概述：
編碼器是一種將角位移或者角速度轉換成一連串電數字脈沖的旋轉式傳感器，我們可以通過編碼器測量到底位移或者速度信息。編碼器從輸出數據類型上分，可以分為增量式編碼器和絕對式編碼器。增量型編碼器一般給出兩種方波，它們的相位差存在一定的角度（不一定是90°），通常稱為通道A和通道B。它們的輸出信號如圖8所示，通常只需一個通道的讀數給出與轉速有關的信息，與此同時，通過所取得的第二通道信號與第一通道信號進行順序對比的基礎上，得到旋轉方向的信號。有時候還有一個可利用的信號稱為Z通道或零通道，該通道給出編碼器軸的絕對零位。主要應用：測速、測量轉動方向、轉角、移動距離等。優點：結構簡單，特別是使用微機采集的時候，使用非常方便。缺點：斷電導致數據丟失，抗干擾能力差。
圖 8 編碼器輸出信號圖
這次實驗使用PLC與變頻器、編碼器控制三相電機的運行長度及速度，將編碼器、三相電機、傳動輪在電機編碼器支架上固定好，而傳動輪是固定在編碼器上的，當電機轉動時帶動傳動輪運行，編碼器將電機運行長度情況以脈沖的形式傳送到PLC中，通過編程利用高速計數器指令對PLC接收的脈沖進行計算后轉變為長度單位，對此時運行長度和設定運行長度（在觸摸屏中設置）進行比較，如果達到設定的長度值，PLC控制三相電機停止運行。閉環控制是指控制論的一個基本概念。指作為被控的輸出（在這里指三相電機的運行）以一定方式（編碼器返回值）返回到作為控制的輸入端（PLC），並對輸入端施加控制影響的一種控制關系。
編碼器的使用：
（1）編碼器通道A接到PLC的高速計數通道（這次是將通道A與X0相連，與之相關的計數器是C235），通過計數器對通道A所產生的脈沖量進行計算，這次使用的是增量式編碼器，它轉動一周會產生360個脈沖，在編碼器上加上傳動輪后，因為傳動輪的周長是310mm，所以1個脈沖會運行310mm/360p=0.86111mm/p,根據這個公式我們很容易就可以編寫相應程序求出傳動輪所運行的長度。
（2）硬件接線 ：編碼器實物圖如圖 9 所示, 硬件接線圖如 圖 10所示。
實物接線如圖 11所示：
（2）PLC梯形圖程序
這次的PLC程序主要處理數據是X000接收到的脈沖，PLC通過高速計數器C235統計X000接收編碼器發出的脈沖個數，利用編碼器發出的脈沖數和用編碼器傳動輪的周長關系，通過梯形圖編程設計計算轉換程序轉換為傳動輪的運行長度，在“2.2.1編碼器的使用”的內容中已經講解了編碼器和傳動輪之間的計算方法，梯形圖程序如圖 12 所示。
圖 12 梯形圖程序
（3）觸摸屏程序：
觸摸屏程序主要是用來顯示傳動輪所運行的長度，所以需設置一個數值元件，用來顯示運行長度，當以CM作為長度單位時，數值元件數字格式設定小數點后位數為一位，然后還需設置一個啟停鍵和清零鍵，最后界面如圖 13 所示：
PLC控制三相電機定長、速度的閉環控制
（1）這次實驗使用PLC與變頻器、編碼器控制三相電機的運行長度及速度，將編碼器、三相電機、傳動輪在電機編碼器支架上固定好，而傳動輪是固定在編碼器上的，當電機轉動時帶動傳動輪運行，編碼器將電機運行長度情況以脈沖的形式傳送到PLC中，通過編程利用高速計數器指令對PLC接收的脈沖數進行統計再通過計算后轉變為長度單位，對此時運行長度和設定運行長度（在觸摸屏中設置）進行比較，如果達到設定的長度值，PLC控制三相電機停止運行。閉環控制是指控制論的一個基本概念。指作為被控的輸出（在這里指三相電機的運行）以一定方式（編碼器返回值）返回到作為控制的輸入端（PLC），並對輸入端施加控制影響的一種控制關系。
硬件接線
（3）I/O分配表
| 輸入信號 |
輸出信號 |
||||
| 名稱 |
代號 |
輸入點編號 |
名稱 |
代號 |
輸出點編號 |
| 編碼器A相接入點 |
X0 |
X0 |
啟動電機 |
Y4 |
Y4 |
|
|
|
|
變頻器模擬量輸入 |
V00 |
V00 |
（4）主要指令的介紹
高速計數指令：
4）PLC梯形圖程序
第205步是將在觸摸屏上設定的頻率換算成數字量，再由PLC經過D/A轉換后通過PLC的模擬量輸出口輸出電壓，這個PLC數字量的量程是0-4096（為了方便計算我們用4095來計算），數字量通過PLC的模擬量輸出口可以轉換為0-10V的電壓輸出，默認的頻率范圍是0-50HZ（變頻器默認設定的最高頻率為50HZ，可以修改的），4095/50HZ=82，1HZ等於數字量82，所以將頻率設定寄存器D174中的值與82相乘便實現設定的頻率量轉換為數字量，結果放到模擬量輸出寄存器D8037中。
第213步主要是將編碼器發出的脈沖量送到由端口X000送到PLC中，再通過高速計數器統計脈沖個數，通過設計梯形圖程序根據編碼器轉一圈的脈沖量和傳動輪周長的關系計算出傳動輪轉動的長度。
傳動輪的周長310mm,編碼器轉動一周會產生360P脈沖，310mm/360P=每脈沖走0.86111mm，所以將高速計數器C235的值乘以86再除以100，相當於乘以0.86，得出當前傳動輪的運行長度，存放到D170中顯示當前值。
第240步的作用是啟動、停止和當達到設定的運行長度后停止三相電機的運行。
第245步中C235為高數計數器，該步的作用是統計PLC接收的脈沖數量。后三步的作用是把設定好的長度（存放D180中）轉換成相應脈沖（存放在D220中），再將這個脈沖數和高速計數器的值比較（這里使用到了HSCS指令），如果這兩個值相等，那么M4置為1，高速計數器C235復位同時M4自身也復位，在觸摸屏中可以用其設定為統計距離窗口的清零功能。
距離轉換成脈沖數的計算方法如下：
計算每1mm需要多少個脈沖：360P / 310mm = 1.16P /mm 即每走1 mm 需要 1.16個脈沖。
D184 與 C235 的數值通過高速計數器比較置位指令DHSCS進行比較，如數值相等 M4 置位“1”。常閉觸點M4斷開，三相電機停止運行。
第290步作用是在長度達到設定值、計長啟動、清零數值時復位高速計數器C235和M4。
（4）觸摸屏程序
第一個數值元件代表的是長度當前值，讀取地址是PLC的D10寄存器，“數字格式”的小數點以上位數為5，小數點以下位數為0。
第二個數值元件代表的是長度設定值，讀取地址是PLC的D180寄存器，“數字格式”的小數點以上位數為5，小數點以下位數為0。
第三個數值元件代表的是變頻器調速頻率設定值，“數字格式”的小數點以上位數為2小數點以下位數為0，“限制”中PLC下限為15，上限50，設定頻率控制電機的運行速度，頻率太大容易發生危險，所以將PLC上限設為50HZ。
用位狀態切換開關作為計長啟動，選中“讀取\寫入使用不同的地址”，讀取地址是Y4，寫入地址是M1，開關類型是復歸型（類似按鈕開關），觸摸屏程序如圖 16 所示。
用位狀態切換開關作為清零數值按鍵，讀取地址是M3，開關類型是復歸型。
