PLC編碼器基本知識問答（一）

編碼器如以信號原理來分可分為
　　增量脈沖編碼器:SPC
　　絕對脈沖編碼器:APC
　　兩者一般都應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測元件. 　
　　編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎，但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù)量級，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。
　　分辨率—編碼器以每旋轉(zhuǎn)360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000線。

　　旋轉(zhuǎn)編碼器由精密器件構(gòu)成，故當(dāng)受到較大的沖擊時(shí)，可能會(huì)損壞內(nèi)部功能，使用上應(yīng)充分注意。
　　注意的事項(xiàng)是：
（1）安裝
　　安裝時(shí)不要給軸施加直接的沖擊。
　　編碼器軸與機(jī)器的連接，應(yīng)使用柔性連接器。在軸上裝連接器時(shí)，不要硬壓入。即使使用連接器，因安裝不良，也有可能給軸加上比允許負(fù)荷還大的負(fù)荷，或造成撥芯現(xiàn)象，因此，要特別注意。
　　軸承壽命與使用條件有關(guān)，受軸承荷重的影響特別大。如軸承負(fù)荷比規(guī)定荷重小，可大大延長軸承壽命。
　　不要將旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行拆解，這樣做將有損防油和防滴性能。防滴型產(chǎn)品不宜長期浸在水、油中，表面有水、油時(shí)應(yīng)擦拭干凈。
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　　（2）關(guān)于配線和連接
　　誤配線，可能會(huì)損壞內(nèi)部回路，故在配線時(shí)應(yīng)充分注意：
　　① 配線應(yīng)在電源OFF狀態(tài)下進(jìn)行，電源接通時(shí)，若輸出線接觸電源，則有時(shí)會(huì)損壞輸出回路。
　　② 若配線錯(cuò)誤，則有時(shí)會(huì)損壞內(nèi)部回路，所以配線時(shí)應(yīng)充分注意電源的極性等。
　　3 若和高壓線、動(dòng)力線并行配線，則有時(shí)會(huì)受到感應(yīng)造成誤動(dòng)作成損壞，所以要分離開另行配線。
　　④ 延長電線時(shí)，應(yīng)在10m以下。并且由于電線的分布容量，波形的上升、下降時(shí)間會(huì)較長，有問題時(shí)，采用施密特回路等對波形進(jìn)行整形。
　　⑤ 為了避免感應(yīng)噪聲等，要盡量用最短距離配線。向集成電路輸入時(shí)，特別需要注意。
　　6 電線延長時(shí)，因?qū)w電阻及線間電容的影響，波形的上升、下降時(shí)間加長，容易產(chǎn)生信號間的干擾（串音），因此應(yīng)用電阻小、線間電容低的電線（雙絞線、屏蔽線）。
　　對于HTL的帶有對稱負(fù)信號輸出的編碼器，信號傳輸距離可達(dá)300米

?。?/span>3）振動(dòng)
　　加在旋轉(zhuǎn)編碼器上的振動(dòng)，往往會(huì)成為誤脈沖發(fā)生的原因。因此，應(yīng)對設(shè)置場所、安裝場所加以注意。每轉(zhuǎn)發(fā)生的脈沖數(shù)越多，旋轉(zhuǎn)槽圓盤的槽孔間隔越窄，越易受到振動(dòng)的影響。在低速旋轉(zhuǎn)或停止時(shí)，加在軸或本體上的振動(dòng)使旋轉(zhuǎn)槽圓盤抖動(dòng)，可能會(huì)發(fā)生誤脈沖。
旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用注意事項(xiàng)

一． 關(guān)于戶外使用或惡劣環(huán)境下使用
　　有網(wǎng)友來email問，他的設(shè)備在野外使用，現(xiàn)場環(huán)境臟，而且怕撞壞編碼器。
　　我公司有鋁合金（特殊要求可做不銹鋼材質(zhì)）密封保護(hù)外殼，雙重軸承重載型編碼器，放在戶外不怕臟，鋼廠、重型設(shè)備里都可以用。
不過如果編碼器安裝部分有空間，我還是建議在編碼器外部再加裝一防護(hù)殼，以加強(qiáng)對其進(jìn)行保護(hù)，必竟編碼器屬精密元件，一臺編碼器和一個(gè)防護(hù)殼的價(jià)值比較還是有一定差距的。

二、.請教一下，何為長線驅(qū)動(dòng)？普通型編碼器能否遠(yuǎn)距離傳送？
　　答：長線驅(qū)動(dòng)也稱差分長線驅(qū)動(dòng)，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。
三、 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什么問題。
　　3．編碼器如是驅(qū)動(dòng)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。（我公司也可以做寬電壓驅(qū)動(dòng)器輸出（5-30?Vdc），有此要求定貨時(shí)要注明）

四、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位到高精度17位，價(jià)格可以從幾百元到1萬多不等；　　
　　絕對編碼器多圈大部分用25位，輸出有SSI，總線Profibus-DP,Can?L2,Interbus,DeviceNet,價(jià)格也可以從3千多到1萬多不等。
　　旋轉(zhuǎn)光電編碼器測量角度和長度，已是很成熟的技術(shù)了，現(xiàn)今再用上高精度大量程的絕對型編碼器，大大提高了測量精度和可靠性，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用。就目前來看，其仍然是測量長度的最多選擇。■十三.※能不能告訴我選用絕對型編碼器應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？
　　(一).機(jī)械部分:
　　1.測長度還是測角度，測長度如何通過機(jī)械方式轉(zhuǎn)換(在上面有一些介紹，如不清楚可來電討論)。測角度是360度內(nèi)(單圈)，還是可能過360度(多圈)。生產(chǎn)過程是一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)循環(huán)工作，還是來回方向循環(huán)工作。
　　2.軸連接安裝形式，有軸型通過軟性聯(lián)軸器連接，還是軸套型連接。
　　3.使用環(huán)境：粉塵,水氣,震動(dòng),撞擊?
　　(二)電氣部分
　　1.連接的輸出接收部分是什么?
　　2.信號形式?
　　3.分辨率要求?
　　4.控制要求?

五、有網(wǎng)友問：為什么叫“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(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，所以，“增量型編碼器”比“絕對型編碼器”在價(jià)格上便宜許多。

六、能介紹一下絕對型編碼器的串行和并行輸出的詳細(xì)一點(diǎn)的信息，謝謝！
　　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(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)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(cuò)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，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SSI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。

七、我是個(gè)新手，想請問，一個(gè)圓盤，分50個(gè)點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)定位控制，轉(zhuǎn)速很慢，是要用到絕對型編碼器嗎？怎么找原點(diǎn)呢？50個(gè)位置定位是360度均勻等分嗎？謝謝
　　絕對編碼器的編碼都是2的冪次方，沒有360度均勻50等分的，要近似，看精度要求有多高，選多高線數(shù)的編碼器，如果精度要求不是太高的話，用8位 256線的就可以了。編碼器的每個(gè)位置都有唯一編碼，編碼為零的就可以作為零點(diǎn)，也可以任意位置定義為零，其他位置與其比較計(jì)算。
　　如果可以用參考點(diǎn)的話，也可以用增量式的，因速度慢，應(yīng)該選3000線或以上的，每圈一個(gè)零位

八、增量旋轉(zhuǎn)編碼器選型應(yīng)注意三方面的參數(shù)：
1．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(dòng)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。

九??求教：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)，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)。
　　根據(jù)你的細(xì)分精度要求和分辯率要求選用。精度高自然要選用每周線紋高的，精度不高，就沒必要選用高線紋數(shù)的圓光柵編碼器了。

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