Современная электроника №5/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 4 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2025 Рис. 1. Внешний вид инкрементного энкодера ЛИР-112А Рис. 2. Внешний вид инкрементного энкодера E50S8-2500-3-Т-24 В статье представлены технические решения на аппаратном и программном уровне, подключения инкрементных энкодеров к программируемым реле ОВЕН ПР103 и ОВЕН ПР205. Сергей Шишкин Введение В средствах автоматизации и чис- лового программного управления, промышленной робототехнике, в электромеханических системах управления различного назначе- ния широко используются датчи- ки угловой скорости вращения и угла поворота вала. В качестве датчика может быть задействова- но электромеханическое устрой- ство – энкодер. По способу выдачи информации энкодеры делятся на инкрементные (накапливающие) и абсолютные (позиционные). По принципу действия энкодеры при- нято разделять на оптические рези- сторные, магнитные и механиче- ские. Принцип работы оптических энкодеров основан на регистрации относительной величины прошед- шего через растровое сопряжение потока оптического излучения как координатно-периодической функ- ции взаимного углового положения регулярного растра шкалы и растров окон анализатора. Инкрементный энкодер на выхо- де выдаёт за один оборот определён- ное количество импульсов, которое называется разрешением энкоде- ра, а абсолютный энкодер выдаёт цифровую информацию о текущем угле поворота. Абсолютные энкоде- ры позволяют определять текущее положение оси поворота в любой момент времени, в том числе и после отключения питания. Абсолютные энкодеры являются более функци- ональными, но и более дорогими устройствами. Поэтому на практи- ке большее распространение полу- чили инкрементные энкодеры. Рас- смотрим совсем коротко их работу, принцип действия в части подклю- чения к приёмным устройствам. На рис. 1 показан внешний вид отече- ственного инкрементного энкодера ЛИР-112А. На рис. 2 показан внеш- ний вид инкрементного энкодера E50S8-2500-3-Т-24. Технические характеристики инкре- ментного энкодера E50S8-2500-3-Т-24: ● диаметр корпуса: 50 мм; ● диаметр вала: 8 мм; ● количество импульсов на оборот вала: 2500; ● выходной сигнал: комплементар- ный; ● напряжение питания энкодера: 24 В постоянного тока. Данный энкодер имеет три выход- ных сигнала: A, B, Z. При враще- нии вала энкодера с его выходов A, B, Z формируются сигналы, кото- рые представляют собой последова- тельность прямоугольных импуль- сов. Последовательности импульсов A и B сдвинуты на 90° относительно друг друга (т.е. формируются пара- фазные импульсы), что позволяет определять направление вращения. На рис. 3 приведён пример измене- ния сигналов в датчике во време- ни при вращении в одном заданном направлении. Имеется также третий вход нуле- вой (референтной) метки (Z), кото- рый позволяет определить абсо- лютное положение вала, поскольку сразу же после включения положе- ние вала неизвестно (в некоторых технологических задачах это необхо- димо). Указатель нулевой отметки – это специальный импульс энкодера, который генерируется при дости- жении определённого положения его вращающегося диска. Этот ука- затель соответствует конкретной, заранее заданной точке на диске, которая обычно обозначается как «нулевая», или «начальная», точка. Некоторые модификации энкодеров могут поставляться с дифференци- альными выходами А, А, B, В, Z, Z. Скорость вращения вала опреде- ляется как число импульсов за еди- ницу времени (обороты в минуту). Если вал останавливается, то пре- кращается и передача импульсов. При выключении электропитания текущая информация об угле пово- рота вала, как правило, теряется. Отрицательный момент в работе инкрементного энкодера – это необ- ходимость непрерывной обработ- ки его выходных сигналов. Кроме того, при отключении электропита- ния энкодера или при выключении приёмного устройства, после пода- чи электропитания и включения приёмного устройства для опре- деления угла поворота, необходи- мо найти исходное (или нулевое) положение энкодера. Среди основ- ных российских производителей энкодеров можно отметить СКБ ИС (г. Санкт-Петербург). Из зарубежных