在數(shù)控工控PLC維修編程調試當中你不可忽視的小小編碼器基礎知識.

1、增量旋轉編碼器選型有哪些注意事項?應注意三方面的參數(shù) :1. 機械安裝尺寸 ,包括定位止口 ,軸徑 ,安裝孔位 ;電纜出線方式 ;安裝空間體積 ;工作環(huán)境防護等級是否滿足要求。 2.分辨率 ,即編碼器工作時每圈輸出的脈沖數(shù) ,是否滿足設計使用精度要求。 3.電氣接口 ,編碼器輸出方式常見有推拉輸出 (F 型 HTL 格式 ,電壓輸出 (E,集電極開路 (C,常見 C 為 NPN 型管輸出 ,C2 為 PNP 型管輸出 ,長線驅動器輸出。其輸出方式應和其控制系統(tǒng)的接口電路相匹配。全國可編程序控制系統(tǒng)PLC 設計師報考辦公室010-*在這次國家級的學習和認證資格中更好的學習和把更多的工作方法和技巧

2、應用到實際操作中 ,不斷提高自身的理論和操作技能。楊老師 131* 網絡咨詢 2210795771把自己空間的發(fā)展平臺拓的更寬 ,為以后的晉升打下堅實的基礎。如何使用增量編碼器 ?1,增量型旋轉編碼器有分辨率的差異 ,使用每圈產生的脈沖數(shù)來計量 ,數(shù)目從 6 到 5400 或更高 ,脈沖數(shù)越多 ,分辨率越高 ;這是選型的重要依據(jù)之一。 2,增量型編碼器通常有三路信號輸出 (差分有六路信號 :A,B 和 Z,一般采用 TTL 電平 ,A 脈沖在前 ,B 脈沖在后 ,A,B 脈沖相差 90 度,每圈發(fā)出一個 Z 脈沖 ,可作為參考機械零位。一般利用 A 超前 B 或 B 超前 A 進行判向。 3,

3、使用 PLC 采集數(shù)據(jù) ,可選用高速計數(shù)模塊 ;使用工控機采集數(shù)據(jù) ,可選用高速計數(shù)板卡 ;使用單片機采集數(shù)據(jù) , 建議選用帶光電耦合器的輸入端口。 4,建議 B 脈沖做順向 (前向脈沖 ,A 脈沖做逆向(后向脈沖 ,Z 原點零位脈沖。 5,在電子裝置中設立計數(shù)棧。關于電源供應及編碼器和PLC 連接 :一般編碼器的工作電源有三種 :5Vdc、5-13 Vdc 或 11-26Vdc。如果你買的編碼器用的是 11-26Vdc 的 ,就可以用 PLC 的 24V 電源 ,需注意的是 :1.編碼器的耗電流 ,在 PLC 的電源功率范圍內。2.編碼器如是并行輸出 ,連接 PLC 的 I/O 點 ,需了解

4、編碼器的信號電平是推拉式(或稱推挽式輸出還是集電極開路輸出,如是集電極開路輸出的 ,有 N 型和 P 型兩種 ,需與 PLC 的 I/O 極性相同。如是推拉式輸出則連接沒有什么問題。3.編碼器如是驅動器輸出 ,一般信號電平是5V 的,連接的時候要小心 ,不要讓24V 的電源電平串入5V 的信號接線中去而損壞編碼器的信號端。干擾的問題選擇什么樣的輸出對抗干擾也很重要,一般輸出帶反向信號的抗干擾要好一些,即A+A-,B+B-,Z+Z-, 其特征是加上電源8 根線 ,而不是 5 根線 (共零。帶反向信號的在電纜中的傳輸是對稱的 ,受干擾小 ,在接受設備中也可以再增加判斷 (例如接受設備的信號利用 A

5、 、B 信號 90°相位差 ,讀到電平 10、11、01、 00 四種狀態(tài)時 ,計為一有效脈沖 ,此方案可有效提高系統(tǒng)抗干擾性能 (計數(shù)準確。何為長線驅動 ?普通型編碼器能否遠距離傳送?長線驅動也稱差分長線驅動 ,5V,TTL 的正負波形對稱形式 ,由于其正負電流方向相反 ,對外電磁場抵消 ,故抗干擾能力較強。普通型編碼器一般傳輸距離是 100 米 , 如果是 24V HTL 型且有對稱負信號的 ,傳輸距離 300-400 米。增量光柵 Z 信號可否作零點 ?圓光柵編碼器如何選用 ?無論直線光柵還是軸編碼器其 Z 信號的均可達到同 AB 信號相同的精確度 ,只不過軸編碼器是一圈一個

6、,而直線光柵是每隔一定距離一個 ,用這個信號可達到很高的重復精度?？上扔闷胀ǖ慕咏_關初定位 ,然后找最為接近的 Z 信號 (每次同方向找 ,裝的時候不要望忘了將其相位調的和光柵相位一致 ,否則不準。增量型編碼器和絕對型編碼器有何區(qū)別?做一個伺服系統(tǒng)時怎么選擇呢?常用的為增量型編碼器 ,如果對位置、零位有嚴格要求用絕對型編碼器。伺服系統(tǒng)要具體分析 ,看應用場合。測速度用常用增量型編碼器 ,可無限累加測量 ;測位置用絕對型編碼器 ,位置唯一性 (單圈或多圈 ,最終看應用場合 ,看要實現(xiàn)的目的和要求。絕對型旋轉編碼器選型注意事項,旋轉編碼器和接近開關、光電開關優(yōu)勢比較:絕對編碼器單圈從經濟型8 位

7、到高精度 17 位;絕對編碼器多圈大部分用25 位 ,輸出有 SSI,總線 Profibus-DP,CanL2,Interbus,DeviceNet。從增量式編碼器到絕對式編碼器旋轉增量式編碼器以轉動時輸出脈沖 ,通過計數(shù)設備來知道其位置 ,當編碼器不動或停電時 ,依靠計數(shù)設備的內部記憶來記住位置。這樣 ,當停電后 ,編碼器不能有任何的移動 ,當來電工作時 ,編碼器輸出脈沖過程中 ,也不能有干擾而丟失脈沖 ,不然 ,計數(shù)設備記憶的零點就會偏移 ,而且這種偏移的量是無從知道的 ,只有錯誤的生產結果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點 ,編碼器每經過參考點 ,將參考位置修正進計數(shù)設備的記憶位置。

8、在參考點以前 ,是不能保證位置的準確性的。為此 ,在工控中就有每次操作先找參考點 ,開機找零等方法。比如 ,打印機掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理 ,每次開機 ,我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響 ,它在找參考零點 ,然后才工作。這樣的方法對有些工控項目比較麻煩 ,甚至不允許開機找零 (開機后就要知道準確位置 ,于是就有了絕對編碼器的出現(xiàn)。絕對編碼器光碼盤上有許多道刻線,每道刻線依次以2 線、 4 線、 8 線、 16線。編排 ,這樣 ,在編碼器的每一個位置 ,通過讀取每道刻線的通、暗 ,獲得一組從 2 的零次方到 2 的 n-1 次方的唯一的 2 進制編碼 (格雷碼 ,這就稱為 n 位絕對編碼

9、器。這樣的編碼器是由碼盤的機械位置決定的 ,它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器由機械位置決定的每個位置的唯一性 ,它無需記憶 ,無需找參考點 ,而且不用一直計數(shù) ,什么時候需要知道位置 ,什么時候就去讀取它的位置。這樣 ,編碼器的抗干擾特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了。由于絕對編碼器在位置定位方面明顯地優(yōu)于增量式編碼器 ,已經越來越多地應用于工控定位中。測速度需要可以無限累加測量 ,目前增量型編碼器在測速應用方面仍處于無可取代的主流位置。從單圈絕對式編碼器到多圈絕對式編碼器旋轉單圈絕對式編碼器 ,以轉動中測量光碼盤各道刻線 ,以獲取唯一的編碼 ,當轉動超過 360 度時 ,編碼又回到原點 ,這樣就

10、不符合絕對編碼唯一的原則 ,這樣的編碼器只能用于旋轉范圍 360 度以內的測量 ,稱為單圈絕對式編碼器。如果要測量旋轉超過360 度范圍 ,就要用到多圈絕對式編碼器。編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理 ,當中心碼盤旋轉時 ,通過齒輪傳動另一組碼盤 (或多組齒輪 ,多組碼盤 ,在單圈編碼的基礎上再增加圈數(shù)的編碼 ,以擴大編碼器的測量范圍 ,這樣的絕對編碼器就稱為多圈式絕對編碼器 ,它同樣是由機械位置確定編碼 ,每個位置編碼唯一不重復 ,而無需記憶。多圈編碼器另一個優(yōu)點是由于測量范圍大 ,實際使用往往富裕較多 ,這樣在安裝時不必要費勁找零點 ,將某一中間位置作為起始點就可以了 ,而大大簡化了安裝

11、調試難度。絕對型編碼器的串行和并行輸出的介紹并行輸出 :絕對型編碼器輸出的是多位數(shù)碼 (格雷碼或純二進制碼 ,并行輸出就是在接口上有多點高低電平輸出 ,以代表數(shù)碼的 1 或 0,對于位數(shù)不高的絕對編碼器 ,一般就直接以此形式輸出數(shù)碼 ,可直接進入 PLC 或上位機的 I/O 接口 ,輸出即時 ,連接簡單。但是并行輸出有如下問題 :1。必須是格雷碼 ,因為如是純二進制碼 ,在數(shù)據(jù)刷新時可能有多位變化,讀數(shù)會在短時間里造成錯碼。2。所有接口必須確保連接好,因為如有個別連接不良點,該點電位始終是0,造成錯碼而無法判斷。3。傳輸距離不能遠 ,一般在一兩米 ,對于復雜環(huán)境 ,最好有隔離。4。對于位數(shù)較多

12、 ,要許多芯電纜 ,并要確保連接優(yōu)良 ,由此帶來工程難度 ,同樣 ,對于編碼器 ,要同時有許多節(jié)點輸出 ,增加編碼器的故障損壞率。并行 :時間上 ,數(shù)據(jù)同時發(fā)出 ;空間上 ,每個位數(shù)的數(shù)據(jù)各占用一根線纜。增量型編碼器輸出的通常是并行輸出。串行輸出 :串行輸出就是通過約定 ,在時間上有先后的數(shù)據(jù)輸出 ,這種約定稱為通訊規(guī)約 ,其連接的物理形式有 RS232、RS422(TTL、 RS485 等。串行輸出連接線少 ,傳輸距離遠 ,對于編碼器的保護和可靠性就大大提高了 ,一般高位數(shù)的絕對編碼器都是用串行輸出的。由于絕對型編碼器的部分知名廠家在德國 ,所以串行輸出大部分是與德國的西門子配套的 ,如 S

13、SI 同步串行輸出 ,總線型是 PROFIBUS-DP 的輸出等。串行輸出編碼器連接德國西門子的設備是比較容易的 ,但是連接非德國系的設備 ,接口就是問題了 ,我公司提供各種接口輸出的儀表 ,可以解決這樣的問題。串行 :時間上 ,數(shù)據(jù)按照約定 ,有先后 ;空間上 ,所有位數(shù)的數(shù)據(jù)都在一組線纜上 (先后發(fā)出。串行編碼器應該都是絕對式的?串行是指按時間約定 ,串行輸出數(shù)字編碼信號 ,基本是絕對的 ,但也有一些增量編碼器 ,通過內置電池記憶原點 ,其也可以通過串行輸出位置值 ,如電池線不聯(lián) ,還是增量編碼器 ,此也稱為偽絕對值編碼器 ,在一些日本伺服系統(tǒng)中較多見。其本質其實還是增量編碼器。為什么叫

14、“絕對型編碼器 ”?“絕對型編碼器 ”相對于 “增量型編碼器 ”而言。“絕對型編碼器 ”使用某種方式表示并記憶物體的絕對位置 ,角度和圈數(shù)。即一旦位置 ,角度和圈數(shù)固定 ,什么時候編碼器的示值都唯一固定 ,包括停電后投電。 “增量型編碼器 ”做不到這一點。一般 “增量型編碼器 ”輸出兩個 A 、B 脈沖信號 ,和一個 Z(L 零位信號 ,A、 B 脈沖互差 90 度相位角。通過脈沖計數(shù)可以知道位置 ,角度和圈數(shù)增量 ,通過 A,B 脈沖信號超前或滯后可以知道方向 ,停電后 ,必須從約定的基準重新開始計數(shù)。 “增量型編碼器 ”表示位置 ,角度和圈數(shù)需要做后處理 ,重新投電要做 “復零 ”操作 ,

15、所以 , “增量型編碼器 ”比“絕對型編碼器 ”在價格上便宜許多。輸出， B 是派什么用處的？ 絕對值編碼器 SSI 輸出， 同時提供了增量值信號A、 兩相 1Vpp， 、 ， 是派什么用處的？ 在我們提供的絕對值編碼器， 在我們提供的絕對值編碼器，德國的 HEIDENHAIN 的 SSI 輸出和德國 HENGSTLER 的 SSI 輸出，都同時提供了增量值信號 A、B 兩相 1Vpp 正弦波輸出，構 輸出， 正弦波輸出， 、 成了絕對與增量的雙輸出，很多用戶不明白這個增量信號是干什么用的， 成了絕對與增量的雙輸出，很多用戶不明白這個增量信號是干什么用的，而剪掉聯(lián)線廢棄 不用，真是蠻可惜的。

16、不用，真是蠻可惜的。 一。此增量信號可以作為絕對信號的冗余。 此增量信號可以作為絕對信號的冗余。 二?？梢宰尳^對信號作為位置閉環(huán)，而增量信號作為速度閉環(huán)，構成位置控制與 可以讓絕對信號作為位置閉環(huán)，而增量信號作為速度閉環(huán)， 速度控制的雙閉環(huán)系統(tǒng)，以達到位置的準確（無位置沖過頭而振蕩）和速度的高效， 速度控制的雙閉環(huán)系統(tǒng)，以達到位置的準確（無位置沖過頭而振蕩）和速度的高效，這是 一個較先進的課題，目前國內似乎還沒有看到有很好的應用介紹。 一個較先進的課題，目前國內似乎還沒有看到有很好的應用介紹。 很好的應用介紹 三。增量信號是正弦波信號，其可以用模擬電路細分，這樣，在絕對值編碼器兩 增量信號是正

17、弦波信號，其可以用模擬電路細分，這樣， 個最小相鄰碼之間，還可以因為相位的變化不同，獲得更精細的分辨率， 個最小相鄰碼之間，還可以因為相位的變化不同，獲得更精細的分辨率，從而可以大大提 高絕對值編碼器的分辨率。 高絕對值編碼器的分辨率。 電子凸輪開關 現(xiàn)在還有一種絕對值、增量值、定位電子凸輪開關三輸出的編碼器，現(xiàn)在還有一種絕對值、增量值、定位電子凸輪開關三輸出的編碼器，除了上面介紹的 RS485 絕對值信號、 A/B 增量值信號以外，還同時提供了多點定位電子凸輪開關，可預 絕對值信號、 增量值信號以外，還同時提供了多點定位電子凸輪開關，設定位開關，到預設位置可直接輸出開關信號，控制減速、停車。

18、這樣， 設定位開關，到預設位置可直接輸出開關信號，控制減速、停車。這樣，這一個絕對值編碼器可同時輸出連續(xù)絕對值信號顯示位置、輸出增量值信號作速度閉環(huán)、 碼器可同時輸出連續(xù)絕對值信號顯示位置、輸出增量值信號作速度閉環(huán)、輸出定位電子凸輪開關控制減速、定位！ 輪開關控制減速、定位！ SSI 與 Biss、Endat、 Hipeface: 、 、SSI 為同步串聯(lián)界面為同步串聯(lián)界面 (synchronous-serial interface的英文縮寫，其實際為兩 的英文縮寫， 的英文縮寫 通道，利用中斷的時鐘同步讀數(shù)，個 RS422通道，利用中斷的時鐘同步讀數(shù)，最高時鐘速度1.1 MHz. ssi 的

19、數(shù)據(jù)形式最簡單，的數(shù)據(jù)形式最簡單，一般不包含 CRC 校驗、 校驗、 產品內部信息及地址，產品內部信息及地址，在運動控制中，在運動控制中， 有提出更快、信息更多的要求時，各家編碼器廠家推出了各自的方案，有提出更快、信息更多的要求時，各家編碼器廠家推出了各自的方案，以海德漢為首的聯(lián)合西門子公司，協(xié)會）； 合西門子公司，推出的是Endat;以寶馬集團及亨斯樂推出的是Biss(有個 Biss 協(xié)會）；以寶馬集團及亨斯樂推出的是有個 的基礎上的改良的，以 STEGMANN 為首的推出 hipeface.實際上都是在 SSI 的基礎上的改良的，基本物理 實際上都是在 格式都差不多， RS422 或 RS485） 由時鐘脈沖觸發(fā)， ,由時鐘脈沖觸發(fā) 只是速度更快，只是速度更快， 格式都差不多， （ ） 由時鐘脈沖觸發(fā)， 可達 2-10MHZ ， ， 并可增加編碼器的內部信息、 CRC 校驗、故障報警的功能，有的可以增加地址，有的可以 并可增加編碼器的內部信息、 校驗、故障報警的功能，有的可以增加地址， 增加正余弦增量信號作冗余。由于目前的協(xié)議不同一，這些輸出都要連接專用的接口， 增加正余弦增量信號作冗余。由于目前的協(xié)議不同一，這些輸出都要連接專用的接口，故具體使用，還是建議直