利用光电编码器和PLC高速计数器进行定位控制资料

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1、利用光电编码器和PLC高速计数器进行定位控制在往返式传动控制系统中，很多时候都会涉及到多点定位问题。即要求在不同的定位点启动不同的机械动作。但由于机械惯性的作用，常常会给系统带来定点误差。本系统以龙门刨床的机械传动为例，采用plc作为控制器，通过变频器调节速度，利用光电编码器和plc高速计数器进行定位控制，从而实现精确定位。

变频器；plc；高速计数器；光电编码器

1龙门刨床的机械传动控制要求

图1所示的龙门刨床的机械传动示意图。传动系统从原点启动，中速行驶到1000mm，开

2、始高速行驶，高速行驶到3000mm，开始低速爬行，低速爬行到终点（3200mm）停车。停顿2s。反向高速行驶，高速行驶到距原点200mm处开始低速爬行。到达原点停车，停顿2s后重新开始往返。在原点和终点低速爬行的目的是为了避免系统惯性带来的定点误差，做到原点和终点的精确定位停车。

2龙门刨床机械传动的plc控制系统硬件设计

2.1系统对变频器的控制要求

变频器的正反转由继电器k1、k2控制，速度的切换由继电器k3、k4完成。变频器故障报警输出触点（30a、30c触点）用于立即

3、停止高速计数器运行，并由指示灯hr指示。

变频器具有多段速度设定功能，当k3、k4两个继电器触点都断开时，高速行驶（第一速度）；k3闭合，k4断开时，中速行驶（第二速度）；k3断开，k4闭合时，低速行驶（第三速度）；k3、k4都闭合时，手动调节行驶（第四速度）。

旋钮sf用于手动/自动切换，并用指示灯hg1表示自动状态。手动时，能够通过按钮sa1（电机正转）和sa2（电机反转）手动调节传动系统的位置。

按钮sa用于传动系统在自动状态下的启动/停止控制。采用“一键开关机”方式实

4、现启动/停止控制，用指示灯hg2表示启动状态。

行程开关sq用于自动启动时，确定传动系统在原点位置，自动停止时，传动系统必须返回原点。行程开关sq1、sq2用于传动系统的两端限位，确保传动系统不能脱离设备。

2.2plc系统硬件系统的构成及连接

为了实现对龙门刨床机械传动的精确定位，本系统采用plc作为控制器，通过变频器进行速度调节，采用光电编码器和plc高速计数器进行定位控制。根据龙门刨床的机械传动控制要求，系统中有开关量输入点8个，开关量输出点7个，光电编码器a相输入一个

5、，因此选用siemens的cpu224作为控制器，其i/o点的分配及系统接线如图2所示。

3plc梯形图程序的设计

plc的梯形图程序设计包含主程序（用于实时调用手动子程序sbr_0和自动子程序sbr_1）、子程序sbr_0（用于实现对系统的手动控制）和sbr_1（用于实现对系统的自动控制）和中断处理程序int_0程序（用于处理高速计数器计数当前值到达不同预置值的处理）。由于篇幅所限，以下将以中断处理程序int_0程序为例，说明变频器对速度的控制和调节。其梯形图如下。

4梯形

6、图设计过程中要注意的几个关键问题

4.1通过多次更改高速计数器的中断和预置值实现多点定位

实现多点定位控制的关键包括两点，第一点是设置高速计数器中断事件12（计数器当前值=计数器预置值），另一点就是在中断处理程序中更改高速计数器预置值。

定位控制需要测量定位点与原点的距离，然后将单位距离（mm）转换成脉冲量，通过光电编码器和plc高速计数器记录脉冲量的变化。本系统中，光电编码器的机械轴和电动机同轴。传动比=10，用于驱动设备的传动辊直径=100mm，光电编码器每转脉冲数=60

7、0个/转。可以计算出每毫米距离的脉冲数为：

每毫米距离的脉冲数=600÷（10×100×3.14）≈0.19108脉冲/mm

定点位和预置值比较，必须采用高速计数器中断方式，而不能采用一般的比较指令。因为一般的比较指令无法捕捉高速变化的事件。

所以，必须通过atch和eni指令将高速计数器中断事件号12（（计数器当前值=计数器预置值）与中断处理程序int_0连接。在中断处理程序int_0中，到达预置值时，重新装载下一次的预置值，并执行工艺要求的继电器输出，处理变频器的运行速度

8、。

在自动子程序sbr_1中，将高速计数器hc0设置为单相计数输入，没有外部控制功能。在原点和终点通过更改计数方向，便于中断处理程序int_0判断变频器的运行方向。

4.2在中断处理程序int_0中不能使用等于比较指令