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增量式编码器计数模块编程

信息来源:MOTEC直流伺服电机代理商-深圳兴弘泰自动化
增量式编码器计数模块编程松下伺服一级代理-兴弘泰自动化

增量式编码器的问题:1)增量型编码器存在零点累计误差,抗干扰较差,接收设备的停机需断电记忆,开机应找零或参考位等问题,这些问题如选用绝对型编码器可以解决。2)测量速度有等时间法,和等脉冲数法。
等时间法,选定一个单位时间,(如100mS),在单位时间里累计读取的脉冲数时间平均,既是此时间段的平均速度。
等脉冲数,选定一定数量的脉冲数(如100脉冲),在累计读到这些脉冲数的时间,作时间平均,既是此时间的平均速度。
一般工业中多用等时法。1、从增量式编码器到绝对值式编码器 增量式编码器以转动时输出脉冲,通过计数设备来计算其位置,当编码器不动或停电时,依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样,当停电后,编码器不能有任何的移动,当来电工作时,编码器输出脉冲过程中,也不能有干扰而丢失脉冲,不然,计数设备计算并记忆的零点就会偏移,而且这种偏移的量是无从知道的,只有错误的生产结果出现后才能知道。 解决的方法是增加参考点,编码器每经过参考点,将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前,是不能保证位置的准确性的。为此,在工控中就有每次操作先找参考点,开机找零等方法。 这样的方法对有些工控项目比较麻烦,甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置),于是就有了绝对编码器的出现。2、绝对值式光电编码器 工作原理: 圆形码盘上沿径向有若干同心码道,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数。 绝对值编码器为每一个轴的位置提供一个独一无二的编码数字值。 当掉电时, 绝对型编码器的位置不会丢失 。1)绝对值编码器,在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件;当码盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号,形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器,在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然,码道越多,分辨率就越高,对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器,其码盘必须有N条码道。
2)它有一个绝对零位代码,当停电或关机后,再开机重新测量时,仍可准确地读出停电或关机位置的代码,并准确地找到零位代码。
3)绝对式编码器轴旋转时,有与位置对应的代码(二进制、BCD码等)输出。从代码大、小的变更,即可判别正反方向和位移所处的位置,而无需判向电路。4)格雷码每次只变化一位。5)旋转编码器的格雷码也是循环码,其最高位与最低位同样遵循只变化一位的规律。3、单圈绝对式编码器绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线,每道刻线依次以2线、4线、8线、16线……编排,这样,在编码器的每一个位置,通过读取每道刻线的通、暗,获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码(格雷码),这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的,它不受停电、干扰的影响。旋转绝对值编码器,以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯一的编码。这样的编码只能用于旋转范围360度以内的测量,称为单圈绝对值编码器。4、多圈绝对式编码器 旋转绝对值编码器,以转动中测量光电码盘各道刻线,以获取唯一的编码,当转动超过360度时,编码又回到原点,这样就不符合绝对编码唯一的原则。如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对值编码器。编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮,多组码盘),在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,而无需记忆。5、机械安装 1)安装在高速端2)安装在低速端6、信号输出 1)并行输出2)串行输出3)总线型输出4)变送一体型输出绝对值编码器信号输出有:并行输出、串行输出、总线型输出、变送一体型输出。1)并行输出:
绝对值编码器输出的是多位数码(格雷码或纯二进制码),并行输出就是在接口上有多点高低电平输出,以代表数码的1或0,对于位数不高的绝对编码器,一般就直接以此形式输出数码,可直接进入plc或上位机的I/O接口,输出及时,连接简单。但是并行输出有如下问题:
 1. 必须是格雷码,因为如是纯二进制码,在数据刷新时可能有多位变化,读数会在短时间里造成错码。
 2. 所有接口必须确保连接好,因为如有个别连接不良点,该点电位始终是0,造成错码而无法判断。
 3. 传输距离不能远,一般在一两米,对于复杂环境,最好有隔离。
 4. 对于位数较多,要许多芯电缆,并要确保连接优良,由此带来工程难度,同样,对于编码器,要同时有许多节点输出,增加编码器的故障损坏率。
2)串行SSI输出:
串行输出就是通过约定,在时间上有先后的数据输出,这种约定称为通讯规约,其连接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。串行输出连接线少,传输距离远,对于编码器的保护和可靠性就大大提高了。一般高位数的绝对编码器都是用串行输出的。 3)现场总线型输出 现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起,通过设定地址,用通讯方式传输信号,信号的接收设备只需一个接口,就可以读多个编码器信号。总线型编码器信号遵循RS485的物理格式,其信号的编排方式称为通讯规约,目前全世界有多个通讯规约,各有优点,还未统一,编码器常用的通讯规约有如下几种:PROFIBUS-DP; CAN;DeviceNet; Interbus等。 总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口,传输距离远,在多个编码器集中控制的情况下还可以大大节省成本。4)变送一体型输出 对于某些厂家的绝对编码器,其信号已经在编码器内换算后直接变送输出,其有模拟量4—20mA输出、RS485数字输出、14位并行输出。7、信号连接 1.连接PLC或上位机 2.连接专用显示转换仪表1)编码器如果是并行输出的,可以直接连接PLC或上位机的输入输出接点I/O,其信号数学格式应该是格雷码。编码器有多少位就要占用PLC的多少位接点,如果是24伏推挽式输出,高电平有效为1,低电平为0;如果是集电极开路NPN输出,则连接的接点也必须是NPN型的,其低电平有效,低电平为1。2)编码器如果是串行输出的,由于通讯协议的限制,后接电气设备必须有对应的接口。3)编码器如是总线型输出,接受设备需配专用的总线模块,例如PROFIBUS-DP。但是,如选择总线型输出编码器,在编码器与接收设备PLC中间,就无法加入其他显示仪表,如需现场显示,就要从PLC 再转出信号给与信号匹配的显示仪表。8、格雷码输入编程

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