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我之前發(fā)表的關(guān)于編碼器的帖子，好多是3、4年前的，現(xiàn)在看來有的是錯(cuò)誤的，有的已經(jīng)更新了，我看有的人還在轉(zhuǎn)載，怕引起誤導(dǎo)，故在此再次發(fā)貼。當(dāng)然，以后也許還會(huì)有更新的，有關(guān)更新或其他編碼器相關(guān)的內(nèi)容，可以到我的博客去看。－－轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處，內(nèi)容可能隨時(shí)更正或更新，如果不注明轉(zhuǎn)載出處，有錯(cuò)誤的也就流傳四方了，我的確曾經(jīng)看到有的教材都有錯(cuò)的，也是轉(zhuǎn)載抄錯(cuò)的。

上篇說到絕對(duì)值編碼器內(nèi)部由于是多碼道讀數(shù)，數(shù)值是以2的0次方到2的n-1次方的編碼，故它的輸出不同于增量的脈沖輸出，以物理器件分類來看，可分為并行輸出、串行同步輸出、串行異步總線式輸出、轉(zhuǎn)換模擬量輸出等。

一．并行輸出：

    多少位（碼道）絕對(duì)值編碼器就有多少根信號(hào)電纜，每根電纜代表一位數(shù)據(jù)，以電纜輸出電平的高低代表1或0，物理器件與增量值編碼器相似，有集電極開路NPN、PNP、差分驅(qū)動(dòng)、推挽HTL等等，分高電平有效或低電平有效來針對(duì)PNP或NPN的物理器件格式。推挽式輸出信號(hào)電壓較高，電壓范圍寬，器件不易損壞，與PNP和NPN都兼容，并行輸出的應(yīng)盡量選用這種輸出。

并行輸出一般以格雷碼的數(shù)學(xué)形式輸出，所以在過去就直接被稱為格雷碼編碼器了。

對(duì)于位數(shù)不高的絕對(duì)值編碼器，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入后續(xù)設(shè)備如PLC或上位機(jī)的I/O接口，有多少位就要連接多少個(gè)點(diǎn)，直接讀取電平的高低，輸出即時(shí)，連接簡(jiǎn)單。但是并行輸出有如下問題：

　　1。必須是格雷碼，因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。

　　2。占用多點(diǎn)接口，所有接口和電纜必須確保連接好，因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)電位始終是0，造成錯(cuò)碼而無法判斷。

　　3。傳輸距離不能遠(yuǎn)，對(duì)于不同物理器件傳輸?shù)木嚯x不同，一般在10米內(nèi)使用，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境，最好有隔離。

　　4。對(duì)于位數(shù)較多，要許多芯電纜，并要確保連接優(yōu)良，由此帶來工程難度及可靠性隱患，同樣，對(duì)于編碼器，要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出，尤其是高位或多圈編碼器，器件集中在編碼器內(nèi)部，增加編碼器器件的故障損壞率。

推薦的并行絕對(duì)值編碼器型號(hào)：GAS60 R13 E10 PB －－－－13位單圈并行推挽式輸出

                        GAS60 R16 E10 PB －－－－16位單圈并行推挽式輸出

                        GMS60 R12 E10 PB －－－－12位單圈并行推挽式輸出

二。同步串行界面（SSI）輸出：

串行輸出就是數(shù)據(jù)集中在一組電纜上傳輸，通過約定，在時(shí)間上有先后時(shí)序的數(shù)據(jù)輸出，這種約定稱為通訊規(guī)約。

串行輸出連接線少，傳輸距離遠(yuǎn)，對(duì)于編碼器的保護(hù)和可靠性就大大提高了，一般高位數(shù)的絕對(duì)編碼器和絕對(duì)值多圈編碼器都是用串行輸出的。

串行輸出分同步與異步界面，同步就是發(fā)送指令與數(shù)據(jù)是同步的，這樣就是指令走一對(duì)電纜，數(shù)據(jù)走一對(duì)電纜，同步工作，常常用SSI來表示。SSI的物理格式一般是5VTTL的或5V差分的，也有用推挽式的，其數(shù)學(xué)格式各家自行約定，指令一般有三部分組成，1是同步節(jié)拍，2是指令-數(shù)據(jù)輸出的內(nèi)容，3是數(shù)據(jù)的起始，這些往往以通訊規(guī)約集合在一起了。

SSI只是同步串行界面的簡(jiǎn)稱，國(guó)際上并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以德國(guó)海德漢、STEGMANN為主的絕對(duì)值編碼器廠商使用的5V差分、中斷時(shí)鐘同步的SSI標(biāo)準(zhǔn)作為絕對(duì)值編碼器SSI輸出的主流，一些廠家與其相似，但仍然有細(xì)微的差別，選購(gòu)使用時(shí)需了解清楚。有細(xì)微的差別，選購(gòu)使用時(shí)需了解清楚。國(guó)內(nèi)廠家往往不夠了解，以為SSI都是一樣的，等買來連接起來才發(fā)現(xiàn)不對(duì)，或者在家里連接的都好的，到了現(xiàn)場(chǎng)連接就不穩(wěn)定，或工作一段時(shí)間之后不穩(wěn)定（由于對(duì)其細(xì)小差別的不了解，或因現(xiàn)場(chǎng)因素、或一段時(shí)間之后器件的細(xì)小變化而產(chǎn)生了變化）。國(guó)外廠家出于商業(yè)目的，往往要求配置其推薦的后續(xù)設(shè)備，而對(duì)于自行選定或開發(fā)的后續(xù)設(shè)備，除非有很大的量，一般是不一定支持的。國(guó)內(nèi)自行開發(fā)SSI信號(hào)傳感器或SSI接收設(shè)備的廠家，應(yīng)對(duì)各種SSI的細(xì)微差別充分的了解，如不了解，往往會(huì)在家連的好好的，到了現(xiàn)場(chǎng)就經(jīng)常不穩(wěn)定，此為在SSI信號(hào)的細(xì)節(jié)上沒有處理好。

  同步串行信號(hào)的發(fā)展：SSI信號(hào)是最簡(jiǎn)單的串行信號(hào)，同時(shí)，其信號(hào)的可靠性就較低，需要在發(fā)送-接收做相應(yīng)的可靠性處理，隨著運(yùn)動(dòng)控制速度要求越來越高，或數(shù)據(jù)可靠性要求越來越高，同步串行信號(hào)增加了很多新的內(nèi)容，如海德漢的EnDat2。2， STEGMANN的hiperface，以及寶馬集團(tuán)的Biss，這些信號(hào)特點(diǎn)都是傳輸速度快，為避免傳輸速度快而產(chǎn)生的錯(cuò)碼概率，而增加了循環(huán)校驗(yàn)碼CRC，并可以讀取編碼器內(nèi)部的工作壽命、工作溫度、光學(xué)讀頭可靠性等信息，這類編碼器目前都是連接其專用的接口，成本較高，主要在高速運(yùn)動(dòng)控制中使用。

 

推薦的SSI絕對(duì)值編碼器型號(hào)：GAS60 R13 E10 SGB----13位單圈SSI輸出

                            GAX60 R13/12 E10 SGB----25位多圈（13+12）SSI輸出

推薦的SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換器型號(hào)：GP1312SP----25位SSI轉(zhuǎn)換并行推挽式輸出

                          GP1312RL/EH----SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換4—20mA并RS485信號(hào)輸出

 

 

三．異步串行信號(hào)：

指令與數(shù)據(jù)分時(shí)間問和答，接口是雙工的。典型的有RS485接口，只需兩個(gè)線，傳輸距離遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)內(nèi)容即可以是編碼器的位置值，也可以是根據(jù)指令要求的其他內(nèi)容，如加上每個(gè)編碼器不同的地址，可以多個(gè)編碼器共用傳輸電纜和后續(xù)接收，這種形式稱為現(xiàn)場(chǎng)總線型。

常用的異步串行接口有RS485（自由協(xié)議）、Profibus-DP（西門子）、Can open、modbus、DeviceNet等，其連接的后續(xù)設(shè)備接口應(yīng)選對(duì)應(yīng)的物理接口，而數(shù)據(jù)形式往往會(huì)有一個(gè)文件包（軟件），如Profibus-DP有一個(gè)GSD文件。

這類編碼器的特點(diǎn)是可多點(diǎn)連接控制，雖然編碼器的成本與SSI比略高，但連接電纜后續(xù)設(shè)備接口可以大大節(jié)省而成本較低了，但這類編碼器相比較而言，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣染秃茈y提高了。

 

推薦的絕對(duì)值編碼器：GAM60 R13 E10 R4B----RS485輸出

                    GAS60 R13 E10 RCA---Can open輸出

                    GAX60 R13/12 E10 RMB----絕對(duì)值真多圈modbus輸出

四．4—20mA模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換輸出：

    絕對(duì)值編碼器內(nèi)置智能化嵌入技術(shù)和模擬后端電路，將內(nèi)部的數(shù)字化信號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)換為模擬電流4—20mA或模擬電壓0—5V輸出。絕對(duì)值編碼器的輸出形式多樣，對(duì)應(yīng)的后續(xù)設(shè)備選擇帶來了困難，而且采集的信號(hào)還要再次解碼換算，相比較而言，傳統(tǒng)的傳感器模擬信號(hào)輸出更加普及使用方便，為滿足不熟悉絕對(duì)值編碼器輸出信號(hào)的新手，使用直接模擬信號(hào)輸出的絕對(duì)值編碼器，也是最方便的選擇。

Easypro技術(shù)—內(nèi)置的智能化嵌入技術(shù)，可將編碼器的旋轉(zhuǎn)方向，每轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)角度或長(zhǎng)度，編碼器安裝置位零點(diǎn)，編碼器工作輸出的起始點(diǎn)與終點(diǎn)（4mA對(duì)應(yīng)值、20mA對(duì)應(yīng)值），在編碼器初始化時(shí)設(shè)定，這樣，4—20mA或0—5V的輸出，可以直接對(duì)應(yīng)工作量程起始至終點(diǎn)的輸出，而無需另外解碼換算，特別適合絕對(duì)值編碼器初用者，同時(shí)，絕大部分的后續(xù)設(shè)備都可以找到這樣的接口，可以大大節(jié)省器件成本和調(diào)試維護(hù)成本。

    需要注意的是，這種輸出是犧牲了原來數(shù)字化精度的，現(xiàn)場(chǎng)接收與抗干擾同樣影響到使用效果。

推薦的絕對(duì)值編碼器：GAM60 R13 E10 LB  單圈或多圈，直接4-20mA模擬電流輸出，Easypro功能。

        GMX425 E10 LB  絕對(duì)值真多圈4—20mA輸出，工作量程1圈—4096圈可設(shè)定。Easypro功能。

五．絕對(duì)值編碼器的信號(hào)轉(zhuǎn)換器

對(duì)于各種絕對(duì)值編碼器的信號(hào)，由于用戶的不熟悉，或手上的后續(xù)設(shè)備不匹配，可以選用絕對(duì)值編碼器的信號(hào)轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換儀表），將編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換連接，一般的轉(zhuǎn)換如下：

并行格雷碼—RS485

SSI—并行格雷碼

SSI—RS485

SSI—4—20mA

SSI—Profibus-DP

SSI—Can open

EnDat—RS485

 

例1，       過去有用戶習(xí)慣使用并行輸出，直接連接PLC的開關(guān)I/O，對(duì)于絕對(duì)值多圈編碼器，電纜線數(shù)20多芯，電纜成本高，連接可靠性低，且編碼器極易損壞，如選用SSI輸出編碼器，傳輸至PLC再轉(zhuǎn)換為并行，可解決傳輸、可靠、供貨周期、成本等諸多問題，且不影響原來的后續(xù)電氣設(shè)備連接。

例2，       對(duì)于新型的現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)Can open和profibus-DP，這種信號(hào)的絕對(duì)值編碼器的成本高，選型面小，交貨周期長(zhǎng)，且編碼器與接線盒防水難以處理，而選擇SSI轉(zhuǎn)換盒的形式，就可以選用成本較低、通用而交貨周期短、防水性能好的SSI編碼器了.

我公司已經(jīng)成功推出了這樣的信號(hào)轉(zhuǎn)換器，便于用戶更加方便的選用絕對(duì)值編碼器。

六。絕對(duì)值編碼器與增量編碼器信號(hào)雙輸出、三輸出

1。位置環(huán)與速度環(huán)的雙閉環(huán)控制

絕對(duì)值編碼器大部分用在位置閉環(huán)控制，有的控制需要同時(shí)提供速度反饋控制，用位置環(huán)微分效果不好，可選用絕對(duì)值信號(hào)與增量信號(hào)雙輸出的型號(hào)，實(shí)現(xiàn)位置閉環(huán)與速度閉環(huán)各自獨(dú)立(或冗余）。

絕對(duì)值輸出：SSI，Profibus-DP，4--20 mA等，單圈或多圈；

增量值輸出：A/B正交1024PPR，推挽式輸出，連接計(jì)數(shù)模塊。

推薦的型號(hào)：GAS60 R16 E10 SGB----16位單圈SSI+增量A/B輸出

            GAX60 R13/12 E10 LB----25位多圈4--20mA+增量A/B輸出。

2。絕對(duì)值編碼器+速度開關(guān)保護(hù)

此種編碼器同時(shí)提供了一組SSI絕對(duì)值位置信號(hào)，并內(nèi)部增量信號(hào)智能（可設(shè)定）測(cè)速，輸出快速速度開關(guān)保護(hù)，在測(cè)量絕對(duì)位置的同時(shí)，對(duì)于超速、失速可以不通過位置環(huán)的微分，而直接提過快速反應(yīng)、保護(hù)。

絕對(duì)值信號(hào)：25位多圈SSI信號(hào)，輸入同步串行接口。

速度開關(guān)：集電極開路或固態(tài)繼電器開關(guān)信號(hào)，速度值可預(yù)設(shè)，輸入PLC開關(guān)點(diǎn)。

推薦的型號(hào)：GAX100.. SGA

3。絕對(duì)值編碼器信號(hào)+高分辨率增量信號(hào)+較低分辨率增量信號(hào)三輸出：

此種編碼器提供一組絕對(duì)值的信號(hào)（例如SSI13位），做為開機(jī)位置檢測(cè)、減速定位前位置確定；同時(shí)提供超高分辨率的增量信號(hào)（例如19位）A/B，做為啟動(dòng)、加速及停機(jī)定位的超高精度定位，同時(shí)提供較低分辨率的增量信號(hào)（例如2048PPR）A/B，做為速度閉環(huán)。

由于超高精度的絕對(duì)值編碼器很貴，且很難獲得，而高分辨率的增增量編碼器在停電位置記憶及高速響應(yīng)的困難，此種編碼器提供了解決方案。（例如同時(shí)要求高精、高速、多軸聯(lián)動(dòng)、同步的場(chǎng)合）。

絕對(duì)值信號(hào)：SSI13位，或25位（多圈）

增量信號(hào)1：A/B的20。48萬PPR差分信號(hào)，四倍頻后優(yōu)于19位分辨率

增量信號(hào)2：A/B的2048PPR差分信號(hào)。

推薦的型號(hào)：EAS119 (SSI+2xA/B)