浅论旋转编码器在电梯中的应用

【摘要】文章介绍了旋转编码器的原理，利用旋转编码器将电梯实时位置转化成脉冲信号，减化电梯硬件电路，改善电梯运行的平稳性与舒适性，提高电梯运行的安全性与可靠性，从而减轻安装与维护工作量。

【关键词】旋转编码器 电梯 脉冲

一、前言

电梯现在越来越普及，其控制技术也得到快速发展，其中旋转编码器也得到广泛的应用，技术也越来越成熟。检测轿厢在井道中的相对位置，以往都采用在井道中不同的位置设置机械开关、磁性开关、光电开关来检测减速、平层、极限位置，增加了作业量，也容易出故障。在采用旋转编码器后可大大减少故障的发生率。

二、旋转编码器介绍

旋转编码器是一种用于运动控制的传感器。它利用光电、电磁、电容或电感等感应原理，检测物体的机械位置及其变化，并将此信息转换为电信号后输出，作为运动控制的反馈，传递给各种运动控制装置。

光电旋转编码器属于编码器中较为常用的一种，它通过将光信号转换成电信号，将输出轴的角度、角速度信号转换成对应的电信号，用数字脉冲方式输出，用来测量转速、角位移。并配合PWM技术可以实现快速调速，是工业中常用的电机定位设备，可以精确的测试电机的角位移和旋转位置。光电旋转编码器的结构，如图1。

旋转编码器的光栅盘上在一定直径的圆周上均匀地分布着若干个长方形通孔，由于光电码盘与电动机在同一轴上，当电动机旋转时，光栅盘与电动机同时旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号。原理图如图2。

通過计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90度的两个通道的光码输出，根据双通道光码的状态变化确定电机的转向。

三、旋转编码器在电梯中的应用

本系统采用相对计数方式进行位置测量。运行前通过编程方式将各信号，如换速点位置、平层点位置、制动停车点位置等所对应的脉冲数，分别存入相应的内存单元，在电梯运行过程中，通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号：电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置，从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。

式中：D—曳引轮直径；ρ—PG卡的分频比；λ—减速器的减速比；P—旋转编码器每转对应的脉冲数。

电梯初始化时将每一层楼层换速点位置、平层点位置的编码器值记录下来。运行中，通过编码器当前值，确定轿厢当前的位置及速度；并用当前编码器值与上面记录的每一个楼层值比较，以对电机进行加减速或停层处理。当电梯由于某种原因急速下坠，电梯控制系统通过旋转编码器检测转速，测速并配合抱闸装置来实现上行超速保护功能。编码器随时检测轿厢位置并将位置信息发给控制系统，实现电梯，无加加速启停。

为了更好地提高电梯运行的可靠性，避免在电梯运行中钢丝绳打滑或其他原因引起误差，在井道中设置校正点，在电梯到达校正点时，将计数器清零，以免再运行时出现误差。

电梯门机中采用伺服电机也越来越广泛。而伺服电机内也是采用旋转编码。

四、结语

在电梯中采用编码器，不但提高了电梯运行的安全性，同时也给维修带来很大的方便，并且在电梯的调试中有很大的灵活性，简化电梯的硬件电路，提高电梯运行的可靠性。

参考文献

[1]百度百科.编码器[EB/OL].2018-08-09：https：//baike. baidu.com/item/%E7%BC%96%E7%A0%81%E5%99% A8/6029803？fr=aladdin.

[2]吴立刚.旋转编码器技术在电梯（TOEC-60）控制中的应用[J].中国高新技术企业，2013（17）.

[3]姜守亭，公利滨.旋转编码器在PLC控制电梯中的应用[J].应用能源技术，2005（06）.

作者简介：徐珠勇（1976.09—），男，汉族，浙江台州人，高级工程师，研究方向：电子电气研究。