摘要：介绍了用PLc和光电码盘配合使用的电机测速系统；可获得高可靠性的精度要求而又降低系统成本。重点阐述了该测速法的基本原理、软硬件设计。 关键词：光电码盘；PLc；数显表；转速；电机 0 引 言 电机转速测量装置是工业自动化设备的重要组成部分。根据工业环境下高可靠性的特点，提出了在自动化设备运行的PLc上增加部分硬件，实现转速测量。这样既解决了测速装置的可靠性问题，又降低了系统的成本，是一种较为理想的方案。传统的转速测量方法较多，但都普遍存在硬件成本高、测量精度和可靠性较低、测试过程复杂等缺点。本文介绍一种以PLc为控制核心，结合光电码盘，设计一种高可靠性的测速系统。 1测速原理 图1所示，码盘固定于电机轴上，随着电机一起转动，接收管接收透过码盘孔的光源，在t时间内输出一串方波，波形如图2。 假设与电机同轴连接的光电码盘每旋转一周，输出脉冲数为z，电机转速为n(r／min)，检测时间为t(s)，在t内的计数脉冲数为Ⅳ，则电机的转速为： 2系统硬件构成及原理 系统是利用控制设备运行PLc的两个晶体管输出点和一个高速输入点，增加转速信号检测单元及转速显示单元组成转速测量装置，如图3所示。其中信号检测单元由光电素子(EE—SX670A型)和光电码盘组成。光电码盘将电机转速转换成电脉冲信号，光电素子产生光源和吸收透过码盘后的电脉冲，输入到PLc的高速输人端(如：X0)，PLc(三菱FX2N系列)，执行程序计算t时间内脉冲数，驱动输出转速sDA信号(如：Y14)和时钟scK信号(如：Y15)，使PLc专用数显表(HLP2型)显示。HLP2型数码显示表采用两线串行传输方式，只用两个PLc输出端口就可以完成复杂的数据传送。PLc程 序中任意指定的数据，如数量、时间、温度、压力等通过计数器、计时器、数据寄存器等将数据送人指定的显示缓冲区内，经驱动子程序通过两个输出端口送出编码至PL(=外部的数显表上。 3系统软件 设计为实现高可靠性测速及显示，本系统功能流程主要包括初始化、数据采集取样、数据运算处理、驱动输出、转速显示，如图4所示。 3．1转速脉冲检测和运算程序 将光电码盘的脉冲信号输入到PL￡的高速输入端口x(】上(x(】为高速输入端，其****频率为： 200 kHz)，利用PLc的高速计数器c235接收高速脉冲存入PLC数据单元D0中，并进一步计算出电机的转速。采用经验设计法编程，其梯形图如图5所示。 3．2 PLC驱动 数显表的编程方法以三菱PLc编程为例子说明编程的具体方法(见图6)。其它品牌的PLc可参照该方法，大同小异。编程过程可分为五个部分： 1．产生时钟脉冲，利用PLc产生的特定时钟脉冲。 2．将待显示数据送入数据通道，将控制通道复位。如MOV Kn送入DO通道，Kn为待显示的立即数，如果显示变量可将其改为通道xxx送人通道DO，待显示的数送入通道xxx就可以了。 3．SFTIJP是将通道K4M200、k4M217、K4M233到K4：M249四个通道按‘时钟脉冲’一起左移一位，右边用‘1’填充不需要复位。 4．SDA为数据输出，为适合漏型晶体管输出型，如采用源型晶体管输出则需将输出反向。 5．ScK为时钟脉冲的输出，为适合漏型晶体管输出型，如采用源型晶体管输出则需将输出反向。 双表及多表只需增加中间3步即可。因为多表共用时只需N+1个输出端口，节省了PLc的输出端口，连接方法简单而且它的PI_c驱动程序也非常简单明了，特别方便用户使用，更加适用于程序设计的模块化。 4结语 这种测速设计可以使PLC控制的工业系统结构变简单、降低成本、提高精度和运行的可靠性，可以推广到水电站、数控加工等高可靠性的工业控制系统中进行转速信号测量。对于如何完善系统的整体功能(如调速等)，有待于去开拓和深入。这里作一介绍，希望在工业环境下得到更广泛的应用，并为工业测速系统的设计提供可资借鉴的技术依据。 参考文献[1]张文海一种测试微型直流电机转速的方法[J]无线电，1978，(3)[2] 卢道英微型直流电动机转速测量的一种方法[J] 微特电机，1985，(3)．[3]冯欣南．电机学[M]．北京：机械工业出版社，1989．[4] 秦继荣现代直流伺服控制技术及其系统设计[M] 北京： 机械工业出版社，1993．作者简介：周秀君(1974一)，男，工程师，硕士生，从事机电液控制_技术的设计开发、调试工作。
