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情境 7 ：电梯控制7.1 任务资讯7.2 任务分析7.3 任务决策7.4 任务计划7.5 任务实施7.6 评价提高

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7.17.1 任务资讯任务资讯电梯的控制是比较复杂的，在计算机诞生前，电梯使用继电接触器控制的时代，很难生产出质量优良的电梯，现在，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。随着 PLC应用技术的不断发展，它已经成为电梯运行中的关键技术。

7.1.17.1.1 任务目标任务目标序号类别目标

一知识点

1. 电梯的构成与原理。2. 光电编码器工作原理3.高速计数器指令4. 中断指令

二技能1.光电编码器接线2.高速计数器指令的应用3.中断指令的应用

三职业素养1.学生的沟通能力及团队协作精神2.良好的职业道德3.质量、成本、安全、环保意识

电梯是一种特殊的起重运输设备，由轿厢及配重、拖动电机及减速传动机械、井道及井道设备、召唤系统及安全装置构成。轿厢是载人或装货的部位，配重是为了改变电梯电机负载的特性以提高电梯安全性能而设计的。电梯的轿厢及配重分配在钢丝绳的两端，钢丝绳跨挂在曳引轮，曳引轮经减速机构由电机拖动，形成轿厢的上下运动。

7.1.27.1.2 电梯基础电梯基础

图电梯拖动系统示意图1-电动机； 2-减速机构； 3-曳引轮

4- 钢丝绳； 5-轿厢； 6- 配重

7.1.37.1.3 光电编码器光电编码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，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。

图光电编码盘结构示意图1-均匀分布透光槽码盘； 2-LED 光源；3- 狭缝； 4-sin 信号接收器； 5-cos 信号接收器； 6-零位读出光电元件；

7-转轴； 8- 零位标志槽

7.1.37.1.3PLCPLC 的高速计数器指令的高速计数器指令相对普通计数器，高速计数器用于频率高于机内扫描频率的机外脉冲计数。由于计数信号频率高，计数以中断方式工作，计数器的启动、复位、或计数方向的变化也多使用机外信号。

表 S7-200 系列 CPU 支持的高速计数器号

CPU型号 CPU221和 CPU222CPU224、 CPU226、 CPU2

26XM

支持 HSC号 HSC0、 HSC3、 HSC4、 HSC5

HSC0~HSC5全部 6 种

最高工作频率

单相 4 个 30kHz 6 个 30kHz

两相 2 个 20kHz 4 个 20kHz

200PLC高速计数器有 12种工作模式， 4 大类。

(1)内部方向控制的单向增 / 减计数器 (0-2)。 (2)外部方向控制的单向增 / 减计数器 (3-5)。 (3)增和减计数脉冲输入的双向计数器 (6-8)。 (4)A/B相正交计数器 (9-11)有两个计数脉冲输入端； A 相计数脉冲输入端及 B 相计数脉冲输入端。 A 、 B 相脉冲的相位互为 90°。

7.1.47.1.4 表功能指令表功能指令 1.填表指令填表指令 (Add To Table)向表(TBL)中增加一个字 (DATA)。表内的第一个数是表的最大长度 (TL)，第二个数是表内实际的项数 (EC)。新数据被放入表内上一次填入的数的后面。每向表内填入一个新的数据， EC自动加 1 。

2.查表指令查表指令从指针 INDX所指的地址开始查表 TBL，搜索与数据 PTN的关系满足CMD定义的条件的数据。命令参数CMD=1~4 ，分别代表“ =”、“ <>”、“ <”和“ >”。如果发现了一个符合条件的数据，则 INDX指向该数据。如果没有找到， INDX的数值等于 EC。一个表最多有 100个填表数据，数据的编号为 0~99。

图查表指令操作举例

7.1.57.1.5 中断指令中断指令中断程序不是由程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。因为不能预知系统何时调用中断程序，它不能改写其他程序使用的存储器，为此应在中断程序中使用局部变量。

1.1. 中断指令中断指令 1.中断允许指令与中断禁止指令中断允许指令 ENI(Enable Interrupt)全局性地允许所有被连接的中断事件。

禁止中断指令 DISI(Disable Interrupt)全局性地禁止处理所有中断事件，允许中断排队等候，但是不允许执行中断程序，直到用全局中断允许指令 ENI重新允许中断。

中断连接指令 ATCH(Attach Interrupt)用来建立中断事件(EVNT)和处理此事件的中断程序(INT)之间的联系。中断程序由中断程序号指定。为某个中断事件指定中断程序后，该中断事件被自动地允许。

中断分离指令 DTCH(Detach Interrupt)用来断开中断事件(EVNT)与中断程序 (INT)之间的联系，从而禁止单个中断事件。

2.2. 中断优先级中断优先级中断按以下固定的优先级顺序执行：通信 ( 最高优先级 ) 、 I/O中断和定时中断 ( 最低优先级 ) 。一旦一个中断程序开始执行，它要一直执行到完成，即使另一程序的优先级较高，也不能中断正在执行的中断程序。正在处理其他中断时发生的中断事件要排队等待处理。

1.通信口中断可编程序控制器的串行通信口可由用户程序控制，通信口的这种操作模式称为自由端口模式。接收信息完成、发送信息完成和接收一个字符均可产生中断事件，利用接收和发送中断可简化程序对通信的控制。

2.I/O中断 I/O中断包括上升沿中断、下降沿中断、高速计数器 (HSC)中断和脉冲列输出 (PTO)中断。 CPU可用输入点 I0.0~I0.3的上升沿或下降沿产生中断。高速计数器中断允许响应 HSC的计数当前值等于设定值、计数方向改变 ( 相应于轴转动的方向改变 ) 和计数器外部复位等中断事件。

3.定时中断可用定时中断来执行一个周期性的操作，

以 lms为增量，周期的时间可取1~255ms。定时中断 0 和中断 1 的时间间隔分别写入特殊存储器字节 SMB34 和SMB35。每当定时器的定时时间到时，执行相应的定时中断程序。


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利用高速计数器可以准确定位；利用变频器控制电梯可以满足多项性能要求。

7.27.2 任务分析任务分析

对电梯有以下主要控制要求： 1.电梯位置的确定与显示 2.轿厢内的运行命令及门厅的召唤信号

3.电梯自动运行时的信号响应 4.轿厢的启动与运行 5.轿厢的平层与停车 6. 安全保护


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7.37.3 任务决策任务决策利用传统的继电器控制，不仅定位性能差，舒适感更不可能满足要求。

利用高速计数器和变频器，由 PLC 控制电梯是现代电梯的主要设计思路。


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7.47.4 任务计划任务计划

整个项目计划书主要包含以下几个方面内容：项目设计、材料准备、项目实施、项目验收。


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7.57.5 任务实施任务实施7.5.1 硬件安装结合 5 层电梯的控制，选 CPU226为主体机，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。

光电编码器的 A 相及 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。

7.5.27.5.2 软件编程软件编程 1.高速计数器初始化

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。每层楼上下各安排 20mm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 VB5 保存， VB5中的数值即用来作为门厅及轿厢处楼层显示数据。

2. 内呼外唤及定向信号的获取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。主要差别是内选各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，一件事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。

3. 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。为了使用该指令可在存储单元中设置内呼信号表，外上呼信号表，外下呼信号表，为各个楼层安排的呼唤信号的数据号码与楼层号正好是相同的。当某层有对应的呼唤信号时，即将楼层数存入该单元。


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7.67.6 评价提高评价提高 7.6.17.6.1 评价验收评价验收依据国家标准对工程进行验收，验收过程可以分为几个小组，当一个小组担当工程实施施工队伍，而另一组的将做为监理队伍实施全过程监理。有依据工程建设标准的模板设计的表格，针对上述施工的项目，对应相应的条目，进行施工质量的验收。

7.6.27.6.2 总结总结 1. 电梯的构成与工作原理。 2. 高速计数器及其工作模式。 3. 光电编码器的结构与连接。 4. 中断指令与程序。