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摘 要：介绍了以S72200 PLC为核心的智能主令控制器的组成和功能，并对用PLC实现位移检测与软件设计思想进了分析与说明，给出了智能主令控制器的应用领域。

关键词：可编程逻辑控制器；主令控制器；可靠性

0 引 言
在电气控制中，多点位置检测通常是由主令控制器来完成，由于传统主令控制器是由机械凸
轮和触点组成，其触点部分故障较多、调整不方便、控制精度低、寿命短。而智能主令控制器用程序逻辑代替机械凸轮的动作，以无触点代替有触点，这样就避免了许多机械故障，提高了系统的可靠性。

1 智能主令控制器组成
主令控制器系统简图如图1所示，智能主令控制器由值编码器、主控单元组成。

值编码器安装在现场，与受控设备传动轴柔性连接。主控单元安装在控制室或操作室
内，由Siemens操作面板TD 200、S72200 PLC等组成。编码器和连接电缆将现场位置信号送至主控单元，共同构成智能主令控制器。

2 工作原理
智能主令控制器在工作时，由受控设备通过传动机构带动编码器一起旋转，编码器产生一系
列位置码并送到PLC的输入端，在PLC内部进行译码、运算、分析、累加等处理，同时与操作面板TD 200中可调用的设定参数相比较，在合适的位置发出相应的控制信号，从而达到控制目的。主令控制器通过编码器旋转产生的位置码实现对现场物体位移的检测，同时与操作面板TD 200 通信，TD 200实现数据显示、位置设定和报警。

3 软件设计思想
在许多需精确多点定位的场合要使用主令控制器，而传统的主令控制器不能满足控制要求，利
用小型PLC和编码器构成智能主令控制器，使用程序逻辑代替机械凸轮的动作，从而替代传统主令控制器，满足控制要求。在软件编程中需解决以下问题：
(1) 编码转换。为提高抗干扰性，编码器选用格雷码输出，而PLC只能识别二进制码，需要
用软件实现格雷码到二进制码的转换。
(2) 码器过圈。若选用多圈编码器，则不存在此问题。若选用单圈编码器，则可用软件检测当编码器过圈时的编码变化，用计数器记圈，多圈码数=圈数×编码器分辨率+当前码数，便可得
出多圈的实际位置码数。
(3) 原点设定。原点是一个参考点，对应物体整个行程中一个具体的物理位置，在PLC中的
编码为“0”，根据需要可以把物体在行程中任一位置的编码设定为原点。被测体的实际位置对应的编码称“当前位”，被测体“当前位”及其他设定的限位都以“原点”为参考点。它反映了被测体当前所在位置以参考点“原点”为坐标的位置(编码数) 。当原点所对应的实际物理位置变化时，“当前位”及其他限位所反映的实际物理位置都会发生相应变化。
(4) 测体位置的计算。被测体在整个行程中任一位置都在PLC中有一个相对于“原点”的编
码，这些编码按十进制整数连续排列( - 32 767～+ 32 767) ，都反映了物体当前位置与原点之间的距离关系(点数) ，也就是用数字反应了物体的实际位置，通过精度(mm /点)可以计算出当前位置距原点位置的米数。精度计算：如被测体在某一位置“当前位”是0，在另一位置是1 000，整个行程是1 000个点。如被测体实际物理行程是30m，则每个点对应： 30 mm，也就是“当前位”每增加1个点，被测实际运行约30 mm；每减少1点，小车反向运行30 mm。主令精度为30 mm /点。
(5) 限位输出。“当前位”编码与在PLC内部的设定值比较，当满足条件时，主令控制器输出
一个状态(接通或断开) ，参与系统控制或连锁，起到限位的作用。
(6) 操作面板TD 200编程组态。Siemens的STEP 7MicroW IN编程软件中有TD 200的编程向
导，通过它可以自动生成与PLC通信的数据块，PLC使用该数据块，完成设定、显示控制功能。
(7) 保护。被测体实际速度已知，可以计算出编码器在PLC每个扫描周期中被测体由位置变化所引起的码数变化量，若此变化量超过正常值，则认为主令控制器出现故障(可能是编码器连接线断引起或超速) 。若被测体是位能负载，则可根据被测体运动方向指令和码数变化方向是否相同，可以检测被测体传动轴是否与编码器轴脱开或溜车。检测到故障后可以发出报警或停车
指令，避免事故发生。
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