西门子 S7-200 PLC 搭配接近开关测量电机转速是工业现场低成本、高可靠的方案，核心原理是通过接近开关采集电机轴 / 联轴器的脉冲信号，PLC 统计单位时间内的脉冲数，换算为转速。以下是从 “硬件选型→接线→程序设计→调试优化→故障排查” 的全流程指南，覆盖基础计数和精准测速场景：
一、核心原理与硬件选型
1. 测速原理
2. 关键硬件选型
| 组件 | 选型要求 | 示例 |
|---|---|---|
| 接近开关 | ① 类型：NPN/PNP 常开（匹配 PLC 输入）；② 响应频率≥电机最高转速对应的脉冲频率（如 3000rpm→50Hz，选 100Hz 以上）；③ 供电：DC24V | 欧姆龙 E2E-X5ME1（NPN 常开，响应频率 1kHz） |
| 检测片 | 金属材质（铁 / 钢），数量 1~6 个（数量越多，测速精度越高） | 1 个 φ10mm 金属片，固定在电机联轴器 |
| S7-200 PLC | 需支持高速计数器（所有 200 型号均支持，如 CPU224、CPU226） | CPU224 CN（自带 6 路高速计数器） |
二、硬件接线（核心，避免信号丢失）
1. 接近开关与 PLC 接线（以 NPN 常开为例，最常用）
| 接近开关引脚 | 功能 | 接线至 PLC / 电源 |
|---|---|---|
| V+ | 电源正极 | DC24V 正极（PLC 自带 24V 或外接） |
| V- | 电源负极 | DC24V 负极（PLC 1M 端子） |
| OUT | 信号输出 | PLC 高速计数器输入端（如 I0.0，对应 HSC0） |
⚠️ 关键注意：
2. 供电建议
三、程序设计（Step7-Micro/WIN，分 2 种场景）
场景 1：基础测速（1 秒统计 1 次，精度满足大部分场景）
核心逻辑：高速计数器累计脉冲→定时 1 秒清零计数器→换算转速，步骤如下：
步骤 1：初始化高速计数器（HSC0，I0.0 输入）
ladder
// 网络1：初始化高速计数器（仅首次扫描执行） LD SM0.1 // 首次扫描脉冲 MOVB 16#F8, SMB37 // HSC0控制字节：允许计数、复位无效、启动无效、增计数、16位模式 HDEF 0, 0 // 定义HSC0为模式0（增计数，无复位/启动） MOVW 0, C0 // 清空计数器C0 HSC 0 // 启动HSC0
步骤 2：1 秒定时统计脉冲（用定时器 T32，1ms 精度）
ladder
// 网络2：1秒定时触发 LD SM0.0 TON T32, 1000 // 1000ms=1秒，T32为1ms高精度定时器 // 网络3：定时到后读取脉冲数，换算转速 LD T32 MOVW HC0, VW100 // 将HSC0当前值存入VW100（1秒内的脉冲数） MOVW 0, HC0 // 清零高速计数器，准备下一次统计 // 网络4：转速换算（1个检测片） LD SM0.0 MUL VW100, 60, VW102 // VW102=脉冲数×60 → 转速(rpm)
场景 2：高精度测速（多检测片 + 平均滤波，减少波动）
若需更高精度（如误差≤1rpm），优化点：
示例程序（6 个检测片，2 秒统计，平均滤波）：
ladder
// 网络1：初始化（同场景1，略） // 网络2：2秒定时 LD SM0.0 TON T32, 2000 // 2秒定时 // 网络3：读取脉冲并换算 LD T32 MOVW HC0, VW100 // 2秒脉冲数 MOVW 0, HC0 DIV VW100, 2, VW101 // 平均1秒脉冲数=VW100/2 MUL VW101, 60, VW102 DIV VW102, 6, VW104 // VW104=转速=（1秒脉冲数×60）/6个检测片 // 网络4：滤波（取3次平均值） LD SM0.0 XCH VW104, VW106 // 缓存本次转速至VW106 XCH VW106, VW108 // 上一次转速至VW108 XCH VW108, VW110 // 上上次转速至VW110 ADD VW104, VW106, VW112 ADD VW112, VW108, VW112 DIV VW112, 3, VW114 // VW114=最终滤波后转速
关键参数说明
| 变量 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| HC0 | 高速计数器当前值 | 存储脉冲数，16 位最大计数值 32767 |
| VW102 | 未滤波转速 | 基础场景直接使用 |
| VW114 | 滤波后转速 | 高精度场景使用 |
| T32/T96 | 高精度定时器（1ms） | 普通定时器 T37（10ms）精度不足，不推荐 |
四、调试与优化（避免测速不准）
1. 静态调试（电机不转）
2. 动态调试（电机运行）
3. 精度优化要点
五、常见故障 & 排查
| 故障现象 | 原因分析 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 转速显示 0 | 接近开关未触发 / 接线错误 | 检查接近开关供电、OUT 接线至 I0.0，手动触发测试 |
| 转速波动大（±50rpm） | 干扰 / 检测片数量少 | 屏蔽线接地，增加检测片数量，加滤波 |
| 转速偏高 / 偏低 | 检测片数量设置错误 | 核对程序中检测片数量（如 6 个设成 1 个，转速会 ×6） |
| 计数不连续 | 接近开关响应频率不足 | 更换高响应频率接近开关（≥1kHz） |
| 高速计数器不计数 | 初始化程序错误 | 检查 SMB37 赋值、HDEF 指令是否执行 |
六、进阶应用（可选）
1. 转速报警
添加转速上下限报警逻辑，如转速＜500rpm（低转速报警）、＞3000rpm（超速报警）：
ladder
// 网络5：超速报警（＞3000rpm） LD VW114 > 3000 = Q0.0 // 超速报警灯 // 网络6：低转速报警（＜500rpm） LD VW114 < 500 = Q0.1 // 低转速报警灯
2. 通信上传转速
通过 Modbus RTU（PLC 200 的 PORT0）将转速值（VW114）上传至触摸屏 / 上位机，地址映射为 40001。
3. 频率补偿（适配变频电机）
若电机由变频器驱动，可将测速值反馈至变频器，实现转速闭环控制（需变频器支持外部脉冲输入）。
七、关键注意事项
按以上步骤，S7-200 可实现电机转速的稳定测量，精度满足风机、泵、传送带等大部分工业场景；若需更高精度（如≤0.1rpm），可更换增量式编码器（替代接近开关），程序仅需调整高速计数器模式，核心逻辑一致。
