堆取料机角度测量在PLC中实现的方法.pdf

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Lca F2004年4月
传感器与仪器仪表
住取料机角度测量在PLC中实现的方法
A Strategy of Measuring the Slewing Angel of Bucket Wheel Stacker
Reclaimer in PLC
中国铝业山西分公司梁会恩李兆文
Liang Huien Li Zhaowen
种イ.在以視的PL.C中对
种方法的可行性.許介紹」格砂:鸿构製副.拉出jP1.C将格转为的度的源刊
关選词:縮器分迷、各出的自然逻块
Abstract: Based on the actual application experience the artiele explains the method of measuring the lew ing angel of ueket
w hee 's ker reclaimer. n nalyses the ib ity of this kind of me h od ii the technique with teehnique perton nce
This paper also introduce the Gray Code thunder the code coling with a ind o1 PLC. and give out tu the procedure o
langing the PLC Gray Code to angle
Key words: Encoder Distinguishability Gray code Nature code Logic module
i中图分类号TM930
文献识码」13
文章編号1665123(2(0)40)40)1:(1(3
盘两种,本文用的是KOYO公司的TRD-NA系列绝对
从80年代末后,国产堆取料机开始用PLC控制,为值型旋转编码器。它属于一种超小型、高速响应、采用
雄取料机实现自动控制创造了条件。在堆取料机的控制系金属光栅、输出为无读取误差的格雷码编码器。格雷码
统中,回转、俯仰角度的测量及控制非常重要,测量的( Gray Code)是一种绝对编码方式,对应旋转角度以格
方法有很多种,就目前来看,测量角度的一次传感器都采雷码形式并行输出绝对位置值。格雷二进制码是为了弥
用编码器传送多位二进制码通过多蕊电缆送到机上控制室,补二进制码的缺陷而产生的代码。因为在二进制码中当
再经过PLC运算,还原成BCD码送往操作员室进行显示。从某一个数到下一个数変化时,可能同时有2个以上的
分公司堆场采用了大连重工集团生产的两台大型堆取料机,数据位发生变化,例如从十进制的3转换为4时二进制
根据生产的需要在原煤堆场进行堆煤或取煤。其PLC采用码的每一位都要变,由于对各位读取的时序上的差异,可
美国通用电气公司(GE)的PLC,编程软件为 VERSAPRO,并能造成读出错误。为了解决此问题,设计一种代码,使
通过RS232协议送到上位机通过显示屏显示。用于角度测其在从任一数到下一数变化时,只有一个数据位变化,以
量的传感器采用了TRD-NA系列绝对值犁编码器,检测回避免读取错误,这样的代码即格雷二进制码,是一种错
转、俯仰角位置。根据光电原理,输出绝对位置的格雷码。误最小化的编码方式。而且无需计数器,在通电状态下
本文对该堆取料机回转角度测量的实现过程进行了原理性输出旋转角度,当角位移量发生微小变化(1C)而可能引
的分析。
起数字量发生变化时,格雷码仅改变一位。附表为二进
制码与格雷码对照表。
2绵码器输出
以四位代码为例,由格雷码与二进制码的对照表导出
目前,应用最多的编码机构有格雷码盘和BCD码两种代码相互转换的逻辑表达式。
1 10 I Programmable controller factory automation
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传感器与似器似表
PLC&F2004年4月
sor Apparatus Mele
附表对照表
7M127O
N
B码
G码
)
0
00
回转编码器
2345
0000000
0000
0-000000
0001111
100102 0M03703
1」0
0-10
回转绵码器位2
60
700102M00203
0000
00
レ
0
0
回转编码器位
0
B码一G码逻辑表达式:G码→B码逻辑表达式:
B4=G4
G4=B4
100101 MOROZ
M0cp201
B3=B46 G3
G3=B4C B3
B2-=B30 G2
G2=B3G B2
回转编码器1
00101 M037202
B1=B20 GI
G1=B2G B1
从附表可看出,格雷码与二进制码的转换方式为逻辑
回转编码器位1
异或关系。以格雷码的形式进人PLC后,需在PL.C中对格
图1P?LC源程序
雷码进行异或逻辑运算,从而得到二进制码进行输出。由于
我们测定的范围在360°以内,编码器选分辩率为512/
360,就可用9位格雷码来映射转角位移量信号,液位变化
1°时,对应的9位格雷码只变化一位。因此,我们通过
R1c04
检测值检值
一根RVP多蕊电缆和格雷码盘相连,直接采集9位格雷
检测值
码信号至PLC数字量输入模块。需要说明的是,査阅编码器
说明书,因分辩率为360,它的余码就为76,换算出的角度
1200
需再减去76才是真实的角度
急停
左右料开…
3PLC逻辑模块运算
检测葆
通过以上的分析,由于格雷码不是权重码,每一位
码没有确定的大小,不能直接转换成成角度信号,要经过
一次码变换,变成自然二进制码,再由上位机读取。解码的
方法(PLC源程序如图1所示)是用“0”和采集来的9位格
左右料坝开
雷码的最高位似(第9位)异或,结果保留到位(从0开始),再
110+012
R0H81Ru1618
3R01010
将异或的值和下一位(第8位)相异或,结果保留到位7,依
值7心
当前值当前值
当前值BCD码
次异或,直到最低位位0,依次异或转换后的值(二进制数)
就是格雷码转换后自然码的值。
接着(如图2所示)通过传送模块( MOVE BOOL)将得到
图2传送模块程序
的9位二进制数组成一个字送入寄存器中。经减法模块SUB.为回转测量的零度,在回转时从0-360°进行检测。因为
INT)减去76得出测量的角度。堆取料机在进行作业时,堆在显示时还要区分出是左料场,还是右料场,实际要求显
场分为左右堆场,我们依堆取料行走的直线轨道为基准,依示范围是以直线轨道为基准以车头偏转的角度位移在正负
堆取料机车身方向与该直线重合时,以尾车方向为起点为作
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Programmable controller &factory automation I 111