在數(shù)控工控PLC維修編程調(diào)試當(dāng)中你不可忽視的小小編碼器基礎(chǔ)知識.

1、增量旋轉(zhuǎn)編碼器選型有哪些注意事項(xiàng)?應(yīng)注意三方面的參數(shù) :1. 機(jī)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(hù)等級是否滿足要求。 2.分辨率 ,即編碼器工作時(shí)每圈輸出的脈沖數(shù) ,是否滿足設(shè)計(jì)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(qū)動器輸出。其輸出方式應(yīng)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(shè)計(jì)師報(bào)考辦公室010-*在這次國家級的學(xué)習(xí)和認(rèn)證資格中更好的學(xué)習(xí)和把更多的工作方法和技巧

2、應(yīng)用到實(shí)際操作中 ,不斷提高自身的理論和操作技能。楊老師 131* 網(wǎng)絡(luò)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如何使用增量編碼器 ?1,增量型旋轉(zhuǎn)編碼器有分辨率的差異 ,使用每圈產(chǎn)生的脈沖數(shù)來計(jì)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(gè) Z 脈沖 ,可作為參考機(jī)械零位。一般利用 A 超前 B 或 B 超前 A 進(jìn)行判向。 3,

3、使用 PLC 采集數(shù)據(jù) ,可選用高速計(jì)數(shù)模塊 ;使用工控機(jī)采集數(shù)據(jù) ,可選用高速計(jì)數(shù)板卡 ;使用單片機(jī)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(diǎn)零位脈沖。 5,在電子裝置中設(shè)立計(jì)數(shù)棧。關(guān)于電源供應(yīng)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(nèi)。2.編碼器如是并行輸出 ,連接 PLC 的 I/O 點(diǎn) ,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(qū)動器輸出 ,一般信號電平是5V 的,連接的時(shí)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(shè)備中也可以再增加判斷 (例如接受設(shè)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(shí) ,計(jì)為一有效脈沖 ,此方案可有效提高系統(tǒng)抗干擾性能 (計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。何為長線驅(qū)動 ?普通型編碼器能否遠(yuǎn)距離傳送?長線驅(qū)動也稱差分長線驅(qū)動 ,5V,TTL 的正負(fù)波形對稱形式 ,由于其正負(fù)電流方向相反 ,對外電磁場抵消 ,故抗干擾能力較強(qiáng)。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(fù)信號的 ,傳輸距離 300-400 米。增量光柵 Z 信號可否作零點(diǎn) ?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(dá)到同 AB 信號相同的精確度 ,只不過軸編碼器是一圈一個(gè)

6、,而直線光柵是每隔一定距離一個(gè) ,用這個(gè)信號可達(dá)到很高的重復(fù)精度?？上扔闷胀ǖ慕咏_關(guān)初定位 ,然后找最為接近的 Z 信號 (每次同方向找 ,裝的時(shí)候不要望忘了將其相位調(diào)的和光柵相位一致 ,否則不準(zhǔn)。增量型編碼器和絕對型編碼器有何區(qū)別?做一個(gè)伺服系統(tǒng)時(shí)怎么選擇呢?常用的為增量型編碼器 ,如果對位置、零位有嚴(yán)格要求用絕對型編碼器。伺服系統(tǒng)要具體分析 ,看應(yīng)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(yīng)用場合 ,看要實(shí)現(xiàn)的目的和要求。絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器選型注意事項(xiàng),旋轉(zhuǎn)編碼器和接近開關(guān)、光電開關(guān)優(yōu)勢比較:絕對編碼器單圈從經(jīng)濟(jì)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(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時(shí)輸出脈沖 ,通過計(jì)數(shù)設(shè)備來知道其位置 ,當(dāng)編碼器不動或停電時(shí) ,依靠計(jì)數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣 ,當(dāng)停電后 ,編碼器不能有任何的移動 ,當(dāng)來電工作時(shí) ,編碼器輸出脈沖過程中 ,也不能有干擾而丟失脈沖 ,不然 ,計(jì)數(shù)設(shè)備記憶的零點(diǎn)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(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點(diǎn) ,編碼器每經(jīng)過參考點(diǎn) ,將參考位置修正進(jìn)計(jì)數(shù)設(shè)備的記憶位置。

8、在參考點(diǎn)以前 ,是不能保證位置的準(zhǔn)確性的。為此 ,在工控中就有每次操作先找參考點(diǎn) ,開機(jī)找零等方法。比如 ,打印機(jī)掃描儀的定位就是用的增量式編碼器原理 ,每次開機(jī) ,我們都能聽到噼哩啪啦的一陣響 ,它在找參考零點(diǎn) ,然后才工作。這樣的方法對有些工控項(xiàng)目比較麻煩 ,甚至不允許開機(jī)找零 (開機(jī)后就要知道準(zhǔn)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(gè)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(jìn)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(jī)械位置決定的 ,它不受停電、干擾的影響。絕對編碼器由機(jī)械位置決定的每個(gè)位置的唯一性 ,它無需記憶 ,無需找參考點(diǎn) ,而且不用一直計(jì)數(shù) ,什么時(shí)候需要知道位置 ,什么時(shí)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(jīng)越來越多地應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)單圈絕對式編碼器 ,以轉(zhuǎn)動中測量光碼盤各道刻線 ,以獲取唯一的編碼 ,當(dāng)轉(zhuǎn)動超過 360 度時(shí) ,編碼又回到原點(diǎn) ,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(zhuǎn)范圍 360 度以內(nèi)的測量 ,稱為單圈絕對式編碼器。如果要測量旋轉(zhuǎn)超過360 度范圍 ,就要用到多圈絕對式編碼器。編碼器生產(chǎn)廠家運(yùn)用鐘表齒輪機(jī)械的原理 ,當(dāng)中心碼盤旋轉(zhuǎn)時(shí) ,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(chǔ)上再增加圈數(shù)的編碼 ,以擴(kuò)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(jī)械位置確定編碼 ,每個(gè)位置編碼唯一不重復(fù) ,而無需記憶。多圈編碼器另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于測量范圍大 ,實(shí)際使用往往富裕較多 ,這樣在安裝時(shí)不必要費(fèi)勁找零點(diǎn) ,將某一中間位置作為起始點(diǎn)就可以了 ,而大大簡化了安裝

11、調(diào)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(jìn)制碼 ,并行輸出就是在接口上有多點(diǎn)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(jìn)入 PLC 或上位機(jī)的 I/O 接口 ,輸出即時(shí) ,連接簡單。但是并行輸出有如下問題 :1。必須是格雷碼 ,因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼 ,在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化,讀數(shù)會在短時(shí)間里造成錯碼。2。所有接口必須確保連接好,因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn),該點(diǎn)電位始終是0,造成錯碼而無法判斷。3。傳輸距離不能遠(yuǎn) ,一般在一兩米 ,對于復(fù)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(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出 ,增加編碼器的故障損壞率。并行 :時(shí)間上 ,數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)出 ;空間上 ,每個(gè)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(shí)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(yuǎn) ,對于編碼器的保護(hù)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(shè)備是比較容易的 ,但是連接非德國系的設(shè)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(shí)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(yīng)該都是絕對式的?串行是指按時(shí)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(nèi)置電池記憶原點(diǎn) ,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(zhì)其實(shí)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?！敖^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(shí)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(diǎn)。一般 “增量型編碼器 ”輸出兩個(gè) A 、B 脈沖信號 ,和一個(gè) Z(L 零位信號 ,A、 B 脈沖互差 90 度相位角。通過脈沖計(jì)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(zhǔn)重新開始計(jì)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(fù)零 ”操作 ,

15、所以 , “增量型編碼器 ”比“絕對型編碼器 ”在價(jià)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(shí)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(shí)提供了增量值信號 A、B 兩相 1Vpp 正弦波輸出，構(gòu) 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(gè)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(gè)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(gòu)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(dá)到位置的準(zhǔn)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(dá)到位置的準(zhǔn)確（無位置沖過頭而振蕩）和速度的高效，這是 一個(gè)較先進(jìn)的課題，目前國內(nèi)似乎還沒有看到有很好的應(yīng)用介紹。 一個(gè)較先進(jìn)的課題，目前國內(nèi)似乎還沒有看到有很好的應(yīng)用介紹。 很好的應(yīng)用介紹 三。增量信號是正弦波信號，其可以用模擬電路細(xì)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(xì)分，這樣， 個(gè)最小相鄰碼之間，還可以因?yàn)橄辔坏淖兓煌@得更精細(xì)的分辨率， 個(gè)最小相鄰碼之間，還可以因?yàn)橄辔坏淖兓煌?，獲得更精細(xì)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(guān) 現(xiàn)在還有一種絕對值、增量值、定位電子凸輪開關(guān)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(guān)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(shí)提供了多點(diǎn)定位電子凸輪開關(guān)，可預(yù) 絕對值信號、 增量值信號以外，還同時(shí)提供了多點(diǎn)定位電子凸輪開關(guān)，設(shè)定位開關(guān)，到預(yù)設(shè)位置可直接輸出開關(guān)信號，控制減速、停車。

18、這樣， 設(shè)定位開關(guān)，到預(yù)設(shè)位置可直接輸出開關(guān)信號，控制減速、停車。這樣，這一個(gè)絕對值編碼器可同時(shí)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(shí)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(guān)控制減速、定位！ 輪開關(guān)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(shí)際為兩 的英文縮寫， 的英文縮寫 通道，利用中斷的時(shí)鐘同步讀數(shù)，個(gè) RS422通道，利用中斷的時(shí)鐘同步讀數(shù)，最高時(shí)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(yàn)、 校驗(yàn)、 產(chǎn)品內(nèi)部信息及地址，產(chǎn)品內(nèi)部信息及地址，在運(yùn)動控制中，在運(yùn)動控制中， 有提出更快、信息更多的要求時(shí)，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(shí)，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(tuán)及亨斯樂推出的是Biss(有個(gè) Biss 協(xié)會）；以寶馬集團(tuán)及亨斯樂推出的是有個(gè) 的基礎(chǔ)上的改良的，以 STEGMANN 為首的推出 hipeface.實(shí)際上都是在 SSI 的基礎(chǔ)上的改良的，基本物理 實(shí)際上都是在 格式都差不多， RS422 或 RS485） 由時(shí)鐘脈沖觸發(fā)， ,由時(shí)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(shí)鐘脈沖觸發(fā)， 可達(dá) 2-10MHZ ， ， 并可增加編碼器的內(nèi)部信息、 CRC 校驗(yàn)、故障報(bào)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(nèi)部信息、 校驗(yàn)、故障報(bào)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