1.按码盘的刻孔方式不同分类
(1)增量型:就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号,然后对其进行细分,斩波出频率更高的脉冲),通常为A相、B相、Z相输出,A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出,根据延迟关系可以区别正反转,而且通过取A相、 B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频;Z相为单圈脉冲,即每圈发出一个脉冲。
(2)值型:就是对应一圈,每个基准的角度发出一个与该角度对应二进制的数值,通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。
2、按信号的输出类型分为:电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出。
3、以编码器机械安装形式分类
(1)有轴型:有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。
(2)轴套型:轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。
4、以编码器工作原理可分为:光电式、磁电式和触点电刷式。
常见故障
1、编码器本身故障:是指编码器本身元器件出现故障,导致其不能产生和输出正确的波形。这种情况下需更换编码器或维修其内部器件。
2、编码器连接电缆故障:这种故障出现的几率 高,维修中经常遇到,应是优先考虑的因素。通常为编码器电缆断路、短路或接触不良,这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否是由于电缆固定不紧,造成松动引起开焊或断路,这时需卡紧电缆。
3、编码器+5V电源下降:是指+5V电源过低, 通常不能低于4.75V,造成过低的原因是供电电源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗,这时需检修电源或更换电缆。
4、式编码器电池电压下降:这种故障通常有含义明确的报警,这时需更换电池,如果参考点位置记忆丢失,还须执行重回参考点操作。
5、编码器电缆屏蔽线未接或脱落:这会引入干扰信号,使波形不稳定,影响通信的准确性,必须保证屏蔽线可靠的焊接及接地。
6、编码器安装松动:这种故障会影响位置控制 精度,造成停止和移动中位置偏差量超差,甚至刚一开机即产生伺服系统过载报警,请特别注意。
7、光栅污染 这会使信号输出幅度下降,必须用脱脂棉沾无水酒精轻轻擦除油污。
安装使用
型旋转编码器的机械安装使用:
型旋转编码器的机械安装有高速端安装、低速端安装、辅助机械装置安装等多种形式。
高速端安装:安装于动力马达转轴端(或齿轮连接),此方法优点是分辨率高,由于多圈编码器有4096圈,马达转动圈数在此量程范围内,可充分用足量程而提高分辨率,缺点是运动物体通过减速齿轮后,来回程有齿轮间隙误差,一般用于单向高精度控制定位,例如轧钢的辊缝控制。另外编码器直接安装于高速端,马达抖动须较小,不然易损坏编码器。
低速端安装:安装于减速齿轮后,如卷扬钢丝绳卷筒的轴端或后一节减速齿轮轴端,此方法已无齿轮来回程间隙,测量较直接,精度较高,此方法一般测量长距离定位,例如各种提升设备,送料小车定位等。
辅助机械安装:
常用的有齿轮齿条、链条皮带、摩擦转轮、收绳机械等。
接线方法
旋转编码器是一种光电式旋转测量装置,它将被测的角位移直接转换成数字信号(高速脉冲信号)。
编码器如以信号原理来分,有增量型编码器,型编码器。
我们通常用的是增量型编码器,可将旋转编码器的输出脉冲信号直接输入给PLC,利用PLC的高速计数器对其脉冲信号进行计数,以获得测量结果。不同型号的旋转编码器,其输出脉冲的相数也不同,有的旋转编码器输出A、B、Z三相脉冲,有的只有A、B相两相,简单的只有A相。
编码器有5条引线,其中3条是脉冲输出线,1条是COM端线,1条是电源线(OC门输出型)。编码器的电源可以是外接电源,也可直接使用PLC的DC24V电源。电源“-”端要与编码器的COM端连接,“+ ”与编码器的电源端连接。编码器的COM端与PLC输入COM端连接,A、B、Z两相脉冲输出线直接与PLC的输入端连接,A、B为相差90度的脉冲,Z相信号在编码器旋转一圈只有一个脉冲,通常用来做零点的依据,连接时要注意PLC输入的响应时间。旋转编码器还有一条屏蔽线,使用时要将屏蔽线接地,提高抗干扰性。
编码器-----------PLC
A-----------------X0
B-----------------X1
Z------------------X2
+24V------------+24V
COM------------- -24V-----------COM
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编码器由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
旋转编码器是用来测量转速的装置。它分为单路输出和双路输出两种。技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。
编码器工作原理
是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。
按照读出方式可以分为接触式和非接触式两种;按照工作原理可分为增量式和绝对式两类。增量式是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。
绝对式的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。
编码器性能由其参数决定,不同的型号有不同的参数,其性能也有所不同。
1、看编码器输出信号的稳定性:
指编码器在实际运行条件下,保持规定精度的能力。影响其稳定性的原因主要就是温度对电子器件造成的漂移、外界加于编码器的变形力以及光源特性的变化。
2、编码器信号输出形式:
在大多数情况下,直接从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,还不能适应于控制、信号处理和远距离传输的要求。
3、编码器的响应频率:
其输出的响应频率取决于光电检测器件、电子处理线路的响应速度。当编码器高速旋转时,如果其分辨率很高,那么编码器输出的信号频率将会很高。
4、编码器的分辨率:光电编码器的分辨率是以编码器轴转动一周所产生的输出信号基本周期数来表示的,即脉冲数/转(PPR)。码盘上的透光缝隙的数目就等于编码器的分辨率,码盘上刻的缝隙越多,编码器的分辨率就越高。
5、编码器的精度:
精度是一种度量在所选定的分辨率范围内,确定任一脉冲相对另一脉冲位置的能力。精度通常用角度、角分或角秒来表示,与分辨率没有关系
绝对值编码器(识别号为0x0599)符合欧洲标准EN50170卷2中所描述的PROFIBUSDP标准。PR0FIBUS编码器遵守序列号为3062的“PR0FIBUS设备规范文件”。
PROFIBUSDP接口与编码器具有相同的特性,而且保持相同的最大分辨率(8192位置/转,4096圈),它增添了PR0FIBUSDP网络的特性。
通过PROFIBUSDP可实现功能:
在循环数据交换中,获得编码器角位置
设置每转分辨率和圈数
设置默认的增量计数方向
实现复位操作(设置一个编码器的特定值)
读出诊断状态
获得设备级提供的代码信息
设备级可实现:
显示0N/0FF状态显示总线设备活动状态设定设备地址
如果需要,在总线上接入终端电阻改变计数方向
硬件设备安装
绝对值编码器的功能特点
要在一个网络上安装PR0FIBUS编码器,必须执行配置PROFIBUSDP从站的标准步骤。操作步骤如下:
1.在主站上授权从站
2.将编码器接入PR0FIBUS网络中,在终端或中部取决于该设备在总线上所占据的物理位置
3.直接设置从站地址
4.主站边准备工作,启动PR0FIBUS网络工作
在编码器背面有一个LED监视窗口该设备操作状态通过两个LED窗口显示只要有电源,绿灯一直亮着
绝对编码器由机械位置决定的每个位置是唯一的,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,被广泛应用于水利、轻工、机械、冶金、纺织、石油、航空、航海等行业。
具体到工程项目类如:回转台、闸门开度、阀门开度、提升机吊车定位、行车定位、物位测量、导弹发射角度定位、导弹空气舵测量、电子经纬仪等高精度测量定位场合。