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東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司
主營產(chǎn)品： kubler庫伯勒編碼器,，kubler旋轉編碼器，HYDAC壓力傳感器,，EGE傳感器,，力士樂比例閥 |
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2022-9-6 閱讀(920)
PLC如何通過庫伯勒編碼器判斷位置
PLC能輸入開關量,，也就是一高一低的電平電壓，而kubler編碼器脈沖信號,，可以理解一定時間內(nèi),，用極快的速度完成的一組開關量。但是因為這種開關量的頻率太高了,，所以PLC的普通I/O口是無法準確讀到這些脈沖的個數(shù)的,，因為PLC工作過程中存在掃描周期，需要每個一段時間才去刷新一下普通I/O口的數(shù)據(jù),，而kubler編碼器的精度太高了,，單位時間內(nèi)輸出的脈沖個數(shù)太多，普通I/O是無法勝任的,。
一般PLC會設計有高速計數(shù)端口，本質(zhì)是利用了底層單片機的硬件邏輯來完成這些編碼器計數(shù)的,，避開了掃描周期問題,，PLC都設計有專門的高速計數(shù)指令，使用的時候，直接調(diào)用這些指令就可以讀到當前的脈沖值了,。
但是脈沖的計算和輸出上,，由于掃描周期存在，往往也會存在著滯后影響,，如果用來控制一些執(zhí)行機構,，比如氣缸來動作裁切動作，這樣要考慮提前量的補償問題,。
提醒一下,，如果想用PLC來控制伺服或者步進系統(tǒng)，往往并不需要通過編碼器反饋來判斷位置,，通過一些PLS指令之類的來發(fā)出位置脈沖給伺服驅動器,，位置環(huán)在伺服驅動器內(nèi)部構成就好，而PLC這邊只是一個指令機構,，并沒有構成位置閉環(huán),，當然如果是專門定位模塊控制，使用了NC之類的控制方式,，是可以在里邊構建位置閉環(huán)的,。
簡單說下kubler編碼原理和位置測量
kubler光電編碼器是在一個很薄很輕的圓盤子上，通過緊密儀器來腐蝕雕刻了很多條細小的縫,，相當于把一個360度,，細分成很多等分，比如成1024組,，這樣每組之間的角度差是360/1024度=0.3515625度,。
然后有個精密的發(fā)光源，安裝在碼盤的一面,，碼盤的另外一面,，會有個接收器之類的，使用了光敏電阻這些元件加放大和整形電路組成,，這樣碼盤轉動時候,，有縫隙的地方會透光過去，接收器會瞬間收到光脈沖,，經(jīng)過電路處理后,，輸出一個電脈沖信號，這樣碼盤旋轉了一周,，會對應輸出1024個脈沖,，第一個脈沖位置如果是0，第二個脈沖位置就是0.3515625°,，第三個脈沖位置是0.3515625°*2,，以此類推,，這樣只要有儀器能讀到脈沖個數(shù)，就可以知道碼盤對應在什么位置了,，如果把編碼器安裝到電機的軸上,，電機軸和碼盤是剛性連接，兩者的位置關系會一一對應,，通過讀編碼器脈沖,，就可以知道電機的軸位置。
而電機軸,，比如會通過同步帶,，齒輪，鏈條等帶動一些負載,，比如控制絲桿,，這樣會有個所謂電子齒輪比的關系，電機轉一圈,，絲桿會前進多少毫米,，這樣讀到了對應編碼器上輸出多少個脈沖，通過脈沖數(shù)就可以反推出當前絲桿的位置,。
但是kubler編碼器是圓的,，如果無限制旋轉下去，角度會無窮大,，所以設計了一種增量型的編碼器,，轉一圈，會輸出三組信號ABZ,，其中AB是一樣的脈沖,，比如上邊說的一圈有1024個脈沖，AB相脈沖對應一圈內(nèi)的圓周角度,，而且兩種脈沖是處于正交狀態(tài)的,，如果是正反轉，通過判斷AB相脈沖的上升沿和下降沿的先后順序,，就可以知道編碼器當前是順時針還是逆時針方向旋轉的,。
另外有個Z相脈沖，是因為圓周雖然會不停轉下去,，但是都是一周一周的重復而已,，零相脈沖固定在圓周某個位置，編碼器每轉一圈,，只輸出一個零相脈沖,，這樣如果以Z相脈沖為基準點，這樣每次讀到這個脈沖時候,，系統(tǒng)就清零一次,，就可以讓角度最大值控制在360°以內(nèi),，相當于一個零基準點了。
這樣即使系統(tǒng)斷掉了,，重新上電，只要能找到這個基準點,，就可以知道絲桿的初始位置在什么地方了,。
以上這種定位叫增量坐標系，所以編碼器就是增量型編碼器,，應用比較廣泛,，因為靈活而且價格便宜。
如果只設備只需要轉一圈的,，也就是角度在360°內(nèi)的,，編碼器可以細分精密一點，比如有13位,，相當于2^13次方個脈沖一圈,，對應著360°，這種脈沖數(shù)和角度一一對應,，不怕系統(tǒng)斷電需要重新調(diào)整零位,，這種編碼器叫單圈絕對值編碼器。如果負載需要轉多圈的,，但是這個圈數(shù)也不能非常多,，比如5圈，相當于5*360°=1800°,，這樣脈沖和1800°一一對應,，這些在一些高檔的數(shù)控機床上應用比較多，可以知道絲桿或者一些旋轉工作的當前精密位置,，而且不用擔心系統(tǒng)斷電歸零問題,。
此外，kubler編碼器還有磁電方式的,，比如在碼盤上加工了很多個南北間隔的小磁鐵,，通過霍爾去讀小磁鐵信號，輸出信號,，同樣經(jīng)過放大和整形變成了電脈沖,，這點和光電編碼器是類似的，而且價格會便宜點,，可靠性會高,，但是精度就比光電要差點。PLC如何通過庫伯勒編碼器判斷位置
