【課件】電機(jī)編碼器測(cè)速實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目版

交流電機(jī)變頻調(diào)速與測(cè)速洪群歡2014年12月電氣綜合設(shè)計(jì)9/17/20231浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院交流電機(jī)變頻調(diào)速與測(cè)速洪群歡電氣綜合設(shè)計(jì)8/4/20231浙一、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)三相交流電機(jī)變頻調(diào)速和測(cè)速，應(yīng)用PLC通過(guò)USS指令控制變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的加減速控制，并應(yīng)用與電機(jī)同軸的編碼器測(cè)出電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。實(shí)訓(xùn)設(shè)備：PLC變頻器帶編碼器的三相交流電機(jī)9/17/20232浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院一、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)三相交流電機(jī)變頻調(diào)速和測(cè)速，應(yīng)用PLC二、控制系統(tǒng)硬件接線9/17/20233浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院二、控制系統(tǒng)硬件接線8/4/20233浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)三、電機(jī)編碼器空心軸K60電機(jī)編碼器工作原理：

光電旋轉(zhuǎn)編碼器是用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。單路輸出是指編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖，通過(guò)這兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。當(dāng)光電編碼器的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)A、B兩根線都產(chǎn)生脈沖輸出，A、B兩相脈沖相差90度相位角，由此可測(cè)出光電編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電機(jī)轉(zhuǎn)速。如果A相脈沖比B相脈沖超前則光電編碼器為正轉(zhuǎn)，否則為反轉(zhuǎn)。Z線為零脈沖線，光電編碼器每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個(gè)脈沖，主要用作電機(jī)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的計(jì)數(shù)。A線用來(lái)測(cè)量脈沖個(gè)數(shù)，B線與A線配合可測(cè)量出轉(zhuǎn)動(dòng)方向。技術(shù)參數(shù)：分辨率：600（即電機(jī)轉(zhuǎn)一圈輸出600個(gè)脈沖）工作電壓：DC5~26V最高頻率響應(yīng)：300KHz輸出端：A（綠）、B（白）、Z（黃）9/17/20234浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院三、電機(jī)編碼器空心軸K60電機(jī)編碼器工作原理：技術(shù)參數(shù)：8/（一）高速計(jì)數(shù)器占用輸入端子S7-200PLC有六個(gè)高速計(jì)數(shù)器，其占用的輸入端子如下表所示。各高速計(jì)數(shù)器不同的輸入端有專用的功能，如：時(shí)鐘脈沖端、方向控制端、復(fù)位端、啟動(dòng)端等。四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/20235浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院（一）高速計(jì)數(shù)器占用輸入端子S7-200PLC有六個(gè)高速計(jì)（二）、高速計(jì)數(shù)器的工作模式1．高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方式（1）單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計(jì)數(shù)：即只有一個(gè)脈沖輸入端，通過(guò)高速計(jì)數(shù)器的控制字節(jié)的第4位來(lái)控制做加計(jì)數(shù)或者減計(jì)數(shù)。該位為1，加計(jì)數(shù)；該位為0，減計(jì)數(shù)。四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/20236浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院（二）、高速計(jì)數(shù)器的工作模式1．高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方式（2）單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計(jì)數(shù)：即有一個(gè)脈沖輸入端，有一個(gè)方向控制端，方向輸入信號(hào)等于1時(shí)，加計(jì)數(shù)；方向輸入信號(hào)等于0時(shí)，減計(jì)數(shù)。如圖所示為外部方向控制的單路加/減計(jì)數(shù)。該計(jì)數(shù)方式可調(diào)用當(dāng)前值等預(yù)設(shè)值中斷和外部輸入方向改變的中斷。四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/20237浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院（2）單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計(jì)數(shù)：即有（3）兩路脈沖輸入的單相加/減計(jì)數(shù)。即有兩個(gè)脈沖輸入端，一個(gè)是加計(jì)數(shù)脈沖，一個(gè)是減計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)值為兩個(gè)輸入端脈沖的代數(shù)和，如下圖所示。該計(jì)數(shù)方式可調(diào)用當(dāng)前值等預(yù)設(shè)值中斷和外部輸入方向改變的中斷。四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/20238浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院（3）兩路脈沖輸入的單相加/減計(jì)數(shù)。即有兩個(gè)脈沖輸入端，一個(gè)（4）兩路脈沖輸入的雙相正交計(jì)數(shù)。即有兩個(gè)脈沖輸入端，輸入的兩路脈沖A相、B相，相位互差90°（正交），A相超前B相90°時(shí)，加計(jì)數(shù)；A相滯后B相90°時(shí)，減計(jì)數(shù)。在這種計(jì)數(shù)方式下，可選擇1x模式（單倍頻，一個(gè)時(shí)鐘脈沖計(jì)一個(gè)數(shù)）和4x模式（四倍頻，一個(gè)時(shí)鐘脈沖計(jì)四個(gè)數(shù)）。四、PLC的高速計(jì)數(shù)器雙相正交計(jì)數(shù)1x模式9/17/20239浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院（4）兩路脈沖輸入的雙相正交計(jì)數(shù)。即有兩個(gè)脈沖輸入端，輸入的雙相正交計(jì)數(shù)4x模式四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/202310浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院雙相正交計(jì)數(shù)4x模式四、PLC的高速計(jì)數(shù)器8/4/2023四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/202311浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院四、PLC的高速計(jì)數(shù)器8/4/202311浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信高速計(jì)數(shù)器的控制字和狀態(tài)字9/17/202312浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院高速計(jì)數(shù)器的控制字和狀態(tài)字8/4/202312浙江萬(wàn)里學(xué)院電狀態(tài)字節(jié)9/17/202313浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院狀態(tài)字節(jié)8/4/202313浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院（三）高速計(jì)數(shù)器指令及使用1．高速計(jì)數(shù)器指令高速計(jì)數(shù)器指令有兩條：高速計(jì)數(shù)器定義指令HDEF和高速計(jì)數(shù)器指令HSC。四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/202314浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院（三）高速計(jì)數(shù)器指令及使用1．高速計(jì)數(shù)器指令高速2．高速計(jì)數(shù)器指令的使用（1）每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有一個(gè)32位初始值和一個(gè)32位預(yù)置值，初始值和預(yù)設(shè)值均為帶符號(hào)的整數(shù)值。

除控制字節(jié)以及預(yù)設(shè)值和初始值外，還可以使用數(shù)據(jù)類型HC（高速計(jì)數(shù)器當(dāng)前值）加計(jì)數(shù)器號(hào)碼（0、1、2、3、4或5）讀取每臺(tái)高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，如HC0。

四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/202315浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院2．高速計(jì)數(shù)器指令的使用（1）每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有3．高速計(jì)數(shù)器指令的初始化（1）用SM0.1對(duì)高速計(jì)數(shù)器初始化。（2）在初始化程序中，根據(jù)希望的控制設(shè)置控制字（SMB37、SMB47、SMB57、SMB137、SMB147、SMB157）。（3）執(zhí)行HDEF指令，設(shè)置HSC的編號(hào)（0～5），設(shè)置工作模式（0～11）。如HSC的編號(hào)設(shè)置為1，工作模式輸入設(shè)置為11，則為既有復(fù)位又有啟動(dòng)的正交計(jì)數(shù)工作模式。（4）把初始值寫入32位當(dāng)前值寄存器（SMD38、SMD48、SMD58、SMD138、SMD148、SMD158）。如寫入0，則清除當(dāng)前值，用指令MOVD0，SMD48實(shí)現(xiàn)。四、PLC的高速計(jì)數(shù)器9/17/202316浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院3．高速計(jì)數(shù)器指令的初始化（1）用SM0.1對(duì)高速計(jì)（5）把預(yù)置值寫入32位預(yù)置值寄存器（SMD42、SMD52、SMD62、SMD142、SMD152、SMD162）。若寫入預(yù)置值為16#00，則高速計(jì)數(shù)器處于不工作狀態(tài)。（6）為了捕捉當(dāng)前值等于預(yù)置值的事件，將條件CV=PV中斷事件（如事件13）與一個(gè)中斷程序相聯(lián)系。（7）為了捕捉計(jì)數(shù)方向的改變，將方向改變的中斷事件（如事件14）與一個(gè)中斷程序相聯(lián)系。（8）為了捕捉外部復(fù)位，將外部復(fù)位中斷事件（如事件15）與一個(gè)中斷程序相聯(lián)系。（9）執(zhí)行全局中斷允許指令（ENI）允許HSC中斷。（10）執(zhí)行HSC指令使S7-200對(duì)高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行編程。（11）編寫中斷程序。3．高速計(jì)數(shù)器指令的初始化9/17/202317浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院（5）把預(yù)置值寫入32位預(yù)置值寄存器（SMD42、SM9/17/202318浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院8/4/202318浙江萬(wàn)里學(xué)院電子信息學(xué)院例：采用測(cè)頻方法測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。分析：用測(cè)頻法測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是指在單位時(shí)間內(nèi)采集編碼器脈沖的個(gè)數(shù)，因此可以選用高速計(jì)數(shù)器對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)用時(shí)基來(lái)完成定時(shí)。知道了單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)，再經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算就可得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。下面的程序只是有關(guān)HSC的部分。9/1