Twido与XCC增量型旋转编码器的连接和计数

1、Twido PLC与XCC增量型旋转编码器的连接和计数 Edition:2009-3安全信息重要信息注意： 在尝试安装、操作或调试设备之前，请仔细阅读下述说明并通过查看来熟悉设备。下述特别信息可能会在文本其他地方或设备上出现，提示用户潜在的危险和注意事项，或提供阐明或简化某一过程的信息。 这是“警告”的符号。警示用户潜在的危险和必须要遵守的规则，如果不遵守使用说明，可能导致调试失败、人身伤害甚至设备损坏。 这是提醒“注意”的符号。提醒用户需要注意的操作说明。请遵守所有带此符号的注意事项，以避免不必要的调试错误。 “警告”表示可能存在危险，如果不遵守，可能导致严重的人身伤害甚至死亡，或设备损坏。

2、警告注意“注意”表示需要注意的操作，如果不遵守，可能导致调试失败。目录1. 实验简介42. 实验环境43. 硬件连接54. XCC增量型编码器的介绍64.1 编码器简介64.2 增量型旋转编码器简介64.3 施耐德编码器介绍75. PLC编程85.1 TwidoSoft软件的配置85.2 Twido软件编程语句介绍9超高速计数95.3 本试验程序的分步讲解136. 实验调试146.1 计算机和PLC连接146.2 动态变量表的读和写157. 附件197.1 TwidoSoft软件参考手册197.2 旋转编码器选型手册197.2 参考程序19警告连接只有在断开电源的情况下，才能对编码器连接器进行

3、插拔操作。中央单元连接的编码器：1断开中央单元电源，2进行插拔操作，3重新接好中央单元电源。非中央单元，由外部单元连接的编码器：1 断开中央单元电源，然后断开编码器的电源，2 进行插拔操作，3 重新接好编码器的电源，然后重新接好中央单元电源。上电为了保持同步，编码器上电或断电操作必须与相连的电气部件保持一致。1. 实验简介随着PLC性能的提高，以及高生产率的设备需求，在各个生产领域都需要提供一下信息:1）计数、计数定位2）绝对定位3）速度控制要实现以上的功能少不了PLC和编码器的应用，本文介绍了施耐德公司的系列产品Twido PLC和光电旋转编码器的连接和计数功能。利用Twido的高速计数通道

4、来实现和编码器的计数功能。编码器的应用场合十分的广泛，在此列举几个简单事例：1）数控机床对加工工件自动检测就是通过编码器来进行检测的：数控机床刀架的对零校准也是通过编码器来实施的。2）编码器在PLC上的应用：一般PLC上都有高速信号输入口，编码器可以作为高速信号输入元件，使PLC更加迅速和精准地实施闭环控制。3）编码器用在电梯上，用于测量电梯的升降速度和位置。2. 实验环境主要硬件：类型型号数量参考图片PLCTwido PLCTWDLCAE40DRF(CPU一体模块)1编码器XCC增量型编码器XCC-1510PS11Y1Twido PLC编程电缆TSX PCX 1031-C1主要软件：Twid

5、oSoft3.5是施耐德电器支持Twido PLC的编程，调试和运行的工具软件。3. 硬件连接警告连接只有在断开电源的情况下，才能对编码器连接器进行插拔操作。中央单元连接的编码器：1断开中央单元电源，2进行插拔操作，3重新接好中央单元电源。非中央单元，由外部单元连接的编码器：1 断开中央单元电源，然后断开编码器的电源，2 进行插拔操作，3 重新接好编码器的电源，然后重新接好中央单元电源。上电为了保持同步，编码器上电或断电操作必须与相连的电气部件保持一致。4. XCC增量型编码器的介绍4.1 编码器简介光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应

6、用最多的传感器，光电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孔。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，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。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）。因些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，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

7、单的只有A相。1 构造编码器主要是由码盘(圆光栅、指示光栅)、机体、发光器件、感光器件等部件组成。1）圆光栅是由涂膜在透明材料或刻画在金属材料上的成放射状的明暗相间的条纹组成的。一个相邻条纹间距称为一个栅节,光栅整周栅节数就是编码器的脉冲数(分辨率)。2）指示光栅是一片固定不动的,但窗口条纹刻线同圆光栅条纹刻线完全相同的光栅片。3）机体是装配圆光栅,指示光栅等部件的载体。4）发光器件一般是红外发光管。5）感光器件是高频光敏元件;一般有硅光电池和光敏三极管。2工作原理由圆光栅和指示光栅组成一对扫描系统,在扫描系统的一侧投射一束红外光,在扫描系统的另一侧的感光器件就可以收到扫描光信号;当圆光栅转动

8、时,感光器件接收到的扫描光信号会发生变化,感光器件可以把光信号转变成电信号并输出给控制系统或仪表。一般编码器的输出信号为两列成90度相位差的Sin信号和Cos信号(这是由指示光栅的窗口条纹刻线保证的);这些信号的周期等于圆光栅转过一个栅节(P)的移动时间,对Sin信号和Cos信号进行放大及整形就可输出方波脉冲信号。3分类其主要有两种，一种是增量型，另一种是绝对型。增量型的特征是只有在旋转期间会输出对应旋转角度脉冲，停止是不会输出。它是利用计数来测量旋转的方式；价格比较便宜。绝对型的的特征是不论是否旋转，可以将对应旋转角度进行平行输出的类型，不需要计数器可确认旋转位置；它还有不受机械的晃动或震动

9、以及开关等电器干扰的功能，价格贵。在选择使用时，可参考以下几点。包括成本、分辨率、外形尺寸、轴负荷及机械寿命、输出频率、环境、轴旋转力矩、输出回路等等。4.2 增量型旋转编码器简介本文所用的编码器是增量型的旋转编码器，下面详细介绍一下增量型旋转编码器。 增量型编码器是通过计算脉冲数以确定移动物体的位置与位移编码器输出一组脉冲信号增量型编码器码盘有两组轨道：外轨道 (通道A与B) 由 "n“个相同角度透明与不透明扇区构成. 每个周期等于1个不透明扇区+1个透明扇区 ("n/2" 是分辨率或周期数).内通道 (通道 Z) 由单个透明扇区构成. 信号 Z 为 “零&qu

10、ot; 与信号A与B同步 “增量型“码盘信号转换接收器控光装置码盘发射器 增量型码盘包括两个通道.通道A为基本信号.通道B用于判定旋转方向.信号A的上升沿时信号B为1即一个方向.信号A的上升沿时信号B为0即另一个方向.内通道仅有单个透明扇区提供单个信号叫 “ 置零”. 零信号提示每转一周，确定参考位置，特别用于旋转计数和复位到零.90°360°90°360°90°± 25°± 25°一个周期一个周期电路同步处理4.3 施耐德编码器介绍增量型编码器：1）增量型编码器分为轴型和轴套型两种，外型尺寸分

11、Ø40，Ø58，Ø90三种 Ø40 分辨率从100到1024， Ø58分辨率100到5000， Ø90分辨率从100到10000. 如果是分辨率可调的，最大可调到80000.2）输出只有长线驱动和推挽5 V 长线驱动， RS 422， 4.75.30 V。推挽输出， 530 V、 11.30 V。3）编码器选型需要特别注意：一是：机械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。二是：分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。编码器的输出频率不要超过PLC的允

12、许范围。三是：电气接口，编码器输出方式常见有推挽输出，长线驱动输出，SSI 输出等。其输出方式应和PLC接口电路相匹配。5. PLC编程5.1 TwidoSoft软件的配置步骤动作&示例1新建一个工程2选择Twido PLC的CPU，本实验采用了TWDLCAE40DRF 5.2 Twido软件编程语句介绍超高速计数TWIDO主控制器有五种超高速计数器类型： 单相加/减计数器，最大频率20 kHz。 加/减2-相计数器，最大频率20 kHz。 单相加计数器，最大频率20 kHz。 单相减计数器，最大频率20 kHz。 频率计，最大频率20 kHz。 单相加/减计数器，加/减2相计数器，单

13、相加计数器和单相减计数器的计数功能允许对脉冲计数，单字模式下从0到65535，双字模式下从0到4294967296。频率计可以测量周期信号的频率，单位为Hz。超高速计数器的个数因Twido控制器型号不同而不同，如下表所示。另外，是否存在双字计数功能选项取决于控制器型号，如下表所列。Twido 系列控制器一体型控制器TWDLC.模块型控制器TWDLMDA.10DRF16DRF24DRF40DRF20D40D超高速计数器111222单字有有有有有有双字无有有有有有所有控制器的超高速计数器的脉冲输入都是利用了的离散量输入，都需要在参数中设定，下表列出了VFC0超高速计数器分配的离散量I/O。 功能第

14、一个输入（脉冲）第二个输入（脉冲或加/减）预置输入捕捉输入第一个映像输出第二个映像输出加/减计数器%I0.0.1(脉冲)%I0.0.0*%I0.0.2*%I0.0.3*%Q0.0.2*%Q0.0.3*加/减2-相计数器%I0.0.1(脉冲，A相)%I0.0.0(脉冲，B相)%I0.0.2*%I0.0.3*%Q0.0.2*%Q0.0.3*单相加计数器%I0.0.1(脉冲)未使用%I0.0.2*%I0.0.3*%Q0.0.2*%Q0.0.3*单相减计数器%I0.0.1(脉冲)未使用%I0.0.2*%I0.0.3*%Q0.0.2*%Q0.0.3*频率计%I0.0.1(脉冲)未使用未使用未使用未使用未

15、使用下表列出了VFC1超高速计数器分配的离散量I/O。 功能第一个输入（脉冲）第二个输入（脉冲或加/减）预置输入捕捉输入第一个映像输出第二个映像输出加/减计数器%I0.0.7(脉冲)%I0.0.6*%I0.0.5*%I0.0.4*%Q0.0.4*%Q0.0.5*加/减2-相计数器%I0.0.7(脉冲，A相)%I0.0.6(脉冲，B相)%I0.0.5*%I0.0.4*%Q0.0.4*%Q0.0.5*单相加计数器%I0.0.7(脉冲)未使用%I0.0.5*%I0.0.4*%Q0.0.4*%Q0.0.5*单相减计数器%I0.0.7(脉冲)未使用%I0.0.5*%I0.0.4*%Q0.0.4*%Q0.

16、0.5*频率计%I0.0.7(脉冲)未使用未使用未使用未使用未使用下表列出了超高速计数器功能模块的参数表 用法说明：在“软件”菜单中点击“超高速计数器”，或右键点击应用浏览器中的“软件”项下的“超高速计数器”，都会出现如右下图所示的“超高速计数器”界面，让用户进一步设定相关参数。编程说明：在梯形图编辑器中，要对高速编程器编程，点击“扩展梯形图设置”图标，出现如下图所示的“扩展梯形图设置”界面，点击VFC按钮，把VFC功能块放置于梯形图编辑器的合适位置，如下页图所示。点击“扩展梯形图设置”图标选中VFC按钮编程说明：双击超高速计数器功能块，会出现“超高速计数器”设定菜单，可对有关参数进行修改。程序举例：5.3 本试验程序的分步讲解用户在上电调试之前，请务必确保PLC的接地安全，以避免因接地问题而可能造成的人身伤害和设备损坏。警告6. 实验调试6.1 计算机和PLC连接连接图如下：31212TSXPCX1031-C电缆的圆头与Twido PLC的圆连接TSXPCX1031-C转换器拨号到23 TSXPCX1031-C的9针端与计算机的串口连接6.2 动态变量表的读和写首先，在动态变量表中列出以下变量：M11M10M12VFC0.V: 频率计数VFC0.PVFC0.CVFC