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PLC 与磁栅尺的通讯程序设计需要根据磁栅尺的信号类型（模拟量、数字量或总线型）和 PLC 型号来制定。以下是常见的三种通讯方式及对应的程序实现思路：

一、磁栅尺类型与通讯方式选择

1. 模拟量输出磁栅尺（输出 0-10V 或 4-20mA）

• 连接：通过 PLC 的模拟量输入模块（如 S7-1200 的 SM 1231）接收信号

• 特点：结构简单，适合短距离、低精度场景

2. 数字量脉冲输出磁栅尺（A/B 相脉冲 + 参考点信号）

• 连接：通过 PLC 的高速计数模块（如 S7-1200 的 HSC 功能）接收脉冲

• 特点：精度较高，适合中等速度运动控制

3. 总线型磁栅尺（如 PROFINET、Modbus-RTU）

• 连接：通过 PLC 的对应总线接口直接通讯

• 特点：精度高，支持远距离传输和诊断功能

二、数字量脉冲型磁栅尺与 S7-1200 PLC 通讯程序

以 A/B 相脉冲磁栅尺为例，使用 S7-1200 的高速计数器（HSC）功能实现位置读取：

1. 硬件组态设置

• 在 TIA Portal 中配置高速计数器：

1. 打开设备组态，双击 CPU 进入属性界面

2. 选择 "高速计数器"，启用 HSC1（如使用 I0.0/I0.1 作为 A/B 相输入）

3. 设置计数模式为 "正交计数"（A/B 相脉冲），计数方向由 A/B 相相位差决定

2. 程序实现（TIA Portal V15，STL 语言）

// Modbus-RTU初始化

CALL "MB_COMM_LOAD" , DB10

     REQ             :=TRUE

     COM_RS485       :=1             // CM 1241模块地址

     BAUDRATE        :=9600

     PARITY          :=1             // 无校验

     STOPBITS        :=1

     MODE            :=0             // 主站模式

     DONE            =>"MB_Init_Done"

     ERROR           =>"MB_Init_Error"

     STATUS          =>"MB_Init_Status"

3. 程序说明

• 初始化部分：设置 HSC 为正交计数模式，适用于 A/B 相脉冲信号

• 位置换算：根据磁栅尺分辨率（如 1μm / 脉冲）将脉冲数转换为实际长度单位

• 方向判断：通过 HSC 的方向标志位判断磁栅尺移动方向

• 清零功能：可通过外部按钮或程序指令复位当前位置值

• // 读取磁栅尺当前位置

• A     "MB_Init_Done"

• CALL "MB_MASTER" , DB20

•      REQ             :=TRUE

•      MB_ADDR         :=1             // 磁栅尺从站地址

•      MODE            :=1             // 读取保持寄存器

•      ADDRESS         :=0             // 位置数据寄存器地址

•      LENGTH          :=2             // 读取2个寄存器（32位数据）

•      DATA_PTR        :=#PosData      // 存储位置数据的指针

•      DONE            =>"Read_Done"

•      BUSY            =>"Read_Busy"

•      ERROR           =>"Read_Error"

•      STATUS          =>"Read_Status"

• 
  

• // 数据转换

• A     "Read_Done"

• L     #PosData[0]                  // 高16位

• SLW   16

• L     #PosData[1]                  // 低16位

• OW

• T     "当前位置_raw"               // 32位原始位置值

三、Modbus-RTU 总线型磁栅尺与 PLC 通讯程序

以 S7-1200 通过 Modbus-RTU 读取磁栅尺为例：

1. 硬件配置

• PLC 端：配置 CM 1241 RS485 模块（6ES7 241-1CH32-0XB0）

• 磁栅尺端：设置相同的波特率（如 9600）、奇偶校验（如无校验）、从站地址（如 1）

2. 程序实现（使用 Modbus 库）

// 磁栅尺位置读取程序

// 硬件：S7-1214C + 脉冲型磁栅尺（A/B相）

// 功能：读取当前位置、清零、方向判断

// 1. 初始化高速计数器（首次执行）

A     "首次扫描"                 // 系统位M10.0

FP    "初始化脉冲"               // 上升沿检测

JC    _INIT                      // 跳转到初始化

// 2. 读取当前位置值

L     "HSC1当前值"               // 读取高速计数器当前值（DINT类型）

T     "当前位置_raw"             // 存储原始位置值

// 3. 位置换算（根据磁栅尺分辨率）

// 例：磁栅尺分辨率为1μm/脉冲，直接转换为mm

L     "当前位置_raw"

L     1000.0

/R

T     "当前位置_mm"              // 实际位置（mm）

// 4. 方向判断

A     "HSC1方向标志"             // 高速计数器方向位（TRUE为正向）

=     "正向移动"

AN    "HSC1方向标志"

=     "反向移动"

// 5. 手动清零功能

A     "清零按钮"                 // 外部清零信号（I0.2）

FP    "清零脉冲"

L     0

T     "HSC1设定值"               // 设定当前值为0

S     "HSC1复位"                 // 触发复位

_INIT:

// 初始化高速计数器参数

L     16#0001                   // 使能HSC1，正交计数模式

T     "HSC1控制字"

L     0

T     "HSC1预设值"               // 初始位置设为0

L     16#8000                   // 启动计数

T     "HSC1控制字"

四、关键注意事项

1. 接线规范：

• 脉冲型：A/B 相需差分输入，建议使用屏蔽双绞线

• 总线型：需注意终端电阻（120Ω）的设置，避免信号反射

2. 干扰处理：

• 磁栅尺信号线缆远离动力线（至少 30cm）

• 做好接地处理，确保 PLC 与磁栅尺共地

3. 精度校准：

• 定期通过参考点信号进行位置校准

• 在程序中加入滤波处理，减少信号波动影响

4. 故障诊断：

• 脉冲型：监控脉冲丢失情况（可通过超时检测）

• 总线型：利用 Modbus 的错误码判断通讯故障

根据实际使用的磁栅尺型号和 PLC 系列，可能需要调整具体参数和地址。建议参考磁栅尺的通讯手册和 PLC 的系统手册进行详细配置。