Hızlı darbeleri kaçırmadan saymak

Yüksek hızlı sayıcı, İngilizce adıyla High-Speed Counter (HSC), kısa aralıklarla gelen dijital darbeleri özel sayım donanımıyla izleyen bir işlev veya cihazdır. PLC içine yerleştirilmiş olabilir, ayrı bir sayıcı modülünde bulunabilir veya bağımsız panel cihazı olarak çalışabilir. Konum takibi, ürün adedi, uzunluk ölçümü ve devir hesabında kullanılır. İzin verilen hız; giriş devresine, sayım moduna ve modele bağlıdır.

Normal PLC sayacından farkı nedir?

Normal program sayacı, çoğu uygulamada program yürütülürken görülen giriş değişimlerini işler. Giriş modülünün güncellemesi, giriş filtresi ve program çevrimi bu değişimin görülmesini etkiler. Örneğin 10 kHz sinyalin periyodu 100 µs olur; 5 ms içinde 50 darbe gelebilir. Girişi yalnızca çevrimde bir okuyarak bu darbelerin tamamını ayırmak mümkün değildir.

HSC donanımı, desteklenen giriş ve ayarlarda sayımı çevrimsel programın her darbeyi ayrı görmesine ihtiyaç duymadan sürdürür. Program da biriken değeri okur. Yazılıma yükselen kenar algılama eklemek, fiziksel olarak kaçırılmış darbeleri geri getirmez. Hızlı sayımın doğruluğu ile PLC'nin bu değere göre ne zaman işlem yaptığı ayrı konulardır.

Tek kanal, yön bilgisi ve A/B enkoder sayımı

Tek kanallı kullanımda seçilen puls kenarları sayılır. Modele göre darbe ve yön, ayrı artırma-azaltma girişleri veya A/B kuadratür bağlantısı kullanılabilir. Bir enkoderin A ve B kanalları arasındaki faz sırası, desteklenen modda hareket yönünü belirlemeyi sağlar.

Artımlı enkoderde ×1, ×2 ve ×4 değerlendirme, hangi kenarların sayılacağını belirler. ×4 modunda A ve B kanallarının yükselen ve düşen kenarları değerlendirilir. A kanalında tur başına 1.024 tam darbe periyodu üreten bir enkoder, bu modda 4.096 sayım/tur sağlar. Z kanalı ise uygun yapılandırmayla referans veya yakalama için kullanılabilir; artımlı sistemi kendiliğinden mutlak konumlu yapmaz.

Gerekli giriş frekansı nasıl hesaplanır?

A kanalında tur başına P darbe periyodu ve n dev/dak hız için fA = P × n / 60 kullanılır. Örneğin 1.024 PPR ve 3.000 dev/dak için A kanalının frekansı 51.200 Hz olur. ×4 değerlendirmede sayaçta oluşan olay hızı 204.800 sayım/s değerine çıkar.

Katalogdaki “kHz” değerinin kanal başına sinyal frekansını mı, yoksa çözümleme sonrası sayım hızını mı belirttiği kontrol edilmelidir. Tek kanal, A/B bağlantısı, kanal sayısı ve giriş arayüzü için sınırlar farklı olabilir. PPR ve CPR gibi terimlerin tanımı da üreticiden okunmalıdır; enkoderin çözünürlük değerinin zaten dört kat değerlendirilmiş olması mümkündür.

Elektriksel giriş uyumu neden önemlidir?

Önce enkoder çıkış tipi ile sayıcının giriş devresi eşleştirilir. NPN ve PNP bağlantıları, ortak uç düzeni ve sinyal gerilimi aynı kabul edilmez. TTL ve HTL seviyeleri de modele göre farklı girişler gerektirir. Enkoderin besleme gerilimi, çıkışının her durumda aynı gerilimde olduğu anlamına gelmez.

Uygun line-driver enkoder ve diferansiyel alıcı, özellikle gürültülü ortamlarda sinyal bütünlüğüne yardımcı olabilir. Ancak gerilim, kablo, sonlandırma ve bağlantı şartları yine üretici belgesine göre belirlenir. A ve B fazlarıyla bunların ters işaretleri birbirine karıştırılmamalı; sinyal kabloları güç ve motor kablolarının parazit etkisi dikkate alınarak döşenmelidir.

Filtre süresi ve darbe genişliği nasıl seçilir?

Giriş filtresi kısa parazitleri reddederken gerçek darbeleri de engelleyebilir. Örneğin 50 kHz ve yüzde 50 görev oranında periyot 20 µs, yüksek ve düşük seviyelerin her biri 10 µs sürer. HSC'nin kullandığı girişe uygulanan milisaniye mertebesindeki bir filtre, böyle bir sinyalin sayılmasını önleyebilir. Yalnızca ortalama frekansa değil, en kısa ON ve OFF sürelerine de bakılmalıdır.

Filtreyi her durumda en kısa değere almak da doğru değildir; parazitler veya mekanik kontak sıçraması fazla sayım üretebilir. Ayar, gerçek sinyal ve kılavuzdaki sınırlar üzerinden yapılır. Ayrıca bir fotoselin tepki süresi veya endüktif sensörün anahtarlama frekansı sınırlayıcı olabilir. Hızlı sayıcı, sensörün üretemediği darbeleri oluşturamaz.

Sayılan darbeler mesafe ve hıza nasıl çevrilir?

Enkoder turu başına hareket mesafesi C, A kanalının çözünürlüğü P ve değerlendirme katsayısı k ise, ideal dönüşüm mesafe = sayım × C / (P × k) olur. C = 200 mm, P = 1.024 ve k = 4 için bir sayım yaklaşık 0,0488 mm hareketi temsil eder. Bu değer sayısal çözünürlüktür; mekanik doğruluk değildir. Kayma, boşluk, ölçüm tekeri çapı ve enkoder hataları ayrıca etkilidir.

Hız, belirli süredeki sayım farkından veya cihazın desteklediği frekans/periyot ölçümünden hesaplanabilir. Kısa ölçüm aralığı daha hızlı güncelleme sağlar; özellikle düşük hızda az darbe sayılması sonucu daha basamaklı gösterebilir. Ölçüm aralığı, zaman tabanı ve filtreleme birlikte değerlendirilir.

Yakalama, karşılaştırma ve taşma yönetimi

Desteklenen cihazlarda capture/latch, belirli bir giriş olayındaki sayımı donanımda saklar. Donanımsal karşılaştırma veya hızlı çıkış ise eşik geçildiğinde çevrimsel yazılım kontrolüne göre daha belirli bir tepki sağlayabilir. Bunlar her HSC'de bulunmaz. Sayımın hızlı olması, rölenin veya mekanik sistemin aynı hızla tepki verdiği anlamına gelmez.

Devreye almada özel girişlerin atanması, sayım modu, yön, reset, başlangıç değeri ve filtreler kontrol edilir. Sayaç bit genişliği, işaretli/işaretsiz veri tipi, taşma davranışı ve enerji kesilince değerin korunması kılavuzdan belirlenir. Tam dört kat ölçek hatası varsa değerlendirme katsayısına; yalnızca yüksek hızda eksik sayım varsa darbe genişliği, filtre, sensör ve kablolamaya bakılır.

İlgili konular

PLC tarafında devam edin: Hızlı puls çıkışı, HSC'nin girişteki sayma görevinden ayrı bir işlevdir. Ladder programlama sayım değerini işlemeyi, PLC CPU program yürütmesini, PLC'de hata ayıklama devreye alma kontrolünü açıklar. PLC modelleri arasındaki farklar değerlendirilirken HSC kanalları ve moda bağlı sınırlar da karşılaştırılmalıdır.

Diğer cihaz grupları: Enkoderler hareket bilgisini, takometreler devir ölçümünü, güç kaynakları besleme koşullarını tamamlar. HMI paneller operatöre değeri gösterir; ekranın yenileme hızı sayım donanımının hızı değildir. Bağımsız sayıcılar ise PLC dışında adet, ön seçim ve ölçekleme uygulamalarında değerlendirilebilir.

Sayıcı ve takometre modelleri ve fiyatları