一種高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)失效故障的解決方法

1、<p>　　一種高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)失效故障的解決方法</p><p>　　摘 要：文章以西門子S7200 PLC為例，講述了在應(yīng)用高速計(jì)數(shù)器對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，出現(xiàn)的故障及其排除方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)編碼器；高速計(jì)數(shù)；故障 </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　

2、　旋轉(zhuǎn)編碼器安裝于電機(jī)減速機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上，PLC對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)定位、定長(zhǎng)距離運(yùn)行功能。 </p><p><b>　　1 應(yīng)用情形 </b></p><p>　　在一個(gè)應(yīng)用中，鏈條的兩端連著夾盤和配重，升降電機(jī)通過(guò)鏈條帶動(dòng)夾盤上升和下降。升降電機(jī)正轉(zhuǎn)，夾盤上升；升降電機(jī)反轉(zhuǎn)，夾盤下降。升降電機(jī)帶抱閘。夾盤可停止在行程內(nèi)的任一高度，完成各層產(chǎn)品的碼

3、垛。升降電機(jī)減速機(jī)的軸上安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器，PLC通過(guò)高速計(jì)數(shù)器對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，自動(dòng)計(jì)算夾盤的當(dāng)前高度。操作臺(tái)上有急停、暫停按鈕。（1）急停按鈕（一個(gè)NC急停按鈕）：按下急停按鈕后直接使變頻器斷電、接觸器線圈失電、PLC失電。（2）暫停按鈕（一個(gè)NC急停按鈕）：按下暫停按鈕后，PLC不失電，程序使所有的輸出復(fù)位，所有設(shè)備停止動(dòng)作，恢復(fù)按鈕后，設(shè)備接著暫停時(shí)的狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。 </p><p><

4、;b>　　2 硬件選型 </b></p><p>　　PLC：西門子CPU 226 CN、觸摸屏：步科MT4414T、旋轉(zhuǎn)編碼器：歐姆龍E6B2-CWZ5B 1000P 2M、分辨率：1000、輸出相：A、B、Z相、輸出相位差：A相、B相的位相差90±45℃（1/4±1/8T）、輸出方式：PNP集電極開路輸出、最高響應(yīng)頻率：50kHz。 </p><p&g

5、t;　　不選用單相編碼器的原因：從升降電機(jī)的抱閘動(dòng)作到機(jī)械抱死有一定的時(shí)間延遲，夾盤的重量加上夾盤里產(chǎn)品的重量，會(huì)導(dǎo)致夾盤往下遛。停止升降電機(jī)反轉(zhuǎn)輸出后，夾盤還會(huì)沖下去一點(diǎn)，然后被抱閘抱死停??；停止升降電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出后，夾盤由于慣性會(huì)再上沖一點(diǎn)然后由于重力作用再掉下來(lái)一點(diǎn)，然后被抱閘抱死停住。 </p><p>　　因此，停止升降電機(jī)輸出瞬間的高度并不是夾盤最后真實(shí)高度，這就需要PLC做額外處理。使用單相的編碼器來(lái)

6、計(jì)算夾盤的當(dāng)前高度不容易準(zhǔn)確：停止升降電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出后，不管夾盤由于慣性上沖還是因重力下遛，單相旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖數(shù)都是增加的，那么停止升降電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出后到底下遛多少距離，PLC無(wú)法判定，這就會(huì)造成誤差，升降動(dòng)作有幾個(gè)來(lái)回后，誤差積累起來(lái)，就會(huì)使控制越來(lái)越不精準(zhǔn)。 </p><p>　　選型中的編碼器有A、B、Z這3個(gè)輸出相，完全可以通過(guò)高速計(jì)數(shù)器計(jì)到的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算夾盤當(dāng)前的高度：升降電機(jī)正轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)器值增加；升降電機(jī)

7、反轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)器值減?。赡軙?huì)到負(fù)值），即使夾盤遛，高速計(jì)數(shù)器的值也會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，夾盤當(dāng)前的高度都是準(zhǔn)確的。旋轉(zhuǎn)編碼器的Z相不需要接到PLC，因?yàn)椴恍枰D(zhuǎn)編碼器自動(dòng)復(fù)位。需要我們做的就是每次夾盤停在高度零位的時(shí)候，程序清一次高速計(jì)數(shù)器值。 </p><p><b>　　3 故障現(xiàn)象 </b></p><p>　　在調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)拍下了急停和暫停按鈕，然后恢復(fù)急停和暫

8、停按鈕后，手動(dòng)操作升降電機(jī)，發(fā)現(xiàn)升降電機(jī)運(yùn)行時(shí)，夾盤的當(dāng)前高度并沒(méi)有變化。為什么高速計(jì)數(shù)器的脈沖值沒(méi)變？這是很嚴(yán)重的故障，當(dāng)PLC無(wú)法計(jì)算夾盤的當(dāng)前高度，就無(wú)法控制升降電機(jī)自動(dòng)上升和下降。而且，這種故障并不是每次都會(huì)發(fā)生，這次有，似乎還有發(fā)生機(jī)率。 </p><p><b>　　4 故障排除 </b></p><p><b>　　4.1 硬件檢查 </

9、b></p><p>　　確保旋轉(zhuǎn)編碼器、PLC、線路正常工作。擰緊旋轉(zhuǎn)編碼器連軸器，使軸帶動(dòng)連軸器同步運(yùn)轉(zhuǎn)。 </p><p><b>　　4.2 軟件檢查 </b></p><p>　　針對(duì)上述故障，一種方法是：當(dāng)升降電機(jī)運(yùn)行時(shí)，對(duì)一定時(shí)間間隔的脈沖數(shù)作判斷，如果在上個(gè)時(shí)間間隔的開始和下一個(gè)時(shí)間間隔的開始，PLC接收到的脈沖數(shù)相等或差

10、值的絕對(duì)值小于一個(gè)設(shè)定的值，那么就表示旋轉(zhuǎn)編碼器出現(xiàn)故障，馬上停止升降電機(jī)運(yùn)行，并報(bào)警給出故障提示。但是，這個(gè)時(shí)間間隔不容易選取，時(shí)間間隔選大了，升降電機(jī)移動(dòng)一大塊距離的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)夾盤的高度值未變，這時(shí)可能夾盤就已經(jīng)過(guò)了工藝要求的高度或壓到下一層的產(chǎn)品；時(shí)間間隔選小了，那么夾盤還沒(méi)升降多少，就報(bào)夾盤當(dāng)前高度故障了，特別是當(dāng)升降電機(jī)慢速運(yùn)行的情況下。這是被動(dòng)的方法，它只能檢測(cè)，檢測(cè)到故障后還是解決不了。所以，必須從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，除非

11、，旋轉(zhuǎn)編碼器壞了、線路壞了或PLC壞了，否則，PLC計(jì)算的高度就應(yīng)該真實(shí)反映夾盤的當(dāng)前真實(shí)高度。檢查程序如圖1所示。 </p><p>　　發(fā)現(xiàn)主程序的第一句有跳轉(zhuǎn)指令，這是為增加“暫?！惫δ芏砑拥模聪聲和０粹o后，跳過(guò)中間的程序處理部分，直接到后面將輸出復(fù)位。這個(gè)跳轉(zhuǎn)指令跳過(guò)了Init子程序和HSC4_INIT子程序，對(duì)高速計(jì)數(shù)器的初始和定義就是在HSC4_INIT子程序完成的。 </p>&l

12、t;p>　　拍下急停按鈕后，PLC斷電。拍下暫停按鈕后，恢復(fù)急停按鈕，PLC重新上電，開始執(zhí)行程序，但是Init和HSC4_INIT子程序被跳轉(zhuǎn)過(guò)去，所以高速計(jì)數(shù)器未被初始化。這樣當(dāng)暫停按鈕也被恢復(fù)后，操作員操作升降電機(jī)運(yùn)行，高速計(jì)數(shù)器未對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，那么夾盤的當(dāng)前高度就不會(huì)隨著升降電機(jī)的運(yùn)行而做相應(yīng)變化。 </p><p>　　為什么這種故障這次有，下次又沒(méi)有呢？這是在急停、暫停按鈕都被拍下

13、的時(shí)候，操作員先恢復(fù)哪一個(gè)的順序問(wèn)題。如要操作員先恢復(fù)了暫停按鈕，再恢復(fù)急停按鈕，那么高速計(jì)數(shù)器被初始，所以高速計(jì)數(shù)器能正常工作，由此計(jì)算出的夾盤高度也隨升降電機(jī)運(yùn)行而相應(yīng)的變化。 </p><p>　　解決方法：將用SM0.1調(diào)用的Init和HSC4_INIT子程序放在主程序的第一條，將跳轉(zhuǎn)指令放在它們之后，這樣，每次PLC上電，高速計(jì)數(shù)器都被初始和定義，就不會(huì)再發(fā)生高速計(jì)數(shù)器失效故障。（如圖2所示） <

14、/p><p>　　開始時(shí)在主程序第一句的跳轉(zhuǎn)指令，是為了實(shí)現(xiàn)暫停功能而添加。暫停是非常實(shí)用的一個(gè)功能，可以使PLC暫時(shí)停止輸出，給設(shè)備或操作員一定的時(shí)間，當(dāng)條件成立時(shí)，再?gòu)膭偛艜和５牡胤嚼^續(xù)輸出，使系統(tǒng)非常靈活。 </p><p>　　“差之毫厘，失之千里”，雖然只是簡(jiǎn)單的調(diào)換主程序中網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2代碼的位置，但設(shè)備表現(xiàn)的結(jié)果卻有很大差別，導(dǎo)致無(wú)法自動(dòng)。 </p><p&g

15、t;<b>　　5 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　這種故障現(xiàn)象并不容易捕捉，比較隱蔽，不是每次都會(huì)發(fā)生，而是視操作員的操作順序而定。這要求編寫程序時(shí)全面考慮、不想當(dāng)然、尊重科學(xué)和現(xiàn)實(shí)規(guī)律、不要將知識(shí)只停留在書本上，對(duì)指令的用法有比較深刻的理解，在添加新的功能時(shí)，一定要注意程序前后的邏輯關(guān)系，新添加的程序不要對(duì)原來(lái)的程序功能造成影響。有時(shí)，程序的執(zhí)行結(jié)果可能不是我們所預(yù)料的結(jié)果，需要多