增量旋轉(zhuǎn)編碼器選型有哪些注意事項? 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(shè)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(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。
請教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,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(shè)立計數(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,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、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(qū)動?普通型編碼器能否遠距離傳送?
長線驅(qū)動也稱差分長線驅(qū)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A\B信號相同的精確度,只不過軸編碼器是一圈一個,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(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),裝的時候不要望忘了將其相位調(diào)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(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,看要實現(xiàn)的目的和要求。
絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器選型注意事項,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)濟型8位到高精度17位;
絕對編碼器多圈大部分用25位,輸出有SSI,總線Profibus-DP,Can L2,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)動時輸出脈沖,通過計數(shù)設(shè)備來知道其位置,當編碼器不動或停電時,依靠計數(shù)設(shè)備的內(nèi)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(shè)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(chǎn)結(jié)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(jīng)過參考點,將參考位置修正進計數(shù)設(shè)備的記憶位置。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?! ∵@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(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,當轉(zhuǎn)動超過360度時,編碼又回到原點,這樣就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)廠家運用鐘表齒輪機械的原理,當中心碼盤旋轉(zhuǎn)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(chǔ)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(fù),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(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SSI同步串行輸出,總線型是PROFIBUS-DP的輸出等。
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(nèi)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(zhì)其實還是增量編碼器。
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,什么時候編碼器的示值都唯一固定,包括停電后投電?!霸隽啃途幋a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)?!霸隽啃途幋a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”在價格上便宜許多。
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