编码器：外部I/O设备解析

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。