项目：电机转速测量控制系统设计与安装调试

项目六：电机转速控制系统设计与安装调试

项目六：电机转速测量控制系统设计与安装调试知识目标1技能目标2任务描述3任务资讯4任务实施5知识目标1

掌握绘制PLC编程的方法；

2掌握高速计数器的运用；3掌握子程序的调用方式和局部变量的使用4掌握中断服务程序的事件号及相关指令技能目标具备使用STEP7--Micro/WIN软件调试PLC控制系统的能力；具备电机转速测量控制系统设计与安装调试的能力。任务描述

要求：在工业控制应用里，机床在加工过程中、需要按不同的加工要求，调整主轴的转速、进给速度。为保证工件表面质量和精度，要求系统具有足够的动态稳定性和快速性，使起动、制动、调速过程平稳迅速。任务资讯资讯测量转速和位移的程序子程序的调用方式和局部变量的使用中断服务程序的使用电机测速的工作原理：

电机转速的测量是通过测量电机在一定时间内的旋转圈数来实现的，为此，用联轴器把电机轴与传感器(接近开关，光电编码器等)联结起来，传感器能直接反映电机的转速。为精确测量电机的转速，选用1000个脉冲／因的光电编码器。光电编码器是一种通过光电转换将轴的角位移量转换成脉冲或数字置的传感器，由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的回板上等分地开通若干个长方形孔。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枷峻置检测输出若干脉冲信号，如图所示。为判断旋转方向，码盘提供相位差为90。的两路脉冲信号A相和B相。此外，还提供一路Z相脉冲。

电机测速的工作原理：当电机转速较高时，光电编码器输出脉冲的频率也随之较高，此时一般计数器（一般只有几十赫兹）就无能为力了，需用高速计数器进行计数。PLC选用AD/DC/继电器型CPU224，S7-200型CPU均有高速计数器功能。测量方案是

n=60N/1000=0.06N式中：n——转速，r/min;N——1s内对高速计数器输入的脉冲个数。

中断指令概念用于实时控制、高速处理、通信和网络等复杂和特殊的控制任务。中断就是终止当前正在运行的程序，去执行为立即响应的信号而编制的中断服务程序，执行完毕再返回原先被终止的程序并继续运行。中断指令中断指令有4条，包括开、关中断指令，中断连接、分离指令。指令格式如表

中断遇优先窜级优先级分组组内优先级中断事件号中断事件说明中断事件类别I/O中断

019PTO0脉冲串输出完成中断脉冲输出120PTO1脉冲串输出完成中断 20I0.0上升沿中断外部输入32I0.1上升沿中断44I0.2上升沿中断56I0.3上升沿中断6110.0下降沿中断 73I0.1下降沿中断85I0.2下降沿中断97I0.3下降沿中断优先级分组组内优先级中断事件号中断事件说明中断事件类别通信中断08通信口0：接收字符通信口009通信口0：发送完成023通信口0：接收信息完成124通信口1：接收信息完成通信口1125通信口1：接收字符126通信口1：发送完成定时中断010定时中断0 定时111定时中断1 221定时器T32CT=PT中断定时器322定时器T96CT=PT中断中断侮服务据程序灵举例例题择：编床写由I0御.1的上玩升沿崇产生西的中票断事赚件的拐初始每化程艳序。分析馒：查架表6-寒2可知邀，I0振.1上升匙沿产粪生的篮中断存事件翻号为2。所忧以在禽主程产序中亭用AT辞CH指令推将事遥件号2和中奔断程置序0连接帅起来叠，并竖全局病开中揪断。暂程序吵如图6-峡1所示非。高速测计数叠器与历高速贷脉冲骡输出1高速计数器的工作模式2高速计数器的控制字和状态字3高速计数器指令的初始化4高速脉冲输出高速挺计数除器的腊计数民模式（1）单报路脉任冲输挽入的农内部慌方向甲控制括加/减计白数。米即只笋有一倒个脉烈冲输满入端豆，通外过高此速计由数器资的控秃制字屈节的但第3位来覆控制凶作加签计数醒或者约减计朽数。窜该位=1，加歼计数凤；该激位=0，减蚀计数习。如邻图6-嗓6所示康内部舌方向虫控制探的单碍路加/减计肥数宅。（2）单趁路脉烤冲输册入的报外部京方向拌控制版加/减计辉数。沫即有仅一个佳脉冲裳输入部端，妇有一捕个方减向控甘制端膝，方心向输余入信圈号等闪于1时，捕加计施数；侵方向虽输入药信号贫等于0时，愿减计症数。阳如图6-录7所示挠外部下方向腿控制盛的单猴路加/减计暂数。高速径计数纸器的堂计数澡模式（1）两孟路脉属冲输哀入的仰单相骆加/减计小数。漫即有叔两个婆脉冲流输入赵端，赵一个砌是加鱼计数辱脉冲摄，一炸个是尚减计沿数脉喷冲，艘计数焰值为宋两个灭输入矛端脉供冲的傅代数现和。难如图6-惠8所示老。（2）两归路脉租冲输琴入的朋双相遭正交幕计数释。即畏有两股个脉霸冲输泛入端魄，输豆入的处两路谱脉冲A相、B相，生相位杀互差90辨°（正千交）摆，A相超蜘前B相90嘴°时，番加计蜜数；A相滞扁后B相90替°时，域减计赢数。高速恐计数袜器的刑工作怪模式表6-逐6高速拘计数否器的敢工作距模式半和输性入端抗子的席关系绘及说咬明

HSC编号及其对应的输入端子

HSC模式功能及说明占用的输入端子及其功能HSC0I0.0I0.1I0.2×HSC4I0.3I0.4I0.5×HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1×××HSC5I0.4×××0单路脉冲输入的内部方向控制加/减计数。控制字SM37.3=0，减计数；SM37.3=1，加计数。脉冲输入端×××1×复位端×2×复位端起动3单路脉冲输入的外部方向控制加/减计数。方向控制端=0，减计数；方向控制端=1，加计数。脉冲输入端方向控制端××4复位端×5复位端起动6两路脉冲输入的单相加/减计数。加计数有脉冲输入，加计数；减计数端脉冲输入，减计数。加计数脉冲输入端减计数脉冲输入端××7复位端×8复位端起动9两路脉冲输入的双相正交计数。A相脉冲超前B相脉冲，加计数；A相脉冲滞后B相脉冲，减计数。A相脉冲输入端B相脉冲输入端××10复位端×11复位端起动高速泡计数怜器的忧控制毯字和救状态厌字HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5说明SM37.0SM47.0SM57.0

SM147.0

复位有效电平控制：0=复位信号高电平有效；1=低电平有效

SM47.1SM57.1

起动有效电平控制：0=起动信号高电平有效；1=低电平有效SM37.2.SM47.2SM57.2

SM147.2

正交计数器计数速率选择：0=4×计数速率；1=1×计数速率SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.3计数方向控制位：0=减计数1=加计数SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4向HSC写入计数方向：0=无更新1=更新计数方向SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5向HSC写入新预置值：0=无更新1=更新预置值SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6向HSC写入新当前值：0=无更新1=更新当前值SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允许：0=禁用HSC1=启用HSC定义了计数器和工作模式之后，还要设置高速计数器的有关控制字节。每个高速计数器均有一个控制字节，它决定了计数器的计数允许或禁用，方向控制（仅限模式0、1和2）或对所有其他模式的初始化计数方向，装入当前值和预置值。

高速凡计数忆器的撇控制可字和蹄状态暮字每个高速计数器都有一个状态字节，状态位表示当前计数方向以及当前值是否大于或等于预置值。每个高速计数器状态字节的状态位如表6-8所示。状态字节的0-4位不用。监控高速计数器状态的目的是使外部事件产生中断，以完成重要的操作

HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5说明SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5当前计数方向状态位：0=减计数；1=加计数SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.6当前值等于预设值状态位：0=不相等；1=等于SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.7当前值大于预设值状态位：0=小于或等于；1=大于高速相计数陕器指钟令每个凝高速弓计数司器都归有一循个32位当选前值前和一谦个32位预谷置值稻，当积前值糕和预郑设值晒均为晚带符镜号的示整数纳值。亮要设侄置高蛾速计斗数器予的新避当前蜻值和挂新预追置值荣，必伞须设绩置控慢制字谣节执行HD骨EF指令氧之前皱，必迟须将畏高速皮计数肢器控包制字介节的肿位设鸽置成柜需要浪的状接态，损否则橡将采傅用默蓬认设水置。执行HS覆C指令湾时，CP豪U检查恶控制步字节逝和有鼻关的融当前鼓值和兼预置猪值。高速纸计数魄器指汤令的锦初始权化用首崭次扫根描时优接通痕一个巨扫描因周期逝的特显殊内渡部存樱储器SM沾0.序1去调筒用一希个子先程序导，完休成初鹿始化娃操作美。在初息始化碑的子朽程序傲中，妙根据份希望捷的控恳制设貌置控杨制字短（SM焰B3质7、SM顶B4兄7、SM杠B1绳37、SM县B1示47、SM竿B1排57）。执行HD蛾EF指令皮，设门置HS低C的编陶号（0-疲5），民设置乳工作食模式可（0-尘11）。更如HS舟C的编则号设另置为1，工恳作模个式输两入设奥置为11，则飘为既吸有复燥位又锦有起师动的压正交泪计数异工作馒模式新。用新裙的当狐前值源写入32位当缝前值湾寄存被器（SM扁D3絮8，SM蛇D4啦8，SM爆D5焦8，SM算D1圈38，SM倚D1辜48，SM诊D1严58）。歉如写枝入0，则饰清除走当前圆值，凯用指呈令MO爽VD壳0，SM叔D4鹿8实现才。用新爱的预贴置值望写入32位预仙置值树寄存秒器（SM与D4也2，SM侍D5逢2，SM今D6衣2，SM营D1馆42，SM惑D1饺52，SM裕D1赚62）。为了秋捕捉进当前吓值等系于预租置值巷的事本件，弃将条吓件CV完=P辞V中断言事件愤（事抛件13）与俱一个松中断辫程序嘱相联净系。为了圾捕捉踏计数锤方向娱的改恰变，析将方期向改沸变的听中断伪事件苏（事怖件14）与锋一个功中断章程序宵相联茧系。为了坦捕捉陕外部往复位阀，将元外部束复位呢中断若事件网（事桃件15）与恨一个圣中断潮程序否相联快系执行垂全局让中断寨允许枯指令睡（EN今I）允魂许HS奋C中断紧。执行HS妄C指令俊使S7睬-2摇00对高吼速计并数器卫进行后编程喜。结束器子程冰序。高速倍脉冲群输出脉冲输出（PLS）指令功能为：使能有效时，检查用于脉冲输出（Q0.0或Q0.1）的特殊存储器位（SM），然后执行特殊存储器位定义的脉冲操作

每个PTO/PWM发生器都有：一个控制字节（8位）、一个脉冲计数值（无符号的32位数值）和一个周期时间和脉宽值（无符号的16位数值）。这些值都放在特定的特殊存储区（SM），如表6-12所示。执行PLS指令时，S7-200读这些特殊存储器位（SM），然后执行特殊存储器位定义的脉冲操作，即对相应的PTO/PWM发生器进行编程。PW员M的使图用举湿例例题妹：设叛计程光序，挣从PL怖C的Q0垃.0输出词高速挨脉冲烛。该盘串脉女冲脉滩宽的扁初始植值为0.皆1s，周越期固婆定为1s，其即脉宽尼每周熟期递忘增0.善1s，当子脉宽艇达到再设定吓的0.肌9s时，崭脉宽树改为粪每周散期递兄减0.胃1s，直欧到脉捉宽减许为0。以劝上过觉程重嫁复执筑行分析：因为每个周期都有操作，所以须把Q0.0接到I0.0，采用输入中断的方法完成控制任务，并且编写两个中断程序，一个中断程序实现脉宽递增，一个中断程序实现脉宽递减，并设置标志位，在初始化操作时使其置位，执行脉宽递增中断程序，当脉宽达到0.9s时，使其复位，执行脉宽递减中断程序。在子程序中完成PW