巧用中扩展plc扩展ab相高速计数器方法

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1、巧用中断扩展PLCAB相高速计数的方法杨敬东（广东佛山菜鸟控制实验室）摘要：本文介绍了利用可变程序控制器PLC的中断机制，扩展PLC中的AB两相高速计数器的方法。一、引言：PLC可编程序控制器，是一种工业上广泛应用的通用控制器，但是在应用实践中，不少情况是应用的要求，略为超出了PLC的资源，通常是IO端口的不匹配，最遗憾的是，有时只差1、2个端口，就要选购大一级点数规格的PLC，所以很多学者研究了不增加成本的情况下扩展IO端口的方法。但AB两相高速计数器不够用而扩展的，恐怕大多数人认为，只能购买昂贵的高速计数器特殊模块了。但如果满足特定条件时，

2、也可以用PLC基本单元作少量增加，以下以三菱FX系列PLC基本单元为例扩展1路AB相高速计数器。二、问题背景：某机械设备设计制造公司要设计制造一种液压机械，机器需要用到3把AB相光栅尺，其中1把连接到液压缸驱动的进给机构，以作为定位之用，运动速度高；另外2把连接到一个平面上的X轴、Y轴两个方向的调节机构，该2个调节机构进给速度相对前者稍慢。公司计划采用三菱FX1N系列PLC基本单元作为控制器，由于三菱FX1N系列PLC基本单元最多只能同时接入2个AB相高速计数器，于是将其分配接入2把AB相光栅尺，完成X轴、Y轴调节机构的功能，另购置1个高速计数

3、器特殊功能模块，完成进给机构高速定位功能。但是，PLC特殊功能模块的价格是比较昂贵的，如果机器的生产数量是比较多的话，就削弱了产品的竞争力。三、FX1N系列PLC内部高速计数器和外部中断简介：内部21点高速计数器C235—C255共用PLC特定的8个输入端X0—X7，某一高速计数器输入端都有其对应的输入端口，不同类型的高速计数器可以同时使用，但是它们的输入端不能冲突。其中AB相高速计数器与端口的对应关系如表—1：端口AB相高速计数器C251C252C253C254C255X000AAAX001BBBX002RRX003AAX004BBX005R

4、RX006SX007S因此，最多只能同时使用2个AB相高速计数器。FX1N系列PLC有6个外部中断输入端X0—X5，分别对应中断指针I□0□，同一输入中断源只能使用上升沿触发或下降沿触发，不能同时是上升沿和下降沿触发。用于中断的输入点不能与已经用于高速计数器的输入点冲突。四、问题的解决：回到问题的背景，如何可以在不改变硬件和增加成本的情况下，使FX1N基本单元具有3路AB相高速计数器功能呢？答案是，用PLC本身的中断机制。经过核算，3个光栅尺产生的脉冲频率，都在三菱FX1N系列PLC中断所能处理的频率之内。使用PLC内部高速计数器C251，对应

5、端子X0、X1，分别连接到由液压缸驱动的进给机构上的光栅尺的AB相；X轴定位机构上的光栅尺AB相分别连接到PLC端子X2、X3，Y轴定位机构上的光栅尺AB相分别连接到PLC端子X4、X5。3把光栅尺读数的复位或清除，由其他端子控制。以下是AB相光栅尺的时序，如图：定义X2、X3端子为脉冲上升沿中断触发方式，则其数字滤波器时间自动设置为0（不含RC滤波器时间常数）。当光栅尺正方向运动时，在t1时刻,X2产生脉冲上升沿中断，此时中断程序刷新X3的输入映像寄存器、如果检测X3到是OFF，则中断程序对PLC内部继电器M1置位，表示A相超前B相，光栅尺正

6、向移动。光栅尺继续移动，到达时刻t2，X3产生脉冲上升沿中断，该中断服务程序检测M1，如果M1＝１，则对PLC内部数据寄存器D1加1，然后复位Ｍ１。当光栅尺反方向运动时，在t４时刻,X３产生脉冲上升沿中断，此时中断程序刷新X２的输入映像寄存器、如果检测到X２是OFF，则中断程序对PLC内部继电器M２置位，表示Ｂ相超前Ａ相，光栅尺反向移动。光栅尺继续移动，到达时刻t３，X２产生脉冲上升沿中断，该中断服务程序检测M２，如果M２＝１，则对数据寄存器D1减1，然后复位Ｍ２。数据寄存器D１的值就是这个由中断机制构造出来的高速计数器的当前值。语句表：EI/

7、/开中断………I201LDM8000REFX0K8//刷新X0—X7输入映像寄存器LDIX3//读X3实时值，如果是OFFSETM1//置位M1LDM2SUBD0K1D0RSTM2IRETI301LDM8000REFX0K8LDIX2SETM2LDM1ADDD0K1D0RSTM1IRETEND为什么不只使用X2上升沿中断，直接读取X3输入映像，根据X3输入映像，判断光栅尺运动方向，从而对D1进行加减？如果这样，当光栅尺停在t1点所对应位置附近时，如果连接光栅尺的机构没有减震的措施，很容易受到机器运行的震动影响在该点来回抖动，这时将不断产生X2上

8、升沿中断。五、结语外部端口中断的使用是很灵活的，还可以实现很多功能，例如捕获窄脉冲信号、计算脉冲宽度、实现高精度定时器，甚至可以实现简单的串行通信功能