還在為生產線上的滾筒轉速失控而手忙腳亂?眼睜睜看著傳送帶上的貨物堆積如山,卻找不到速度波動的根源?在追求高效、精準的現(xiàn)代工業(yè)自動化浪潮中,實時、準確地掌握旋轉設備的運行速度并非可有可無,而是保障生產效率與品質的生命線。PLC(可編程邏輯控制器)作為工業(yè)控制的心臟,如何與小小的光電開關珠聯(lián)璧合,施展出精確測速的”魔法”?這其中的精妙協(xié)作,正是我們破解測速難題的關鍵鑰匙!
一、 核心魔法齒輪:光電開關的觸發(fā)原理
光電開關,這個在工業(yè)現(xiàn)場無處不在的”感知器官”,利用光線(通常是紅外光)作為檢測媒介。當我們需要利用它來測量轉速時,槽型(或稱U型)光電開關往往是完美搭檔。它的結構極富巧思:一側是紅外發(fā)光管,持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)射紅外光線;另一側則是紅外接收管,專門負責敏銳地捕捉光線。在發(fā)射管與接收管之間,恰是一個開放的光路通道。
測速的精髓,在于在旋轉軸上安裝一個精心設計的遮光片(或稱為碼盤)。這個遮光片邊緣通常均勻開有若干缺口或孔洞。當設備開始運轉,遮光片也隨之旋轉。每當遮光片上的缺口或孔洞經過槽型光電開關的光路通道時,紅外光便能暢通無阻地從發(fā)光管照射到接收管上。此時,接收管導通,輸出一個高電平(如24V DC)。反之,當遮光片實體部分阻擋光路時,接收管截止,輸出低電平。于是,遮光片每旋轉一圈,光電開關便會精準地產生 “N”個規(guī)則的脈沖信號(N即為遮光片上的缺口/孔洞數(shù)量)。這就像給旋轉軸裝上了一把精確的”刻度尺”,每個脈沖都代表物體轉動了特定的角度。
關鍵點:槽型光電開關配合帶孔/缺口的遮光片,將連續(xù)的旋轉運動轉換為離散的、可被PLC精確計數(shù)的電脈沖信號。
二、 PLC:強大而精準的“脈沖解讀者”
PLC作為工業(yè)控制系統(tǒng)的指揮中心,其核心功能之一就是處理各類輸入信號。對于光電開關輸入的脈沖序列,PLC內部集成的特殊”武器”——高速計數(shù)器(HSC)模塊 便派上了關鍵用場。這類模塊的設計目標極其明確:以毫秒乃至微秒級的響應速度,完成對極高頻率脈沖信號的精確捕捉與計數(shù),遠超過處理普通開關信號的常規(guī)PLC掃描周期。
測速流程清晰而嚴謹:
CTRL_HSC
指令、三菱的HCNT
指令)啟動并管理高速計數(shù)器的運行。三、 從脈沖到轉速:公式解鎖速度之謎
僅僅知道累積的脈沖數(shù)量還不足以告訴我們轉速,我們需要引入時間維度。關鍵步驟在于計算單位時間內捕獲的脈沖數(shù)。常見的做法有兩種:
C_now
。C_now
- C_prev
(其中C_prev
是上次中斷時保存的計數(shù)值)。C_now
,用作下一次計算的C_prev
。F
= ΔC / ΔT 。 即每秒產生的脈沖數(shù)。轉速 (RPM)
= (F
* 60) / N
*F_instant
= 1 / TRPM_instant
= (60 / T) / N
= (60 * F_instant
) / N
*核心公式釋義:無論采用哪種方法,最終都離不開: *轉速 (RPM) = (單位時間脈沖數(shù)
F
* 60) / 遮光片缺口數(shù)N
*
F
: 光電開關產生的有效脈沖頻率(Hz, 脈沖/秒)。60
: 將秒轉換為分鐘。N
: 遮光片上的缺口/孔洞數(shù)量。*如果遮光片只有一個缺口(N=1),旋轉一圈產生一個脈沖,公式簡化為 RPM = F * 60。* N越大,單位時間的脈沖數(shù)越多,在相同時間分辨率下測得的轉速精度通常越高。
四、 優(yōu)勢綻放:為何選擇PLC+光電開關測速?
這種組合方案在工業(yè)測速領域備受青睞,源于其