三菱 QD77 模块读取编码器速度的完整实现方案

三菱 QD77 系列（QD77MS/QD77MH）是定位专用模块，支持通过编码器（增量 / 绝对）采集位置的同时，实时计算并读取转速，核心分为 “模块参数配置”“速度计算逻辑”“PLC 程序读取” 三步，以下是适配工业场景的详细操作指南。

一、核心前提：硬件与参数基础

1. 硬件适配

2. 关键参数定义

• 编码器线数（P/R）：编码器每转脉冲数（如 1000P/R），需在模块参数中准确设置；

• 速度单位：常用 “r/min（转 / 分钟）” 或 “mm/s（线速度）”，需先确定计算基准；

• 采样周期：QD77 模块默认 / 自定义的速度计算周期（如 10ms/100ms），影响速度读取精度。

二、第一步：QD77 模块参数配置（GX Works2/GX Works3）

参数配置是读取速度的核心前提，需通过 GX Works 软件对模块进行初始化设置：

1. 模块基本配置

1. 打开 GX Works，新建 Q 系列项目，添加 QD77 模块（在 “I/O 分配” 中指定模块插槽号，如 Slot3）；

2. 双击模块进入 “参数设置”，选择 “轴参数”→“基本设置”：

• 轴类型：选择 “位置控制轴”（若仅读速度，也可设为 “监视轴”）；

• 编码器类型：增量编码器（A/B 相）/ 绝对编码器（SSI）；

• 编码器线数：输入实际值（如 1000P/R）；

• 计数方向：根据编码器安装方向设置 “正向 / 反向”（避免速度正负错误）。

2. 速度计算参数配置

1. 进入 “速度 / 加速度设置”→“速度检测”：

• 速度检测方式：选择 “脉冲数差分式”（模块自动计算单位时间内的脉冲增量）；

• 采样周期：设置速度计算的时间间隔（如 100ms，范围 10ms~1s，越小精度越高但占用资源越多）；

• 速度滤波：可选 “低通滤波”（如 α=0.8），减少速度波动；

2. 保存参数并下载至 QD77 模块（需将 PLC 置于 STOP 模式，下载后重启模块）。

三、第二步：速度计算原理与公式

QD77 模块读取速度的核心是 “通过单位时间内的脉冲数计算转速”，分两种场景：

1. 读取模块内置速度值（推荐，无需手动计算）

QD77 模块自带 “速度监视寄存器”，可直接读取已换算的转速值，公式由模块自动完成：$\text{转速（r/min）}=\frac{\text{采样周期内的脉冲数}\times 60}{\text{编码器线数}\times \text{采样周期（s）}}$示例：编码器 1000P/R，采样周期 0.1s（100ms），采样脉冲数 = 100 → 转速 = (100×60)/(1000×0.1)=60 r/min。

2. 手动计算（无内置寄存器时）

若需自定义计算逻辑，PLC 读取模块的 “当前位置值”，通过相邻采样周期的位置差计算：$\text{转速（r/min）}=\frac{(\text{当前位置}-\text{上一周期位置})\times 60}{\text{编码器线数}\times \text{采样周期（s）}}$

注意：需处理位置值溢出（如 32 位寄存器满值复位），避免计算错误。

四、第三步：PLC 程序读取速度（GX Works 梯形图 / ST 语言）

QD77 模块的速度值存储在模块专用缓冲寄存器（BMOV） 或CPU 共享数据区（SWnDn），以下是两种读取方式：

方式 1：读取模块内置速度寄存器（最简）

QD77MS/MH 的速度值默认存储在模块的固定缓冲寄存器（BR），以 1 轴为例：

梯形图程序（读取轴 1 转速，换算为 r/min）

ladder

// 1. 读取模块BR210的转速值（0.1 r/min）到PLC寄存器D100
LD M8000
MOV K3, D0        // 模块插槽号（Slot3）
MOV K210, D1      // 模块BR地址（210）
MOV K1, D2        // 读取字数（32位=2字，此处设1表示读取低字，或设2读取双字）
BMOV D0, D100, K3 // 触发模块数据读取（QD77专用BMOV指令）

// 2. 换算为实际转速（r/min）：D100×0.1 → D102（浮点数）
LD M8000
MOV D100, D101
DIVR D101, 10.0, D102

方式 2：手动计算速度（自定义采样周期）

若需更灵活的采样周期，读取位置值后手动计算，步骤如下：

1. 读取当前位置值

ladder

// 读取轴1当前位置（BR100，32位）到D200/D201
LD M8000
MOV K3, D0
MOV K100, D1
MOV K2, D2
BMOV D0, D200, K3

2. 计算位置差（采样周期 100ms，T37 计时）

ladder

// 采样周期触发（100ms）
LD M8000
TON T37, K10  // 100ms计时

// 计时到，计算位置差
LD T37
MOV D200, D210        // 上一周期位置→D210
MOV D200-D210, D220   // 位置差→D220（脉冲数）
RST T37               // 复位定时器

3. 换算为转速（r/min）

ladder

// 公式：转速 = (D220×60)/(编码器线数×0.1)
LD M8000
MOV D220, D230
MULR D230, 60.0, D232
DIVR D232, (1000×0.1), D234  // 编码器线数=1000，采样周期=0.1s
// D234即为最终转速（r/min）

方式 3：ST 语言程序（更简洁，适配 Q 系列高端 CPU）

st

// 定义变量
VAR
    ModuleSlot: INT := 3;       // 模块插槽号
    SpeedBR: INT := 210;        // 速度寄存器地址
    RawSpeed: DINT := 0;        // 原始速度值（0.1 r/min）
    ActualSpeed: REAL := 0.0;   // 实际转速（r/min）
END_VAR

// 读取模块速度值
BMOV(Src:=ModuleSlot, Dest:=RawSpeed, N:=2); // 读取32位速度值
// 换算为实际转速
ActualSpeed := REAL(RawSpeed) / 10.0;

五、关键配置与注意事项

1. 数据类型与单位匹配

• QD77 模块的速度寄存器为32 位有符号整数（正 / 负表示旋转方向）；

• 若读取值为 “pulse/s”，需根据编码器线数换算为 “r/min”，避免单位混淆。

2. 采样周期优化

• 高速旋转场景（如 > 1000r/min）：采样周期设 10~50ms，减少延迟；

• 低速场景（如 < 100r/min）：采样周期设 100~500ms，减少速度波动。

3. 编码器方向与滤波

• 若速度值为负，可在参数中反转计数方向，或程序中取绝对值（ABS 指令）；

• 速度波动大时，启用模块 “速度滤波” 或 PLC 侧加平均值滤波（如连续 3 次采样取平均）。

4. 故障排查

六、扩展应用：读取线速度

若需将转速转换为 “mm/s”（如输送带线速度），增加换算步骤：$\text{线速度（mm/s）}=\text{转速（r/min）}\times \pi \times \text{滚轮直径（mm）}/60$示例：滚轮直径 100mm，转速 60r/min → 线速度 = 60×3.14×100/60=314 mm/s。

PLC 程序实现：

ladder

LD M8000
MULR D234, 3.14159, D300   // 转速×π
MULR D300, 100.0, D302     // ×滚轮直径
DIVR D302, 60.0, D304      // ÷60 → 线速度（mm/s）

总结

三菱 QD77 模块读取编码器速度的核心是：

1. 准确配置编码器参数（线数、类型）和速度检测参数（采样周期）；

2. 优先读取模块内置速度寄存器（BR210 等），简化程序；

3. 手动计算需注意采样周期和位置差的处理，避免溢出 / 误差；

4. 根据场景选择转速 / 线速度换算，启用滤波提升稳定性。