外部I/O設備之編碼器?

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PLC外部I/O設備有很多,比如編碼器、傳感器、電磁閥、位置檢測開關、壓力變送器等很多。這些外部I/O設備在工業控制中都很常見,都能用到。

這裡簡單介紹下編碼器encoder。

編碼器(encoder)是將信號或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。

編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號,前者稱為碼盤,後者稱為碼尺。

外部I/O設備之編碼器

工具/原料

PLC設備

方法/步驟

光電編碼器:

現在工業控制方面使用的幾乎都是光電編碼器,這裡主要分析一下光電編碼器的原理和種類。

光電編碼器是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈衝或數字量的傳感器,有光柵盤和光電檢測裝置組成。

根據光電編碼器的刻度方法及信號輸出形式,可分為增量式、絕對式和混合式3種。

外部I/O設備之編碼器

外部I/O設備之編碼器

增量式編碼器:

可直接利用光電轉換原理輸出3組方波脈衝A、B和Z相;A、B兩組脈衝相位差為90度,CZ為每轉一個脈衝,用於基準點定位。

如單相聯接,用於單方向計數,單方向測速。

A、B兩相聯接,用於正反向計數、判斷正反向和測速。

A、B、Z三相聯接,用於帶參考位修正的位置測量。

特點:增量式編碼器結構簡單,壽命長,抗干擾能力強,可靠性高,適用於長距離傳輸,但是無法輸出絕對位置信息,需要對脈衝進行計數,輸出連接計數器。

外部I/O設備之編碼器

外部I/O設備之編碼器

絕對式編碼器:

它是直接輸出數字量的傳感器,在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道,每條道上有透光和不透光的扇形區間組成,相鄰碼道的扇區數目是雙倍關係,碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數。

碼盤一側是光源,另一次對應每一碼道上有光敏元件;

當碼盤處於不同位置時,各光敏元件根據光照與否轉換成相應的電平信號,形成二進制數。

特點:不需要計數器,在轉軸的任意位置可直接讀出一個固定的與位置相對應的數字碼。即可以直接讀出角度座標的絕對值,沒有累計誤差。

電源切除後位置信息不會丟失。但是分辨率是由二進制的位數來決定的,也就是說精度取決於位數。

二進制的編碼盤,圖中空白部分是透光的,用“0”來表示;塗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,每個碼道表示二進制數的一位,其中最外側的是最低位,最裡側的是最高位。如果編碼盤有4個碼道,則由裡向外的碼道分別表示為二進制的23、22、21和20,4位二進制可形成16個二進制數,因此就將圓盤劃分16個扇區,每個扇區對應一個4位二進制數,如0000、0001、…、1111。

外部I/O設備之編碼器

混合式絕對值編碼器:

混合式絕對值編碼器,它輸出兩組信息:一組信息用於檢測磁極位置,帶有絕對信息功能;另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。

外部I/O設備之編碼器

外部I/O設備之編碼器

編碼器的分辨率:

執行機構的移動速度最大是8500mm/min,編碼器與工件牽引滾輪同軸,滾動直徑為15mm,要求控制精度為0.05mm。

則 分辨率>pi*15/0.05=942

所以選擇分辨率為1500的編碼器。

外部I/O設備之編碼器

注意事項

光電編碼器是一種角度(角速度)檢測裝置,它將輸入給軸的角度量,利用光電轉換原理轉換成相應的電脈衝或數字量。

增量式編碼器抗干擾能力強,適合長距離傳輸,但是無法讀出絕對位置信息。

絕對式編碼器直接讀出座標的據對峙,無誤差累積。

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