工业控制中常用的PLC外部I/O设备包括编码器、传感器、电磁阀、位置检测开关和压力变送器等,种类繁多,应用广泛,各类设备在实际生产过程中均发挥着重要作用。
1、 光电编码装置
2、 当前工业控制普遍采用光电编码器,本文重点解析其工作原理及主要类型。
3、 光电编码器由光栅盘和光电检测装置构成,利用光电转换原理,将输出轴的机械几何位移转化为脉冲或数字信号,是一种常用的位移传感器。
4、 光电编码器按刻度方式和输出信号类型,可分为增量型、绝对型和混合型三类。
5、 增量式编码器
6、 基于光电转换原理,可直接输出三路方波脉冲信号:A相与B相脉冲相位差90度,Z相每转输出一个脉冲,用于精确确定基准位置。
7、 单相连接,适用于单向计数与测速。
8、 A、B两相连接,实现正反转检测、方向判断及速度测量。
9、 A、B、Z三相连接,实现带参考点校正的位置检测。
10、 增量式编码器结构简单、寿命长,抗干扰能力强,可靠性高,适合远距离传输。但其无法直接提供绝对位置,需通过脉冲计数获取位置信息,输出端须连接计数器。
11、 绝对编码器
12、 该传感器为数字式输出型,其圆形码盘上设有多个同心码道,各码道由交替排列的透光与不透光扇区构成,相邻码道的扇区数量呈二倍递增,码道总数对应二进制编码的位数。
13、 码盘一侧设有光源,另一侧每码道均配有光敏元件。
14、 码盘位置变化时,光敏元件依光照情况输出高低电平,生成对应的二进制编码信号。
15、 无需计数装置,转轴任意位置均可直接读取对应固定数字码,可实时获取角度坐标的绝对值,避免了累计误差。
16、 断电后位置信息仍可保留,但分辨率由二进制位数决定,精度随之受限于位数多少。
17、 二进制编码盘中,透光区域用0表示,通常显示为白色或空白部分;不透光区域用1表示,常以黑色标记。编码盘被划分为若干同心圆环,每个环称为一个码道,每一码道对应二进制数的一位,其中最内圈为最高位,最外圈为最低位。若编码盘包含四个码道,则从内到外分别代表2?、2?、2?和2?位。四位二进制数共有16种组合,因此圆盘被均分为16个扇形区域,每个扇区对应一个唯一的4位二进制代码,如0000、0001,直至1111,从而实现位置的数字化编码与识别。
18、 混合式绝对值编码器
19、 混合式绝对值编码器可输出两路信号:一路提供磁极位置的绝对信息,另一路输出与增量式编码器相同的信号。
20、 编码器分辨率参数
21、 执行机构最高速度达8500毫米/分钟,编码器与工件牵引滚轮同轴安装,滚轮直径15毫米,控制精度需达到0.05毫米。
22、 分辨率需大于 π 乘以 15 再除以 0.05,即超过 942。
23、 因此选用分辨率为1500的编码器。
