西门子S7-1200 PLC读取旋转编码器数据并计算电机转速实验

西门子S7-1200 PLC读取旋转编码器数据并计算电机转速实验

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/Solititude/article/details/129312857

可编程逻辑控制器（PLC）是工业自动化领域的重要设备，广泛应用于各种工业控制场景。旋转编码器是一种将机械位移转换为电信号的传感器，常用于测量电机转速和位置。本文将介绍如何使用西门子S7-1200 PLC读取旋转编码器数据并计算电机转速，包括硬件接线、软件编程和实验结果展示。

实验环境准备

本实验需要使用西门子S7-1200 PLC和增量式旋转编码器。实验所用的博途软件需要V14版本，因为只有该版本支持PTO（脉冲串输出）功能块。如果尚未安装该版本软件，可以从西门子官方网站下载。

硬件接线

旋转编码器的接线相对简单，只需要将A相和B相信号分别连接到PLC的I0.0和I0.1端口即可。硬件接线图如下：

软件编程

主程序块

在设备组态中启用高速计数器，并将硬件输入设置为I0.0和I0.1。为了提高信号质量，可以将输入滤波器的时间设置为0.8ms。

在主程序中添加4个程序段，这些程序段基于PTO控制步进电机的基础实验。在变量表中，将HSC_1的地址（ID1000）移动到MD1000中。编码器的A相连接到I0.0，B相连接到I0.1。

使用“控制高速计数器”指令（CTRL_HSC）对高速计数器进行参数设置。需要注意的是，对于指定的高速计数器，程序中不能同时执行多个“控制高速计数器”指令。

中断程序块

创建一个周期为200ms的中断OB，并在其中调用一个FB（功能块），用于计算电机的实际转速。

转速计算功能块（FB_Counter_to_Speed）

该功能块用于根据编码器脉冲计算电机转速。其变量设置包括输入、输出和全局变量。转速计算公式如下：

Current_Counter - Recoder_Counter = Delta_Counter
Delta_Counter / (Cycle_Time * 1000) = ratio_result

其中，1000代表编码器的线数，CALCULATE用于将时间单位从ms转换为s，最终得到的转速单位为转/秒。计算完成后，需要更新Recoder_Counter的值。

中断组织块

在200ms周期的中断组织块中直接调用FB_Counter_to_Speed功能块。

实验结果

通过CTRL_HSC指令可以为编码器初值添加偏置。在主程序中，MD1000显示了编码器的脉冲数。在FB_Counter_to_Speed功能块中可以显示步进电机的转速，且该转速与200ms中断组织块中显示的转速相同，验证了计算的准确性。