由于S7-1200的经济性,与***值编码器的连接***较为经济和方便的4—20mA信号接口,西门子S7-1200均自带2路4—20mA输入接口,可直接连接2个带有4—20mA输出接口的***值编码器。
***值编码器分单圈***值和多圈***值,单圈***值编码器是指编码器旋转在360度以内工作,或者0—180度内工作,这样选择的编码器,4mA对应0度,360度(或180度)对应20mA,在PLC内的数据线性对应角度值,每一个数值对应***的角度值,该数据无需靠计数,不怕干扰与停电,可直接编程使用。单圈***值编码器推荐使用GMS412.LB(代号9400S),该编码器可设定20mA对应的角度值和旋转方向、零点偏置,例如可设定20mA对应180度,编码器工作在0—180度内。
在长度或高度的PLC定位控制中,常需要编码器旋转超过360度的工作范围,就需要选择多圈***值编码器了,多圈***值编码器的4—20mA输出有两类,一类是固定量程的多圈***值,例如16圈、64圈、256圈,即20mA对应值为16圈终点、64圈或256圈,此类编码器较为经济,推荐的型号为GEX60.LB;另一类为智能型多圈***值编码器,20mA可设定在1—4096圈中间的任何位置,并可设置零点偏置,推荐的型号为GAX60.LB(代号9600),此款编码器应用极为广泛,已在起重、水利、军工、石油、化工、及各种工业机械等很多领域有大量成功应用。
推荐的主动模式RS485编码器,单圈***值的型号为GES38.RDB,或GES60.RDB,或GMS412.LB(代号9400S);多圈***值的型号为GEX60.LB(64圈),或GAX60.LB(代号9600)(4096圈)
推荐的被动指令模式RS485编码器(可连接1-9个编码器,含地址),单圈***值的型号为GMS412.LB(代号9400S);多圈***值的型号为GEX60.LB(64圈),或GAX60.LB(代号9600)(4096圈)。
推荐的Modbus RTU模式的编码器,单圈***值的型号为GMS412.RMB;多圈***值的型号为GAX60.RMB (4096圈)。
编码器可以安装在卷扬机卷筒轴连接,或减速齿轮轴连接,预先计算编码器所需旋转的圈数值,将编码器输出的20mA设定大于该圈数值,例如16圈,这样编码器输出的4—20mA的每变化1mA线性对应卷筒旋转一圈,以此计算闸门提升的高度变化,以控制水闸闸门的开启与关闭高度。选用的编码器型号为上述推荐的GAX60.LB(代号9600),项目应用地点:东北哈尔滨、江苏常州等地多个水闸。
实用应用介绍二:液压双油缸提升同步控制,较大型的水闸闸门需用左右两个液压油缸动力提升,保持位置同步,以保证闸门的平滑提升与下降。广东某水闸原用闸门开度仪表仅作显示,因原显示仪表的可靠性较低并无法完成液压油缸同步纠偏及升降控制,用户希望用小型经济型PLC加HMI以替换原来的仅作显示的仪表,提高控制可靠性及可编程可控性,PLC选用了西门子S7-1200,编码器选用了***值多圈编码器4—20mA信号接口,GAX60.LB(代号9600)2个,分别用机械装置安装与左右两个油缸提升高度相对应,对应设置的油缸高度6米对应20mA,2个4—20mA信号连接S7-1200的模拟量接口,进入PLC对比两组数据,根据高度差控制左右油缸液压系统的电磁阀,调节左右液压油路流量,以调整油缸的提升或下降的速度及位置差,保持两个油缸的同步纠偏的升降控制。西门子S7-1200配套两个***值编码器4—20mA接口,很好地完成了这样的同步纠偏及升降控制来源。
(1)PLC西门子S7-1200-CPU1214C/DC/DC/DC、V4.1。
(2)编码器:E6B2-CWZ5B,PNP,增量型,1000P/R,如下图:
(3)编码器与PLC接线,如下图:
棕色:DC24V+
蓝色:COM
黑色:A,接I0.0
白色:B,接I0.1
橙色:Z,接I0.3
其中AB的接入点可以自己定义,不一定非得是I0.0和I0.1,Z不能更改。
(4)配置高速计数器,如下图:
这里选用HSC1,选择启用高速计数器、计数、A/B计数、增计数。使用默认地址ID1000作为计数器地址,也可以选择其它,占四个字节。
(5)注意所使用的IO通道的滤波器问题,如下图:
老版本CPU在使用高速计数器时屏蔽了滤波,不必考虑,但是V4.1版本的CPU没有屏蔽,所以一定要注意这个滤波和编码器的脉冲频率,如果不合适将被过滤掉。
(6)监控测试结果,如下图:
不必写程序就可以读到了。只有在需要某些特殊功能时才需要些程序,这里不做介绍。
(7)滤波时间和能检测到的***大频率,如下图: