接合距离偏差大，线路松动接触不良，是造成电梯出现这些故障的主要原因，针对这些情况，结合该梯是采用三菱FX2NPLC进行控制的特点，提出一个解决问题的思路：取消该梯的所有楼层永磁感应器，利用PLC本身的高速计数器资源，用脉冲测距的方法来提供减速点与楼层位置信号，达到实际电梯控制的目的。

二、井道自学习的功能要求
脉冲测距的实质就是通过PLC对输入脉冲数的逻辑运算，将减速点与楼层位置信号用自学习的方式送入各寄存器中，因此井道自学习应满足如下要求：
（1）电梯可以检修运行。

（2）安全回路\门锁回路正常。

（3）PLC输入\输出信号应满足正常运行要求。

（4）用平层感应器作为门区信号，如图一所示。

（5）井道内每层均应有一块遮磁板，其长度应相等，且安装在准确的平层位置。

（6）X0作为高速计数器的输入端。

（7）光码盘安装于马达轴端，产生脉冲，供PLC进行逻辑运算。

（8）每个脉冲所等效电梯运行距离计算公式如下：
L=dΠi/P
式中，d 曳引轮直径；i 曳引机减速比；P旋转编码器的分辨率。

（9）PLC的停电保持寄存器为D200 D799。

三、井道自学习的流程图
井道自学习的流程如图二所示，运行过程如下：
电梯置于底层平层位置，设置为检修状态，将自学习开关拨至自学习状态，产生一个上微分指令，将自学习程序中用到的高速计数器\寄存器\变址寄存器全部清零。

自学习信号产生后检修关门，按住检修向上按钮，电梯开始启动，同时把换速距离脉冲数据写入相应的寄存器中；用换速距离数据寄存器与层数高度寄存器进行数据运算，将得出的数据存入相应寄存器，换速点数据产生。

电梯碰到上限位开关后，数据运算结束，所有换速点数据产生，电梯停止运行，自学习工作完成，将自学习开关拨回正常状态。

四、实际改造中硬件与软件的处理
（一）硬件处理。

（1）取消原楼层感应器输入点X22-27。

（2）采用高速计数器C235进行数据处理，其
最大应答频率为60KHZ。

将光码盘与PLC高速计
数器的输入端XO进行联线，原XO输入端移至
X22输入点上。

（3）保持原上、下两个平层感应器，并对对应
的遮磁板进行调整，以确保平层精确。

保留原上平
层输入点X12及下平层输入X13作为平层感应器输
入信号。

（4）测算每个脉冲的电梯运行距离。

该梯曳引机的曳引轮直径为660mm，减速比为
1/30.5，光码盘的分辨率为2，则根据公式L= dΠi/P测算，每个脉冲的电梯运行距离约为
34mm。

（二）软件（程序）处理
如图三所示，设置X23为自学习开关输入点X5为检修开关，X10为上强迫换速开关，
X11为下强迫换速开关，X12、X13为平层感应器。

当X23未在自学习状态时，执行跳转指令，自学习程序不被执行。

当电梯在底层平层区，X5与X11均置“1”，井道自学习的功能符合要求，电梯进入自学习状态，同时楼层寄存器D200中的数据为“1”。

图三：自学习梯形图
（1）减速蹁的自学习。

通常，减速距离都是由编程器在PLC中对数据寄存器进行手工设定，这样当所使用的编码器对PLC进行重新设定，并且当程序用于不同的梯速时，也必须对数据进行调整。

使用图三所示的学习程序，能自动对PLC中的减速距离进行设定，当需要进行再调整时，只需重新进行自学习即可，大大减少了工作量。

如图示三所示，当电梯在基站（1层）门区上进（y2动作），至轿厢打板脱离下强迫换速开关X11的瞬间，PLC将高速计数器C235中的数据D290送至减速距离寄存器D298中，此时D298中的数据即为所有楼层的减速距离。

调整强迫换速开关X11的位置，即可获得不同长度的减速距离。

（2）减速点的产生
由于进行了减速距离的学习，故减速点的产生可根据层高数据与电梯减速距离数据的差值来取得。

由于在程序中应用了变址寄存器V，故程序运算得以简化。

具体如图三所示。

Y2为上行接触器，M1为1层的楼层位置继电器，X5为检修开关，当电梯从基站（1层）上行至2层平层区时，产生一个升沿脉冲M209，将层高数据D290与减速距离寄存器D298中的数据进行减法运算，结果送至D299V中，而此时由于层数位置寄存器D200中的数据为“2”，通过传送指令变址寄存器V中的数据也为“2”，故D301中的数据即为1-2层的减速点数据。

通过“加一”、“减一”指令运算来改变层楼位置寄存器D200中的数据，即可得到其他楼层D302、
D303、D304、D305减速点的数据。

电梯正常运行时，高速计数器C235将对马达轴端光电码盘产生的脉冲进行计数，当C235中的计数数值达到相应楼层的减速点数据时，就可以发出一个减速点脉冲，并结合当前的指令情况来控制电梯的减速。

（3）楼层信号的产生
如图三所示，楼层数据寄存器D200在1层和6层将被分别强迫置“1”和“6”。

当高速计数器C235中的脉冲数达到通过自学习获得的各层已设定减速点D301至D305中的数据时，C235动作，给出一个上升沿脉冲M235，结合电梯上下运行方向继电器M100、M101的动作，分别
执行“加一”、“减一”指令，就可以得到各楼层在楼层寄存器D201来对楼层寄存器D200进行校验，确保楼层数据的准确。

将楼层寄存器D200中的十进制常数进行解码即可得出各楼层继电器M1至M6的动作状态，以实现电梯的换速、层楼显示等功能控制。

五、改造后几个问题的改进
经过对电梯改造后的调试进行，发现电梯还存在一些问题：
（1）在1层和6层电梯会出现显示乱层现象，在1层下行进入平层区时，显示为“0”，在6层上行进入平层区时，显示为“7”。

（2）平层精度不高，误差大，有的楼层越站不停车。

经分析，发现问题（1）是由于楼层寄存器D201达到1层平层区后，程序执行“减一”指令，达到6层平层区后，程序执行“加一”指令所致。

如图三所示，在楼层寄存器D201之前上行方向串联6层楼层继电器的常闭点M6，在楼层寄存器D201之前下行方向串联1层楼层继电器的常闭点M1，使程序在达到上下端站时，不执行“加、减一”运算。

经过对电梯的试运行，该现象被消除。

问题（2）的原因在于光电码盘的分辨率太小，从前文的计算公式可知，一个脉冲在光电码盘的分辨率为“2”时，等效电梯运行距离为34mm，造成电梯脉冲计数与电梯轿厢实际位置的误差偏大，使电梯平层精度差。

在调试整改时，将光电码盘的分辨率调整为“8”，则根据前文所叙公式L= dΠi/P可知一个脉冲等效电梯运行距离为8.5mm，这样，大大提高了电梯的运行精度，实践证明，提高光电码盘的分辨率也就提高了电梯的平层精度，经过检查，6层楼的平层误差均在±1mm之内。

六、改造后的效果分析
自对该梯进行改造半年以来，经查看维修记录，该梯未出现一次显示错误、到站不停车、冲顶、蹲底等故障。

改造不但达到了预期效果，而且大大提高了电梯的可靠性，同时，减少了保养人员的工作量，是一次可实行、有效益、值得推广的改造。

七、结束语
本人从事电梯维修工作十年多来，一直坚持边工作，边学习。

从一个对电梯一无所知的人到取得电梯维修高级等级证，应该感谢深圳市劳动局培训机构老师的教诲，以提高本人在今后电梯维修工作中的理论知识和实践技巧，再次表示衷心的感谢！
参考文献：
《可编程控制器原理及应用》华南理工大学出版社2001年
附录一：《原电梯元件分配表》
附录二：《改造后电梯程序梯形图》。