编码器培训教程.

1编码器简介及应用实例(以2500DCM为例）设备科培训系列2010年10月主讲：凌工（内部资料请勿外传）2目录一、编码器基本知识：1、什么是编码器？2、编码器的分类3、编码器的一般工作原理4、编码器参数/术语说明二、在2500DCM上应用实例：a、产品顶出（绝对编码器并行输出）b、模厚调整（增量式编码器＋高速计数器）c、给汤机(编码器＋变频器实现速度位置控制）3光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量。1、什么是编码器？2、编码器的分类1.绝对脉冲编码器由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。根据需要可选择单圈和多圈，输出有并行、串行、总线方式。2.增量脉冲编码器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。一、编码器基本知识：43、编码器的一般工作原理(a)绝对式编码器:通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。如图a)是二进制的编码盘b)是格雷码编制，图中空白部分是透光的，用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的，用“1”来表示。通常将组成编码的圈称为码道，每个码道表示二进制数的一位，其中最外侧的是最低位，最里侧的是最高位。如果编码盘有4个码道，可形成16个二进制数，因此就将圆盘划分16个扇区，每个扇区对应一个4位二进制数，如0000、0001、…、1111。自然二进制格雷码格雷码：由于制造和安装精度的影响，码盘回转在交替码段过程中会产生读数误差，该误差可用格雷码盘形式避免，该盘特点：任意相邻的两个代码间只有一位代码变化。格雷码转二进制：Bn=B（n+1）异或Gn5原理：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。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、-A、-B,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将A、B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。由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。(b)增量式编码器:61）如单相联接，用于单方向计数，单方向测速。2）A.B两相联接，用于正反向计数、判断正反向和测速。3）A、B、Z三相联接，用于带参考位修正的位置测量。4）A、A-，B、B-，Z、Z-连接，由于带有对称负信号的连接，电流对于电缆贡献的电磁场为0，衰减最小，抗干扰最佳，可传输较远的距离。增量式编码器脉冲输入模式：74、编码器术语说明1.分辨率：编码器的轴每转一圈所输出的脉冲数。2.最大响应频率：编码器在1秒钟内能响应的最大脉冲数。其公式为：最高响应频率(Hz)=编码器分解度×轴的转速(r/min)/60，另称PPS。3.最大转速：是指编码器机械系统能够承受的最高转速。4.绝对编码器信号传输方式：并行、串行输出或总线型输出。输出电路与增量编码器相似，有集电极开路PNP,NPN型,差分驱动,推挽式。线驱动输出推挽输出NPN集电极输出8二、编码器应用实例：A、产品顶出（绝对编码器并行输出）1，编码器参数及接线图型号：ASS-1024GC-24-300电源电压：24V分辨率：1024最大应答频率：20KHz最大转速：5000r/min输出：并行，集电极开路NPN型ASSX469X460……..X461X468QX4092，基本原理：1，该编码器为10位编码，可以输出0-2¹º（即0-1024）任一位置编码，例如当编码器机械位置在512，则输出二进制码1000000000，PLC点x469-x460与之对应。这样PLC读取输入点即可以得知出当前机械位置。2，设计思路：假设押出长度最大200mm，由于该编码器为单圈编码器，最大转一圈，即可知每毫米转动1024/200=5.12格，假如原点是0点（注：原点只是计算0参考点，未必是编码器机械0点，可以是任意点），那么当转到x469-x460为1000000000时，即可换算出走了100mm。3，实际程序设计：编码器机械值800转到机械值为X位置时，y=(x1-800)/5.12即是顶出计算距离(mm)当x2超过1024时,y=[(1024-800)+x2]/5.12原点(计算0点）后退限X12Ex1y编码器机械值1024x2103、程序摘要格雷码转二进制原点机械值当前机械值1024防止超幅度顶出机械值11顶出位置mm每mm脉冲数顶出机械值12B、模厚调整（增量式编码器＋高速计数器）1，编码器参数及接线图型号：SL-013-360A电源电压：24V分辨率：360最大应答频率：0-200KHz最大转速：6000r/min输出：集电极开路NPN型2,输入模式及相关设置（0005H）脉冲输入模式：2相4倍；计数速度：10KPPS；计数格式：线性计数SLA20A18B19QD62ØBØA24V+24V-A-B--133，基本原理：1，该编码器及高速计数器设置为2相4倍；计数速度：10KPPS；计数格式：线性计数。2，设计思路：假设模厚调整最大范围2000mm，无模具时可动模和固定模接触为测量0mm点，后退限为原点位，这样从0mm到后退限原点位，记录脉冲数n，即可知每前进1毫米需n/2000=k个脉冲，这样只要知道任意位置脉冲数就可以知道其测量位置。至于设置模厚自动调整之类只需程序比较指令即可。3，实际程序设计：当运动到任意点A位置时，y=x/k即是当前模厚(mm)。注：k数值2500－2机为307后LS（原点）脉冲数524970测量位置1700mmA0mm点脉冲数x模厚y143、程序摘要后退限脉冲数预设值后退限位置每mm脉冲数原点设置15读取当前值将预设值写入高速计数器计数允许计数器读写16脉冲数换算测量值mm模厚测量值mm当前脉冲数计数允许设定值mm与当前测量mm比较前进后退模厚自动调整17C、给汤机（绝对编码器+变频器）2，变频器调速方式采用多段速设的方式，即通过X1/X2/X3组合设定7个速度，给汤机行走轴设置如下表：1，编码器参数及接线图（略，与顶出编码器同）X3X2X16Hz00110Hz01030Hz01135Hz10060Hz10165Hz110‖CMX3变频器‖‖X2X1183，基本原理：1，该编码器与顶出编码器基本相同，只是行走及汤勺没有转化为位移或角度，而是直接用机械值表示；设置原点也有差别，没有如顶出后退限等固定参考点，所以在程序上有所差别。2，设计思路：任意设置原点位（机器有标识原点主要为方便操作，于计算没有实际意义），并在原点位强制将行走及汤勺设为450及400，强制原点与实际机械值差值可在计算中加减弥补。至于行走位置换速之类只需程序比较指令即可。3，实际程序设计：当X’450时，即原点位置与实际位置偏差值k=x’-450当运动到任意点A位置时，当Ak,则y=A-k；当Ak,则y=1024+A-kA前LS（设定）测量位置y行走原点位450X‘A测量位置y1024前进后退19当X’450时，即原点位置与实际位置偏差值k=-450-X’当运动到任意点A位置时，当A＋k1024,则y=A+k；当A+k1024,则y=A+k-1024（汤勺与行走计算方法类似，这里略。）A前LS（设定）测量位置y行走原点位450X‘A测量位置y1024前进后退204，位置与速度图示：行走速度(Hz)与位置对应10656后LS位计量位前LS（设定）770行走位置880汤量不足待机位64010665621汤勺速度(Hz)与位置对应中立位计量位微倾斜AB注汤限40Hz45Hz45Hz14Hz45Hz计量位-1PLS6Hz中立位计量位-1PLS注汤限50Hz22Hz221，编码器部分与顶出类似，此处略。2，频率选择：行走前进选择高速至前进限低速区域止65Hz行走后退至待机为低速区域止Y2A4/Y2A3/Y2A2=110即选择65Hz0113、程序摘要23THEEND【2010年10月·温州】