旋转编码器分增量型和绝对型两种,增量型就是编码器每旋转一圈,输出多少个脉冲,但这个值只有在编码器电源得电之后才会有,断电再得电时,会重新记录,而不是继续记录;绝对型编码器,顾名思义,其输出的值是绝对值,即不论编码器是否得电,当把编码器旋转至某一位置时,其都会记录当前位置,当编码器得电后,可以直接读取编码器的当前位置。
绝对值编码器又分为单圈编码器和多圈编码器之分,单圈编码器是指编码器只能记录一圈(360°)范围内的位置,当旋转的位置大于1圈时,编码器会指记录当前的角度位置,而不会记录当前的圈数;多圈编码器除能记录当前的角度位置外,还能记录当前的圈数。
编码器中的主要电气元件其实就是一个高频响应的U形光电开关和一个码盘(刻有透光栅孔的圆盘),编码器的参数中有一项是XXXppr(XXX代表的是数字),其意思就是编码器码盘上有多少个透光栅孔。其工作原理是当编码器得电后,光电开关开始工作,当编码器旋转时,码盘上的透光栅孔会使光电开关的发光侧的光透过码盘,照射到收光侧,此时光电开关会识别为ON,而当透光栅孔转过光电开关的位置时,光电开关发出的光线被码盘上不透光的位置遮挡,此时光电开关便为OFF。
增量型编码器是直接把光电开关的信号进行了输出,最多会对输出的电压值进行转换或将光电开关的集电极信号转换为差分信号。
绝对型编码器的输出分为2种,一种是I/O线编码输出的,分为二进制输出型和格雷码输出型,是通过多根输出线的ON/OFF顺序来输出其当前的角度位置的,这种编码器的内部有多个光电开关,码盘上的栅孔是根据不同的角度位置按一定的规律排列的栅孔组,每组由若干个大小、位置不同的栅孔组成,当编码器转到位置时,光电开关会根据当前位置的栅孔的排列顺序进行输出,外部控制器(PLC等)根据二进制码或格雷码算法以及编码器的输出信号来计算编码器的当前位置;另外一种是通过通讯输出编码器的当前位置的,这种的适用于多圈绝对编码器,其输出值分为角度值和圈数值,其基本原理和增量型编码器相似,只是在输出时,会先将光电开关的输出信号经过一些存储芯片等元器件进行存储、转换,使其能够一直保存编码器的当前位置。
PLC和编码器连接时,分几种情况,一种是小型PLC和增量型编码器连接,这种时候,要选择使用集电极型编码器,输出类型根据PLC的输入类型决定,增量型编码器的输出引脚一般分为A、B、Z三相,A、B为计数相,Z为周复位相,即编码器每旋转一圈Z会有一次输出,PLC中的Z相输入是对高速计数器清零用的,所以一般不用接,只要接A、B就可以了;另外一种情况是高速计数模块和增量型编码器连接,由于现在很多高速计数模块支持差分输入模式,所以可以选用差分(也称为线驱动)型增量编码器,当然具体选择差分型的还是增量型的,还是要看高速计数模块的输入类型;再一种是PLC与二进制或格雷码绝对值型编码器连接,这种情况下,PLC的整个一个数字量输入通道都要与编码器连接,而且要按顺序,0点接编码器的0点输出,以此类推,然后根据二进制转换指令或格雷码转换指令进行换算;最后就是通过通讯形式与编码器进行连接了,这种方式是最简单的,只要通讯线和电源线没错,通讯程序没问题,读到编码器的当前位置肯定就没问题了。