淺談PLC高速計數器在分揀線控制中的應用

原瑞彬

摘要：在機電一體化控制系統中，很多時候都會涉及到多點定位問題。即要求在不同的定位點執行相應動作。本文以YL-235機電一體化分揀線為例，采用三菱FX系列PLC作為控制器，通過變頻器調節速度，利用旋轉編碼器構成閉環控制系統進行定位控制，從而實現精確定位。

關鍵詞：高速計數器；旋轉編碼器；定位控制

YL-235A是浙江亞龍公司研制的光機電一體化實訓設備，并被指定為全國職業院校技能比賽中職組“機電一體化設備安裝與調試”項目比賽設備。“機電一體化設備安裝與調試”其中一個模塊是分揀線的裝調，以往的分揀線定位是通過傳感器結合PLC設定延時來實現定位，分揀材料反光率不穩定，對信號檢測產生干擾，定位精度不高，直接影響物料分揀系統的運行，2015年全國職業院校技能大賽該項目在分揀線上首次新增旋轉編碼器構成閉環控制系統。筆者通過多年指導學生技能大賽的輔導經驗積累，淺談旋轉編碼器結合PLC高速計數器在分揀線上的應用。

一、分揀線運動過程介紹

分揀線入口A處有物料檢測傳感器，當有物料放到傳送帶后，交流異步電動機啟動運行，交流異步電動機由變頻器驅動，交流電機通過減速器與傳送帶同軸連接，減速器減速比為10：1，通過計算與實際測量，交流電機每每旋轉一圈，傳送帶在平面上移動距離為10mm，旋轉編碼器產生650個脈沖，本次任務如圖1所示入口A處傳感器檢測到信號，傳送帶運送物料至B點距離為260mm，停5S后傳送帶啟動由B點運送到C點距離為120mm。

二、編碼器與PLC硬件連接方式

如圖2所示是輸出兩相脈沖的旋轉編碼器與FX2N系列PLC的連接示意圖。編碼器有4條引線，其中2條是脈沖輸出線，1條是COM端線，1條是電源線。編碼器的電源可以是外接電源，也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接，“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接，A、B兩相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接，連接時要注意PLC輸入的響應時間。有的旋轉編碼器還有一條屏蔽線，使用時要將屏蔽線接地。

圖2

三、分揀線PLC程序設計

1、 FX系列PLC內部高速計數器

A-B相型雙計數輸入高速計數器如表1所示C25l～C255為A–B相型雙計數輸入高速計數器，它們有兩個計數輸入端，某些計數器還有復位和起動輸入端。A/B相輸入不僅提供計數信號，根據它們的相對相位關系，還提供了計數的方向。利用旋轉軸上安裝的A/B相型編碼器，在機械正轉時自動進行加計數，反轉時自動進行減計數。

2、 PLC控制程序設計

控制程序說明，梯形圖程序如圖3所示，物料入口傳感器通過PLC輸入端X2，輸出端Y0控制變頻器正轉啟動，輸出端Y1變頻器中速以25HZ運行，當入口處物料傳感器檢測到信號，三相交流電動機啟動運行，與分揀線同軸連接的旋轉編碼器將脈沖信號反饋到PLC高速脈沖X0、X1輸入端，利用C251高速計數器實時計數，用觸點比較指令實時監測C251當前值，入料口A點到達B點距離為260mm，需要反饋26*650個脈沖，到達預設B點傳送帶停止，啟動定時器延時5S后啟動傳送帶由B點輸送到C點，需要反饋26*650+12*650個脈沖。

圖3

參考文獻：

[1]劉迎春，葉湘濱. 傳感器原理、設計與應用[M].國防工業出版社，2015.

[2]廖常初. FX系列PLC編程及應用[M] .機械工業出版社，2013.