圖1 方向判定流程圖
圖2是編碼器過零讀數(shù)圖。當(dāng)編碼器由正向過零時，在過零前的讀數(shù)值為8X，過零后的讀數(shù)值為0X;當(dāng)編碼器反向過零時，在過零前的讀數(shù)值為0X,過零后的讀數(shù)值為9X，根據(jù)單轉(zhuǎn)絕對值型編碼器讀數(shù)的這一特征，通過檢測過零前后的變化情況，即可決定累計圈數(shù)是加一還是減一。

圖2 編碼器過零前后讀數(shù)示意圖
3.3 簡單友好的人機(jī)接口功能
TD200文本顯示器是功能比較簡單的人機(jī)接口設(shè)備，如何把它的功能充分開發(fā)出來，并進(jìn)行合理應(yīng)用，是開發(fā)過程中重點考慮的問題。機(jī)械設(shè)備控制點的設(shè)定是在TD200文本顯示器上進(jìn)行的，使用MicroWIN STEP 7 V3.2E編程軟件中的TD200向?qū)В瑸門D200編程，根據(jù)控制點數(shù)量，設(shè)定文本顯示的條目數(shù)。在每一條目中，輸入相應(yīng)控制點的漢語顯示文本以及要求確認(rèn)的提示。在S7-200中編制相應(yīng)程序，在TD200上實時顯示設(shè)備位置，如果用戶認(rèn)為某一點可作為一個控制點，只需在TD200上按“ENTER”鍵，PLC把該點的位置讀數(shù)存入內(nèi)存，作為控制點位置比較值，當(dāng)機(jī)械運動過程中，位置檢測值等于存儲的比較值時，對應(yīng)的Q點輸出一個控制信號，控制機(jī)械的啟停或速度。所有控制點均按上述方法設(shè)定。本系統(tǒng)可以根據(jù)需要增加控制點，只需選配相應(yīng)的輸出模塊即可，如不擴(kuò)展，本系統(tǒng)可支持8個控制點，對于一般運動機(jī)械的位控已經(jīng)夠用。
3.4 設(shè)備位置數(shù)據(jù)連續(xù)跟蹤
運動機(jī)械在整個行程上，減速機(jī)可能轉(zhuǎn)動若干圈,編碼器也隨動同樣的圈數(shù)，PLC必須能夠?qū)θ?shù)進(jìn)行累計，以在整個行程上跟蹤運動位置?，F(xiàn)在采用的單圈編碼器加軟件圈數(shù)累計的方法,兼顧了成本和精度，但存在一個問題，如果在系統(tǒng)掉電時圈數(shù)的累計值不能保持，則一旦重新上電，定位就會產(chǎn)生混亂，設(shè)備可能誤動作，不但不能發(fā)揮絕對值編碼器掉電保持的優(yōu)點，而且后果嚴(yán)重。問題的解決是基于S7-224一個重要功能:CPU224的內(nèi)存掉電保持時間最小為190小時，可以保證系統(tǒng)掉電后，圈數(shù)計數(shù)值不丟失，重新上電后，定位功能不受影響。
3.5 故障判定與保護(hù)
本系統(tǒng)可對系統(tǒng)本身和機(jī)械設(shè)備的故障類型進(jìn)行判定，不同故障有相應(yīng)的判定規(guī)則:
如PLC判斷機(jī)械為正轉(zhuǎn)，而從機(jī)械的電氣控制回路反饋來的信號為反轉(zhuǎn)，則判斷為機(jī)械故障;如PLC的位置讀數(shù)有變化，而從機(jī)械的電氣控制回路反饋來的信號沒有運轉(zhuǎn),則判斷為機(jī)械故障;如PLC的位置讀數(shù)沒有變化，而從機(jī)械的電氣控制回路反饋來的信號有運轉(zhuǎn)信號，則判斷為系統(tǒng)故障等。當(dāng)故障出現(xiàn)時, 系統(tǒng)強(qiáng)制用戶設(shè)定的第一個和最后一個位置控制點對應(yīng)的Q點輸出高電平，強(qiáng)制設(shè)備停機(jī)。一般推薦這兩個點為上下極限點。用戶可以屏蔽這一保護(hù)功能。
4.1 徹底解決機(jī)械主令缺陷
與傳統(tǒng)機(jī)械主令控制器比較，數(shù)字化數(shù)據(jù)處理，無觸點輸出，徹底解決了機(jī)械主令控制器噪音大、精度低、故障多的缺點，成為機(jī)械主令的替代產(chǎn)品。
4.2 系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性
機(jī)械主令控制器控制點數(shù)固定，無法擴(kuò)展，智能位控系統(tǒng)點數(shù)可從8點擴(kuò)展到256點。最多可有7個I/O擴(kuò)展模塊。系列化產(chǎn)品可為設(shè)備量身定做，具有良好的通用性。
4.3 系統(tǒng)具有二次開發(fā)與應(yīng)用的特性
系統(tǒng)軟硬件均具有二次開發(fā)與應(yīng)用接口，使用領(lǐng)域不僅局限于最終用戶，而且考慮到本系統(tǒng)用于與其他設(shè)備成套的特殊需求，預(yù)留了與其他機(jī)電設(shè)備的電氣和機(jī)械接口。用戶可以自主改變系統(tǒng)的應(yīng)用機(jī)械。
結(jié)束語:該系統(tǒng)已在六項工程項目中使用，累計使用20套。系統(tǒng)性能穩(wěn)定，工作可靠，近于免維護(hù)狀態(tài)。系統(tǒng)使用范圍廣，具有良好的可移植性和可擴(kuò)展性。系統(tǒng)定位精度高，在替代機(jī)械式主令控制器后，生產(chǎn)效率和設(shè)備開機(jī)率明顯提高;系統(tǒng)人機(jī)對話功能簡單靈活，維護(hù)效率提高。該系統(tǒng)故障率極少，所有信號處理及聯(lián)鎖控制均由PLC完成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，電氣線路簡捷、可靠，查故障和解決故障的時間明顯減少，減少了不安全因素，提高了勞動生產(chǎn)率，改善了工作人員的工作環(huán)境，減輕了工作人員的勞動強(qiáng)度，取得了顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。