编码器基础知识

P+F Absolute Rotary Encoder通讯参数设置

型号

1、地址选择和终端电阻

1.1站地址

1.2 终端电阻

2、信号和电源线的连接

3、安装GSD文件

GSD文件为电子设备数据库文件，是可读的ASCII码文件。不同厂家的PROFIBUS产品集成在一起，生产厂家必须以GSD文件方式提供这些产品的功能参数，例如I/O点数、诊断信息、传输速率、时间监视等。在Step 7 的SIMATIC 管理器中打开硬件组态工具HW Config ，安装GSD后，在右边的硬件目录PROFIBUS

DP→Additional Field Devices→Encoders→ENCODER将会出现刚刚安装的P+F

Rotary Encoder。其数据传输原理如图所示。

4、组态通讯参数 在Step 7硬件配置窗口中，双击P+F Rotary Encoder 图标，打开编码器（DP

Slave）的参数设置窗口，如图所示。结合工程实际，在此窗口中进行参数设置：

a、 代码顺序（Code Sequence）：计数方向， CW（顺时针旋转，代码增加）,CCW（逆时针旋转，代码增加）;

b、 标定功能控制（Scaling function control）:只有设置成Enable ，下面c、d和e的设置才会生效;

c、 单圈分辨率（Measuring units per revolution）:8192;

d、 测量范围高位（Total measuring range（units）hi）: 512;

e、 测量范围低位 （Total measuring range（units）lo）: 0;

f、 其它参数采用默认值。

注：1、由c可以计算出编码器每圈产生 （=8192）个二进制码，即单圈精度为13位。2、由d和e可以计算出编码器最大可以转 （=512×65536+0）圈，即多圈精度为12位。

1 编码器基础

1.1光电编码器

编码器是传感器的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等，许多

马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等，应用范围相当广

泛。按照不同的分类方法，编码器可以分为以下几种类型：



根据检测原理，可分为光学式、磁电式、感应式和电容式。



根据输出信号形式，可以分为模拟量编码器、数字量编码器。



根据编码器方式，分为增量式编码器、绝对式编码器和混合式编码器。

光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，主要利用光栅衍射的原理来实现位

移——数字变换，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感

器。典型的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换

电路）、机械部件等组成。光电编码器具有结构简单、精度高、寿命长等优点，广泛应用于

精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面。

这里我们主要介绍SIMATIC S7系列高速计数产品普遍支持的增量式编码器和绝对式编码

器。

1.2增量式编码器

增量式编码器提供了一种对连续位移量离散化、增量化以及位移变化（速度）的传感方法。

增量式编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，它能够产生与位移

增量等值的脉冲信号。增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量，而不能够

直接检测出绝对位置信息。

如图1-1

所示，增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。

在码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期。检测

光栅上刻有A、B

两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间

的光线，它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4

节距，使得光电检测

器件输出的信号在相位上相差

90°。当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过

码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相

编码器基础知.txt当你以为自己一无所有时，你至少还有时间，时间能抚平一切创伤，所以请不要流泪。能满足的期待，才值得期待；能实现的期望，才有价值。保持青春的秘诀，是有一颗不安分的心。不是生活决定何种品位，而是品位决定何种生活。增量旋转编码器选型有哪些注意事项？

应注意三方面的参数：

1． 械安装尺寸，包括定位止口，轴径，安装孔位；电缆出线方式；安装空间体积；工作环境防护等级是否满足要求。

2． 分辨率，即编码器工作时每圈输出的脉冲数，是否满足设计使用精度要求。

3．电气接口，编码器输出方式常见有推拉输出（F型HTL格式），电压输出（E），集电极开路（C，常见C为NPN型管输出，C2为PNP型管输出），长线驱动器输出。其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。

请教如何使用增量编码器？

1，增量型旋转编码器有分辨率的差异，使用每圈产生的脉冲数来计量，数目从6到5400或更高，脉冲数越多，分辨率越高；这是选型的重要依据之一。

2，增量型编码器通常有三路信号输出（差分有六路信号）：A,B和Z，一般采用TTL电平，A脉冲在前，B脉冲在后，A,B脉冲相差90度，每圈发出一个Z脉冲，可作为参考机械零位。一般利用A超前B或B超前A进行判向。

3，使用PLC采集数据，可选用高速计数模块；使用工控机采集数据，可选用高速计数板卡；使用单片机采集数据，建议选用带光电耦合器的输入端口。

4，建议B脉冲做顺向（前向）脉冲，A脉冲做逆向（后向）脉冲，Z原点零位脉冲。

5，在电子装置中设立计数栈。

关于电源供应及编码器和PLC连接：

一般编码器的工作电源有三种：5Vdc、5-13 Vdc或11-26Vdc。如果你买的编码器用的是11-26Vdc的，就可以用PLC的24V电源，需注意的是：

1． 编码器的耗电流，在PLC的电源功率范围内。

2． 编码器如是并行输出，连接PLC的I/O点，需了解编码器的信号电平是推拉式（或称推挽式）输出还是集电极开路输出，如是集电极开路输出的，有N型和P型两种，需与PLC的I/O极性相同。如是推拉式输出则连接没有什么问题。

1 编码器基础

1.1光电编码器

编码器是传感器的一种，主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等，许多

马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等，应用范围相当广

泛。按照不同的分类方法，编码器可以分为以下几种类型：



根据检测原理，可分为光学式、磁电式、感应式和电容式。



根据输出信号形式，可以分为模拟量编码器、数字量编码器。



根据编码器方式，分为增量式编码器、绝对式编码器和混合式编码器。

光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器，主要利用光栅衍射的原理来实现位

移——数字变换，通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感

器。典型的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电路（包括光源、光敏器件、信号转换

电路）、机械部件等组成。光电编码器具有结构简单、精度高、寿命长等优点，广泛应用于

精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面。

这里我们主要介绍SIMATIC S7系列高速计数产品普遍支持的增量式编码器和绝对式编码

器。

1.2增量式编码器

增量式编码器提供了一种对连续位移量离散化、增量化以及位移变化（速度）的传感方法。

增量式编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移，它能够产生与位移

增量等值的脉冲信号。增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量，而不能够

直接检测出绝对位置信息。

如图1-1

所示，增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。

在码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙，相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期。检测

光栅上刻有A、B

两组与码盘相对应的透光缝隙，用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间

的光线，它们的节距和码盘上的节距相等，并且两组透光缝隙错开1/4

节距，使得光电检测

器件输出的信号在相位上相差

90°。当码盘随着被测转轴转动时，检测光栅不动，光线透过

码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上，光电检测器件就输出两组相位相