PLC的电机测速与数字显示装置

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PLC的电机测速与数字显示装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种PLC的电机测速与数字显示装置。
背景技术
[0002] 目前，PLC是工业控制领域的主要控制设备，始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制系统提供了安全可靠和比较完善的控制应用。在PLC控制的工业系统中，电机转速测量和数字显示是工业自动化设备的重要组成部分，根据工业环境下高可靠性的特点，传统的测速系统和数字显示系统独立于PLC控制的工业系统之外，普遍存在硬件成本高、测量精度和可靠性较低、测试过程复杂等缺点。
实用新型内容
[0003] 本实用新型是克服现有技术的不足而提供一种硬件成本低、测量精度和可靠性高、测试过程简单的一种PLC的电机测速与数字显示装置。
[0004] 为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的，其一种PLC的电机测速与数字显示装置，包括PLC可编程控制器、接收PLC可编程控制器输出的信号并计数的十进制计数器、接收十进制计数器输出信号的七段译码器及接收七段译码器输出的信号并显示的显示器；其特征在于：还包括固定在电机转轴上的测量盘及光电素子装置，在测量盘上等距离的设有二个以上的透光孔，光电素子装置包括与透光孔位置对应的光源管及接收透过透光孔的光的接收管，接收管的输出端与PLC可编程控制器的输入端电连接。
[0005] 本实用新型与现有技术相比的优点为，只需要在PLC控制的工业系统中增加部分硬件，以PLC为核心设计外围电路，主要进行设备驱动、信号处理、测速计算和数字-频率转换等处理程序的编写和调试，就可以实现电机转速信号测量和数字显示。使PLC控制的工业系统简化了结构、降低了成本、提高了精度和运行的可靠性。尤其是只利用PLC两个普通的I/O口向外传输数字信号就可以实现数字多表显示和多位数显示，克服了并行传输需占用I/O口多的缺点，同时也克服了串行传输需另置CPU对串行信号进行解码，开发难度大、稳定性较差的缺点，降低了PLC的成本。该测速和显示系统可以推广到水电站、工程机械、数控加工、冶金、钢铁冶炼、化工、食品加工和纺织等高可靠性的工业控制系统中。
附图说明
[0006] 图1是光素电子装置、与测量盘及电机转轴的安装示意图；
[0007] 图2是测量透过测量盘的透光孔的频率波形图；
[0008] 图3是本实用新型的电路原理图；
[0009] 图4是本实用新型连接多个显示的原理图；
[0010] 图5PLC可编程控制器的程序流程图。
具体实施方式
[0011] 下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详述：
[0012] 如图1、3所示，其是一种PLC的电机测速与数字显示装置，包括PLC可编程控制器、接收PLC可编程控制器输出的信号并计数的十进制计数器、接收十进制计数器输出信号的七段译码器及接收七段译码器输出的信号并显示的显示器；本实用新型的特点是：还包括固定在电机转轴上的测量盘2及光电素子装置，在测量盘上等距离的设有15个透光孔，光电素子装置包括与透光孔位置对应的光源管1及接收透过透光孔的光的接收管3，接收管的输出端与PLC可编程控制器的输入端电连接。光电素子装置的型号为EE-SX670A型，PLC可编程控制器的型号为三菱FX2NC-48MT系列，计数器的型号为74LS160，七段译码器的型号为74LS247，显示器的型号为DPY_7-SEG。
[0013] 使用时，测量盘2随着电机的转轴一起转动，光源管1的光源分别透过测量盘上的透光孔，接收管3接收透过透光孔的光源并产生电信号，在t时间内输出一串方波，如图2示。
[0014] 假设与电机同轴连接的测量盘2每旋转一周，输出脉冲数为Z，电机的转速为n(r/min)，检测时间为t(s)，在t内的计数脉冲数为N，则电机的转速n为：
[0015]
[0016] 根据时间、脉冲数、频率三者之间的关系，输出信号为周期性脉冲，单位时间内的脉冲数就是频率，频率f为：f＝N/t
[0017] 该脉冲信号输入到PLC的高速输入端(如X0)，执行程序计算t时间内脉冲数，如图3所示，驱动输出脉冲SDA信号(如Y0)和时钟SCK信号(如Y2)，十进制计数器接收PLC可编程控制器输出的SDA信号及SCK信号并计数，七段译码器接收十进制计数器输出的信号并进行译码后输出信号给显示器显示，显示器由四位数字组成0000～9999四位数，只用两个PLC输出端口就可以完成复杂的数据传送，PLC程序中任意指定的数据，如数量、时间、温度、压力等通过十进制计数器、七段译码器等将数据送入指定的显示器的缓冲区内，经驱动子程序通过两个输出端口送至PLC和转速显示单元，可实现多位数字显示。
[0018] 修改PLC内的显示驱动程序的参数，可实现多表连接和显示，多表显示时各表共用一条数据(SDA)线，如图4所示。
[0019] 转速脉冲检测和运算程序为，光电素子装置将测量盘的脉冲信号输入到PLC的高速输入端口X0上(X0为高速输入端，其最高频率为：60kHz)，利用PLC的高速计数器C235接收高速脉冲存入PLC数据单元D0中，并进一步计算出电机的转速,采用经验设计法编程，如图5所示。