1、内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部编码器编码器内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部主要内容主要内容什么是编码器什么是编码器编码器的种类编码器的种类 编码器的主要组成部分编码器的主要组成部分增量编码器的原理增量编码器的原理绝对值编码器的原理绝对值编码器的原理编码器的机械安装编码器的机械安装编码器的在产品中的应用编码器的在产品中的应用.介绍内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部 什么是编码器什么是编码器?编码器是一个机械与电子紧密结编码器是一个机械与电子紧密结合的精密测量器件。合的精密
2、测量器件。它通过光电原理或电磁原理将一它通过光电原理或电磁原理将一个机械的个机械的几何位移量几何位移量转换为电子转换为电子信号（电子脉冲信号或者数据串）信号（电子脉冲信号或者数据串）。这种电子信号通常需要连接到控这种电子信号通常需要连接到控制系统制系统(e.g.PLC(e.g.PLC、高速计数模块、高速计数模块、变频器等变频器等),),控制系统经过计算便控制系统经过计算便可以得到测量的数据，以便进行可以得到测量的数据，以便进行下一步工作。下一步工作。编码器一般应用于机械角度、速编码器一般应用于机械角度、速度、位置的测量。度、位置的测量。介绍内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量
3、中的应用电气自动化部编码器种类编码器的分类编码器的分类 按测量方式的分类：按测量方式的分类：旋转编码器 1、接触式 2、电磁式 3、光电式等 直尺编码器按编码方式的分类：按编码方式的分类：绝对式编码器 增量式编码器 混合式编码器混合式编码器内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部编码器的前身接近开关-（齿轮传感器）接近传感器的安装接近传感器的信号输出内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部光电编码器光电编码器的基本部件电气输出电气输出短路保护反极性保护放大电路抗干扰电路等数据输出 增量/绝对值机械系统机械系统旋转轴安装法兰+附
4、件轴承系统支架外壳数据扫描系统数据扫描系统LED光源&光敏电阻/永磁&霍尔元件增量码盘/绝对值码盘数据处理系统内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部光电编码器光电编码器读出原理发光二极管发光二极管光电二极管光电二极管输出型号输出型号栅格栅格,虑光镜虑光镜码盘码盘内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部光电编码器光电编码器结构原理内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部Absolute Encoders绝对值和增量编码器的区别绝对值和增量编码器的区别 -码盘的不同是本质的区别码盘的不同是本质的
5、区别 增量编码器绝对值编码器传送在一转中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉电或电源出现故障时一般应用于角度测量及往复运动在卷扬机和探尺控制中一般作为位置反馈一般用来测试速度与方向在卷扬机和探尺控制中一般作为电机的速度反馈也可以用角度测量，但在掉电或电源出现故障时位置信息丢失内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部Incremental Encoders增量编码器增量编码器显示速度与旋转方向显示角度位置(脉冲累计)角度测量时，如果电源出现故障,所有的位置信息丢失分辨率通过每转多少脉冲表示内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用
6、电气自动化部Incremental Encoders增量编码器脉冲盘设计图增量信号可以达到10000 脉冲/圈 A/B/0通道 反相同道0脉冲参考信号编码器码盘的设计:一般采用以下3种材质 玻璃码盘适宜于高精度,镍和塑料码盘适宜于中等精度内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部通道Z增量编码器输出信号：增量编码器输出信号：3通道信号在双通道编码器的基础上增加了一个零位信号，用于基准点定位一般测长度使用该信号，测速一般不使用该信号。信号输出如图：可以测试速度 可以测试旋转方向 可以定位通道A通道 BIncremental Encoders内部培训讲义内部培训讲义
7、2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部Incremental Encoders增量编码器的产品范围光电式增量编码器多种外型尺寸24,30,40,58,mm轴型编码器 BTIV,BDK,BDT,通孔型编码器BHF,BHG,BHW,盲孔型编码器BTIH,BHK,BHT,内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部Absolute Encoders绝对值编码器绝对值编码器应用于角度测量及往复运动的测量在0360的每一个角度位置传输一个唯一的信号(单圈)在测量的圈数中，每一圈，每一个位置都有唯一的信号（多圈）即使在掉电或者电源出现故障时,位置信息一直可用.不必
8、复零!码盘材质一般为玻璃或高分子材料！内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部Bit 1Bit 2Bit nselectF/R*strobeshaft infraredtransmitter-LEDpulse diskphoto diodearrayonly for absolute encoderwith code convertercompa-ratorsmemorycode-converteroutputdriver数据盘设计图绝对输出信号分辨率达到18BIT的绝对信号格雷码与二进制码输出ASIC光电编码Absolute Encoders01111100
9、内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部Absolute Encoders绝对值单圈和多圈编码器单圈绝对编码器传输一圈内唯一的信号(0360)单转的位置来源于码盘或霍尔传感器多圈绝对编码器传输完整的一圈后继续计数.计数靠电池缓冲记忆多圈绝对编码器一般范围可达到4096转，单圈分辨率8196（25位）.锂电池霍尔传感器磁簧继电器内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部Absolute Encoders光电绝对多圈编码器N透镜脉冲盘光电-ASIC磁铁传感器轴LEDASIC数据锂电池cw/ccw,零位设置,电池检测内部培训讲义内部培
10、训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部机械机械接口盲孔轴套编码器轴径 1.5.50,8 mm外壳直径 24.80 mm安装附件丰富轴型编码器轴径 4.12 mm外壳直径 24.89 mm夹紧或者伺服法兰安装附件丰富通孔轴套编码器轴径 1.5.110 mm外壳尺寸 58.227 mm安装附件丰富内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部机械编码器安装version 1:外壳固定，使用柔性联轴器使用柔性联轴器coupling适配器板内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器
11、在位置测量中的应用电气自动化部机械编码器安装类型 2:外壳固定，使用柔性联轴器使用柔性联轴器伺服法兰连轴器内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部编码器安装类型 3:外壳固定，使用柔性联轴器使用柔性联轴器内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部机械编码器安装类型 3:外壳可移动,轴固定，通过销钉力矩安装螺丝(盲孔)力矩销/力矩 弹片内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部机械编码器安装内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部机械编码器寿命的影响轴负载转速温度振
12、动联轴器可以减轻振动，矫正垂直度、同心度不好等问题垂直度矫正 同心度矫正 lifetime600050004000300020001000020406080100120axial force=50 Nx1000000 rev.Radial force in N内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器
13、在位置测量中的应用电气自动化部Encoder Interfaces编码器电气接口并口方便:每一位对应一根线位数越高,价格越贵SSI(同步串行接口)点对点连接高的数据速率现场总线系统ProfibusCANopenDeviceNetEtherCAT内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部光电编码器客户对光电编码器的需求电气接口电气接口标准输出电路短路保护符合 电磁兼容性(CE)标准连接方式轴轴可承受高的轴负载机械标准较高的防护等级严密的机械冗余安装简单光电式读出光电式读出高分辨率 参考信号(增量式)判定旋转方向精确扫描读出系统内部培训讲义内部培训讲义-2011光电
14、编码器在位置测量中的应用电气自动化部内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部应用实例-智能主令控制器智能主令控制器智能主令控制器 安阳众恒安阳众恒ZNLK采用PLC+编码器的结构形式使用廉价的单圈绝对型编码器实现多圈测量提供便捷的操作界面，可任意设定原点位置及输出位置主要输出开关量信号，且安装位置受限制内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部智能主令控制器内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部编码器的等级经济性和标准型编码器：经济性和标准型编码器：轴承 外壳密封 温度等级 输出信号与电源电磁
15、兼容性内部零件：检测程序与标准及最后的成本内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部选型实例-垂直探尺条件及要求：条件及要求：探尺驱动变频电机为2.2kW 卷筒直径650mm 下降速度0.250.6m/s 探尺检测精度50mm 有效行程 9 m选型方案：选型方案：增量编码器安装电机输出轴以反馈电机速度 沈阳重工LK23C-8主令控制器作为机械安全保护 主令控制器安装于卷筒轴上，需减速 绝对值编码器安装主令控制器上，反馈连续的重锤位置信号内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部选型实例-垂直探尺绝对值编码器的安装：绝对值编码器的安
16、装：主令控制器的选型：主令控制器的选型：功能：主要作为机械的极限保护，所以触点对数要求不多，选择单轴主令即可；全行程卷筒旋转圈数：9000mm（3.14650）=4.4主令控制器减速比选择1：6即可，全行程主令旋转约4.4 6360=264内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部选型实例-垂直探尺绝对值编码器的选择一：绝对值编码器的选择一：绝对值编码器安装于主令低速轴，全行程旋转264；满足探尺检测精度50mm，在全行程里面需提供的分辨码数为9000mm 50mm=180，则编码器分辨率最小为180（264 360）=246，则选择8位编码器即可满足要求；考虑
17、到设备的机械间隙等因素，选择10位编码器，此时分辨率约为9000mm（264 360 1024）=12mm，满足使用要求；由于探尺编码器安装于炉顶，距离控制室较远，因此电气接口应选择可长距离传输的推挽输出方式；综上计算，可选择宜科ELCO标准绝对值编码器 EAC58C10-GP6PPDR-1024内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部选型实例-垂直探尺绝对值编码器的选择二：绝对值编码器的选择二：绝对值编码器安装于主令高速轴，全行程旋转4.4圈；则编码器的分辨率选择和有效行程无关，仅取决于卷筒直径，同时无论选用单圈或多圈编码器，检测精度只跟编码器的单圈分辨率有关；选择单圈分辨率为256的编码器，则检测精度为3.14 650mm256=8mm，满足使用要求*选择多圈编码器，则选择8圈256位编码器即可，输出位数为2048，相当于11位编码器，宜科ELCO型号为EAM58C10-GP6PPDR-8/256*选择单圈编码器，则标准8位单圈编码器即可，宜科ELCO型号为EAC58C10-GP6PPDR-256。但这种方法需要上位计算机对编码器过圈进行判断和计算（原理同智能主令控制器），在实际使用过程中易出现问题，不推荐。内部培训讲义内部培训讲义-2011光电编码器在位置测量中的应用电气自动化部
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