淺析ＰＬＣ高速計數器的計數誤差及有效克服計數誤差的方法

在應用PLC高速計數器時往往會碰到如下一系列問題，計數器與輸入計數脈沖信號的脈沖電平不匹配。如旋轉編碼器、光柵尺數據輸出是TTL電平，而PLC高速計數器為確保工業現場的高抗干擾性能，卻要求接受的是0 - 24v傳輸脈沖信號、又有的編碼器為了提高編碼可靠性，提供A+、A-，B+、B-，Z+、Z- 對稱反相的編碼計數脈沖或者是提供A+、A-，B+、B-，Z+、Z- 對稱反向的正弦矢量差分、差模信號，但PLC高速計數器要求接收的是單相計數脈沖。而使用者沒有選擇用到合適的轉換接口而放棄了其中一相（編碼器本因為要提高系統工業現場抗干擾能力，而提供的雙相計數脈沖信號）進行計數。

又如在應用旋轉編碼器、光柵尺的場合非單方向勻速運動，其運動速度是時快時慢、時動時靜止、時正時反的不確定性、或者在運動速度非常低的場合，如果接口沒有匹配處理好是非常容易發生計數誤差的。還有脈沖數據傳輸距離稍長些，脈沖傳輸過程中會產生脈沖波形奇變。

有許多應用場合雖然計數脈沖頻率不高，而忽略了PLC高速脈沖計數器對計數脈沖的前后沿口是有速率要求（脈沖形成的上升、下降沿口響應速度要陡峭），尤其是在應用線數比較高的編碼器在低速運行時，由于機械運動必然產生細微斗動或者編碼器前級安有變速齒輪，就很容易會引起編碼脈沖前后沿口上出現鋸齒口。還有長期機械運動產生機械磨損，使間隙變大也會引起編碼脈沖前后沿口上出現鋸齒口。

在工業現場的干擾是錯綜復雜的，由來自控制現場如電動機的啟動停止、大電流接觸器的切換、可控硅的調相干擾、電弧電脈沖、電磁波等等復雜的干擾群，那縱向和橫向電磁干擾是羅列不完。

問題最終綜合反映在計數脈沖上，產生了寄生毛刺信號或寄生干擾脈沖，寄生毛刺脈沖如果沒有得到有效的遏止整形。所以必然會導致PLC高速計數器的計數精度不穩定、不可靠、產生累計誤差、經常會碰到偶發性的計數出錯等一系列問題。

所以許多部件在實驗室做模擬試驗時是完好無誤的，而一旦到了工業現場卻出現種種不正常的現象。這往往是因為忽略了系統設計的整體概念，各個系統與系統之間的不匹配所產生的系統性干擾。它會直接影響到PLC控制精度，使得原本為了提高控制精度而設置的功能，卻發揮不了本該提高精度的效果。即理論設計精度與實際得到的效果差距甚遠。有時誤認為PLC高速計數器質量有問題、編碼器有故障、碼盤線數還不夠多……。且沒有找到問題的真跡源頭在哪里而無從著手，也沒有采取有效克服措施或者沒有找到有效的克服干擾的方法。

為此我們針對這些在國內電氣系統、工業自動化控制系統普遍存在而又常見的有共性的技術問題，專門精心比照分析，研究了許多國外引進的大系統集成項目，自動化控制程度比較高的比較經典的控制系統時。發現有許多是常被我們設計師所忽略的細節，往往認為是“多余”的或者是認為可以“節省”開銷的部件，似乎那些接口件去掉照樣可以工作，有些部件當下去掉確實反映不出有無的變化和必要性。尤其是在當前市場競爭白日化，比價競爭為競標首選的不明智壓力下。常常是會在做設計時從成本角度考慮被“精簡”掉了。從而往往會形成許多國產化系統先天不足后天失調，在現場系統調試時常常卡口。在現場采取應急措施，此時所采取措施常常是不十分完善的治標不治本小倉貼。系統不耐用也就自然的了，反倒使工程日后無形的維護費用變大，似乎和前期項目投入是互不關聯的兩家之的事。其實質原因問題還是在自身，非常值得我們反思。

我們對那些可“精簡多余”接口部件進行分析研究后又在工業現場實地試驗后方知,它在構成系統整體集合時存在的必要性，選好對應匹配的接口,是對系統長期穩定運行的可靠保障。尤其是精確度要求比較高的機械電氣合一的數控項目中尤為重要。

為此我們引進了國際上先進而又成熟的接口技術，吸收消化了許多針對性細節的處理方法。專門設計了半國產化的MHM-02A/B型雙高速光柵隔離耦合器接口模塊和MHM-06雙高速差模信號轉換器接口模塊，而且分別還有多種輸入輸出方式組合，可以滿足國內外現有各種形式的旋轉編碼器、光柵尺與各種PLC控制器的要求。它已經在許多PLC數控系統上，尤其是在那些“問題系統”上、和在老系統進行數控改造項目上，實際應用得到了驗證。使許多項目控制精度有非常顯著提高，使理論設計精度與實際得到的效果完全吻合。的確是“多”而不“余”，著實能解決掉問題，起到事半功倍立竿見影的效果。