编码器高速计数器课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,*,苏州健雄职业技术学院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,*,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,1,基于编码器、高速计数器的交流电机传动控制系统,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,2,控制要求,分拣装置,按下启动按键，并且检测到传送带上有工件，变频器带动交流电机工作，从而使传送带带动工件前行。若检测到此工件为金属材质，则分拣到,A,站，若为非金属塑料材质，则分拣到,B,站。按下停止按键，整个循环停止。,电路设计,主电路设计,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,3,电路设计,控制电路设计,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,4,电路设计,PLC I/O,分配,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,5,程序设计,设计思路：,一、传送带运行控制：,1,、变频器参数设置,2,、变频器运行控制,二、分拣继电器控制：,1,、精准定位？,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,6,知识拓展旋转编码器,旋转编码器是用来测量转速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出（,REP,）。,编码器的分类,编码器按照信号电压分类：,24V,和,5V,按照信号类型分为：绝对式编码器、增量式编码器、混合式编码器,绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。,增量式编码器轴的每圈转动，增量型编码器提供一定数量的脉冲。,按照信号采集方式分为：单倍频和四倍频,知识拓展旋转编码器,单倍频模式（,1X,）,旋转编码器,四倍频模式（,4X,）,知识拓展,-,编码器,编码器,旋转编码器是通过光电转换，将输出把轴上的机械、几何位移量转换成脉冲或数字信号的传感器，主要用于速度或位置（角度）的检测。典型的旋转编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形狭缝。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，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，其原理示意图如图,所示；通过计算每秒旋转编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,10,知识拓展,-,编码器,编码器,一般来说，根据旋转编码器产生脉冲的方式的不同，可以分为增量式、绝对式以及复合式三大类。自动线上常采用的是增量式旋转编码器。,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,11,知识拓展,-,编码器,编码器,增量式编码器是直接利用光电转换,原理输出三组方波脉冲,A,、,B,和,Z,相；,A,、,B,两组脉冲相位差,90,，用于辩向：当,A,相脉冲超前,B,相时为正转方向，而当,B,相脉冲超前,A,相时则为反转方向。,Z,相为每转一个脉冲，用于基准点定位。如图所示。,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,12,知识拓展,-,编码器,编码器,脉冲和脉冲当量,计算工件在传送带上的位置时，需确定每两个脉冲之间的距离即脉冲当量。若某主动轴的直径为,d=43 mm,则减速电机每旋转一周，皮带上工件移动距离,L=d=3.1443=136.35 mm,。若分辨率,500,线，及旋转一周脉冲数为,500,，故脉冲当量,为,=L/5000.273 mm,。,上述脉冲当量的计算只是理论上的推算。实际上各种误差因素不,可避免，例如传送带主动轴直径（包括皮带厚度）的测量误差，传送带的安装偏差、张紧度，系统在工作台面上定位偏差等等，都将影响理论计算值。脉冲当量的误差所引起的累积误差会随着工件在传送带上运动距离的增大而迅速增加，甚至达到不可容忍的地步。须现场测试脉冲当量值。,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,13,知识拓展,-,编码器,编码器接线方式,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,14,知识拓展,-,高速计数器,高速计数，计数自动进行，不受扫描周期的影响，用于捕捉比,CPU,扫描速度更快的事件。当前值等于预置值、计数方向改变或发生外部复位时，可产生中断。在中断程序中，可实现高速运动的精准控制等预定操作。,PLC,：,S7-224XP DC/DC/DC,集成有,6,点的高速计数器，编号为,HSC0,HSC5,，每一编号的计数器均分配有固定地址的输入端。同时，高速计数器可以被配置为,12,种模式中的任意一种。,2024/11/29,苏州健雄职业技术学院,15,S7-200 高速计数器基础,高速计数器对,CPU,扫描速率无法控制的高速事件进行计数，最多可配置,12,种不同的操作模式。高速计数器的最高计数频率取决于,CPU,类型。,其中,CPU222,和,CPU221,没有,HSC1,和,HSC2,S7-200 高速计数器基础,模式,0,、,1,、,2,的计数方式,S7-200 高速计数器基础,模式,3,、,4,、,5,的计数方式,S7-200 高速计数器基础,模式,6,、,7,、,8,的计数方式,S7-200 高速计数器基础,模式,9,、,10,、,11,（,1X,）的计数方式,S7-200 高速计数器基础,模式,9,、,10,、,11,（,4X,）的计数方式,S7-200 高速计数器特殊寄存器,在使用高速计数功能的时候，需要修改系统内的部分特使寄存器。以改变我们的计数模式。,SMB36,至,SMB65,被用于监控和控制高速计数器,HSC0,、,HSC1,和,HSC2,；,SMB136,至,SMB165,被用于监控和控制高速计数器,HSC3,、,HSC4,和,HSC5,。,下面，我们就对相应的特殊寄存器进行介绍,S7-200 高速计数器特殊寄存器,控制字节,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,HSC5,说明,SM37.0,SM47.0,SM57.0,SM147.0,复原现用水平控制位：,0=,复原现用水平高,1=,复原现用水平低,SM47.1,SM57.1,起始现用水平控制位：,0=,起始现用水平高,1=,起始现用水平低,SM37.2,SM47.2,SM57.2,SM147.2,正交计数器的计数速率选项：,0=4x,计数速率,1=1x,计数速率,SM37.3,SM47.3,SM57.3,SM137.3,SM147.3,SM157.3,计数方向控制位：,0=,向下计数,1=,向上计数,SM37.4,SM47.4,SM57.4,SM137.4,SM147.4,SM157.4,向,HSC,写入计数方向：,0=,无更新,1=,更新方向,SM37.5,SM47.5,SM57.5,SM137.5,SM147.5,SM157.5,向,HSC,写入新预设值：,0=,无更新,1=,更新预设值,SM37.6,SM47.6,SM57.6,SM137.6,SM147.6,SM157.6,向,HSC,写入新当前值：,0=,无更新,1=,更新当前值,SM37.7,SM47.7,SM57.7,SM137.7,SM147.7,SM157.7,启用,HSC,：,0=,禁用,HSC1=,启用,HSC,S7-200 高速计数器特殊寄存器,当我们需要手动更新计数器预设值和当前值时，需要将,SM*.5,和,SM*.6,设置为,1,。然后，将要输入的值更新给对应计数器的特殊寄存器中,载入数值,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,HSC5,新当前值,SMD38,SMD48,SMD58,SMD138,SMD148,SMD158,新预设值,SMD42,SMD52,SMD62,SMD142,SMD152,SMD162,S7-200 高速计数器特殊寄存器,HSC0,HSC1,HSC2,HSC3,HSC4,HSC5,说明,SM36.0,SM46.0,SM56.0,SM136.0,SM146.0,SM156.0,未使用,SM36.1,SM46.1,SM56.1,SM136.1,SM146.1,SM156.1,未使用,SM36.2,SM46.2,SM56.2,SM136.2,SM146.2,SM156.2,未使用,SM36.3,SM46.3,SM56.3,SM136.3,SM146.3,SM156.3,未使用,SM36.4,SM46.4,SM56.4,SM136.4,SM146.4,SM156.4,未使用,SM36.5,SM46.5,SM56.5,SM136.5,SM146.5,SM156.5,当前计数方向状态位：,0=,向下计数；,1=,向上计数,SM36.6,SM46.6,SM56.6,SM136.6,SM146.6,SM156.6,当前值等于预设值状态位：,0=,不相等；,1=,等于,SM36.7,SM46.7,SM56.7,SM136.7,SM146.7,SM156.7,当前值大于预设值状态位：,0=,小于或等于；,1=,大于,状态位,S7-200 高速计数器指令,高速计数器定义（,HDEF,）指令选择特定的高速计数器（,HSCx,）的操作模式。模式选择定义高速计数器的时钟、方向、起始和复原功能。,例：将,HSC0,设置成计数模式,1,S7-200 高速计数器指令,高 速 计 数 器（,HSC,）指 令根 据,HSC,特 殊 内 存 位 的状 态 配 置 和控 制 高 速 计数 器。参 数,N,指 定 高 速 计数 器 的 号 码。,读取高速计数器当前值,欲存取高速计数器的计数值，您需要利用内存类型（,HC,）和计数器号码（例如,HC0,）指定高速计数器的地址。如下所示，高速计数器的当前值是只读数值，只能作为双字（,32,位）编址。,格式：,HC,高速计数器号码,例如：,HC2,例题,编写一个高速计数程序，将,I0.6,的输入模式设置高速计数，为,A/B,正交计数，由外部信号启动和复位。当计数值为,50,的时候将计数值清零重新计数。,项目分析：,1,）项目使用模式为：,A/B,正交计数，由外部信号启动和复位。所以，我们选择工作模式为“,11”,；,2,）输入端使用,I0.6,，我们根据模式选择定义使用的高速计数器为：,HSC1,（,I0.6,为,A,相，,I0.7,为,B,相，,I1.0,为复位,I1.1,为启动）,3,）由于使用的是,HSC1,，我们需要选择,CPU224,以上的,CPU,型号,例题,程序设计：在首次运行时需要对高速计数器参数初始化，初始化程序为,SBR_0,例题,将,HSC1,的预设值和当前值设置为允许更新，方向允许更新，,4,倍频的向上计数,将,HSC1,的计数模式设置为,11,将,HSC1,的当前值更新为,0,将,HSC1,的预设值设置为,50,子程序,SBR_0,例题,设置中断为预设值,=,当前值，触发中断,INT_0,启用全局中断,将设置传给,HSC1,子程序,SBR_0,例程,当前值,=,预设值时，当前值清零,设置允许更新当前值,将设置传给,HSC1,中断程序,INT_0,思考练习题,编写一个高速计数程序，将,I0.0,的输入模式设置高速计数，为,A,相计数，,B,相高电平为加计数。由内部信号启动和复位。当计数值为,100,的时候将计数值停止计数，并将,Q0.0,置位。存放计数器当前值，从,V100.0,开始,高速输出前言,S7-200,自带了两个高速输出,Q0.0,和,Q0.1,（仅限,DC,输出）,高速输出的分类：,分为两种：,PTO,和,PWM,PTO,提供方波（,50%,占空比）输出，配备周期和脉冲数用户控制功能。,PWM,提供连续性变量占空比输出，配备周期和脉宽用户控制功能。,高速输出前言,脉冲周期,PTO,脉冲数,高速输出前言,脉冲周期,PKW,宽度,高速输出关联特殊寄存器,Q0.0,Q0.1,状态位,SM66.4,SM76.4,PTO,轮廓由于计算错误异常中止,0=,无错：,1=,异常中止,SM66.5,SM76.5,PTO,轮廓由于用户命令异常中止,