【正文】 支 持 Modbus 與 CANopen 協(xié) 議 并 作 為 標(biāo) 準(zhǔn) 。 ATV61 變 頻 器 也 支 持 大 多 數(shù) 工 業(yè) 通 信 總 線 。蘭 州 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書13 圖 36 變 頻 器 的 結(jié) 構(gòu) 圖對 變 頻 器 輸 入 的 指 令 對 PLC 而 言 是 輸 出 的 ， 而 對 變 頻 器 輸 出 的 指 令 對 PLC來 說 是 輸 入 的 ， 急 停 正 轉(zhuǎn) 和 反 轉(zhuǎn) 這 三 個 指 令 對 變 頻 器 是 輸 入 指 令 ， 由 PLC 發(fā) 出 該指 令 控 制 PLC 工 作 ， 接 在 變 頻 器 的 數(shù) 字 量 輸 入 上 ， 如 下 圖 所 示 ： 急 停 正 轉(zhuǎn) 反 轉(zhuǎn) Ａ Ａ Ａ圖 37 變 頻 器 輸 入 信 號 接 線 圖故 障 信 號 是 由 變 頻 器 輸 出 給 PLC 的 ， 接 在 變 頻 器 的 數(shù) 字 量 輸 出 上 ， 由 下 圖 所示 ： 故 障 急 停 運 行 R1A R1C R1B R2A R2CLI1 LI2 LI3 +24V ATV61HC13N4蘭 州 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書14 圖 38 變 頻 器 輸 出 信 號 接 線 圖 編 碼 器根 據(jù) 檢 測 原 理 ， 編 碼 器 可 分 為 光 學(xué) 式 、 磁 式 、 感 應(yīng) 式 和 電 容 式 。 根 據(jù) 其 刻 度 方法 及 信 號 輸 出 形 式 ， 可 分 為 增 量 式 、 絕 對 式 以 及 混 合 式 三 種 。（ 1） 增 量 式 編 碼 器增 量 式 編 碼 器 是 直 接 利 用 光 電 轉(zhuǎn) 換 原 理 輸 出 三 組 方 波 脈 沖 A、 B 和 Z 相 ；A、 B 兩 組 脈 沖 相 位 差 90186。， 從 而 可 方 便 地 判 斷 出 旋 轉(zhuǎn) 方 向 ， 而 Z 相 為 每 轉(zhuǎn) 一 個 脈沖 ， 用 于 基 準(zhǔn) 點 定 位 。 它 的 優(yōu) 點 是 原 理 構(gòu) 造 簡 單 ， 機 械 平 均 壽 命 可 在 幾 萬 小 時 以 上 ，抗 干 擾 能 力 強 ， 可 靠 性 高 ， 適 合 于 長 距 離 傳 輸 。 其 缺 點 是 無 法 輸 出 軸 轉(zhuǎn) 動 的 絕 對 位置 信 息 。（ 2） 絕 對 式 編 碼 器絕 對 編 碼 器 是 直 接 輸 出 數(shù) 字 量 的 傳 感 器 ， 在 它 的 圓 形 碼 盤 上 沿 徑 向 有 若 干 同 心碼 道 ， 每 條 道 上 由 透 光 和 不 透 光 的 扇 形 區(qū) 相 間 組 成 ， 相 鄰 碼 道 的 扇 區(qū) 數(shù) 目 是 雙 倍 關(guān)系 ， 碼 盤 上 的 碼 道 數(shù) 就 是 它 的 二 進(jìn) 制 數(shù) 碼 的 位 數(shù) ， 在 碼 盤 的 一 側(cè) 是 光 源 ， 另 一 側(cè) 對應(yīng) 每 一 碼 道 有 一 光 敏 組 件 ； 當(dāng) 碼 盤 處 于 不 同 位 置 時 ， 各 光 敏 組 件 根 據(jù) 受 光 照 與 否 轉(zhuǎn)換 出 相 應(yīng) 的 電 平 信 號 ， 形 成 二 進(jìn) 制 數(shù) 。 這 種 編 碼 器 的 特 點 是 不 要 計 數(shù) 器 ， 在 轉(zhuǎn) 軸 的任 意 位 置 都 可 讀 出 一 個 固 定 的 與 位 置 相 對 應(yīng) 的 數(shù) 字 碼 。 顯 然 ， 碼 道 越 多 ， 分 辨 率 就越 高 ， 對 于 一 個 具 有 N 位 二 進(jìn) 制 分 辨 率 的 編 碼 器 ， 其 碼 盤 必 須 有 N 條 碼 道 。 目 前國 內(nèi) 已 有 16 位 的 絕 對 編 碼 器 產(chǎn) 品 。絕 對 式 編 碼 器 是 利 用 自 然 二 進(jìn) 制 或 循 環(huán) 二 進(jìn) 制 （ 葛 萊 碼 ） 方 式 進(jìn) 行 光 電 轉(zhuǎn) 換 的 。絕 對 式 編 碼 器 與 增 量 式 編 碼 器 不 同 之 處 在 于 圓 盤 上 透 光 、 不 透 光 的 線 條 圖 形 ， 絕 對編 碼 器 可 有 若 干 編 碼 ， 根 據(jù) 讀 出 碼 盤 上 的 編 碼 ， 檢 測 絕 對 位 置 。 編 碼 的 設(shè) 計 可 采 用二 進(jìn) 制 碼 、 循 環(huán) 碼 、 二 進(jìn) 制 補 碼 等 。 它 的 特 點 是 ：可 以 直 接 讀 出 角 度 坐 標(biāo) 的 絕 對 值 ；沒 有 累 積 誤 差 ；電 源 切 除 后 位 置 信 息 不 會 丟 失 。 但 是 分 辨 率 是 由 二 進(jìn) 制 的 位 數(shù) 來 決 定 的 ， 也 就是 說 精 度 取 決 于 位 數(shù) ， 目 前 有 10 位 、 14 位 等 多 種 。（ 3） 混 合 式 絕 對 值 編 碼 器混 合 式 絕 對 值 編 碼 器 ， 它 輸 出 兩 組 信 息 ： 一 組 信 息 用 于 檢 測 磁 極 位 置 ， 帶 有 絕對 信 息 功 能 ； 另 一 組 則 完 全 同 增 量 式 編 碼 器 的 輸 出 信 息 。ATV61HC13N4蘭 州 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書15光 電 編 碼 器 是 一 種 角 度 （ 角 速 度 ） 檢 測 裝 置 ， 它 將 輸 入 給 軸 的 角 度 量 ， 利 用 光電 轉(zhuǎn) 換 原 理 轉(zhuǎn) 換 成 相 應(yīng) 的 電 脈 沖 或 數(shù) 字 量 ， 具 有 體 積 小 ， 精 度 高 ， 工 作 可 靠 ,接口 數(shù) 字 化 等 優(yōu) 點 。（ 4） 增 量 式 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器 原 理由 于 我 們 所 用 的 是 增 量 式 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器 ， 所 以 對 其 工 作 原 理 進(jìn) 行 詳 細(xì) 介 紹 。 增 量式 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器 通 過 內(nèi) 部 兩 個 光 敏 接 受 管 轉(zhuǎn) 化 其 角 度 碼 盤 的 時 序 和 相 位 關(guān) 系 ， 得 到 其角 度 碼 盤 角 度 位 移 量 增 加 （ 正 方 向 ） 或 減 少 （ 負(fù) 方 向 ） 。 在 接 合 數(shù) 字 電 路 特 別 是 單片 機 后 ， 增 量 式 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器 在 角 度 測 量 和 角 速 度 測 量 較 絕 對 式 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器 更 具 有 廉價 和 簡 易 的 優(yōu) 勢 。下 面 對 增 量 式 旋 轉(zhuǎn) 編 碼 器 的 內(nèi) 部 工 作 原 理 進(jìn) 行 論 述 。 A,B 兩 點 對 應(yīng) 兩 個 光 敏 接受 管 ， A,B 兩 點 間 距 為 S2,角 度 碼 盤 的 光 柵 間 距 分 別 為 S0 和 S1。當(dāng) 角 度 碼 盤 以 某 個 速 度 勻 速 轉(zhuǎn) 動 時 ， 那 么 可 知 輸 出 波 形 圖 中 的 S0： S1： S2 比值 與 實 際 圖 的 S0： S1： S2 比 值 相 同 ， 同 理 角 度 碼 盤 以 其 它 的 速 度 勻 速 轉(zhuǎn) 動 時 ， 輸出 波 形 圖 中 的 S0： S1： S2 比 值 與 實 際 圖 的 S0： S1： S2 比 值 仍 相 同 。 如 果 角 度 碼盤 做 變 速 運 動 ， 把 它 看 成 為 多 個 運 動 周 期 （ 在 下 面 定 義 ） 的 組 合 ， 那 么 每 個 運 動周 期 中 輸 出 波 形 圖 中 的 S0： S1： S2 比 值 與 實 際 圖 的 S0： S1： S2 比 值 仍 相 同 。 通過 輸 出 波 形 圖 可 知 每 個 運 動 周 期 的 時 序 為順 時 針 運 動 ： A B 逆 時 針 運 動 ： A B 1 1 1 1 0 1 1 00 0 0 0 1 0 0 1我 們 把 當(dāng) 前 的 A,B 輸 出 值 保 存 起 來 ， 與 下 一 個 A,B 輸 出 值 做 比 較 ， 就 可 以 輕易 的 得 出 角 度 碼 盤 的 運 動 方 向 。如 果 光 柵 格 S0 等 于 S1 時 ， 也 就 是 S0 和 S1 弧 度 夾 角 相 同 ， 且 S2 等 于 S0 的1/2， 那 么 可 得 到 此 次 角 度 碼 盤 運 動 位 移 角 度 為 S0 弧 度 夾 角 的 1/2， 除 以 所 消 毫的 時 間 ， 就 得 到 此 次 角 度 碼 盤 運 動 位 移 角 速 度 。S0 等 于 S1 時 ， 且 S2 等 于 S0 的 1/2 時 ， 1/4 個 運 動 周 期 就 可 以 得 到 運 動 方 向位 和 位 移 角 度 ， 如 果 S0 不 等 于 S1， S2 不 等 于 S0 的 1/2， 那 么 要 1 個 運 動 周 期 才可 以 得 到 運 動 方 向 位 和 位 移 角 度 了 。 蘭 州 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書16圖 39 編 碼 器 原 理 圖 決 定 選 擇 編 碼 器 的 型 號 為 ： E6B2CWZ6C 設(shè) 計MODICON QUANTUM 自 動 化 平 臺 以 其 卓 越 性 能 、 全 系 列 、 兼 容 的 控 制 產(chǎn) 品 為 控 制需 求 提 供 最 恰 當(dāng) 的 解 決 方 案 。 由 于 它 提 供 的 是 按 系 統(tǒng) 要 求 配 置 的 模 塊 化 結(jié) 構(gòu) ， 因 此能 在 中 至 大 型 控 制 系 統(tǒng) 配 置 QUANTUM 自 動 化 平 臺 ， 能 夠 滿 足 最 高 性 能 的 應(yīng) 用 要 求 。 PLC 選 型I/O 點 數(shù) 的 選 擇 ,要 在 滿 足 控 制 要 求 的 前 提 下 力 爭 使 用 的 I/O 點 數(shù) 少 ， 但 必 須留 有 一 定 的 余 量 。 通 常 I/O 點 數(shù) 是 根 據(jù) 被 控 對 象 的 輸 入 、 輸 出 信 號 的 實 際 需 要 ， 在加 10%~15%的 余 量 來 確 定 的 。 洞 內(nèi) 洞 外 I/O 點 如 下 表 所 示 ：表 31： 洞 內(nèi) 開 關(guān) 量 輸 入 和 輸 出編 號 名 稱 模 式 描 述1 前 停 車 行 程 開 關(guān)2 前 過 卷 行 程 開 關(guān)3 前 減 速 行 程 開 關(guān)4 放 料 開 始 行 程 開 關(guān)5 放 料 結(jié) 束 行 程 開 關(guān)6 運 行 按 鈕7 停 車 按 鈕8 正 常 /慢 動 選 擇 開 關(guān)9 選 擇 前 進(jìn) 按 鈕10 選 擇 后 退 按 鈕11 方 向 解 除 按 鈕12 急 停 按 鈕13 聯(lián) 絡(luò) /自 由 選 擇 開 關(guān)14 高 速15 中 速16 低 速三 向 選 擇 開 關(guān)17 慢 進(jìn) 按 鈕18 慢 退 按 鈕19 放 料 到 位輸入繼 電 器蘭 州 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書17表 32： 洞 外 開 關(guān) 量 輸 入 和 輸 出20 報 警 指 示 燈21 運 行 指 示 燈22 停 車 指 示 燈23 前 進(jìn) 指 示 燈24 后 退 指 示 燈25 慢 進(jìn) 指 示 燈26 慢 退 指 示 燈27 前 停 車 指 示 燈28 后 停 車 指 示 燈29 前 過 卷 指 示 燈30 后 過 卷 指 示 燈31 電 鈴 小 范 圍 報 警32 蜂 鳴 器 大 范 圍 報 警33 即 將 開 車輸出指 示 燈34 放 料 （ 來 自 放 礦 系 統(tǒng) ） 繼 電 器編 號 名 稱 模 式 描 述1 自 動 /手 動 選 擇 開 關(guān)2 急 停 按 鈕3 后 停 車 行 程 開 關(guān)4 后 減 速 行 程 開 關(guān)5 后 過 卷 行 程 開 關(guān)6 后 過 卷 復(fù) 位 按 鈕7 前 過 卷 復(fù) 位 按 鈕8 運 行 按 鈕9 停 車 按 鈕10 正 常 /慢 動 選 擇 開 關(guān)11 方 向 解 除 按 鈕12 上 位 /本 地 選 擇 開 關(guān)13 選 擇 前 進(jìn) 按 鈕14 選 擇 后 退 按 鈕15 聯(lián) 絡(luò) /自 由 選 擇 開 關(guān)16 高 速17 中 速輸入三 向 選 擇 開 關(guān)蘭 州 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書18PLC 的 選 擇 主 要 從 PLC 的 機 型 、 容 量 、 I/O 模 塊 、 電 源 模 塊 、 特 殊 功 能 模 塊 、通 信 聯(lián) 網(wǎng) 能 力 等 方 面 加 以 綜 合 考 慮 。PLC 機 型 選 擇 的 基 本 原 則 是 在 滿 足 功 能 要 求 及 保 證 可 靠 ， 維 護(hù) 方 便 的 前 提 下 ，力 爭 最 佳 的 性 價 比 。 PLC 主 要 有 整 體 式 和 模 塊 式 兩 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 。 整 體 式 PLC 的 每一 個 I/O 點 的 平 均 價 格 比 模 塊 式 的 便 宜 ， 且 體 積 較 小 ， 一 般 用 于 系 統(tǒng) 工 藝 過 程 較 為固 定 的 小 型 控 制 系 統(tǒng) 中 ； 而 模 塊 式 的 PLC 的 功 能 擴 展 靈 活 方 便 ， 在 I/O 點 數(shù) 、 輸入 點 數(shù) 與 輸 出 點 數(shù) 的 比 例 、 I/O 模 塊 的 種 類 等 方 面 選 擇 余 地 大 ， 且 維 修 方 便 ， 一 般用 于 較 大 的 系 統(tǒng) 。