PLC与光电编码器在转速测量中的应用
基于PLC实现电机调速控制
基于PLC实现电机调速控制实验报告基于PLC实现电机调速控制一、实验名称：基于PLC实现电机调速控制。
二、实验目的：1.通过综合实验训练学生独立设计、独立处理问题的能力。
2.掌握变频器的使用方法,及基本参数功能3.进一步了解PLC编程的方法及外围电路的构成,实验程序最终能够正确实现电机调速的控制。
三、实验器件：PLC一台、变频器一台、三相电动机一台（=1400r/min，p=2）、光电编码器一个（864p/r）、导线若干。
四、实验原理：通过光电编码器将电动机的转速采集出来并送入PLC中，通过实验程序将采集到的信息与设定值进行比较，当频率满足设定值时，电动机停止加（减）速，保持匀速5S，5S后继续加（减）速。
频率上限45Hz。
实验速度曲线如下图： 五、实验原理图及接线图： 1.实验原理图： 光电编码器：COM01030002040CH2.六、各参数设置： 1.变频器参数设置：2.2K0~20mA模拟量输入123V1V2V3I2CMOP1OP2OP3OP4OP5OP6OP7OP8RS TTB W V PEM ~TA TC 12A/125VAC 7A/250VAC 7A/30VDC三相输入380VAC 50/60HzQS多功能模拟量（电流）输出2：4~20mA多功能模拟量（电压）输出1：0~10V FM IM V3多功能输出端子112V OUT1OUT2JJ 多功能输出端子2Modbus 通讯RS-485A+B-U 多功能继电器输出方式▲运行设置▼停/复RUN FWD DGT FRQ2.编码器接口：3.PLC端口：4.内部参数设置：七、程序流程图：八、实验结果：按照接线图接好线经检查无误后，按下正转（反转）按钮后，正电动机正转（反转）加速，频率达到10hz后保持匀速运行5s，然后继续加速，频率达到25hz后在保持匀速运行5s，然后继续加速直到频率达到45Hz，当频率到45hz后保持运行5s然后开始减速，减速过程中分别在25hz、10hz保持匀速运行5s，在运行过程中按下停止按钮，电机即减速停止。
编码器与PLC连接及应用
设计思想首先你设定一个零点开关。
然后在需要停止的位置上也设置开关（如果可以有话），接下来就是你控制电机工作，移动到你实际需要停止位置上，记录并保存好当前的计数值，这样你就可以得到你所需要的任何停止位置的计数值了，把停止位置编好号码，以及记录好相应的计数值就可以了，以后你需要停在什么位置，只需要将当前的计数值与相应位置的计数对比，控制电机动作了。
当前值小于位置值时，电机向左运动；当前值大于位置值时，电机向右运动。
AB相接PLC的高速计数端,地接COM有关编码器(ENCODER)的电路信号输出种类,主要是针对要连接编码器信号的计数器,PL C,人机介面,工业电脑等式逻辑厂商,他们能接受或要求SENSOR输出信号,加以设计,亦每种控制器制造厂商会依据他的产品特性,希望相关SENSOR输出信号方式能搭配他们的特性,达到最佳品质要求.因此选用编码器时必须了解客户的控制器规格或使用环境等因素.1.电压型VOLTAGE:一般而言对没有特殊要求或现场工作电气环境单纯的设备----用VOLTAGE输出(90%计数器)即可.2.电流型OPEN-COLLECT:有些客户偏好电流型(OPEN-COLLECT)，认为对稍许有干扰环境有较佳效果，早期PLC（DC24V系统）客户均要求用此规格，因为当时的日本ENCO DER制造商，无法找到高压稳定的IC，因此只能利用电流型OPEN-COLLECT电路特性，生产高电压型信号输出ENCODER，形成今日PLC客户会指定电流型的原因。
另外对于一般信号要超过3M以上的场合，亦建议客户使用此规格，并且用高电压型，以避免长距离输送，因电压下降或干扰造成产品不良。
3．PVSH-PULL（互补型）：这是一种NPN+PNP混合电路，一般而言日本（亚洲）系产品偏好设计NPN系统，欧美喜欢PNP系统，有时不清楚对方使用NPN或PNP系统时，我们会建议使用PVSH-PULL（互补型）规格，但是有一点要注意，如果对方的系统也是PVSH-PULL（互补型）时就不能使用此规格。
编码器测速的三菱plc程序
一、硬件方面：编码器的A、B相和PLC的X0、X1接口相连，电源接24V；使用PLC的内部高速计数器；在电机运行回路中设一复位开关，每当设备运行到这里时，复位计数器内数值，这样可以消除累计误差。
二、软件方面：１、思路：将内部高速计数器的上限值设得足够大，使设备运行到复位开关处复位前不至于由于达到计数上限而重新计数，引起不必要的麻烦。
另外，对于测速，主要用于三菱PLC的SPD指令（测速），该指令的应用格式是：SPD D1 D2 D3，将D1（输入口X0或X1，假定为X0）在D2（如K1000,指1000ms，即1s）时间内输入的脉冲数送入D3，因而D3内数值的意义就是在刚刚过去的1s内输入的脉冲数。
另外你再算出电机旋转一周旋转编码器输出多少脉冲，电机旋转一周装置运行多少米，对应算出一个脉冲装置运行多少米，假定为K米，接下来，将D3中数值与K相乘，即为1s内装置运行的距离，也就是速度。
2.关键程序：SPD X0 K1000 D3; 每过1秒钟，将X0输入的脉冲数送给D3MUL D3 K D4; D4内数值即为速度另外，当运行到复位开关（常开）处时复位计数器旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。
因此可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC，利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数,三菱PLC，以获得测量结果。
不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲，有的只有A、B相两相，最简单的只有A相。
如图所示是输出两相脉冲的旋转编码器与FX2N系列PLC的连接示意图。
编码器有4条引线，其中2条是脉冲输出线，1条是COM端线，1条是电源线。
编码器的电源可以是外接电源，也可直接使用PLC的DC24V电源。
电源“-”端要与编码器的COM端连接，“+ ”与编码器的电源端连接。
编码器的COM端与PLC输入COM端连接，A、B两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接，连接时要注意PLC 输入的响应时间。
可编程序控制器(PLC)在机床数控系统中应用
可编程序控制器(PLC)在机床数控系统中应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。
随着PLC技术的发展，它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。
在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要.永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC 更精准,且程序的设计和调试相当方便。
本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。
整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强,具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴.数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成，输入装置可将不同加工信息传递于计算机.在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰；目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作.输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数,故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存,待工作一段时间后,再将输出与原始资料作比较、对照,可帮助判断机床工作是否维持正常.数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。
它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。
可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速；管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理；控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作；还对机床外部开关（行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。
编码器测速原理
编码器测速原理编码器是一种用于测量旋转速度和位置的设备，它可以将机械运动转换为电信号，从而实现对运动状态的监测和控制。
编码器测速原理是指通过编码器获取到的信号来计算出物体的速度，从而实现对物体运动状态的监测和控制。
在工业自动化控制系统中，编码器被广泛应用于各种设备和机械的运动控制中，如机床、机器人、电机等。
编码器的测速原理主要是基于编码器的工作原理和信号输出来实现的。
编码器通常由光电传感器和编码盘组成，当物体运动时，编码盘上的光栅或编码孔会随着物体的运动而产生变化，光电传感器会检测这些变化，并将其转换成电信号输出。
根据这些电信号，我们可以计算出物体的速度。
编码器的测速原理可以分为两种类型，增量式编码器和绝对式编码器。
增量式编码器通过检测编码盘上的脉冲数来计算物体的速度，它的原理是根据脉冲信号的频率和方向来确定物体的运动状态。
而绝对式编码器则可以直接输出物体的位置信息，它的原理是通过编码盘上的编码规律来确定物体的位置，从而实现对物体位置和速度的测量。
在实际应用中，编码器的测速原理可以通过信号处理和计算来实现对物体速度的准确测量。
通过对编码器输出信号的采集和处理，我们可以得到物体的运动状态，从而实现对物体的精确控制和监测。
同时，编码器的测速原理还可以应用于各种工业领域，如自动化生产线、机器人控制、电机调速等方面。
总的来说，编码器的测速原理是基于编码器的工作原理和信号输出来实现的，通过对编码器输出信号的采集和处理，我们可以实现对物体速度的准确测量，从而实现对物体运动状态的监测和控制。
在工业自动化控制系统中，编码器的测速原理具有重要的应用价值，可以帮助我们实现对各种设备和机械的精确控制和监测。
三菱plc高速计数器和编码器应用
三菱plc高速计数器和编码器应用编码器的作用相信大家会经常听到，但是，到底怎么用，相信很多人是一知半解，那么，今天陈老师就给大家分享一下具体的使用方法。
使用编码器之前，我们需要先学习高速计数器的概念。
一、什么时高速计数器假如我们的plc的X0点接入了一个按钮，在plc里面写入以下的程序，我们按住按钮1次，那么计数器就会记1，按2次就记2，… …我们按1000次了，计数器c0的常开触点就会闭合，这很好理解。
假如我1秒按一次，那么，人为去按，那么按个1000次就能导通。
重点来了，如果说我不接按钮，我接了个光电感应器或者编码器去感应，由机器去触发，机器运行的速度非常快，可能1秒按了几百次，甚至几百几千次，我们的X0的常开触点就感应不了了，那么怎么办，我们可以用高速计数器。
如下表，是我们的单相的高速计数器假如我把光电感应器接到，X0，那么C235,就是它的专用的计数器，X0每感应到的每一个信号都会用C235进行计数，我们用以下程序就能把X0感应到的脉冲数存放到D235里面。
（同理，C236记录的是X1的脉冲数；C237记录的是X2的脉冲数… …）当然计数器的计数频率是有个极限的，普通的FX系列的X点，接受的速度是50KHz，就是1秒钟能接收导通50 000次。
接下来，看看编码器是怎么使用的。
二、编码器的使用（相对值编码器）右图是一个编码器，转动上面的轴可以发出2个信号，每转动一定的角度，这2个输出都会闭合一定的次数，就像上面的光电感应器的接线一样，接线可以接到2个X点上面去。
然后我们可以通过高速计数器来对它进行计数，从而知道它转动了多少距离。
它与前面那种一个点输入的感应器又不一样，编码器正转计数会增加，反转计数应该减少。
作用的话定位才能准确。
这时我们需要用到下面另外一种高速计数器如下图:我们可以选用C251到C255这几个计数器，假如我的编码器接的是X0和X1（接线后面再讲），那么选用的就是C251,我们来写一段程序看看：这样，我们就把编码器记录的位置记录在D0、D1两个寄存器里面了。
用PLC控制变频器调速的实例（图与程序）
用PLC控制变频器调速的实例（图与程序）《PLC控制变频器调速》实例的要求用PLC控制变频器，通过光电编码器反馈速度信号达到电动机调速的精确控制。
《PLC控制变频器调速》实例的目的1. 通过电动机变频调速控制系统实验，进一步了解可编程控制器在电动机变频调速控制中的应用。
2. 通过系统设计，进一步了解PLC、变频器及编码器之间的配合关系。
3. 通过实验线路的设计，实际操作，使理论与实际相结合，增加感性认识，使理论知识更加巩固。
4. 培养动手能力，增强对可编程控制器运用的能力。
5. 培养分析，查找故障的能力。
6. 增加对可编程控制器外围电路的认识。
《PLC控制变频器调速》实例的器件欧姆龙CPM2AH-40CDR可编程控制器（PLC），欧瑞F1000-G 系列变频器，三相异步电机。
本次实例由3部分组成第一部分采样：转速的采样采用的是欧姆龙的光电编码器，结合PLC的高速计数器端子，实现高精度的采样。
编码器是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．欧姆龙（OMRON）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）。
它分为单路输出和双路输出两种。
第二部分控制部分：变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
第三部分软件:：控制的基本思路是讲采样的结果作为反馈量，输入到PLC中与所想要的频率对应值比较，然后再由PLC做出相应的控制。
实例中的电路图与梯形图一、光电编码器二、变频器三、实例总结四、梯形图。
毕业设计（论文）-基于PLC控制的多段调速系统实现
摘要随着工业控制要求的发展，对电机速度的控制越来越高。
传统的模拟信号控制方式存在抗干扰能力差、对设备要求复杂、控制精度不高等问题，难以适应日益复杂的工业环境。
本文主要介绍了多段调速系统的结构，并完成了以PLC为控制器，以增量式光电编码器为速度采集的闭环PID控制系统，通过RS-485对变频器的控制实现了三相异步电机的多段调速。
关键字：PLC；RS-485；多段调速；光电编码器AbstractWith the requirements of the development of industrial control, the speed of motor control is more and more strict. The traditional analog signal control mode has poor capacity of resisting disturbance, the requirement of complex equipment, the control precision low and some other problems, it is difficult to adapt to the increasingly complex industrial environment. In this article, mainly introduces the structure of various speed system, and completed the closed loop PID control system through the PLC as controller and incremental photoelectric encoder for speed acquisition, achieve the multistage speed control three-phase asynchronous motor through Frequency converter based on RS-485.Key words: PLC; RS-485; multistage speed; encoder目录第一章概述 (4)1.1 课题研究的背景及意义 (4)1.2 课题研究现状 (5)1.3 本课题研究的主要内容 (6)第二章系统分析 (7)2.1 PLC基本知识 (7)2.1.1 PLC的基本功能 (8)2.1.2 PLC的特点 (9)2.1.3 PLC的展望 (11)2.2 变频器基本知识 (12)2.2.1 变频器的应用 (12)2.2.2 变频器的分类 (13)2.2.3 变频器控制的展望 (14)2．3 光电编码器 (15)2.3.1 增量式编码器 (15)2.3.2 绝对式编码器 (16)第三章系统设计 (19)3.1 总体方案 (19)3.2 硬件设计 (19)3.2.1 变频器的连接 (20)3.2.2 光电编码器的配置 (20)3.2.3 PLC输入输出口分配 (21)3.3 软件设计 (21)3.3.1 变频器的参数设置 (22)3.3.2 PLC的设计 (23)第四章结论 (28)结束语 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章概述1.1 课题研究的背景及意义随着计算机技术、电子技术的不断进步，PLC(可编程逻辑控制器)技术、变频(变频器)调速技术的发展极为迅速，已渗透到各个领域，以它们为主导的现代生产技术正以史无前例的速度迅猛发展。
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近些年来 Ｐ Ｌ Ｃ与 光 电 编 码 器
（ 增 量型 ） 在起 重行业 上 的应用 已非
的输 出脉 冲 ， 需要 使用 ｃ ｐ ｕ ２ ２ ４ ｘ ｐ中 的高 速计数 器 。下面来 简单 介绍 一 下 ｃ ｐ ｕ ２ ２ ４ ｘ ｐ的 高 速 计 数 功 能 。
常 广泛 ，如在起重 设备 中测走行 距
可 以接 入＋ ２ ４的信 号 ，故 本 文 中的
ｐ ｌ ｃ选 择 ｃ ｐ ｕ ２ ２ ４ ｘ ｐ ，编码 器 为增 量 型＋ ５ ｖ电压 型输 出 ．变 频器 的型号
为施 耐 德 Ａ Ｔ Ｖ ３ １ ２ 。本 文 中将 采用 两个 编码器 测两个 电机 的转速 。其
原 理见 图 １ 、 图２ 。
光 电编码 器 的输 出信 号有 ＋ ５ ｖ
和＋ ２ ４ ｖ ．而 多数 ｓ ７ — ２ ０ ０ ｃ ｐ ｕ的输 入
６个 高 速计 数器 ．所 以可 以同 时接
人 多 个 编 码 器 来 测 多 个 电 机 的 转
端 有 效信 ４ ｘ ｐ 型的 ｐ ｌ ｃ既可 以接入 ＋ ５ ｖ的信 号 也
不 受扫描 时 间的 限制 。用 户通 过相
绍 如 何 用 西 门子 Ｐ Ｌ Ｃ与 增 量 型 编 码 器测 电机 的转 速 以及旋 转方 向 。
１ 工 作 原 理 概 述
将 编 码 器 与 电 动 机 同 轴 安 装 （ 电 动机 为 三 向异 步 电机 ） 电动机
关 指令 。 设 置相 应 的特 殊 存储 器 控 制计 数器 的工 作 。 高 速计数 器有 １ ２ 种 工 作模 式 ，每 个 计 数 器 都 有 时 钟、 方 向控 制 、 复 位 启 动 等 特 定 输 入 。在正 交模式 下 ， 可选 择 １ × （ １ 倍 速） 或者 ４ ｘ （ ４倍速 ） 输 入脉 冲频率
速。 ６个 高 速计数 器 中只有 ｈ ｓ ｃ Ｏ和 ｈ ｓ ｃ ３支持 模 式 １ ２ ．起 重 ｈ ｓ ｃ Ｏ计 数 ｑ ０ ． ０的输 出脉 冲 ，起 重 ｈ ｓ ｃ ３计 数 ｑ Ｏ ． １的输 出脉 冲． 该 功 能可 以在 没
有 编 码 器 的情 况 下 通 过 编 写 程 序
Ｐ Ｌ Ｃ与光 电编码 器在 转速测 量 中的应 用
谷 橙
４ ３ ０ ０ ５ ０ ） （ 武桥 重 工股份 有 限公 司 湖 北 武汉 摘
要： 随着社 会 的发展 起 重 设备 在 工程 机械 中的地 位 越 来越 重要 ， 对 起 重设 备 的运行 情
况 的检 测 也越 来越 重要 。其 中一 个 重要 监控 点就 是 起 重设备 的转 速转 速 的监控 就 必须得 用 到
度 与方 向 ， 可 加 入 变频 器 进入 该 系 统， 通 过 变频 器 来调 节 电机 的转 速 与 方 向。
的 内部计 数 频率 。
高 速 计 数 器 的工 作 模 式 和 输 入点 的分 配 可参 考 ｓ ７ — ２ ０ ０可 编 程 控制器 系统 手册 。
Ｓ ７ — ２ ０ ０ ｃ ｐ ｕ ２ ２ ４ ｘ ｐ拥 有 全 部 的
离 与卷扬 机转速 等 。本 文将详 细介
ｅ ｐ ｕ ２ ２ ４ ｘ ｐ提 供 了 多 个 高 速 计 数 器
（ ｈ ｓ ｃ ０ ～ ｈ ｓ ｃ ５ ）以 响应快 速 脉 冲输 入 信 号 。高 速 计 数 器 的计 数 速 度 比 ｐ ｌ ｃ的 扫描 速 度要 快 的多 ．因此 高 速 计数 器 可 独立 于 用 户程 序 工作 ，
Ｐ Ｌ Ｃ与 光 电编 码 器
关键词 ： Ｐ Ｌ Ｃ光 电编码 器 ； 增量 型 ； 高速计数 器 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ５ ７ １ ． １ 文献标 识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ６ ５ — ２ ２ ７ ２ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ６ ． ０ ４ ４
ｑ Ｏ ． ０或 ｑ ０ ． １ 来 输 出 高 速 脉 冲 模 拟 编码 器 ， 故 可 以不需 要外部 接 线 。
图 ２ 控 制 回 路 原 理 图
为 了精 确 地 测 量 光 电编 码 器
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ － ０ １ — ２ ０
预 使 用 两 个 高 速 制 动 器 测 两
１ １ ４ 科 技 创 业 月刊
２ ０ １ ５年 第 ６期
图 １ 主 回路 原 理 图
运 转 时 同 时带 动 编码 器 转 动 ， 所 以
光 电 编 码 器 的转 速 就 是 电动 机 的
转 速 。编码 器高 速运转 时其 内部输 出 高速脉 冲 ， 用Ｐ Ｌ Ｃ采集 其输 出脉 冲， 编 写程 序 故 可计 算 出 电 动机 的 转速 。为 了方便 的测 电机 的多个 速