一種用PLC和旋轉編碼器測量位移的方法
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- 一種用PLC和旋轉編碼器測量位移的方法目 前 ， 在對機械設備的電 氣改造過程中 普遍采用
可 編程 序控 制器 作為 控 制 裝置。 眾 所周知， 采 用可 編
程序控制器進行控制可以大大提高系統(tǒng)的可靠性和可
維護性 。同時 ，由 于可編程序控制器的強大功能， 可
實現(xiàn)許多繼電 控制無法實現(xiàn)的功能 ， 并且使設計更加
輕松。 如 果機械 設備 對位 移有 顯示 要求時， 一 般的 做
法是安裝數顯裝置， 這樣做少則需幾萬元 ， 多則需十
幾萬元 。 實際上 ， 只要在電機或液壓馬達的 軸上裝上
一臺 旋轉編碼器， 并給可編 程序控制器配上一臺 可編
程終端， 總投資 不過幾千元， 即可進行位移的 測量。
1 方案分析
以 O M R O N公司的可編程序控制器 C P M l A為
例 進 行 分 析。 在C P M I A的 輸 人 點中 ， 0 0 0 0 0 , 0 0 0 0 1 ,
0 0 0 0 2 具有 對高 頻 信號 進 行 高 速 計數的 功能。 在電 機
或液壓馬達的 軸上安裝旋轉編碼器， 將旋轉編碼器的
A相脈沖 接在 C P M I A的 0 0 0 0 0 輸人點， B 相 脈沖 接
在 0 0 0 0 1 輸人點， 復 位 Z 信號 接 在 0 0 0 0 2 輸人 點。 當
A相脈沖 超前 B 相脈沖 9 0 0 時， 在 A , B 相脈沖的 前
沿， 高 速 計數器的當 前 值加 1 ; 在 B 相脈沖 超 前 A相
脈 沖9 0 0 時， 在A , B 相 脈 沖 的 前 沿， 高 速 計 數 器 的 當
前值減 1 。 當 高速計數器工作于 增減計數模式時， 最高
計 數 頻 率 是 2 . 5 k H z ， 與 旋轉 編 碼器的 脈沖 輸出 頻 率 完
全吻合 。
由 機械傳動比 可以 換算出 旋轉編 碼器轉過一個脈
沖 時 機械 裝置實際 發(fā) 生的 位 移， 姑且稱之為 脈沖 當 量
位 移。 將高 速 計 數 器的 實際 計 數 值 乘以 這 個 脈沖 當 量
位移就 是機 械 裝置的 實際 位移， 將 這個 數據 傳送給 可
編 程終 端并將之 顯示出 來就實 現(xiàn)了 數顯表的 功 能。
2 實際應用中需要解決的幾個技術問題
2 . 1 高 速計數器的溢出問 題
高 速計數 器的 計數范圍 是一 3 2 7 6 7 - 3 2 7 6 7 ,
若從上限 值開始進行增計數或從下限 值開始進行減計
數 ， 高速計數器就會溢出， 并使計數器停止計數 。 為
解決這一問 題 ， 程序中 設置在產生溢出 前使高速計數
器復位， 并在復位前將高速 計數器的當 前值不斷存人
一個繼電器里進行累加 ， 這樣不但脈沖數不會丟 ， 也
解決了 溢出的問 題 。
2 . 2 應使數顯表在上電 前、 后的讀數連續(xù)
為使數顯表有實際意 義 ， 應使數顯表在上電 前、 后
的 讀數 連續(xù)。 為 解決 這一問 題， 可利 用C P M I A具 有斷
電保持功能的保持繼電 器 ， 將斷電 前高速計數器的當
前累 加值保存在保持繼電 器 里 ， 這樣就可實現(xiàn)當 前累
加值的 連續(xù)。
2 . 3 傳動鏈 的間隙補償 問 題
由于這一數顯功能屬于開環(huán)測量 ，因 此必須解決
傳動 鏈的間隙補償問 題 。 為 解決這一問 題 ， 可 在高速
計數器的當 前累 加 值上疊 加 一個間 隙 補 償量。
2 . 4 數顯 表應 具有置 零功能
高 速 計 數 器的 當 前 累 加 值 繼電 器 里 傳 人# 0 0 0 0 ,
使數顯表置零。
3 位移測t
位移 測量梯 形圖 見圖 1 0
用可編程終端將 L R 0 0 , L R 0 1 中的內容進行顯
示 ， 即 得到由電 機或液壓馬 達拖動的 機械裝置實際 走
過的 位移。
4 幾軸顯示
雖 然 一 臺 C P M I A 只 有 三 個 輸 人 點 0 0 0 0 0 ,
0 0 0 0 1 , 0 0 0 0 2 具有高 速 計數功能， 然而 一臺C P MI A
卻可以 實現(xiàn)幾個軸的 數顯功能。 在硬件方面 ， 在不同...
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