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发表于 2010-1-10 22:32:49
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来自： 中国河南洛阳
旋转编码器在有轨缆车PLC控制系统中的应用
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1 引言
# Z9 U6 z. @- x8 Q7 F6 K" z 有轨缆车在旅游观光和货物供应等方面应用较多。设中间有几个站需要停靠，若采用机械式行程开关或无触点电子接近开关进行检测站位，可靠性不高，而采用旋转编码器以后，就可很方便地可靠地测量站位移，司机在PLC控制仪上，根据站位移数字显示或映射站灯及其它约束条件进行起停控制。 l$ s8 c) c" Q0 P! k4 l& Q
2 旋转编码器简介
2 h2 T+ i+ d2 h8 r 旋转编码器是一种基于电磁感应原理的精密测量角位移的传感器，转子和定子中均有绕组。若在转子绕组中通上正弦激磁电流，则转子在定子绕组中感应出同频率的电压，但相位或幅值随转子和定子的相对位移而变化。感应电压经鉴相或鉴幅并经A/D转换等电子线路的处理，输出若干位的数字信号（绝对值型），或输出具有一定相位差及频率差的多相脉冲或正弦信号。3 h& \9 u) a% @) o0 d. E
1）绝对值型旋转编码器 主要参数为位数（bit,有6、8、10、12、和13bit等）、输出码（有葛雷码(葛雷码也称循环码，4位葛雷码依次为0000，0001，0011，0010，0110，0111，0101，0100，1100，1101，1111，1110，1010，1011，1001，1000。可见，从、某一码到相邻码，仅有1位改变状态。编程时要将葛雷码转换为二进制码)、二进制BIN码和BCD码等）、输出方式（通常有n-p-n型集电极输出和p-n-p型集电极输出等）、响应频率（通常为2~20KHZ）和转速（通常为5000~600rpm左右）。
( N9 o! S, a. L; h3 w0 m: W 2) 增量型旋转编码器 主要参数为轴径、每转输出脉冲数（一般为30～2500p/r）、输出信号（有A、B、Z相正弦波或矩形波，A和B相频率相同，但相位A相比B相超前900，而Z相的频率是A相的一半）、输出形式（通常有n-p-n型和p-n-p型晶体管集电极输出）、响应频率（一般为10~200KHZ）和转速（一般可达5000rpm）。 " l+ G z; b, X
3 有轨缆车位移测量PLC控制软件 # b/ R6 A) ^; x# |$ S! ]4 [2 F/ I
设绞车的直径为1000mm，转速为20rpm，位移测量精度0.2m。算得绞车的周长约为3142mm，应将圆周至少等分16，可知若采用对值型旋转编码器，应选用6bir或8bit的，葛雷码和n-p-n型集电极输出，实际接到PLC上时仅接高4位即可，并接到X0～X3端，以方便进行数字滤波。可算得绞车转动1/16圆周需3000/16mS，远大于PLC的扫描周期。若选用8bit的并都接到PLC上，可算得绞车转动1/256圆周需3000/256mS，则同PLC的扫描周期相近，可靠性很差。还可算得1000•3.1416/16约为197mm，故定位移测量精度为0.2m。位移测量PLC控制顺序功能图SFC如图1所示（略）。8 k2 |+ i. n2 M9 I' X j+ i
参见图1，我们用字符“II”和“H”分别表示常开和常闭触点。在开发大中型软件时，应尽量采用字符作图，以方便修改和增加画图速度，建立完美的软件文档。由于位移测量精度0.2m，故虽然线位移寄存器D220中数的单位为1mm，但不可能连续变化。1 \% W0 p4 T/ |
另外，若绝对值型旋转编码器在生产现场安装不方便，可研究用增量型旋转编码器替代，直接安装在减速器之前的电动机上。增量型旋转编码器有A、B、Z相正弦波或矩形波，A和B相频率相同，但相位A相比B相超前900，据此可将A、B两相分别接到X0、X1端，利用能自动识别相位的高速计数器处理。
3 K+ h8 H% y! X7 l( e( ^" n8 R6 ^4 结语
: u& N8 h I/ P& v& J; z% ` 本文具有实际的工程背景，为检测绝对值型旋转编码器的可靠性，我们设置了正反转角位移失步报警检测程序，结果几年以来一直未报警过。 |
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