外部I/O设备之编码器

PLC外部I/O设备种类繁多，包括编码器、传感器、电磁阀、位置检测开关、压力变送器等，在工业控制中广泛应用。本文将重点介绍编码器（encoder）这一外部I/O设备。

编码器的原理和种类

编码器是一种设备，用于将信号或数据编码、转换为可用于通讯、传输和存储的信号形式。在工业控制中，编码器主要将角位移或直线位移转换成电信号，其中角位移对应码盘，直线位移对应码尺。光电编码器是当今工业控制中主要使用的类型，由光栅盘和光电检测装置组成，根据刻度方法和信号输出形式可分为增量式、绝对式和混合式三种。

增量式编码器的特点

增量式编码器通过光电转换原理输出A、B和Z相三组方波脉冲，其中A、B两组相位差为90度，Z相用于基准点定位。增量式编码器结构简单、寿命长、抗干扰能力强，可靠性高，适用于长距离传输。然而，它无法直接输出绝对位置信息，需要对脉冲进行计数，并连接计数器进行处理。

绝对式编码器的优势

相对于增量式编码器，绝对式编码器直接输出数字量信号，其圆形码盘上沿径向有同心码道，每条道包含透光和不透光的扇形区间，码盘上的码道数即为二进制数码的位数。绝对式编码器无需计数器，可在任意位置直接读出对应的数字码，具有较高精度和累计误差低的优势。即使在电源切断后，位置信息也不会丢失。

混合式绝对值编码器的功能

混合式绝对值编码器结合了绝对信息功能和增量式编码器的输出信息，可同时检测磁极位置并提供绝对位置信息。这种编码器有效地结合了两种类型的优势，提供更全面的功能和应用灵活性。

编码器的分辨率选择

在确定编码器的分辨率时，需要考虑执行机构的移动速度、与工件牵引滚轮的同轴性以及控制精度要求。例如，若执行机构最大移动速度为8500mm/min，与滚动直径为15mm的工件牵引滚轮同轴，控制精度要求为0.05mm，那么所需的分辨率应大于942。因此，选择分辨率为1500的编码器将更为适合这一场景，能够满足精确控制的需求。

通过深入了解编码器的类型、工作原理和特点，可以更好地选择适合特定工业控制需求的外部I/O设备，提升系统性能和稳定性。在实际应用中，根据具体情况和要求选取合适的编码器类型和分辨率，将为工业自动化领域的发展带来更大的便利和效益。

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