項目：電機轉(zhuǎn)速測量控制系統(tǒng)設(shè)計與安裝調(diào)試

項目六：電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)設(shè)計與安裝調(diào)試

項目六：電機轉(zhuǎn)速測量控制系統(tǒng)設(shè)計與安裝調(diào)試知識目標1技能目標2任務(wù)描述3任務(wù)資訊4任務(wù)實施5知識目標1

掌握繪制PLC編程的方法；

2掌握高速計數(shù)器的運用；3掌握子程序的調(diào)用方式和局部變量的使用4掌握中斷服務(wù)程序的事件號及相關(guān)指令技能目標具備使用STEP7--Micro/WIN軟件調(diào)試PLC控制系統(tǒng)的能力；具備電機轉(zhuǎn)速測量控制系統(tǒng)設(shè)計與安裝調(diào)試的能力。任務(wù)描述

要求：在工業(yè)控制應(yīng)用里，機床在加工過程中、需要按不同的加工要求，調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速、進給速度。為保證工件表面質(zhì)量和精度，要求系統(tǒng)具有足夠的動態(tài)穩(wěn)定性和快速性，使起動、制動、調(diào)速過程平穩(wěn)迅速。任務(wù)資訊資訊測量轉(zhuǎn)速和位移的程序子程序的調(diào)用方式和局部變量的使用中斷服務(wù)程序的使用電機測速的工作原理：

電機轉(zhuǎn)速的測量是通過測量電機在一定時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)來實現(xiàn)的，為此，用聯(lián)軸器把電機軸與傳感器(接近開關(guān)，光電編碼器等)聯(lián)結(jié)起來，傳感器能直接反映電機的轉(zhuǎn)速。為精確測量電機的轉(zhuǎn)速，選用1000個脈沖／因的光電編碼器。光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將軸的角位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字置的傳感器，由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的回板上等分地開通若干個長方形孔。電動機旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的枷峻置檢測輸出若干脈沖信號，如圖所示。為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤提供相位差為90。的兩路脈沖信號A相和B相。此外，還提供一路Z相脈沖。

電機測速的工作原理：當電機轉(zhuǎn)速較高時，光電編碼器輸出脈沖的頻率也隨之較高，此時一般計數(shù)器（一般只有幾十赫茲）就無能為力了，需用高速計數(shù)器進行計數(shù)。PLC選用AD/DC/繼電器型CPU224，S7-200型CPU均有高速計數(shù)器功能。測量方案是

n=60N/1000=0.06N式中：n——轉(zhuǎn)速，r/min;N——1s內(nèi)對高速計數(shù)器輸入的脈沖個數(shù)。

中斷指令概念用于實時控制、高速處理、通信和網(wǎng)絡(luò)等復雜和特殊的控制任務(wù)。中斷就是終止當前正在運行的程序，去執(zhí)行為立即響應(yīng)的信號而編制的中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完畢再返回原先被終止的程序并繼續(xù)運行。中斷指令中斷指令有4條，包括開、關(guān)中斷指令，中斷連接、分離指令。指令格式如表

中斷遇優(yōu)先竄級優(yōu)先級分組組內(nèi)優(yōu)先級中斷事件號中斷事件說明中斷事件類別I/O中斷

019PTO0脈沖串輸出完成中斷脈沖輸出120PTO1脈沖串輸出完成中斷 20I0.0上升沿中斷外部輸入32I0.1上升沿中斷44I0.2上升沿中斷56I0.3上升沿中斷6110.0下降沿中斷 73I0.1下降沿中斷85I0.2下降沿中斷97I0.3下降沿中斷優(yōu)先級分組組內(nèi)優(yōu)先級中斷事件號中斷事件說明中斷事件類別通信中斷08通信口0：接收字符通信口009通信口0：發(fā)送完成023通信口0：接收信息完成124通信口1：接收信息完成通信口1125通信口1：接收字符126通信口1：發(fā)送完成定時中斷010定時中斷0 定時111定時中斷1 221定時器T32CT=PT中斷定時器322定時器T96CT=PT中斷中斷侮服務(wù)據(jù)程序靈舉例例題擇：編床寫由I0御.1的上玩升沿崇產(chǎn)生西的中票斷事賺件的拐初始每化程艷序。分析饅：查架表6-寒2可知邀，I0振.1上升匙沿產(chǎn)糞生的籃中斷存事件翻號為2。所憂以在禽主程產(chǎn)序中亭用AT辭CH指令推將事遙件號2和中奔斷程置序0連接帥起來疊，并豎全局病開中揪斷。暫程序吵如圖6-峽1所示非。高速測計數(shù)疊器與歷高速貸脈沖騾輸出1高速計數(shù)器的工作模式2高速計數(shù)器的控制字和狀態(tài)字3高速計數(shù)器指令的初始化4高速脈沖輸出高速挺計數(shù)除器的臘計數(shù)民模式（1）單報路脈任沖輸挽入的農(nóng)內(nèi)部慌方向甲控制括加/減計白數(shù)。米即只筍有一倒個脈烈沖輸滿入端豆，通外過高此速計由數(shù)器資的控禿制字屈節(jié)的但第3位來覆控制兇作加簽計數(shù)醒或者約減計朽數(shù)。竄該位=1，加殲計數(shù)鳳；該激位=0，減蝕計數(shù)習。如鄰圖6-嗓6所示康內(nèi)部舌方向蟲控制探的單礙路加/減計肥數(shù)宅。（2）單趁路脈烤沖輸冊入的報外部京方向拌控制版加/減計輝數(shù)。沫即有僅一個佳脈沖裳輸入部端，婦有一捕個方減向控甘制端膝，方心向輸余入信圈號等閃于1時，捕加計施數(shù)；侵方向雖輸入藥信號貧等于0時，愿減計癥數(shù)。陽如圖6-錄7所示撓外部下方向腿控制盛的單猴路加/減計暫數(shù)。高速徑計數(shù)紙器的堂計數(shù)澡模式（1）兩孟路脈屬沖輸哀入的仰單相駱加/減計小數(shù)。漫即有叔兩個婆脈沖流輸入趙端，趙一個砌是加魚計數(shù)辱脈沖攝，一炸個是尚減計沿數(shù)脈噴沖，艘計數(shù)焰值為宋兩個滅輸入矛端脈供沖的傅代數(shù)現(xiàn)和。難如圖6-惠8所示老。（2）兩歸路脈租沖輸琴入的朋雙相遭正交幕計數(shù)釋。即畏有兩股個脈霸沖輸泛入端魄，輸豆入的處兩路譜脈沖A相、B相，生相位殺互差90辨°（正千交）擺，A相超蜘前B相90嘴°時，番加計蜜數(shù)；A相滯扁后B相90替°時，域減計贏數(shù)。高速恐計數(shù)襪器的刑工作怪模式表6-逐6高速拘計數(shù)否器的敢工作距模式半和輸性入端抗子的席關(guān)系繪及說咬明

HSC編號及其對應(yīng)的輸入端子

HSC模式功能及說明占用的輸入端子及其功能HSC0I0.0I0.1I0.2×HSC4I0.3I0.4I0.5×HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1×××HSC5I0.4×××0單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計數(shù)。控制字SM37.3=0，減計數(shù)；SM37.3=1，加計數(shù)。脈沖輸入端×××1×復位端×2×復位端起動3單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數(shù)。方向控制端=0，減計數(shù)；方向控制端=1，加計數(shù)。脈沖輸入端方向控制端××4復位端×5復位端起動6兩路脈沖輸入的單相加/減計數(shù)。加計數(shù)有脈沖輸入，加計數(shù)；減計數(shù)端脈沖輸入，減計數(shù)。加計數(shù)脈沖輸入端減計數(shù)脈沖輸入端××7復位端×8復位端起動9兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)。A相脈沖超前B相脈沖，加計數(shù)；A相脈沖滯后B相脈沖，減計數(shù)。A相脈沖輸入端B相脈沖輸入端××10復位端×11復位端起動高速泡計數(shù)憐器的憂控制毯字和救狀態(tài)厭字HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM37.0SM47.0SM57.0

SM147.0

復位有效電平控制：0=復位信號高電平有效；1=低電平有效

SM47.1SM57.1

起動有效電平控制：0=起動信號高電平有效；1=低電平有效SM37.2.SM47.2SM57.2

SM147.2

正交計數(shù)器計數(shù)速率選擇：0=4×計數(shù)速率；1=1×計數(shù)速率SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.3計數(shù)方向控制位：0=減計數(shù)1=加計數(shù)SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4向HSC寫入計數(shù)方向：0=無更新1=更新計數(shù)方向SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5向HSC寫入新預置值：0=無更新1=更新預置值SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6向HSC寫入新當前值：0=無更新1=更新當前值SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允許：0=禁用HSC1=啟用HSC定義了計數(shù)器和工作模式之后，還要設(shè)置高速計數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個高速計數(shù)器均有一個控制字節(jié)，它決定了計數(shù)器的計數(shù)允許或禁用，方向控制（僅限模式0、1和2）或?qū)λ衅渌Ｊ降某跏蓟嫈?shù)方向，裝入當前值和預置值。

高速凡計數(shù)憶器的撇控制可字和蹄狀態(tài)暮字每個高速計數(shù)器都有一個狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)位表示當前計數(shù)方向以及當前值是否大于或等于預置值。每個高速計數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位如表6-8所示。狀態(tài)字節(jié)的0-4位不用。監(jiān)控高速計數(shù)器狀態(tài)的目的是使外部事件產(chǎn)生中斷，以完成重要的操作

HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5當前計數(shù)方向狀態(tài)位：0=減計數(shù)；1=加計數(shù)SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.6當前值等于預設(shè)值狀態(tài)位：0=不相等；1=等于SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.7當前值大于預設(shè)值狀態(tài)位：0=小于或等于；1=大于高速相計數(shù)陜器指鐘令每個凝高速弓計數(shù)司器都歸有一循個32位當選前值前和一謙個32位預谷置值稻，當積前值糕和預鄭設(shè)值曬均為晚帶符鏡號的示整數(shù)納值。亮要設(shè)侄置高蛾速計斗數(shù)器予的新避當前蜻值和掛新預追置值榮，必傘須設(shè)績置控慢制字謠節(jié)執(zhí)行HD骨EF指令氧之前皺，必遲須將畏高速皮計數(shù)肢器控包制字介節(jié)的腫位設(shè)鴿置成柜需要浪的狀接態(tài)，損否則橡將采傅用默蓬認設(shè)水置。執(zhí)行HS覆C指令灣時，CP豪U檢查惡控制步字節(jié)逝和有鼻關(guān)的融當前鼓值和兼預置豬值。高速紙計數(shù)魄器指湯令的錦初始權(quán)化用首嶄次掃根描時優(yōu)接通痕一個巨掃描因周期逝的特顯殊內(nèi)渡部存櫻儲器SM沾0.序1去調(diào)筒用一希個子先程序?qū)?，完休成初鹿始化娃操作美。在初息始化碑的子朽程序傲中，妙根?jù)份希望捷的控懇制設(shè)貌置控楊制字短（SM焰B3質(zhì)7、SM頂B4兄7、SM杠B1繩37、SM縣B1示47、SM竿B1排57）。執(zhí)行HD蛾EF指令皮，設(shè)門置HS低C的編陶號（0-疲5），民設(shè)置乳工作食模式可（0-塵11）。更如HS舟C的編則號設(shè)另置為1，工懇作模個式輸兩入設(shè)奧置為11，則飄為既吸有復燥位又錦有起師動的壓正交淚計數(shù)異工作饅模式新。用新裙的當狐前值源寫入32位當縫前值灣寄存被器（SM扁D3絮8，SM蛇D4啦8，SM爆D5焦8，SM算D1圈38，SM倚D1辜48，SM診D1嚴58）。歉如寫枝入0，則飾清除走當前圓值，凱用指呈令MO爽VD殼0，SM叔D4鹿8實現(xiàn)才。用新愛的預貼置值望寫入32位預仙置值樹寄存秒器（SM與D4也2，SM侍D5逢2，SM今D6衣2，SM營D1館42，SM惑D1餃52，SM裕D1賺62）。為了秋捕捉進當前嚇值等系于預租置值巷的事本件，棄將條嚇件CV完=P辭V中斷言事件憤（事拋件13）與俱一個松中斷辮程序囑相聯(lián)凈系。為了圾捕捉踏計數(shù)錘方向娛的改恰變，析將方期向改沸變的聽中斷偽事件蘇（事怖件14）與鋒一個功中斷章程序宵相聯(lián)繭系。為了坦捕捉陜外部往復位閥，將元外部束復位呢中斷若事件網(wǎng)（事桃件15）與恨一個圣中斷潮程序否相聯(lián)快系執(zhí)行垂全局讓中斷寨允許枯指令睡（EN今I）允魂許HS奮C中斷緊。執(zhí)行HS妄C指令俊使S7睬-2搖00對高吼速計并數(shù)器衛(wèi)進行后編程喜。結(jié)束器子程冰序。高速倍脈沖群輸出脈沖輸出（PLS）指令功能為：使能有效時，檢查用于脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）的特殊存儲器位（SM），然后執(zhí)行特殊存儲器位定義的脈沖操作

每個PTO/PWM發(fā)生器都有：一個控制字節(jié)（8位）、一個脈沖計數(shù)值（無符號的32位數(shù)值）和一個周期時間和脈寬值（無符號的16位數(shù)值）。這些值都放在特定的特殊存儲區(qū)（SM），如表6-12所示。執(zhí)行PLS指令時，S7-200讀這些特殊存儲器位（SM），然后執(zhí)行特殊存儲器位定義的脈沖操作，即對相應(yīng)的PTO/PWM發(fā)生器進行編程。PW員M的使圖用舉濕例例題妹：設(shè)叛計程光序，掙從PL怖C的Q0垃.0輸出詞高速挨脈沖燭。該盤串脈女沖脈灘寬的扁初始植值為0.皆1s，周越期固婆定為1s，其即脈寬尼每周熟期遞忘增0.善1s，當子脈寬艇達到再設(shè)定嚇的0.肌9s時，嶄脈寬樹改為糞每周散期遞兄減0.胃1s，直歐到脈捉寬減許為0。以勸上過覺程重嫁復執(zhí)筑行分析：因為每個周期都有操作，所以須把Q0.0接到I0.0，采用輸入中斷的方法完成控制任務(wù)，并且編寫兩個中斷程序，一個中斷程序?qū)崿F(xiàn)脈寬遞增，一個中斷程序?qū)崿F(xiàn)脈寬遞減，并設(shè)置標志位，在初始化操作時使其置位，執(zhí)行脈寬遞增中斷程序，當脈寬達到0.9s時，使其復位，執(zhí)行脈寬遞減中斷程序。在子程序中完成PW