1、施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 1Unity Premium 高速计数模块 TSX CTY2A 与XCC 增量型旋转编码器的连接和计数加计数模式Edition:2009-7施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 2安全信息重要信息注意： 在尝试安装、操作或调试设备之前，请仔细阅读下述说明并通过查看来熟悉设备。下述特别信息可能会在文本其他地方或设备上出现，提示用户潜在的危险和注意事项，或提供阐明或简化某一过程的信息。这是“
2、警告”的符号。警示用户潜在的危险和必须要遵守的规则，如果不遵守使用说明，可能导致调试失败、人身伤害甚至设备损坏。这是提醒“注意”的符号。提醒用户需要注意的操作说明。请遵守所有带此符号的注意事项，以避免不必要的调试错误。注意警告“警告”表示可能存在危险，如果不遵守，可能导致严重的人身伤害甚至死亡，或设备损坏。“注意”表示需要注意的操作，如果不遵守，可能导致调试失败。施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 3目录1. 实验简介 32. 硬软件环境 33. XCC 增量型编码器的介绍 43.1 编码器简介 43.2
3、增量型旋转编码器简介 53.3 施耐德编码器介绍 64. TSX CTY2A 高速计数模块简介 64.1 TSX CTY2A 高速计数模块性能 64.2 TSX CTY2A 高速计数模块的主要功能 74.2.1 加计数和减计数 74.2.2 加/减计数 85. 硬件连接 96. TSX CTY2A 的编程组态 107. 实验调试 127.1 计算机与 PLC 的连接 127.2 软件调试 137.2.1 通过计数器的调试画面进行操作 137.2.2 通过 IODDT 进行操作 148. 附件 168.1 Unity Premium 程序 168.2 基于 Unity Premium 的 TSX
4、 CTY2A 高速计数模块用户手册 16在实际进行调试之前，为保证调试安全：1 只有在断电的情况下才能对编码器连接器进行插拔操作，且强烈建议用户在断电的情况下对编码器进行接线等操作。2 如果编码器带了负载，建议用户断开负载进行调试，以避免负载的起动对人身和设备造成危害。3 如果用户的编码器必须带负载进行调试，请务必确保编码器得运行不会对人身、设备造成危害，以及对生产造成影响。施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 41. 实验简介随着 PLC 性能的提高，以及高生产率的设备需求，在各个生产领域都需要提供一下信息
5、:1）计数、计数定位2）绝对定位3）速度控制要实现以上的功能少不了 PLC 和编码器的应用，本文介绍了施耐德电气公司的系列产品 Unity Premium PLC 和 XCC 增量型旋转编码器的连接和计数功能。施耐德电气的其他些列 PLC 与增量型编码器的连接和计数功能将在本系列的其他文章中介绍。2. 硬软件环境主要硬件如下：类型 型号 数量 参考图片PLC Unity Premium 57204 1高速计数模块TSX CTY2A 1预制电缆 TSX CCP S15050编码器 XCC 增量型编码器XCC-1510PS11Y124VDC 电源1USB 编程电缆TSX PCX 3030-C 1主
6、要软件：Unity Pro V4.0。Unity Pro 是施耐德电气支持 Quantum，Premium，M340 的通用编程，调试和运行的软件包。施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 53. XCC 增量型编码器的介绍3.1 编码器简介光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二
7、极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。旋转编码器是一种光电式旋转测量装置，它将被测的角位移直接转换成数字信号（高速脉冲信号）。因些可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给 PLC，利用 PLC 的高速计数器对其脉冲信号进行计数，以获得测量结果。不同型号的旋转编码器，其输出脉冲的相数也不同，有的旋转编码器输出 A、B、Z 三相脉冲，有的只有 A、B 相两相，最简单的只有 A 相。1 构造编码器主要是由码盘(圆光栅、指示光栅)、机体、发光器件、感光器件等部件组成。1）圆光栅是由涂膜在透明材料或刻画在金属材料上的成放射状的明暗相
8、间的条纹组成的。一个相邻条纹间距称为一个栅节,光栅整周栅节数就是编码器的脉冲数(分辨率)。2）指示光栅是一片固定不动的,但窗口条纹刻线同圆光栅条纹刻线完全相同的光栅片。3）机体是装配圆光栅,指示光栅等部件的载体。4）发光器件一般是红外发光管。5）感光器件是高频光敏元件;一般有硅光电池和光敏三极管。2工作原理由圆光栅和指示光栅组成一对扫描系统,在扫描系统的一侧投射一束红外光,在扫描系统的另一侧的感光器件就可以收到扫描光信号;当圆光栅转动时,感光器件接收到的扫描光信号会发生变化,感光器件可以把光信号转变成电信号并输出给控制系统或仪表。一般编码器的输出信号为两列成 90 度相位差的 Sin 信号和
9、Cos 信号(这是由指示光栅的窗口条纹刻线保证的);这些信号的周期等于圆光栅转过一个栅节(P)的移动时间,对 Sin 信号和 Cos 信号进行放大及整形就可输出方波脉冲信号。3分类其主要有两种，一种是增量型，另一种是绝对型。增量型的特征是只有在旋转期间会输出对应旋转角度脉冲，停止时不会输出。它是利用计数来测量旋转的方式；价格比较便宜。绝对型的的特征是不论是否旋转，可以将对应旋转角度进行平行输出的类型，不需要计数器可确认旋转位置；它还有不受机械的晃动或震动以及开关等电器干扰的功能，价格贵。在选择使用时，可参考以下几点。包括成本、分辨率、外形尺寸、轴负荷及机械寿命、输出频率、环境、轴旋转力矩、输出
10、回路等等。施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 63.2 增量型旋转编码器简介本文所用的编码器是增量型的旋转编码器，下面详细介绍一下增量型旋转编码器。 增量型编码器是通过计算脉冲数以确定移动物体的位置与位移； 编码器输出一组脉冲信号； 增量型编码器码盘有两组轨道：外轨道(通道 A 与 B)由 n 个相同角度透明与不透明扇区构成，每个周期等于 1 个不透明扇区+1个透明扇区(n/2 是分辨率或周期数)。内通道(通道 Z)由单个透明扇区构成. 信号 Z 为 “零“ 与信号 A 与 B 同步 增量型码盘包括两个通道
11、.通道 A 为基本信号.通道 B 用于判定旋转方向.信号 A 的上升沿时信号 B 为 1 即一个方向.信号 A 的上升沿时信号 B 为 0 即另一个方向.内通道仅有单个透明扇区提供单个信号叫 “ 置零”. 零信号提示每转一周，确定参考位置，特别用于旋转计数和复位到零.3.3 施耐德编码器介绍增量型编码器：1）增量型编码器分为轴型和轴套型两种，外型尺寸分 40，58，90 三种40 分辨率从 100 到 1024， 58 分辨率 100 到 5000， 90 分辨率从 100 到 10000. 如果是分辨率可调的，最大可调到 80000.2）输出只有长线驱动和推挽5 V 长线驱动， RS 422
12、， 4.75.30 V。推挽输出， 530 V、 11.30 V。3）编码器选型需要特别注意：一是：机械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。“增量型“码盘信号转换接收器控光装置码盘发射器9036090 36090 25 25一个周期 一个周期电路同步处理施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 7二是：分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。编码器的输出频率不要超过 PLC 的允许范围。三是：电气接口，编码器输出方式常见有推挽
13、输出，长线驱动输出，SSI 输出等。其输出方式应和 PLC 接口电路相匹配。4. TSX CTY2A 高速计数模块简介4.1 TSX CTY2A 高速计数模块性能TSX CTY2A、TSX CTY4A、TSX CTY2C 模块是 Premium 模块化 PLC 系列所使用的技术模块。为了执行此功能，这些模块支持 Unity Pro 软件的所有功能。这些模块的主要特性如下所示：TSX CTY2A 和 TSX CTY4A 模块再功能上相同，它们唯一的区别在于通道数不同。4.2 TSX CTY2A 高速计数模块的主要功能TSX CTY2A 高速计数模块的计数功能有 3 种： 加计数；只接收 IA 一
14、相脉冲输入； 减计数；只接收 IA 一相脉冲输入； 加减计数；可接收 IA,IB 或 IZ 两相或三相输入；4.2.1 加计数和减计数加计数和减计数通道功能如下：施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 8加计数和减计数的操作如下：加计数或减计数操作是对模块的同一寄存器的更改。唯一的区别在于更改计数的方向，着是通过软件的配置实现的。启用计数器： 通过具有软件预置（启用命令 ENAB_IENAB）的物理输入（ST_IENAB）。 直接使用软件：直接启用命令 DIR_ENAB。计数器的数值变化范围： 对于计数，为 0
15、 到+16777215（24 位，无符号）； 对于减计数，为-16777216 到+16777215 （24 位，有符号）。以下时序图显示了计数过程：4.2.2 加/减计数加减计数功能的输入又分为如下 4 中输入类型，分别对应 4 中计数方式。这 4 个输入类型需要在下一小节中进行配置。下图显示了加/减计数功能的操作功能：施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 9以下时序显示了计数过程：本例中只以加计数为例进行介绍，减计数的方法类似，而加/减计数在其他文档中单独进行介绍。注意施耐德电气技术服务中心 TSC Un
16、ity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 105. 硬件连接编码器到 TSX CTY2A 高速计数模块的 15 针 SUBD 接口的接线:编码器信号输入，可以输入 5V 或 24V 脉冲输入，这里采用 24V 编码器输入；1本例中采用的编码器的引脚和定义；2EPSR 端为编码器电源返回信号，必须接 24VDC 的正端；3132本例中只对输入通道进行了接线，没有对 TSX CTY2A 的辅助输入端口进行连接，这样所有的辅助输入输出功能都由内部软件实现，可能会在后面的在线诊断时报警辅助 IO 电源错误，但是并不影响计数器功能。注意施耐德电气技术服务中心
17、 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 116. TSX CTY2A 的编程组态本例中的 PLC 组态和编程全部采用 Unity Pro 4.0 完成。Unity Pro 是施耐德电气支持Premium，Unity Premium，M340 的通用编程、调试和运行的软件包。组态过程如下：步骤 动作&示例1 先在 Unity Pro 中的 Premium 机架上添加 57204 CPU，TSX CTY2A 模块。2 双击 TSX CTY2A 模块，进入 TSX CTY2A 的配置界面。首先对 Counter 0 进行配置，选中 Cou
18、nter 0，参数配置如下：参数 选择 注释Function Up counting 选择 Up Down Counting加/减计数。可选择的项目有 Up counting加计数；Down counting减计数；Input interfaces Solid state contact Solid state contact固态触点；Mechanical contact机械触点。Preset on Ipres Rising edge ipres 硬件预设的模式，这里采用上升沿触发预设。OperatesOn With counter resetNo counter reset 计数值到达设定点
19、以后是否将计数器复位；这里选择不复位。3 在此通道的 Adjust 页面中，设置如下：施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 12当把功能下面的 Counter output state 选中之后，右边的会多处一个菜单 State of counter outputs，参数说明如下：参数 输入值 注释Threshold value 0 2000 阀值 1。用作触发事件功能，可以不用设置。Threshold value 1 5000 阀值 2。用作触发事件功能，可以不用设置。Setpoint value 8000
20、 高设定值。用作触发事件功能，可以不用设置。参数 输入值 注释Crossing threshold 0 S 阀值 1。用作触发事件功能，可以不用设置。Crossing threshold 1 S 阀值 2。用作触发事件功能，可以不用设置。Crossing setpoint 0 高设定值。用作触发事件功能，可以不用设置。Enable event 激活事件Reset event 复位事件施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 137. 实验调试7.1 计算机与 PLC 的连接计算机到 PLC 的连接。如下：TSXP
21、CX1031-C 电缆的圆头与 Premium PLC 的圆口TER 连接。TSXPCX1031-C 转换器拨号到 2 或 0。TSXPCX1031-C 的 SUB D 端与计算机的串口连接。本例中采用的是 Unitelway 的连接方式，用户也可以采用 XAY，以太网等其他方式进行连接。在 Unity Pro 中建立连接。如下：步骤 动作&示例1 将 Unity Pro 的连接模式切换到标准模式：Standard Mode 为标准模式；Simulation Mode 为仿真模式。2 在 PLC-Set Address 中设置 Media 为 UNTLW01，Address 为 SYS。3 地
22、址设置完毕后点击 Test Connection 进行连接测试，测试成功后确定。用户在上电调试之前，请务必确保 PLC，变频器以及所带的电机的接地安全，以避免因接地问题而可能造成的人身伤害和设备损坏。警告123123施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 144 连接 PLC。连接成功后，Unity 软件的下方状态栏会显示当前 PLC 的状态。7.2 软件调试7.2.1 通过计数器的调试画面进行操作步骤 动作&示例1 在线联机状态下，双击 TSX CTY2A 进入配置、调试和诊断界面，在错误诊断页面 Fault
23、 中，查看是否由错误，如果有错误请进行更正，本例中 Fault 页面报错 Auxiliary IO Supply，即辅助 IO 电源错误，是因为本例中没有对辅助 IO 进行接线，而采用内部软件使能预设等功能，这个错误不会影响计数器的其他功能。2 切换到 Detailed Debug 调试界面。如果要让计数器正常计数，必须将下面设置如下两个参数： 将 Counter enable 下面的 Direct 置成 1； 将 Preset 下面的 Direct 置成 1；这样，正向反向旋转编码器就可以正计数反计数了。3 计数时，可以通过 Capture 中的 Direct 对当前值进行捕捉，捕捉出来的值
24、显示在 Capture 下面的框中，可以用于数据处理。施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 157.2.2 通过 IODDT 进行操作上面通过调试界面调试的每一个参数都对应 IODDT 中的一个参数，所以通过 IODDT 变量对计数器进行操作的变量是完全一样的，只是界面不同；首先，需要给 TSX CTY2A 的这个计数通道建一个IODDT 变量，具体的建立过程如下：步骤 动作&示例1 双击 TSX CTY2A 进入配置界面，在左边的列表中选择 TSX CTY2A，在右边的配置界面切换到 IO objects，
25、在下面的 IO objects 中选中%CH 并点击 update grid 更新，右边的地址栏中会出现 TSX CTY2A 已经配置的通道号。2 选中刚刚更新的通道%CH0.2.2，在左边的 IO variable creation 中输入参数的名字 C0，类型选定为T_COUNT_STD，然后点击 Create 按钮建立变量。施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 164 变量建好后，可以在变量表中查看，注意建立的变量类型为 IODDT。在在线监控表中调用此变量，并在线对变量进行操作： 将 C0 变量下的
26、DIR_ENAB 置成 1；计数器使能； 将 C0 变量下面的 DIR_PRES 置成 1；计数器预设；这样，正向反向旋转编码器就可以在 CUR_MEASURE 中看到正计数反计数的计数值了。5 计数时，可以通过 C0 变量下的 DIR_CAPT 变量置 1 来对当前值进行捕捉，捕捉出来的值存放在 CAPT 中，可以用于数据处理。施耐德电气技术服务中心 TSC Unity Premium TSX CTY2A 高速计数模块与 XCC 编码器的连接和计数 178. 附件8.1 Unity Premium 程序本例中给出的测试程序如下：8.2 基于 Unity Premium 的 TSX CTY2A 高速计数模块用户手册Unity Pro编 程 的 Premium的 计 数 模 块 用 户 手 册 -2006-CN.pdf.pdf
