增量型編碼器使用功能擴展

第二種方法：在增量型編碼器進行讀數的過程中，對于相關物體的初始定位通過Z 相脈沖信號來進行判別，方向用A 相與B 相脈沖信號來共同進行判別，計數則用A 相脈沖信號來進行判別。當B 相脈沖信號表現為高電平，且與此同時A 相脈沖信號表現為上升沿，可以基本判斷此時增量型編碼器的運轉表現為正相，此時可以將增量型編碼器的計數器增加1。相反，當A 相脈沖信號表現為高電平，且與此同時B 相脈沖信號表現為上升沿，可以基本判斷此時增量型編碼器的運轉表現為反相， 此時可以將增量型編碼器的計數器減少1。這種編碼器的計數讀數方法可在相關資料中得知。

第三種方法：在增量型編碼器進行讀數的過程中，對于相關物體的初始定位通過Z 相脈沖信號來進行判別，方向以及計數則均通過A 相脈沖信號來進行判別。當B 相脈沖信號表現為高電平，且與此同時A 相脈沖信號表現為上升沿，可以基本判斷此時增量型編碼器的運轉表現為正相，此時可以將增量型編碼器的計數器增加1。相反，當B 相脈沖信號表現為高電平，且與此同時A 相脈沖信號表現為下降沿， 可以基本判斷此時增量型編碼器的運轉表現為反相，此時可以將增量型編碼器的計數器減少1。這種編碼器的計數讀數方法可在相關資料中得知。

但是就上面介紹的幾種增量型編碼器的計數方法，都存在一定的缺陷。在方法一中，由于編碼器進行相關判別是在不同的位置進行的，當在圖1 所示中的X1 與X2 之間，編碼器進行反復運動的時候，根據方法一則會使編碼器的計數器進行累加1，會導致計數結果出現偏差。在方法二中，當在圖1 所示中的X2 與X3 之間，編碼器進行反復運動的時候，根據方法一則會使編碼器的計數器進行累減1，也會導致計數結果出現偏差。在方法三中，編碼器進行相關判別是在同一個位置進行的，因此可以避免方法一和方法二中出現的累加或者累減的偏差，但是，編碼器在圖2 中的位置A1 處發生抖動的過程中， 由于計數器受到最高輸入頻率的制約和限制，而脈沖信號在編碼器抖動過程中會出現下降沿和上升沿的頻率出現頻繁進行變換的現象，導致頻率輸入次數過多，這樣容易造成計數器的操作失誤，使編碼器的計數結果出現偏差。

3 相關問題提出

絕對值型編碼器也是一種常用的編碼器類型，在進行相關的測量和計數時， 絕對值型編碼器在一定程度上能夠彌補增量型編碼器的不足之處。增量型編碼器與絕對值型編碼的最大區別在于，增量型編碼器在運行過程斷電后，如果重新接通電源，則當前脈沖數歸為0，增量編碼器反轉為負數脈沖遞減，相反，增量型編碼器正傳則為正轉脈沖遞增。絕對值編碼器則不分正數脈沖和負數脈沖，其脈沖測量范圍是從0 開始至最大脈沖數，無論絕對值型編碼器為正轉還是反轉，其脈沖數均為正數，只是當絕對值型編碼器進行正轉時，脈沖數是在當前計數上增加，當絕對值型編碼器進行反轉時，脈沖數是在當前計數上進行遞減。絕對值型編碼器和增量型編碼器是兩種較為常用的的編碼器類型。在實際使用過程中，應該根據具體的使用條件和測量要求進行合理選擇。

就目前而言，我國的很多部件都選用絕對值型編碼器作為相關的測量與調控元件，如我國當前的壓力機裝模高度調整就使用的絕對值型編碼器。在絕對值型編碼器的應用過程中，通過獲取編碼器在旋轉過程中發出的脈沖信號，判別和確定編碼器的旋轉位置，在總線通信控制的條件下，通過傳動軸的作用，對需要測量的部件（如滑塊等）進行位移和角度的測量和判別。由于實際工程應用中要充分考慮到企業的成本和效益，加上一些舊式的CPU 以及PLC 等系統對現代通信技術模塊不支持，因此在很多情況下，尤其是對一些過去的設備機器進行改造重裝的過程中，需要將增量型編碼器進行一定的功能擴展，使其能夠作為絕對值型編碼器來使用。具體的功能擴展和轉換實現過程如下。

4 具體實現方法

在本文中對增量型編碼器進行功能擴展主要是以OMRON C200HG CPU 為例。具體的線路接線示意圖如圖3 所示。C200HG-CT021 的兩個高速計數通道分別為CH1 與CH2。CH1 與CH2 的具體地址可以通過對模塊地址單元號進行撥碼來實現。當對MACHINE NO. 單元號撥碼0 時，CH1 與CH2 可分別獲取地址為112 與114。若要以簡單計數模式作為C200H-CTO21 的工作方式，則可以通過將MODE （模式選擇）撥碼為0 來實現。在本次功能擴展轉換中，將選擇編碼器的地質為112， 接入通道為CH1。

（1）當系統切斷電源又重新接通電源時，對于增量型編碼器而言，其當前脈沖數歸為0，在這種情況下，如果編碼器進行正轉，則脈沖數則會在0 的基礎上進行增長，變成正數且進行累加，如果編碼器進行反轉，則脈沖數則會在0 的基礎上進行減少，變成負數且進行累減。在選擇的112 編碼器脈沖讀取地址內，脈沖計數表現為從零進行遞增。在脈沖讀數地址113 內，則其脈沖讀數為F000，其中F 在讀數的最高位數，代表的是復數。因為一些舊式的CPU 如C200HG 等當編碼器計數讀數為負數時不能進行相關的計算，因此需要對讀出的負數脈沖進行一些的消除處理。可以將編碼器中間存儲器DM102、DM103 中接收到的由地址112、113 傳來的數據信息中的負脈沖信號信息進行一定的處理，通過FFF 與F000 相“邏輯與”， 則F000 就變成了0000，即編碼器脈沖信號中的負脈沖就變成了0，消除掉了其中的負數。相關的程序圖如圖4 所示。當系統重新接電時，如果編碼器翻轉出現負脈沖，那么通過相關的與#FFF 相：邏輯與“的指令操作，就可以消除其中的負數脈沖影響。

（2）進行步驟（1）的操作之后，再對運算中的正脈沖和負脈沖進行相關的編程處理。具體PLC 程序示意圖如圖5 所示。當給系統重新通電后，脈沖歸為0。當編碼器進行正轉為正脈沖，113.15 的地址位狀態為關閉OFF，編碼器進行正轉的正脈沖數與當前脈沖數HR55 進行累加，則在寄存器HR50 中會存入相關的累加結果數據信息。當編碼器進行反轉為負脈沖， 113.15 的地址位狀態為開通ON，編碼器進行反轉的負脈沖數與當前脈沖數HR55 進行累減，則在寄存器HR50 中會存入相關的累減結果數據信息。

（3）當編碼器每次進行斷電與通電時，進行一次循環標志指令的下達，編寫相關程序，將編碼器斷電之前的脈沖數HR50 通過一定的處理傳遞到HR55，這樣就能在編碼器斷電后還能繼續保留之前的數據信號，保持其計數功能。

5 結語

增量型編碼器能夠較為有效地測量物體角度與位移的測量元件，人們獲取相關物體位移和角度是通過增量型編碼器提供的經過角位移以及角速度轉變而來的脈沖序列信號來取得的。正因為增量型編碼器在物體位移和角度測量方面具有不可比擬的優勢，因此在很多領域被人們廣泛采用。但是在很多情況下，尤其是對一些過去的設備機器進行改造重裝的過程中，需要將增量型編碼器進行一定的功能擴展，使其能夠作為絕對值型編碼器來使用，在進行功能擴展的過程中，主要應該對其負脈沖進行一定的消除處理，保斷電前的信號計數存儲。

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