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摘 要 ：编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置.本文介绍了编码器和现场总线技术,简要说明了Kubler编码器在西门子Profibus-DP总线中的应用.
关 键 词 ：编码器；现场总线；Kubler；西门子Profibus-DP
中图分类号：TN762 文献标识码：A
1.编码器的简要介绍
编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置.按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类.增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小.绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关.
如果要测量旋转超过360度范围,就要用到多圈绝对式编码器.编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理,当中心码盘旋转时,通过齿轮传动另一组码盘（或多组齿轮,多组码盘）,在单圈编码的基础上再增加圈数的编码,以扩大编码器的测量范围,这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器,它同样是由机械位置确定编码,每个位置编码唯一不重复,而无需记忆.
多圈编码器优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度.多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,已经越来越多地应用于工控定位中.
2.现场总线技术的介绍
随着计算机、控制、通信、网络等技术的发展,作为工业控制数字化、智能化与网络化典型代表的现场总线（FieldBus）技术也得到了迅速发展、影响巨大,引起了工程技术界的普遍兴趣与重视.现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一.
根据国际电工委员会（IEC）和美国仪表协会(ISA)的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字、双向传输、多分支结构的通信网络,它的关键标志是能支持双向多节点、总线式的全数字通讯.具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点.常用的现场总线协议类型如下：
应用于各种制造工业自动化的Profibus-DP,DeviceNet,AS-i,Interbus-S,Canopen,ModBus等.
应用于各种过程自动化的Profibus-PA,Foundation Fieldbus等.
应用于防爆场合本安型现场总线协议Sensoplex2Ex,SensoplexMC.
3.Kubler(58X8) Profibus-DP编码器
Kubler (58X8)系列是把编码器技术和现场总线技术结合应用的一个全新的突破,是专门用于Profibus-DP通讯的编码器,以Kubler（5858,5888）为例,Kubler（5858）为单圈编码器（Single turn）,Kubler（5888）为多圈编码器（Multiturn）.
3.1 Kubler编码器的硬件配置
硬件配置包括编码器内Profibus-DP地址的拨码设定,如图1所示,和通讯及电源的连接端口,如图2所示
图1 编码器地址设定
说明：地址为1~7DH（1~125decimal）之间的任意数.上面的为低位地址,下面为高位地址.
图2上：编码器三个接线端的管角图,
下：编码器的终端电阻拨码
说明：如编码器为DP BUS最终设备如图,A、B终端电阻均为ON.
3.2 Kubler编码器的软件配置
以西门子公司Profibus-DP总线为例,CPU选西门子公司的S7 300系列可编程序控制器,数据最大传率为187.5Kbps.如图3所示,程序硬件配置：安装GSD文件后在右侧栏中添加5858单圈/5888多圈16位/32位输入输出模板（单圈16位/32位,多圈32位）及16位测速板模.添加16位模板时数据为-32767~+32767（PIW258）,32位模板时0~65536（PID256）即单圈最大计数值65536.多圈编码器5888单圈读数65536（16位精度）,圈数为12位,总计数为28位（228,268435456）,如图4所示.
说明：红圈内上面的值为单圈最大计数值即单圈最大216等于65536,16位精度,可设范围1～65536,本KUBLER多圈编码器圈数固定为4096圈,精度为12位即212,所以下面与上面的比值固定为4096,设置时须注意.下面为最大计数值228.设定范围为单圈设定值X4096.
3.3 编码器预置值的设定
选择32位模板,当MSB等于1（如上图Presetcontrol）即第31位为1时（上升延触发）时,0~30位中所设置的预置值生效.选择16位模板如上图下半部分.
以下为多圈KUBLER编码器实例 ,其中PQD256为输出编码器预置值格式如下：
2#1000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 0110,其中MSB等于1使能预置值70,
DW#16# 80000046十六进制预置70.如图5所示.
图5预置值的设定
说明：PIW260和PIW262为编码器输出的即时转数RPM/MIN.
结束语
近几年来随着计算机、控制、通信、网络等技术的飞速发展,带来了自动控制领域一场新革命.推动工业自动化技术的进一步发展,加强技术创新,实现产业化,解决国民经济发展面临的深层问题,进一步提高国民经济整体素质和综合国力,实现跨越式发展.