三菱电机服务商    

三菱 PLC 可通过高速计数模块或运动控制模块连接光栅尺，实现位置距离的检测与计算。具体模块选型需根据 PLC 系列（如 FX、Q 系列）和光栅尺信号类型（如增量式、绝对式，TTL/HTL 差分信号）确定，以下是常用方案及模块介绍：

一、光栅尺信号特点

光栅尺通常输出增量式脉冲信号（A 相、B 相正交脉冲，反映位置变化和方向），部分带原点（Z 相）信号，信号类型多为差分信号（TTL 或 HTL），需 PLC 模块支持高速脉冲计数功能。

二、FX 系列 PLC（中小型设备）适用模块

1. 内置高速计数器（无需额外模块，适合低速 / 简单场景）

• 适用型号：FX3U、FX5U 等（自带高速计数功能，支持 X0~X5 作为高速脉冲输入口）。

• 特点：

• 最大计数频率：FX3U 支持单相 100kHz、双相 50kHz；FX5U 支持单相 200kHz、双相 100kHz。

• 可直接连接光栅尺的 A/B 相脉冲（需外接差分接收器，如 MC1489，将差分信号转为单端信号）。

• 局限性：仅支持单端信号，抗干扰能力较弱，适合短距离、低速度场景（如小型机床）。

2. 高速计数模块 FX3U-4HC

• 功能：4 通道高速计数器，支持差分信号（TTL），每通道最大计数频率 100kHz，可直接连接光栅尺的 A/B 相正交脉冲（无需外接接收器）。

• 优势：

• 支持差分信号输入，抗干扰能力强（适合光栅尺长距离布线）。

• 可通过编程读取当前计数值（反映光栅尺位置），支持计数方向判断（A/B 相正交解码）。

• 接线：光栅尺 A 相（+/-）接模块 A 相输入，B 相（+/-）接模块 B 相输入，原点 Z 相接对应通道的 Z 相输入。

三、Q 系列 PLC（中大型设备）适用模块

1. 高速计数模块 QD75D4

• 功能：4 通道高速计数模块，支持差分信号（TTL/HTL），单通道最大计数频率 500kHz，兼容增量式光栅尺的 A/B 相脉冲。

• 优势：

• 高计数频率，适合高速运动设备（如高速机床、精密检测线）。

• 支持多种计数模式（线性计数、环形计数），可直接计算绝对位置（需配合原点信号校准）。

• 通过 CC-link 或内部总线与 Q 系列 PLC 通信，数据读取延迟低。

2. 运动控制模块 QD75P4

• 功能：4 轴位置控制模块，不仅支持高速计数（光栅尺信号采集），还能输出脉冲控制伺服电机，实现 “位置反馈 + 闭环控制”（如光栅尺反馈位置，控制电机动态补偿）。

• 优势：

• 集成计数与控制功能，适合需要高精度位置闭环的场景（如同步带生产线、精密定位平台）。

• 支持光栅尺信号的倍频（如 4 倍频），提高位置检测分辨率。

四、模块与光栅尺的连接要点

1. 信号匹配：

• 光栅尺输出为差分信号（A+、A-、B+、B-）时，需选用支持差分输入的模块（如 FX3U-4HC、QD75D4），直接对应接线。

• 若光栅尺为单端信号（A、B、Z），可使用 PLC 内置高速计数器（需共地处理，减少干扰）。

2. 分辨率设置：

• 光栅尺的分辨率（如 5μm / 脉冲）需与模块计数模式匹配，通过程序将脉冲数转换为实际距离（如 1 脉冲 = 5μm，则计数值 ×5μm = 实际位置）。

3. 抗干扰处理：

• 光栅尺信号线需用屏蔽线，屏蔽层单端接地（靠近 PLC 侧）。

• 信号线与动力线分开布线，避免电磁干扰导致计数错误。

五、程序实现思路

以 FX3U+FX3U-4HC 模块为例，读取光栅尺位置距离的步骤：

1. 模块参数设置：在 GX Works2 中配置 FX3U-4HC，选择通道 0 为 “A/B 相正交计数模式”，启用 Z 相原点复位。

2. 读取计数值：通过 FROM 指令读取模块缓冲区的当前计数值（如 D100 存储计数值）。

3. 距离转换：根据光栅尺分辨率计算实际距离（如 D100×0.005mm → 存储到 D200）。

ladder

// 读取FX3U-4HC通道0的当前计数值
LD    M8000
FROM   K0          // 模块编号0
       K0          // 缓冲区地址0（通道0当前值）
       D100        // 存储计数值到D100
       K1          // 读取1个数据

// 计算实际距离（分辨率5μm=0.005mm）
LD    M8000
MUL   D100        // 计数值
      K5          // 乘以5（先放大1000倍，避免小数）
      D102
DIV   D102        // 除以1000，得到mm
      K1000
      D200        // 实际距离（mm）存储到D200

总结

• 中小型设备（FX 系列）：优先选FX3U-4HC（差分信号，抗干扰），简单场景可直接用内置高速计数器。

• 中大型 / 高速设备（Q 系列）：选QD75D4（纯计数）或QD75P4（计数 + 控制闭环）。

• 核心是确保模块支持光栅尺的信号类型（差分 / 单端）和计数频率，程序中需完成脉冲数到实际距离的转换。