绝对值和增量编码器的使用方法.doc

绝对值编码起怎么接到X40-S1的输入模块上，程序上需要怎么处理，绝对值编码器是并行输出的雷格码或2进制，程序需要怎么读取。高手指点下，要么给点资料学习下
如果我选的是10位雷格码的绝对值编码器，他有13根线，11根与X40-S1相连，2跟线接24V电源，程序用MOV指令把X0-XA 11个I/O点的雷格数据移到D0 在把D0雷格码数据转BIN数据到D1 如果我要100数据时，机器停止，用比较指令当D1等于100时 触发M0切断Y0 机器停止 就是定位在100的数据对应的位置，如果Q没有格雷码读取指令的话，自己做过子程序就行了
增量型编码器一般都是集电极开路输出,电压输出,或线性输出,输出的是A相,B相,Z相脉冲等,一般如果不用断电后仍要记录位置的场合都可以用增量型编码器,增量型编码器可以接入到到高数计数功能的PLC,也可以接到常用的计数器
绝对型编码器输出的是二进制码或格雷码等,即使是断电后也能记录下当前的位置.绝对值编码器需要接入例如CQM1H-ABB21这个绝对值编码器接口板,普通PLC的高数计数器不能接绝对值编码器.或者如果动作频率不是很高的话,并且电压符合规格,那绝对值编码器也可以接入PLC的普通输入点,通过程序里面按照编码器输出码的规格进行编程设置,也可以使用
增量编码器：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。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。
绝对型编码器：绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线……编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。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，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
从上面的描述可以看出：两者各有优缺点，增量型编码器比较通用，大多场合都用这种。从价格看，一般来说绝对型编码器要贵得多，而且绝对型编码器有量程范围，所以一般在特殊需要的机床上应用较多。
增量型编码器一般都是集电极开路输出,电压输出,或线性输出,输出的是A相,B相,Z相脉冲等,一般如果不用断电后仍要记录位置的场合都可以用增量型编码器,增量型编码器可以接入到到高数计数功能的PLC也可以接到常用的计数器绝对型编码器输出的是二进制码或格雷码等,即使是断电后也能记录下当前的位置.绝对值编码器需要接入例如CQM1H-ABB21这个绝对值编码器接口板,普通PLC的高数计数器不能接绝对值编码器.或者如果动作频率不是很高的话,并且电压符合规格,那绝对值编码器也可以接入PLC的普通输入点,通过程序里面按照编码器输出码的规格进行编程设置,也可以使用 增量编码器：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。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。 绝对型编码器：绝对编码器光码盘上有许多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16 线……编排，这样，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的唯一的2进制编码（格雷码），这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。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，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。 从上面的描述可以看出：两者各有优缺点，增量型编码器比较通用，大多场合都用这种。从价格看，一般来说绝对型编码器要贵得多，而且绝对型编码器有量程范围，所以一般在特殊需要的机床上应用较多。

绝对值编码器的使用
这是我的单圈绝对值编码器的一段程序（即格雷码转二进制），
供大家分享
绝对值编码器并行输出信号GMS412 PB说明书
* 单圈绝对值并行信号输出

* 12位4096线分辨率

* 宽工作电压范围， 10~30Vdc或5Vdc，极性保护

* 宽工作温度范围，-25~70℃；储存温度： -40~100℃

* 并行推挽输出， 绝对值格雷码，可直接连接各种设备

* 夹紧法兰或同步法兰，国际标准型外形，其他外形可选

* 用于恶劣环境条件下的绝对值编码器（潮湿、灰尘、冲击和振动）
型号
GMS412RE10PB
规格
9420
在使用编码器前，请完整阅读下面的说明，正确使用！
特性参数
工作电压:  10-30Vdc或5Vdc;  极性保护
消耗电流:  〈30mA（空载）
输出信号:  并行推挽输出（并行输出电压值可灵活设定）
输出代码:  格雷码  （循环二进制码）
分 辨 率:  12位4096线
精    度:  重复性±2bit(实际精度与安装精度、轴同心度有关)
工作温度:  -25～70℃   
储存温度： -40～100℃
防护等级:  IP65  
连接电缆: 1米16芯电缆径向侧出（其余形式可订货）
外形特征:  金属密封外壳，密封双轴承结构（安装尺寸见尺寸附图）
转    轴:  夹紧法兰：轴径10mm ,长度20mm，D型平面；同步法兰：轴径6mm ,长度10mm

一、接线说明：
12位16芯连接电缆
黑色
20
紫色
28
灰色
21
灰(白1)
29
白色
22
橙(白1)
210
红色
23
绿(白1)
211
粉色
24

橙色
25

棕色
10-30Vdc
黄色
26
蓝色/蓝(红1)
GND 0V注1
绿色
27
棕(白1)
KVCC  注2

注：
1.正常使用请将两线短接在一起
2.KVCC：并行输出基准电压,每位压降<2V
3.括号内颜色及数字为线缆标识

4.并行输出每位最大50mA

编码器的分辨率与精度
旋转编码器的分辨率与精度   
此文原为MM现代制造３月份编码器专辑的投稿，因我交稿晚了，没赶上，现发在这里与网友交流讨论。上海精浦机电有限公司 裘奋 2009年3月   

       关于传感器的分辨率与精度的理解，可以用我们所用的机械三指针式手表打这样一个比喻：时针的分辨率是小时，分针的分辨率是分，秒针的分辨率是秒，眼睛反应快的，通过秒针在秒间的空格，我们甚至能分辨至约0.3秒，这是三针式机械指针手表都可以做到的；而精度是什么，就是每个手表对标准时间的准确性，这是每个手表都不同的，或者在使用的不同时间里都不同的（越走越快的或越走越慢的），大致在1秒至30秒之间。

        同样的，在旋转编码器的使用中，分辨率与精度是完全不同的两个概念。
编码器的分辨率，是指编码器可读取并输出的最小角度变化，对应的参数有：每转刻线数（line）、每转脉冲数（PPR）、最小步距（Step）、位Bit）等。

编码器的精度，是指编码器输出的信号数据对测量的真实角度的准确度，对应的参数是角分（′）、角秒（″）。

分辨率：线（line），就是编码器的码盘的光学刻线，如果编码器是直接方波输出的，它就是每转脉冲数（PPR）了（图1）, 但如果是正余弦（sin/cos）信号输出的，是可以通过信号模拟量变化电子细分，获得更多的方波脉冲PPR输出（图2），编码器的方波输出有A相与B相，A相与B相差1/4个脉冲周期，通过上升沿与下降沿的判断，就可以获得1/4脉冲周期的变化步距（4倍频），这就是最小测量步距（Step）了，所以，严格地讲，最小测量步距就是编码器的分辨率。

　　例如，德国海德汉的ROD426的3600线编码器，方波输出，就是3600ppr，脉冲周期0.1度，通过A相B相4倍频后，可获得0.025度的测量步距；而其海德汉提供的精度参数为18角秒（0.005度）。 分辨率数值大于精度数值。
　　如果是德国海德汉的 ROD486的3600线的正余弦信号输出，可进行25倍的电子细分，获得90000的脉冲（ppr），0.004度的脉冲周期，通过A/B相的四倍频，可获得0.001度最小测量步距的分辨率，而海德汉提供的原始编码器的精度还是18角秒（0.005度），(不含细分误差）。 分辨率数值小于精度数值。
　　在以通讯数据输出型的编码器或绝对值编码器，其输出的分辨率是以多少“位”来表达，即2的幂次方的圆周分割度。

　　所以，旋转编码器的分辨率可以用“线ｌｉｎｅ＂，每转脉冲数ＰＰＲ，或“步距Ｓｔｅｐ”分别来表述。用线来表述，可能还可以再细分的，而有一些“１７位”的编码器，实际是针对步距的，已经细分好了的。 一个３６００线的编码器，分辨率也完全有可能优于一个“１７位”的已经细分好的编码器。
进口编码器的替换（一） 增量型编码器，绝对式编码器
国内很多用户有用进口编码器(encoder)的，这些进口编码器有些是随设备进口进来，需要备件维护，有些为设备厂家仿制开发，需寻找相同功能的编码器，有些是业主或设计院为保证应用可靠性而指定的。然而，进口编码器普遍价格贵，交货周期长，进口厂商有些傲慢服务不到位，以及今后长期稳定的供应无法保证，无法维修或维修成本高等等问题。而在实际应用中，由于进口编码器交货周期长或服务不到位，造成选型失当，交货或工程验收拖延，流水线几近停产的故事时常有发生。事实上，包括上海精浦机电公司等国内编码器厂家已经引进了国外技术，开发生产的编码器，已经可以替代大部分进口编码器了，包括欧洲的品牌或日韩的品牌，例如增量值编码器、绝对值编码器、包括绝对值多圈编码器等，国内用户不妨尝试一下对于进口编码器的替换，下面我们就来讨论一下如何进行替换。
首先，进口编码器的替换要具备三个基本概念：
一． 功能应用相当的替换
二． 使用可靠性性能的保证
三． 服务的专业性与准确性
先来讲讲（一）.功能应用相当的替换
功能上有5个基本要求：
1． 编码器的原理性质，区分是增量值编码器、绝对值单圈编码器、绝对值多圈编码器、特殊类型编码器。现在大部分的增量值编码器已经可以替换（例如用GI60，HA78等），难度不大，而绝对值单圈编码器17位（17Bit）以下的也都能用GMS412，GAS60替换，绝对值多圈编码器，28位以下的也都能替换（用GAX60或GMX425替换）。一般进口的编码器标签上会有“-500”，“-512”，“-600”，“-1000”，“-1024”，“-2048”等数字的，大部分是增量值编码器上述数字就是输出脉冲数；而标签上有“absolute”并有“8”“10”“12”“13”“16”“bit”等字样的，大部分是单圈编码器；而标签上有“absolute”“multiturn”，并有“1212”“1213”“24”“25”“26” 等字样的，大部分是多圈绝对值编码器；或者在欧洲一些品牌里，型号中有“S”的为单圈编码器，型号中有“M”的为多圈编码器。（型号中有“I”的，或信号输出有“A,B,Z”的，为增量值编码器）

2． 外形的安装匹配，外形上一个是法兰的安装形式，有夹紧法兰、同步法兰、轴套型等，可以看我以前的博客或上我们网站去了解；第二个是外径尺寸，现在普遍的是58、60、65、78、90（mm）等等都能找到替换的，例如进口编码器型号中XXM58(如AVM58)、(如AC58)、XXS58（如FVS58）、XXI58（如AVI58）、XXS60、XXM60、XX65(如CE65)、XXX90等，大部分已经可以有国内产品可以替换；第三是轴径，其实这个好办—通过联轴器的孔径可以调整安装的。

3． 信号的输出匹配，增量值的有OC（集电极开路）、RS422(line driver，差分长线驱动，TTL)、推挽式（HTL,push-pull）等，都能找到替换，而绝对值编码器有并行（Parallel，信号输出线很多），SSI串行（信号线缆有clock+-,date+-Canopen、Profibus-DP等总线（信号线缆有A,B等），也都已经可以在上海精浦机电的GM系列绝对值产品系列中找到替换的了。
万能信号输出替换:上海精浦机电公司GA、GM系列还提供了一种智能化信号输出，同时输出 4—20mA和RS485信号，这两种信号几乎可以在所有的PLC或仪表、上位机上找到相应的连接接口，而绝对值编码器工作的量程和分辨率单圈或多圈，都是可以根据需要设定的。这种编码器针对用户不了解进口编码器输出情况的，替换进口就比较方便,不需要随原来的编码器输出形式，而是根据实际应用直接使用了。（上海精浦机电有限公司，咨询电话[phone]）

4． 分辨率相当，前面讲过的进口增量值编码器普遍有“-500”，“-512”，“-600”，“-1000”，“-1024”，“-2048”等分辨率，尤其是欧洲变频器大部分用1024线，一般都可以替换；而有些较高分辨率的，目前还有些难度；而绝对值单圈编码器17位以下，如“8”“10”“12”“13”“16”“bit”等，上海精浦机电都可以提供替换，还有是格雷余码“180”“360”线等，我们也可以替换；绝对值多圈编码器1212，1213，（或24bit，25bit，XXX425）等，上海精浦机电公司的产品也大部分可以替换，而且上海精浦机电公司的GA、GM系列编码器有些还具有内部智能功能，可自动适应12位与13位、24位与25位，如一个13位的编码器可同时适用于12位的，25位（1213）多圈的可同时适用于24位（1212）的替换。

5． 工作电压，这个在进口编码器的标签上大部分能够看得到“Power：xx V”，只要在替换时明确清楚不要弄错，错了也许不好用，也许就是烧坏零件了，所以还是蛮重要的

二、外形尺寸：

夹紧法兰外形尺寸:法兰外形尺寸:

三、输出信号

GMS412 PB的输出为并行推挽式输出信号，与PLC的输入模块（I/O）连接如下图：
KVCC：该功能脚为与编码器工作电源独立的信号电源，由接收设备的基准电压提供，当编码器的工作电源与PLC接收模块不是同一组电源时，需使用此项功能，以避免电源基准的不同而烧损线路。信号输出的高电平低于KVCC 2V以内。如不使用此项功能，KVCC线应与编码器电源正连接。
扩展功能【蓝（红1）】：正常使用请将该线与电源地（GND 0V）短接。
注意：编码器并行信号线高电平有效，适用于NPN 、PNP等信号类型。其中NPN为低电平信号有效，PNP为高电平有效

绝对值编码器及其使用方法介绍
绝对值编码器普遍用于精确的位置、角度、距离检测，因此，我们有必要了解和掌握它的使用方法。
一、 单圈绝对值编码器
单圈绝对值编码器具有如下特点：
1. 在一圈（0～360°）之内,无重复编码，且编码是按照一定规律连续变化的。这样，在编码器旋转一周的范围内，编码值能够反映出设备当前的实际位置/角度。
2. 采用二进制格雷码编码方式。格雷码和普通二进制码都是一种数列集合，但普通二进制码相邻两数可能有多个码元改变，但格雷码相邻两数只有一个码元变化。例如，十进制的0，1，2，3，用普通二进制码表示为：00，01，10，11；而格雷码则为：00，01，11，10。这样做的好处是避免多个码元的电平同时变化对周围设备或线路造成较强的脉冲干扰，使检测、控制更加准确、可靠。
3. 内部采用光电隔离，不易受到外界信号的干扰。
在安装过程中，需要注意以下几点：
1. 安装时编码器轴与电机（减速器）轴尽可能同心。
2. 最好选用弹性联轴器，可以显著改善由于安装精度差或磨损造成的偏心问题。
3. 编码器电缆应选用优质的屏蔽双绞铜电缆，可减少外界干扰、降低信号衰减度。
4. 编码器自带电缆与延长电缆连接尽量采用焊接，防止长时间氧化造成接触不良，影响信号的采集。
5. 编码器电缆与大功率设备、变频器等设备及其连接电缆分开走线，防止干扰。
采集到的格雷码转换为普通二进制码后，即可按照常规方法将其与实际位置/角度值相对应。
二进制格雷码转换成自然二进制码,其法则是保留格雷码的最高位作为自然二进制码的最高位；次高位自然二进制码为高位自然二进制码与次高位格雷码相异或；自然二进制码的其余各位与次高位自然二进制码的求法相类似。
例如：

二、 多圈绝对值编码器
多圈绝对值编码器的原理和使用方法与单圈绝对值编码器相同。区别在于多圈绝对值编码器除了360度（单圈）编码外，还增加了用于检测圈数的编码，圈数计量范围由数十圈到数千圈甚至更多（根据型号）。
多圈绝对值编码器能有效增加测量范围，适用于长距离测量或超大减速比的角度或位置精确测量。
绝对值多圈编码器4--20mA输出：
相当多的高度长度测量要求中，精度有时不是主要的，安全与方便是更突出的要求，编码器仍然要选绝对值多圈的，问题是选什么样的输出更方便？
SSI串行？--SSI串行是绝对值多圈用得最多的一种输出，但是SSI信号只能进西门子的300PLC 或要配一个显示仪表，这对PLC的选择带来限制。

并行信号？--并行信号可以直接进PLC的开关I/O ,应该也是方便的，但是绝对值多圈编码器的位数一般不低，这样要占用很多点，电缆线也要很多芯成本不低，另外，并行信号连接的可靠性问题也就突出了。

总线？成本高，信号连接的稳定性要求高。

4--20mA？--可以直接连接绝大部分的PLC的模拟量口，线缆芯数少，传输远，连接方便，如果对精度要求不高的话，是最方便最经济的选择。

上海精浦机电公司（GEMPLE)的绝对值多圈编码器4--20mA输出型，一推出市场就大受用户欢迎，其方便灵活的EasyPro设置界面，可以方便地设置4mA 对应值，20mA对应值，调零调满，旋转方向，高度对应系数，外部置零，信号直接连接PLC的模拟量口，由于是内部全数字的绝对值多圈信号，信号的温漂、抖动、干扰极小，深得用户好评。

品牌：GEMPLE;型号：GAX60 R13/12 E10 LB --真绝对值多圈编码器4--20mA输出型，内部真绝对值多圈码盘，每圈8192刻线，连续4096圈测量，25位数字量转16位D/A。
欢迎来电咨询，选购021-32031167