一、引言

編碼器是一種電子設(shè)備，用于將運(yùn)動(dòng)的物理量（例如角度或速度）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便于控制或處理。在現(xiàn)代機(jī)械制造和自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，編碼器得到了廣泛應(yīng)用。本文將深入探討編碼器接口的基礎(chǔ)知識(shí)和接線原則，以便讀者能夠理解編碼器接口的工作原理，并在實(shí)際應(yīng)用中正確地接線。

二、編碼器類型

編碼器主要分為絕對(duì)編碼器和增量編碼器兩種類型。 絕對(duì)編碼器可以在運(yùn)動(dòng)終止時(shí)返回固定的精確位置，而增量編碼器只能測(cè)量相對(duì)位置改變的量。 由于絕對(duì)編碼器包含更多的傳感器和電路元件，其成本通常比增量編碼器高得多。

三、編碼器接口

1. 增量型編碼器接口

增量編碼器主要包括A相信號(hào)線、B相信號(hào)線和Z相信號(hào)線。其中，A相信號(hào)線和B相信號(hào)線是由兩個(gè)相鄰的光電傳感器產(chǎn)生的方波信號(hào)組成的。這兩個(gè)信號(hào)具有90度的相位差，可以確定旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度。Z相信號(hào)線是增量型編碼器專用的“零位置”信號(hào)。 Z相信號(hào)線管理家設(shè)備能夠檢測(cè)到絕對(duì)位置，而不僅僅是相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

圖1:增量編碼器接口示意圖

2. 絕對(duì)型編碼器接口

絕對(duì)編碼器有多種協(xié)議，但絕大多數(shù)具有類似的接口類型。 多回路絕對(duì)編碼器通常具有18個(gè)或24個(gè)線，其中一些用于電源、接地和通信操縱，其他用于提供編碼器的位置。 每個(gè)回路都有一個(gè)唯一編碼，組成編碼器的整體位置。

圖2:絕對(duì)編碼器接口示意圖

四、電路接線原則

在安裝編碼器之前，必須仔細(xì)檢查連接線的插頭，確定連接線已正確連接到插頭，并且插頭已正確地插入到設(shè)備中。 在檢查和安裝電纜和插頭時(shí)要小心，以避免機(jī)械損壞和電氣接觸不良。

1. 增量編碼器接口

對(duì)于增量編碼器接線，應(yīng)該首先注意兩個(gè)正交的信號(hào)A和B。這兩個(gè)信號(hào)應(yīng)該經(jīng)過(guò)差分放大以便于信號(hào)調(diào)理。Z相信號(hào)是一個(gè)單獨(dú)的信號(hào)源，只有一個(gè)軸在N點(diǎn)附近時(shí)才會(huì)產(chǎn)生電突。信號(hào)處理器可以對(duì)Z相信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，降低噪聲并提高解碼精度。

在接線時(shí)，應(yīng)該通過(guò)跨越長(zhǎng)距離的屏蔽電纜來(lái)降低電磁干擾（EMI）。為了使系統(tǒng)易于調(diào)試和維護(hù)，在信號(hào)處理器端應(yīng)使用卡式連接器。這種連接頭可以快速安裝和移除，還可以用于檢查電纜和插頭的正確性。 如果在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中遇到抖動(dòng)，那么可以通過(guò)添加一個(gè)低通濾波器來(lái)解決問(wèn)題。

2. 絕對(duì)編碼器接口

對(duì)于絕對(duì)編碼器接線， 應(yīng)該首先區(qū)分設(shè)備的長(zhǎng)度和寬度。 在沒(méi)有支持的情況下需要使用插頭插入接口， 進(jìn)行連接， 且應(yīng)注意是否正確安裝。

接線時(shí)，應(yīng)該注意到不同的顏色對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)線， 對(duì)于每個(gè)信號(hào)， 應(yīng)該連接到對(duì)應(yīng)的引腳位置。 如果將信號(hào)輸入不當(dāng)?shù)囊_上， 可能會(huì)產(chǎn)生傳輸?shù)恼`差或電氣損壞。 因此， 在接線過(guò)程中要耐心地核實(shí)每個(gè)線路的正確性。此外， 如果接口長(zhǎng)度非常長(zhǎng)， 應(yīng)該使用屏蔽電纜以防止電磁干擾和信號(hào)干擾。

編碼器接入PLC的方式

以下是一些常見(jiàn)編碼器與PLC的連接方式：

直接連接：這種方式最常見(jiàn)，也是最主要的方式，主要用于各種集電極開路輸出的編碼器。至于集電極開路輸出，差分輸出等的區(qū)別，初學(xué)者可以不用理會(huì)，只需要知道概念就可。集電極開路輸出的編碼器主要是24V 供電，ABZ輸出的編碼器，可以直接接在PLC的高速輸入上，其接法，和接近開關(guān)相同。編碼器輸出的實(shí)質(zhì)，也是一種數(shù)字輸入!!不但編碼器，很多光柵，磁柵，以及各種高速脈沖輸出的元件，都是用此種接法。

2.通訊方式：這種方式需要編碼器支持通訊功能，比如DP、CANopen 以及EIP、PN 等等，只要編碼器支持，就可以通過(guò)通訊的方式和PLC交互數(shù)據(jù)。在此種模式下，PLC和編碼器，就跟PLC和變頻器是一樣的，只需要組態(tài)編程即可。

編碼器接口是應(yīng)用工業(yè)智能和自動(dòng)控制技術(shù)的必需元件。不同類型的編碼器具有不同的接口類型和連接方式。當(dāng)連接編碼器時(shí)，應(yīng)注意連接的長(zhǎng)度和寬度，連接線的設(shè)置以及它們的正確位置。

 除此之外，還應(yīng)盡可能確保接口連接的質(zhì)量和連通性。在實(shí)際安裝和使用編碼器時(shí)，應(yīng)該考慮要求， 避免有損壞的情況發(fā)生， 確保這些元件能夠長(zhǎng)期地穩(wěn)定運(yùn)行。