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plc能夠讀到的信號(hào),實(shí)時(shí)性那種,不是開(kāi)關(guān)量,就是模擬量,當(dāng)然有人說(shuō)高速通訊也算可能也可以,但是那種只是傳輸過(guò)程而已,也需要現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量或者模擬量變送而來(lái)。而速度傳感器的介質(zhì)實(shí)現(xiàn),不外是光,電或者磁這幾種形式。
通過(guò)外加裝置來(lái)測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速這種測(cè)量方法,不拘束是什么電機(jī)和運(yùn)行方式,主要是考慮如何安裝問(wèn)題,但是要考慮精度和測(cè)量頻率問(wèn)題。

1、安裝編碼
在電機(jī)轉(zhuǎn)軸后邊直接裝上一個(gè)編碼器,這種一般是要求精度非常高的場(chǎng)合,比如增量型編碼器,有ABZ三相,零相Z每轉(zhuǎn)都有一個(gè)脈沖,而AB相每轉(zhuǎn)會(huì)有非常多個(gè),比如1024線這種規(guī)格的,每轉(zhuǎn)會(huì)有1024的A相和B相脈沖出來(lái),這些脈沖直接給到PLC,通過(guò)PLC的高速測(cè)量端口讀取,PLC可以通過(guò)中斷的方式來(lái)一定時(shí)間讀取脈沖個(gè)數(shù),經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的乘除運(yùn)算就可以算出一分鐘都多少個(gè)脈沖,相當(dāng)于多少轉(zhuǎn)。

以零相Z脈沖來(lái)考慮,比較簡(jiǎn)單一點(diǎn),每轉(zhuǎn)有一個(gè)脈沖輸出給PLC,假如電機(jī)轉(zhuǎn)速是N轉(zhuǎn)/分,每秒PLC讀到的脈沖數(shù)是m,于是有m=N/60,這樣電機(jī)轉(zhuǎn)速N=60m。

編碼器有光電形式的,也有磁編碼器,光電的精度比較高,磁編碼器可靠性比較好,但是價(jià)格相對(duì)都比較貴,而且一般也比較脆弱,安裝時(shí)候要注意避免負(fù)載或者其他東西沖擊。
2、接近開(kāi)關(guān)
接近開(kāi)關(guān),一般常見(jiàn)工業(yè)上使用的是電感原理的,只要電機(jī)軸或者拖動(dòng)的復(fù)雜上,周期性會(huì)有凹凸的鐵質(zhì)之類(lèi)變化,會(huì)引起磁場(chǎng)變化,這時(shí)候接近開(kāi)關(guān)會(huì)在明顯體積變化的鐵質(zhì)部位感應(yīng)出一個(gè)脈沖來(lái),這樣每轉(zhuǎn)可以讀到這個(gè)脈沖輸出,類(lèi)似于編碼器的零相脈沖,計(jì)算方法也參考上邊編碼器的計(jì)算方法。
接近開(kāi)關(guān)價(jià)格比較便宜,不過(guò)一般也只能測(cè)量到每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖,如果想測(cè)量更高精度,需要在電機(jī)軸上安裝多齒的齒輪盤(pán)來(lái)讀取一周多個(gè)脈沖。

另外也有光學(xué)類(lèi)的接近開(kāi)關(guān),需要有一些反光裝置,或者通過(guò)對(duì)射的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),安裝起來(lái)有點(diǎn)麻煩,需要電機(jī)軸或者負(fù)載上做一些簡(jiǎn)單的加工,比如安裝反光板之類(lèi)。
如果要求靈敏度比較高,可以使用光纖頭來(lái)感應(yīng),也可以看做一種特殊的接近開(kāi)關(guān)。

3、霍爾加磁鐵
霍爾元件可以測(cè)量到磁場(chǎng)變化,如果在電機(jī)軸上加裝一個(gè)小磁鐵,通過(guò)霍爾在邊上隔開(kāi)一定距離,當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)到離開(kāi)霍爾比較近的地方,霍爾會(huì)感應(yīng)到,會(huì)輸出一個(gè)反轉(zhuǎn)電壓,這時(shí)候PLC會(huì)接收到,道理也等同于接近開(kāi)關(guān),只是因?yàn)榛魻柾荗C輸出,接入PLC的時(shí)候,需要加一個(gè)1-3K左右的上拉電阻。

4、測(cè)速發(fā)電機(jī)
測(cè)速發(fā)電機(jī),是在電機(jī)軸上安裝一個(gè)小直流發(fā)電機(jī),輸出電壓和電機(jī)轉(zhuǎn)速一一成正比例,只要通過(guò)PLC模擬量讀取這個(gè)電壓值,就可以知道當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速大小,當(dāng)然這個(gè)數(shù)據(jù)是模擬量的,測(cè)量時(shí)候需要考慮校準(zhǔn)和抗干擾問(wèn)題。

5、機(jī)械方式
有一種儀表,可以通過(guò)一個(gè)小輪子,壓在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上,電機(jī)帶動(dòng)它也旋轉(zhuǎn),大小輪子的線速度一致,這時(shí)候它可以通過(guò)發(fā)電或者讀取脈沖形式,來(lái)知道小輪子轉(zhuǎn)速,這時(shí)候通過(guò)線速度和角速度關(guān)系來(lái)反推電機(jī)轉(zhuǎn)速。
利用電機(jī)內(nèi)部量來(lái)間接測(cè)量轉(zhuǎn)速電機(jī)運(yùn)行,不外有電壓,電流和頻率這些數(shù)據(jù),而且大部分電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)和這些數(shù)據(jù)成一定的比例關(guān)系,只要電機(jī)已經(jīng)安裝了驅(qū)動(dòng)器,通過(guò)驅(qū)動(dòng)器變送出這些數(shù)據(jù),就是轉(zhuǎn)速量,當(dāng)然可以以模擬量的格式輸出給PLC使用。

1、變頻器
電機(jī)的轉(zhuǎn)速n = 60 f / p,在電機(jī)極對(duì)數(shù)一致的情況下,頻率f和轉(zhuǎn)速成正比例,所以改變電機(jī)的頻率也就可以改變電機(jī)的速度。在裝有變頻調(diào)速的電機(jī)而言,只要讀到變頻器的實(shí)際頻率值,就可以算出電機(jī)轉(zhuǎn)速,事實(shí)上變頻器會(huì)有實(shí)際轉(zhuǎn)速這數(shù)據(jù)輸出的,大多數(shù)以通訊的格式來(lái)給PLC使用,有些也有開(kāi)關(guān)脈沖輸出端口的,具體要看變頻器的設(shè)計(jì)。不過(guò)變頻器因?yàn)樨?fù)載波動(dòng)問(wèn)題,讀過(guò)去的轉(zhuǎn)速,精確度未必很高,如果要求很高,還是要讀取矢量變頻器的編碼器數(shù)據(jù)。
2、直流調(diào)速
根據(jù)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式:轉(zhuǎn)速n=(電樞電壓U-電樞電流I*電樞內(nèi)阻R)/kφ,在勵(lì)磁電流不變情況下,電機(jī)運(yùn)行在恒轉(zhuǎn)矩模式,kφ這些磁通參數(shù)不變,而電機(jī)電樞內(nèi)阻R非常小,所以在電樞電流不大情況下,轉(zhuǎn)速n=電樞電壓U,只要測(cè)量到電樞電壓,就可以知道電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

實(shí)際上,很多直流驅(qū)動(dòng)器,包括無(wú)刷驅(qū)動(dòng)器,都帶有電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出接口,當(dāng)然一般也是模擬量的,PLC可以直接通過(guò)模擬量端口讀取。
3、電流方式
這種方式,往往是通過(guò)電機(jī)主回路上,安裝霍爾或者取樣電阻來(lái)讀取電流通斷來(lái)判斷,適合步進(jìn)電機(jī)或者無(wú)刷電機(jī)這些輪流導(dǎo)通的脈沖形式電機(jī)。
不管是何種方式驅(qū)動(dòng)電機(jī),電路實(shí)際上都比較簡(jiǎn)單的,往往都是簡(jiǎn)單的方法電路,而且在測(cè)量裝置里邊已經(jīng)集成好了,你需要做的,只是正確選型和注意接線,畢竟PLC有NPN和NPN兩種開(kāi)關(guān)量輸入形式,需要匹配對(duì)就是了。
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