1.光电编码器简介

利用PLC高速计数器测量转速，一般要用到光电编码器。光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量。光电编码器通过测量被测物体的旋转角度或者直线距离，并将测量到的旋转角度转化为脉冲电信号输出。控制器（PLC或者数控系统的CNC）检测到这个输出的电信号即可得到速度或者位移。

（1）光电编码器的分类

按测量方式，可分为旋转编码器、直尺编码器。

按编码方式，可分为绝对式编码器、增量式编码器和混合式编码器。

（2）光电编码器的应用场合

光电编码器在机器人、数控机床上得到广泛应用，一般而言只要用到伺服电动机就可能用到光电编码器。

2.应用实例

以下用一个例子说明高速计数器在转速测量中的应用。

【例9-2】一台电动机上配有一台光电编码器（光电编码器与电动机同轴安装），试用S7-200 SMART CPU测量电动机的转速。

【解】由于光电编码器与电动机同轴安装，所以光电编码器的转速就是电动机的转速。

方法一：直接编写程序

1.软硬件配置

1）1套STEP7-MicroWIN SMART V1.0。

2）1台CPU ST40。

3）1台光电编码器（1024线）。

4）1根以太网线。

接线图如图9-7所示。

图9-7 接线图

【关键点】光电编码器的输出脉冲信号有+5V和+24V（或者+18V）,而多数S7-200 SMART CPU的输入端的有效信号是+24V（PNP接法时），因此，在选用光电编码器时要注意最好不要选用+5V输出的光电编码器。图9-7中的编码器是PNP型输出，这一点非常重要，涉及程序的初始化，在选型时要注意。此外，编码器的A-端子要与PLC的1M短接。否则不能形成回路。

那么若只有+5V输出的光电编码器是否可以直接用于以上回路测量速度呢？答案是不能，但经过晶体管升压后是可行的，具体解决方案读者自行思考。

2.编写程序

本例的编程思路是先对高速计数器进行初始化，启动高数计数器，在100ms内高数计数器计数个数，转化成每分钟编码器旋转的圈数就是光电编码器的转速，也就是电动机的转速。光电编码器为1024线，也就是说，高数计数器每收到1024个脉冲，电动机就转1圈。电动机的转速公式如下。

式中 n——电动机的转速；

N——100ms内高数计数器计数个数（收到脉冲个数）。特殊寄存器SMB57各位的含义如图9-8所示。梯形图如图9-9和图9-10所示。

图9-8 特殊寄存器SMB57各位的含义

(www.daowen.com)

图9-9 主程序

图9-10 中断程序INT_0

方法二：使用指令向导编写程序

初学者学习高速计数器是有一定的难度的，STEP7-MicroWIN SMART软件内置的指令向导提供了简单方案，能快速生成初始化程序，以下介绍这一方法。

（1）打开指令向导

首先，单击菜单栏中的“工具”→“高速计数器”按钮，如图9-11所示，弹出图9-12所示的界面。

图9-11 打开“高速计数器”指令向导

（2）选择高数计数器

本例选择高数计数器2，也就是要勾选“HSC2”，如图9-12所示。选择哪个高速计数器有具体情况决定，单击“模式”选项或者单击“下一步”按钮，弹出如图9-13所示的界面。

图9-12 选择“高速计数器”编号

（3）选择高速计数器的工作模式

如图9-13所示，在“模式”选项中，选择“模式1”，单击“下一步”按钮，弹出如图9-14所示的界面。

图9-13 选择“高速计数器”模式

（4）设置“高速计数器”参数

如图9-14所示，初始化程序的名称可以使用系统自动生成的，也可以由读者重新命名，本例的预置值为“0”，当前值也为“0”，输入初始计数方向为“上”，复位输入为高电平有效，所以选择“高”。单击“下一步”按钮，弹出如图9-15所示的界面。

图9-14 设置“高速计数器”参数

（5）设置完成

本例不需要设置高数计数器中断、步和组建，因此单击“完成”按钮即可，如图9-15所示。

图9-15 设置“高速计数器”完成

高速计数器设置完成后，可以看到“指令向导”自动生成初始化程序，如图9-16所示。这个初始化程序与作者编写的初始化程序几乎一样，但更加简便。

图9-16 “高速计数器”的初始化程序

【关键点】利用“指令向导”只能生成高速计数器的初始化程序，其余的程序仍然需要读者编写。