آموزش اتصال انکودر به PLC دلتا و زیمنس ۳۰۰

انکودر از خانواده سنسورها، ابزاری است که برای تشخیص پارامترهای حرکتی مثل زاویه چرخش، سرعت، مسافت، جهت و موقعیت بکار میرود و در ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی روی موتور یا عملگر چرخشی نصب خواهد شد. انکودر حرکت مکانیکی (چرخشی یا خطی) را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل و فیدبک پارامترهای حرکتی را به واحد کنترل‌کننده مثل PLC می‌فرستند. به همین دلیل در خانواده سنسورها قرار دارد. در زمان خرید انکودر باید نسبت به انواع آن آشنایی کامل داشته باشید.

اتصال انکودر به PLC S7-300

یکی از مهم‌ترین مراحل و پیش نیازهای کار با این قطعات اتصال انکودر به PLC S7-300 است. سازوکار و ساختار متفاوت پی ال سی زیمینس باعث شده که اتصال انکود نیازمند فرایند مجزایی باشد. کار اصلی انکودرها، تشخیص زاویه چرخش، سرعت، مسافت، جهت و موقعیت در تجهیزات و است و برای انجام این کار نیز با موتورها کوپل می‌شوند. هم بعد از بررسی فیدبک‌ها، این پی ال سی ها فرامین لازم را صادر می‌کند.

اولین موردی که باید در اتصال انکودر به پی ال سی زیمنس سری S7-300 بدانید این است که پی ال سی باید حتما از نوع کامپکت باشد و در صورتی که از نوع کامپکت نیست باید از کارت FM350 استفاده کنید. موردی که ما بررسی می‌کنیم از نوع کامپکت است.

آموزش تصویری اتصال انکودر به PLC S7-300 کامپکت در ۴ مرحله

• مرحله اول: وصل پالس های A و B انکودر به ورودی های پی ال سی

پالس‌های A و B انکودر، پالس ۲۴ ولت می‌دهند. هر نوع پی ال سی مشخص است و پالس A و B انکودر باید به ورودی مشخصی متصل شود. برای مثالدر پی ال سی زیمنس S314C برای استفاده کانال اول یا صفر باید پالس A به ورودی i0.0 و پالس B به ورودی IO.1 متصل شود. ورودی دیجیتال اولین ورودی است. آدرس دیجیتال‌ها احتمالا از صفر شروع نشود ولی از دیدگاه سخت افزاری، بایت اول ورودی مانند کانکتور X2 شماره ۲ و ۳ در شماتیک سخت افزاری، منظور ماست.

• مرحله دوم: انتخاب CPU

در این مرحله سی پی یو مدنظر را انتخاب کرده به این منظور باید وارد برنامه سیماتیک منیجر از بخش Hardware شده و و روی count کلیک کنید.

• مرحله سوم: انتخاب کانال و مد کاری

در این قسمت Channel باید مدنظرتان را انتخاب کنید و در قسمت operation mode مد مورد کابری نیز تعیین می شود.  اولین مد است که Count Continuously به صورت پیوسته مارش پیوسته پالس‌ها بوده و شمارش مداوم و Frequency counting برای کسب فرکانس پالس انکودر است. Count continuously این مد برای شمارش پالس‌های مداوم و پوزیشن کاربرد دارد. بعد از انتخاب این مد ستونی به اسم count به پنجره قبلی اضافه میشود و با کلیک روی سربرگ count وارد بخش تنظیمات انکودر می شوید.

مهم‌ترین قسمت، input بخش signal evaluation و در آن بخشی که میخواهید پالس آن را بشمارید مشخص میشود. سپس بر اساس جدول نوع PLC باید ورودی‌های مدنظر را متصل کنید که در اینجا Pulse و Direction هستند. اگر انکودر دارید باید گزینه بعدی یعنی Rotary Encoder را انتخاب کنید. انتخاب های شما شامل single، double و quadruple هستند.

تیک گزینه Hardware gate را وقتی بزنید که برای اتصال انکودر به PLC S7-300، ورودی پالس انکودر باید شمارش شود. همچنین از طریق نرم‌افزار هم می‌توانید این تیک را بردارید.

• مرحله چهارم: انتخاب SFB بر اساس نوع مد

بعد از تنظیم کردن بخش hardware، وارد ob1 شده یا در fc دلخواه ادام به نوشتن برنامه کنید. و در ob1 فراخوانی کنید. براساس نوع مد انتخاب شده یعنی count continuously و یا frequency counting از مسیر زیر، sfb مدنظر را فراخوانی کنید. بعد ازانتخاب sfb47 در یک برنامه، دیتا بلاک به آن معرفی کنید تا موارد ورودی و خروجی در آن ایجاد شوند.

مروری بر پایه‌های مهم تابع sfb47

اطلاعات در مورد پایه‌های مهم تابع sfb47 در جهت تکمیل مبحث اتصال انکودر به PLC S7-300 به شرح زیر است:

• پایه LADDR: شروع آدرس بخش count که در قسمت hardware وارد کردید را به شکل کد Hex بنویسید. این کد به‌صورت پیش فرض عدد ۷۶۸ است که به شکل کد هگز عدد ۳۰۰ می‌شود. پس شروع آدرس به شکل W#16#300 است. اگر آدرس را در بخش count تغییر دادید، باید کد هگز شروع آدرس را در این قسمت وارد کنیم.

• پایه CHANNEL: شماره کانالی که انکودر نصب شده و در بخش hardware تنظیم شده را وارد کنید. تابع sfb47 فراخوانی بدهید البته در صورتی که آن را در چند کانال انکودر را نصب کرده باشید. شروع آدرس همه آنها یکسان است و در همه در بخش پایه LADDR، عدد ثابت است ولی عدد CHANNEL متفاوت می‌شود که بستگی به نوع پی ال سی کامپکت ما دارد.

• پایه SW-GATE: این پایه در مبحث اتصال انکودر به PLC S7-300 که در حقیقت GATE نرم‌افزاری بسیار پراهمیت است. در بخش تنظیمات سخت افزاری پایه GATE ندارید و ورودی سخت افزاری GATE ندارید شما می‌توانید یک بیت نرم‌افزاری مشخص کنید تا در صورت فعال بودن این بیت، شمارش پالس انجام گردد و در صورت غیر فعال بودن شمارش انجام نشود. برای این منظور باید همیه یک بیت همواره ۱ به این پایه نسبت بدهید.

• پایه JOB_REQ: در بحث اتصال انکودر به PLC S7-300 پایه JOB_REQ برای فعالیت های خاص است. کاربرد اصلی و مهم آن موقعی است که می‌خواهید مقدار شمارش انکودر را صفر کنید که برای این منظور باید یک بیت به آن اختصاص دهید. این پایه به لبه بالا حساس است و موقعی که فعال می‌شود با توجه به پایه‌های دیگر یعنی JOB_ID و JOB_VAL این کاربرد را دارد.

• پایه JOB_ID: در این پایه برای اتصال انکودر به PLC S7-300 کد مدنظر کار خاصی که می‌خواهید را باید به شکل کد هگز وارد کنید. مثلا برای صفر کردن مقدار شمارش شده کد هگز W#16#1 را وارد کنید که همان کد نوشتن در مقدار COUNTVAL یا مقدار شمارش پالس انکودر است.

• پایه JOB_VAL: مقدار عمل JOB براساس JOB_ID باید از مقدار DOUBLE INTIGER بگذاریم پس عدد صفر به شکل L#0 به‌صورت عدد اینتیجر ۳۲ بیتی می‌دهیم تا عمل صفر شدن انکودر با توجه به کد هگز W#16#1 در پایه JOB_ID و فعال شدن پایه JOB_REQ انجام گیرد.

• پایه COUNTVAL: برای شمارش پالس‌های انکودر از این پایه استفاده کنید. می‌توانید یک حافظه ۳۲ بیتی از نوع DOUBLE INTIGER به آن داده تا عدد شمارش پالس‌های انکودر را داشته باشید و در لحظه آن را صفر کنید. توجه داشته باشید که اگر انکودر حرکتش ساعت‌گرد شد شمارش افزایشی در غیر این صورت کاهشی است.

نمونه مثال اتصال انکودر به PLC S7-300

• مثال اول اتصال انکودر به PLC S7-300

انکودری دارید که رزولوشن آن ۱۰۰۰ پالس و به یک محور بال اسکرو متصل شده و به کانال اول یک PLC314C هم متصل است. اگر ۱۰ سانتیمتر از حرکت محور معادل ۳۴ دور حرکت انکودر باشد، از طرفی اگر محور به سنسور پراکسی سوئیچ که به ورودی l1.0 متصل است رسید، مقدار انکودر صفر شود. برنامه‌ای بنویسید که مقدار حرکت انکودر را به شکل میلی‌متر در MD20 داشته باشیم.

راه کار: بعد از تنظیمات بخش Hardware اول ضریب مدنظر پالس را باید به دست بیاورید و در ادامه در ob1 برنامه مدنظر را بنویسید.

• مقدار پالس انکودر در حرکت ۱۰۰ میلی‌متر: ۳۴×۱۰۰۰=۳۴۰۰۰
• ضریب پالس انکودر در حرکت ۱ میلی‌متر: ۳۴۰۰۰/۱۰۰=۳۴۰

پس اگر مقدار پالس شماره شده انکودر را همیشه بر ۳۴۰ تقسیم کنید مقدار حرکت برحسب میلی‌متر خواهید داشت که اگر ضریب به دست آمده اعشاری باشد، می‌توانید مقادیر شمارش شده پالس‌ها را به عدد اعشاری تبدیل کرده و محاسبات را به‌صورت اعشاری جلو ببرید. پس بیت M0.0 را یک بیت همواره set تعریف کرده و سپس sfb47 را فراخوانی کنید و آدرس کانال اول را وارد کنید. برای اینکه همیشه پالس‌های انکودر شمارش شود، به پایه sw_gate بیت M0.0 بدهید.

• مثال دوم اتصال انکودر به PLC S7-300

مثال ۱ را در نظر بگیرید. به طوری که محور که با درایو راه‌اندازی شد، در پوزیشن ۵۰۰ میلی‌متری محور را نگه دارید. مثلا فرض کنید تا فاصله ۴۰۰ میلی‌متری با فرکانس ۵۰ هرتز حرکت کرده و بعد از آن در دو یا چندین مرحله فرکانس درایو را کم کنید و در نهایت محور را در ۵۰۰ میلی‌متری نگهدارید. فرض کنید مقدار فرکانس در خروجی PQW100 را می‌خواهید به‌صورت ولتاژ صفر تا ۱۰ بریزید پس اول مقدار فرکانس را از صفر تا ۵۰ هرتز در MD40 بریزید و پس از آن با FC106 آن را به خروجی آنالوگ تبدیل کنید.

راه کار: در مد frequency counting: بعد از اینکه تنظیمات سخت افزاری برای این مد در ob1 انجام دادید این بار از مسیر زیر تابع sfb48 را انتخاب کرده و فراخوانی کنید که بعد از انتخاب و فراخوانی sfb48 در برنامه یک دیتا بلاک به آن اختصاص دهید تا موارد ورودی و خروجی در آن ایجاد شوند. که به صورت مجزا هم امکان پذیر است. تابع sfb48 با sfv47 بجز در کدهای JOB_ID که هر کدام کدهای خاص خودشان را دارند و یک پایه هم اضافه‌تر دارد.

• مثال سوم اتصال انکودر به PLC S7-300

انکودری با رزولوشن ۵۰۰ پالس را به یک موتور وصل می‌کنیم و پالس‌های انکودر را هم به PLC 314C متصل می‌کنیم. فرکانس موتور برحسب هرتز و سرعت موتور برحسب RPM به ترتیب در رجیسترهای MD10 و MD20 به‌صورت عدد صحیح قابل نمایش در HMI محاسبه کنید.

 راه کار: برای این منظور اول SFB48 را فراخوانی و مقدار فرکانس پالس انکودر را از پایه MEAS_VAL به MD30 بدهید. پس از آن چون رزولوشن انکودر ۵۰۰ اعلام شده و هدف ما محاسبه فرکانس موتور است باید این مقدار را بر ۵۰۰ تقسیم کرده و سپس مقدار فرکانس را برحسب میلی هرتز محاسبه کنیم. حتما در اخر عدد خاص را در ۱۰۰۰ تقسیم کنید.

آموزش نحوه اتصال انکودر به PLC دلتا

دو نوع کانتر برای کانترهای High speed در plc های دلتا وجود دارد. یک نوع به نام software high speed counter و یک نوع به نام hardware high speed counter، که یک نوع نرم افزاری و یک نوع سخت افزاری است. در نوع نرم افزاری وظیفه شمارش پالس ها برعهده میکرو کنترلر است ولی در نوع سخت افزاری یک کانتر سخت افزاری مجزا برای شمارش پالس ها اختصاص داده شده است.

برای متصل شدن انکودر باید از کانترهای high speed سخت افزاری استفاده کرد و چون دو فاز A و B دارد بنابراین از کانترهای شماره C251 تا C254 که در همه مدل های سری s دلتا مشترک هستند استفاده میکنیم.

رمزگشایی از نحوه اتصال انکودر به PLC دلتا

در نحوه اتصال انکودر به PLC دلتا، شمارنده های سرعت بالا (high speed counter) یکی از حساس ترین المان ها به شمار میروند و پی ال سی delta دو نوع کانتر نرم افزاری و سخت افزاری را ارائه می دهد. بدین ترتیب در شمارنده های نرم افزاری میکروکنترلر داخلی PLC وظیفه شمارش پالس های دریافتی از انکودر را بر عهده دارد. اما در شمارنده های hardware این وظیفه به یک ماژول سخت افزاری مجزا واگذار میشود. 

مقایسه شمارنده‌ (نرم و سخت‌)افزاری برای انکودرها

شمارنده های سخت افزاری Hardware High به دلیل توانایی شمارش پالسهایی با فرکانس بالا، معمولا برای انکودرهایی با سرعت دوران زیاد مناسب هستند. در حالی که شمارنده های نرم افزاری (Software High Speed Counter)، اگرچه سرعت کمتری دارند ولی برای بسیاری از کاربردها به خصوص زمانی که سرعت حرکت زیاد نباشد، کافی خواهد بود انتخاب نوع کانتر بستگی به مشخصات انکودر و نیازهای سیستم کنترل دارد.

انتخاب بهترین کانتر برای انکودر در پی ال سی دلتا

برای سخت افزاری خاصی به نام ۲۵۱ تا C254 استفاده میشود این کانترها میتوانند پالس های زیادی را در هر ثانیه بشمارند انکودرها دو نوع پالس A و B تولید میکنند که باید به ورودی های مشخصی در PLC متصل شوند. علاوه بر این دو ورودی دیگر نیز برای شروع (START) و بازنشانی (RESET) شمارش وجود دارد با استفاده از این شمارنده ها و اتصال صحیح سیم ها میتوان اطلاعات موقعیت و حرکت را از انکودر به پی ال سی منتقل کرد.

عملکرد پایه RESET سخت‌ افزاری

جهت انجام بازنشانی یا ریست کردن کانترهای پرسرعت در PLC دلتا میتوانیم پایه سخت افزاری RESET را به کار ببریم این پایه به صورت جداگانه و مستقل از برنامه اصلی پی ال سی عمل میکند. با فعال کردن این پایه کانتر بلافاصله و بدون تأخیر شمارش را از ابتدا آغاز می نماید. این روش برای مواقعی که نیاز به دقت و سرعت بسیار بالا در بازنشانی شمارشگر بوده بسیار مساعد و سازگار خواهد بود.

افزایش انعطاف‌ پذیری سیستم با استفاده از پایه

در PLC دلتا، پایه START مانند یک کلید روشن و خاموش برای شمارنده عمل می‌کند. زمانی که این پایه فعال می‌شود، کانتر شروع به شمارش پالس‌های دریافتی از انکودر می‌کند. اما اگر این پایه غیرفعال شود، شمارش متوقف می‌گردد. به عبارت ساده‌تر، در اتصال انکودر به PLC دلتا، پایه START مشخص می‌کند که شمارنده در چه زمانی به شمارش ادامه دهد یا متوقف شود. البته باید در نظر داشته باشیم که همه کانترها به این پایه نیاز ندارند.

پیکربندی و پیش نیاز برنامه نویسی انکودر در PLC Delta

برنامه‌نویسی انکودر در PLC دلتا با استفاده از نرم‌افزار WPLSOFT انجام می‌شود. در پنجره باز شده برای اتصال انکودر به PLC دلتا، اولین گزینه Counting Mode است. برای اتصال دو سیگنال A و B انکودر، باید حالت ۲-phase inputs انتخاب شود. سپس در قسمت Counter، عدد موردنظر شمارنده خود را وارد کنید. برای تعیین شرایط شروع و توقف شمارش، از بخش شرط یا Condition استفاده می‌شود. به عنوان مثال، می‌توانیم کانتر را به یک ورودی خاص اختصاص دهیم و همچنین اگر بخواهیم شمارش همیشه فعال باشد، از بیت M1000 استفاده می‌شود.

 تنظیمات شمارنده: در بخش تنظیمات شمارنده، قسمت External Input نیازی به تغییر ندارد و فقط آدرس ورودی‌های انکودر را نمایش می‌دهد. در قسمت Set Value، شما می‌توانید یک عدد ثابت یا آدرس یک رجیستر را وارد کنید تا زمانی که شمارنده به این مقدار رسید، یک وقفه یا اینتراپت ایجاد شود. این ویژگی معمولاً کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و در بیشتر مواقع می‌توان عدد ۱ را وارد کرد.

تنظیمات جهت و حالت شمارش در انکودرهای PLC دلتا: در تنظیمات اتصال انکودر به PLC دلتا، بخش Counting Direction معمولاً غیرفعال است. دلیل این موضوع این است که جهت چرخش یا شمارش بالا و پایین به کمک پالس B در انکودر تعیین می‌شود. این گزینه بیشتر برای شمارنده‌هایی که فقط از یک ورودی استفاده می‌کنند، فعال می‌شود. علاوه بر این، در قسمت Counting Mode، شما می‌توانید انتخاب کنید که هر پالس به عنوان یک واحد شمارش شود یا چند برابر در نظر گرفته شود. پس از اتمام تمامی تغییرات مدنظر، با کلیک بر روی NEXT به صفحه بعد منتقل خواهیم شد.

دستور DHSCS در PLC دلتا : دستور DHSCS در دلتا به ما این امکان را می‌دهد که زمانی که شمارنده به یک مقدار مشخص برسد، یک عمل خاص را انجام دهیم. شماره خروجی مورد نظر در قسمت Set on device مشخص می‌شود. اگر بخواهیم چندین دستور برنامه‌نویسی را به صورت همزمان اجرا کنیم، می‌توانیم گزینه Interruption را فعال کنیم و برای انکودر یک ریجستر ویژه تعیین کنیم. همچنین با استفاده از گزینه Comparison Value، می‌توانیم مقداری را انتخاب کنیم که با شماره کانتر مقایسه شود و در صورت رسیدن به این مقدار، وقفه‌ای ایجاد شود.

کنترل اتومات فرآیندها با تابع DHSCR: تابع DHSCR به ما این امکان را می‌دهد که در صورتی که شرط دیگری برقرار باشد، همان خروجی را غیرفعال یا ریست کنیم. به عبارت دیگر، در شیوه اتصال انکودر به PLC دلتا، DSCR برای بازگرداندن سیستم به حالت اولیه یا قطع کردن یک عمل مشخص استفاده می‌شود. مانند DHSCS، می‌توانیم در بخش Comparison Value یک مقدار مشخص تعیین کنیم و زمانی که کانتر به این مقدار رسید، در برخی از مدل‌های PLC عمل ریست انجام شود.

 تابع DHSZ در کنترل سه خروجی بر اساس محدوده: تسلط بر تابع DHS برای کنترل سه خروجی بر اساس محدوده با استفاده از دستور DHSZ امکان‌پذیر است. با این تابع، می‌توان سه خروجی سخت‌افزاری مختلف را بر اساس مقدار یک کانتر کنترل کرد. این تابع یک محدوده برای شمارنده تعریف می‌کند. اگر مقدار کانتر کمتر از حد Lower Bound باشد، خروجی اول فعال می‌شود. زمانی که مقدار کانتر بین حد پایین و بالای محدوده قرار گیرد، خروجی دوم روشن می‌شود. در نهایت، اگر مقدار شمارنده بیشتر از Upper Bound باشد، خروجی سوم نیز فعال خواهد شد.

طریقه نصب انکودر در پی ال سی دلتا SS2

در برنامه WPLSOFT، با انتخاب نوع PLC دلتا SS2، تنظیمات به شکل متفاوتی انجام می‌شود. در مرحله نصب انکودر به PLC دلتا، گزینه Hardware High Speed Counter را برگزینید و در صفحه بعد، حتماً تیک مربوط به ۲-Phase Inputs را فعال کنید. سایر بخش‌های این پنجره مشابه تنظیمات قبلی ادامه خواهد یافت. برای این مدل PLC، برای استفاده از کانترهای ۲۵۱ تا C254، به‌طور پیش‌فرض نیاز است که دو ورودی START و RESET تعریف شوند. اما در صفحه بعد، این ورودی‌ها را می‌توانید حذف کرده و تنظیمات مورد نظر خود را اعمال کنید.

بهبود دقت و سرعت کنترل با دستورات تخصصی شمارنده‌ ها: برای غیر فعال کردن ورودی‌های سخت‌افزاری START و RESET، باید تیک هر چهار گزینه را فعال کرده و مقدار condition را روی M1000 تنظیم کنید. همچنین، به دلیل سرعت بالای پالس‌ها در اتصال انکودر به PLC دلتا، استفاده از فانکشن‌های مخصوص مانند DHSCS، DESCR و DHSE برای کنترل دقیق کانترها ضروری است. در نهایت، پس از انجام تمام تنظیمات، با فشردن دکمه finish مرحله به اتمام می‌رسد.

سخن پایانی

در این مقاله نحوه اتصال انکودر به PLC S7-300 و دلتا را بررسی کردیم. باید بتوانید اتصالات انکودر به PLC دلتا و زیمنس را به درستی نصب کنید تا دقت و کارایی سیستم ها و تجهیزات اتوماسیون صنعتی افزایش یابد. مفاهیم پایه و مراحل اتصال را درک کنید که یک ترکیب قدرتمند برای کنترل موقعیت، سرعت و سایر پارامترهای حرکتی است. اگر در این زمینه نیاز به آموزش دارید، می توانید با متخصصین مجموعه که دانش کافی در این زمینه دارند، تماس بگیرید.

سوالات متداول اتصال انکودر به PLC دلتا و زیمنس S7-300

چگونه می‌ توان یک انکودر را به پی ‌ال‌ سی دلتا متصل کرد؟

برای اتصال انکودر به PLC دلتا در گام اول، انکودر را به ورودیهای سریع پی ال سی وصل کنید و سپس سیم بندی پایه های فاز A و فاز انکودر به ورودی های سریع انجام میگردند. منبع تغذیه انکودر را به پایه های تغذیه انکودر وصل کنید.

نحوه اتصال انکودر به PLC S7-300 چگونه است؟

وصل کردن انکودر به پی ال سی ۳۰۰ زیمنس در چهار مرحله انجام میشود که در متن مقاله به طور کامل توضیح دادیم.

پس از نصب انکودر به PLC باید چیکار کنیم؟

پس از نصب انکودر از ابزارهای تست یا شبیه سازی سیگنال، بررسی کنید که اتصالات به درستی نصب شده باشند. سپس از نمایشگر پی ال سی یا نرم افزار مانیتورینگ استفاده کنید تا سیگنال های دریافتی از انکودر مشاهده و تایید گردند.

کاربران محتواهای زیر را نیز خوانده اند...

انکودر چیست|بررسی انواع انکودر انکودر آسانسور تفاوت انکودر مطلق با انکودر افزایشی از لحاظ عملکرد انکودر مغناطیسی چیست PLC دلتا چیست | بررسی انواع پی ال سی دلتا (Delta) آموزش اتصال Hmi به plc دلتا و زیمنس تفاوت پی ال سی زیمنس و دلتا بهترین زبان برنامه نویسی PLC (پی ال سی)