編碼器培訓(xùn)教程

1、1 編碼器簡(jiǎn)介及應(yīng)用實(shí)例編碼器簡(jiǎn)介及應(yīng)用實(shí)例 (以以2500DCM為例）為例）設(shè)備科培訓(xùn)系列設(shè)備科培訓(xùn)系列20102010年年1010月月主講：凌工主講：凌工（內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳）2目錄目錄一、編碼器基本知識(shí)：一、編碼器基本知識(shí)：1 1、什么是編碼器？、什么是編碼器？2、編碼器的分類、編碼器的分類3 3、編碼器的一般工作原理、編碼器的一般工作原理4 4、編碼器參數(shù)編碼器參數(shù)/術(shù)語(yǔ)說明術(shù)語(yǔ)說明二、在二、在2500DCM2500DCM上上應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：a a、產(chǎn)品頂出（絕對(duì)編碼器并行輸出）產(chǎn)品頂出（絕對(duì)編碼器并行輸出）b b、模厚調(diào)整（增量式編碼器高速計(jì)數(shù)器）、模厚調(diào)整（增量式編碼器高速計(jì)數(shù)

2、器）c c、給湯機(jī)、給湯機(jī)( (編碼器變頻器實(shí)現(xiàn)速度位置控制）編碼器變頻器實(shí)現(xiàn)速度位置控制）3光電編碼器是集光、機(jī)、電技術(shù)于一體的數(shù)字化傳感器，可以高精度測(cè)量被測(cè)物的轉(zhuǎn)角或直線位移量。1、什么是編碼器？、什么是編碼器？2、編碼器的分類、編碼器的分類 絕對(duì)脈沖編碼器由碼盤的機(jī)械位置決定的，它不受停電、干擾的影響。根據(jù)需要可選擇單圈和多圈，輸出有并行、串行、總線方式。 2. 增量脈沖編碼器 它的示值只與測(cè)量的起始和終止位置有關(guān)，而與測(cè)量的中間過程無關(guān)。 一、編碼器基本知識(shí)一、編碼器基本知識(shí)：43、編碼器的一般工作原理、編碼器的一般工作原理 (a)絕對(duì)式編碼器絕對(duì)式編碼器: 通過讀取編碼盤上的二進(jìn)制

3、的編碼信息來表示絕對(duì)位置信息的。編碼盤是按照一定的編碼形式制成的圓盤。如圖a)是二進(jìn)制的編碼盤b)是格雷碼編制，圖中空白部分是透光的，用“0”來表示;涂黑的部分是不透光的，用“1”來表示。通常將組成編碼的圈稱為碼道，每個(gè)碼道表示二進(jìn)制數(shù)的一位，其中最外側(cè)的是最低位，最里側(cè)的是最高位。如果編碼盤有4個(gè)碼道，可形成16個(gè)二進(jìn)制數(shù)，因此就將圓盤劃分16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)，如0000、0001、1111。自然二進(jìn)制格雷碼格雷碼：格雷碼： 由于制造和安裝精度的影響，碼盤回轉(zhuǎn)在交替碼段過程中會(huì)產(chǎn)生讀數(shù)誤差，該誤差可用格雷碼盤形式避免，該盤特點(diǎn)：任意相鄰的兩個(gè)代碼間只有一位代碼變化。 格雷

4、碼轉(zhuǎn)二進(jìn)制： Bn = B（n+1）異或 Gn5原理：原理：將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小。由一個(gè)中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、-A、-B,每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度），將A、B信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。 由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。 (b)增量式編碼器增量式編碼器:61）如單相聯(lián)接，用于單

5、方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速。 2）A.B兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。 3）A、B、Z三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)量。 4）A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接，電流對(duì)于電纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。增量式編碼器脈沖輸入模式：增量式編碼器脈沖輸入模式：74、編碼器術(shù)語(yǔ)說明、編碼器術(shù)語(yǔ)說明1.分辨率：編碼器的軸每轉(zhuǎn)一圈所輸出的脈沖數(shù)。2. 最大響應(yīng)頻率：編碼器在1秒鐘內(nèi)能響應(yīng)的最大脈沖數(shù)。其公式為： 最高響應(yīng)頻率(Hz)= 編碼器分解度 軸的轉(zhuǎn)速(r/min)/60，另稱PPS。3. 最大轉(zhuǎn)速：是指編碼器機(jī)械系統(tǒng)能夠承受的最高轉(zhuǎn)

6、速。4. 絕對(duì)編碼器信號(hào)傳輸方式：并行、串行輸出或總線型輸出。輸出電路與增量編碼器相似 ，有集電極開路PNP,NPN型,差分驅(qū)動(dòng),推挽式。 線驅(qū)動(dòng)輸出線驅(qū)動(dòng)輸出推挽輸出推挽輸出NPN集電極輸出集電極輸出8二、編碼器應(yīng)用實(shí)例二、編碼器應(yīng)用實(shí)例：A A、產(chǎn)品頂出（絕對(duì)編碼器并行輸出）產(chǎn)品頂出（絕對(duì)編碼器并行輸出）1 1，編碼器參數(shù)及接線圖，編碼器參數(shù)及接線圖型號(hào)：ASS-1024 GC-24-300電源電壓：24V分辨率：1024最大應(yīng)答頻率：20KHz最大轉(zhuǎn)速：5000r/min輸出：并行，集電極開路NPN型ASSX469X460.X461X468QX4092 2，基本原理：，基本原理：1，該編

7、碼器為10位編碼，可以輸出0-2（即0-1024）任一位置編碼，例如當(dāng)編碼器機(jī)械位置在512，則輸出二進(jìn)制碼10 0000 0000，PLC點(diǎn)x469-x460與之對(duì)應(yīng)。這樣PLC讀取輸入點(diǎn)即可以得知出當(dāng)前機(jī)械位置。2，設(shè)計(jì)思路：假設(shè)押出長(zhǎng)度最大200mm，由于該編碼器為單圈編碼器，最大轉(zhuǎn)一圈，即可知每毫米轉(zhuǎn)動(dòng)1024/200=5.12格，假如原點(diǎn)是0點(diǎn)（注：原點(diǎn)只是計(jì)算0參考點(diǎn)，未必是編碼器機(jī)械0點(diǎn)，可以是任意點(diǎn)），那么當(dāng)轉(zhuǎn)到x469-x460為10 0000 0000時(shí)，即可換算出走了100mm。3，實(shí)際程序設(shè)計(jì)：編碼器機(jī)械值800轉(zhuǎn)到機(jī)械值為X位置時(shí)，y=(x1-800)/5.12 即是

8、頂出計(jì)算距離(mm)當(dāng)x2超過1024時(shí),y=(1024-800)+x2/5.12原點(diǎn)(計(jì)算0點(diǎn)）后退限X12Ex1y編碼器機(jī)械值1024x2103、程序摘要、程序摘要格雷碼轉(zhuǎn)二進(jìn)制原點(diǎn)機(jī)械值當(dāng)前機(jī)械值1024防止超幅度頂出機(jī)械值11頂出位置mm每mm脈沖數(shù)頂出機(jī)械值12B B、模厚調(diào)整（增量式編碼器高速計(jì)數(shù)器）、模厚調(diào)整（增量式編碼器高速計(jì)數(shù)器）1 1，編碼器參數(shù)及接線圖，編碼器參數(shù)及接線圖型號(hào)：SL-013-360A電源電壓：24V分辨率：360最大應(yīng)答頻率：0-200KHz最大轉(zhuǎn)速：6000r/min輸出：集電極開路NPN型2,2,輸入模式及相關(guān)設(shè)置（輸入模式及相關(guān)設(shè)置（0005H000

9、5H）脈沖輸入模式：2相4倍；計(jì)數(shù)速度：10KPPS；計(jì)數(shù)格式：線性計(jì)數(shù)SLA20A18B19QD62BA24V+24V-A-B- -133 3，基本原理：，基本原理：1，該編碼器及高速計(jì)數(shù)器設(shè)置為2相4倍；計(jì)數(shù)速度：10KPPS；計(jì)數(shù)格式：線性計(jì)數(shù)。2，設(shè)計(jì)思路：假設(shè)模厚調(diào)整最大范圍2000mm，無模具時(shí)可動(dòng)模和固定模接觸為測(cè)量0mm點(diǎn)，后退限為原點(diǎn)位，這樣從0mm到后退限原點(diǎn)位，記錄脈沖數(shù)n，即可知每前進(jìn)1毫米需n/2000=k個(gè)脈沖，這樣只要知道任意位置脈沖數(shù)就可以知道其測(cè)量位置。至于設(shè)置模厚自動(dòng)調(diào)整之類只需程序比較指令即可。3，實(shí)際程序設(shè)計(jì)：當(dāng)運(yùn)動(dòng)到任意點(diǎn)A位置時(shí)，y=x/k 即是當(dāng)前

10、模厚(mm)。注：k數(shù)值25002機(jī)為307后LS（原點(diǎn)）脈沖數(shù)524970測(cè)量位置1700mmA0mm點(diǎn)脈沖數(shù)x模厚y143、程序摘要、程序摘要后退限脈沖數(shù)預(yù)設(shè)值后退限位置每mm脈沖數(shù)原點(diǎn)設(shè)置15讀取當(dāng)前值將預(yù)設(shè)值寫入高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)器讀寫16脈沖數(shù)換算測(cè)量值mm模厚測(cè)量值mm當(dāng)前脈沖數(shù)計(jì)數(shù)允許設(shè)定值mm與當(dāng)前測(cè)量mm比較前進(jìn)后退模厚自動(dòng)調(diào)整17C C、給湯機(jī)、給湯機(jī)（絕對(duì)編碼器（絕對(duì)編碼器+變頻器）變頻器）2 2，變頻器調(diào)速方式，變頻器調(diào)速方式采用多段速設(shè)的方式，即通過X1/X2/X3組合設(shè)定7個(gè)速度，給湯機(jī)行走軸設(shè)置如下表：1 1，編碼器參數(shù)及接線圖，編碼器參數(shù)及接線圖（略，與頂出

11、編碼器同）X3X2X16Hz00110Hz01030Hz01135Hz10060Hz10165Hz110CMX3變頻器變頻器X2X1183 3，基本原理：，基本原理：1，該編碼器與頂出編碼器基本相同，只是行走及湯勺沒有轉(zhuǎn)化為位移或角度，而是直接用機(jī)械值表示；設(shè)置原點(diǎn)也有差別，沒有如頂出后退限等固定參考點(diǎn)，所以在程序上有所差別。2，設(shè)計(jì)思路：任意設(shè)置原點(diǎn)位（機(jī)器有標(biāo)識(shí)原點(diǎn)主要為方便操作，于計(jì)算沒有實(shí)際意義），并在原點(diǎn)位強(qiáng)制將行走及湯勺設(shè)為450及400，強(qiáng)制原點(diǎn)與實(shí)際機(jī)械值差值可在計(jì)算中加減彌補(bǔ)。至于行走位置換速之類只需程序比較指令即可。3，實(shí)際程序設(shè)計(jì)：當(dāng)X450時(shí)，即原點(diǎn)位置與實(shí)際位置偏差值

12、k=x-450當(dāng)運(yùn)動(dòng)到任意點(diǎn)A位置時(shí)，當(dāng)Ak,則y=A-k；當(dāng)Ak,則y=1024+A-kA前LS（設(shè)定）測(cè)量位置y行走行走原點(diǎn)位450XA測(cè)量位置y1024前進(jìn)后退19當(dāng)X450時(shí)，即原點(diǎn)位置與實(shí)際位置偏差值k=-450-X當(dāng)運(yùn)動(dòng)到任意點(diǎn)A位置時(shí)，當(dāng)Ak1024,則y=A+k-1024（湯勺與行走計(jì)算方法類似，這里略。）A前LS（設(shè)定）測(cè)量位置y行走行走原點(diǎn)位450XA測(cè)量位置y1024前進(jìn)后退204 4，位置與速度圖示：，位置與速度圖示：行走速度行走速度 (Hz)與位與位置對(duì)應(yīng)置對(duì)應(yīng)10656后LS位計(jì)量位前LS（設(shè)定）770行走位置行走位置880湯量不足待機(jī)位64010665621湯勺速度湯勺速度 (Hz)與位置對(duì)應(yīng)與位置對(duì)應(yīng)中立位計(jì)量位微傾斜