实现两个编码器输入控制，核心是 “硬件选型接线 + 信号采集 + 软件逻辑处理”，需根据编码器类型（增量式 / 绝对式）、控制器型号（PLC / 单片机 / 运动控制器）和控制需求（计数、测速、定位、联动等）设计方案。以下是通用实现步骤、分场景案例及关键注意事项，新手可直接参考落地：
一、前期准备：明确核心参数（避免选型 / 接线错误）
1. 编码器关键参数确认
| 参数 | 选型 / 确认要点 |
|---|---|
| 类型 | 增量式（常用，输出 A/B/Z 三相脉冲，需计数；成本低）或绝对式（输出位置编码，断电保位；成本高） |
| 信号形式 | 集电极开路（NPN/PNP）、差分信号（RS422，抗干扰强，长距离）、推挽输出 |
| 分辨率 | 每转脉冲数（PPR），如 1024PPR（转 1 圈输出 1024 个 A/B 脉冲），影响控制精度 |
| 电源电压 | 通常 5V/12V/24V，需与控制器 IO 口兼容 |
2. 控制器选择（主流方案）
3. 控制需求明确
二、通用实现步骤（以 “PLC + 增量式编码器” 为例，最常用场景）
步骤 1：硬件选型与接线（核心！避免信号丢失 / 干扰）
以 三菱 FX5U PLC（带 2 路高速计数器）+ 2 个 NPN 集电极开路增量式编码器（5V 供电，A/B 相） 为例：
（1）接线原则
（2）具体接线表（FX5U PLC）
| 编码器 1（X 轴） | 编码器 2（Y 轴） | PLC 高速计数器端子 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| VCC（5V） | VCC（5V） | 外部 5V 电源 + | 编码器电源正极 |
| GND | GND | 外部 5V 电源 - + PLC GND | 共地（关键！） |
| A 相 | A 相 | X0（HSC1_A） | 高速计数器 1 A 相输入 |
| B 相 | B 相 | X1（HSC1_B） | 高速计数器 1 B 相输入 |
| Z 相（可选） | Z 相（可选） | X2（HSC1_Z） | 高速计数器 1 零位信号 |
| - | - | X3（HSC2_A） | 高速计数器 2 A 相输入（编码器 2 A 相） |
| - | - | X4（HSC2_B） | 高速计数器 2 B 相输入（编码器 2 B 相） |
| - | - | X5（HSC2_Z） | 高速计数器 2 零位信号（编码器 2 Z 相） |
✅ 不同 PLC 端子定义不同：
步骤 2：控制器参数配置（以 S7-1200 PLC 为例，TIA Portal 软件）
需在 PLC 中启用 2 路高速计数器，配置计数模式（A/B 相正交计数，支持正反转识别）：
（1）配置高速计数器（HSC）
（2）创建数据块存储计数 / 速度值
新建全局数据块「DB_Encoder」，定义变量：
| 变量名 | 数据类型 | 说明 |
|---|---|---|
| Count1 | DINT | 编码器 1 累计脉冲数（32 位，避免溢出） |
| Count2 | DINT | 编码器 2 累计脉冲数 |
| Speed1 | REAL | 编码器 1 转速（r/min） |
| Speed2 | REAL | 编码器 2 转速（r/min） |
| Dir1 | BOOL | 编码器 1 方向（TRUE = 正转） |
| Dir2 | BOOL | 编码器 2 方向（TRUE = 正转） |
步骤 3：软件逻辑编程（核心功能实现）
根据控制需求编写程序，以下是最常用的 3 个功能示例（S7-1200 ST 语言）：
（1）功能 1：双编码器脉冲计数（正交模式）
S7-1200 的 HSC 会自动采集 A/B 相脉冲并计数，程序中直接读取计数寄存器即可：
st
// 读取编码器1计数（HSC1的计数寄存器地址为ID1000，需在HSC配置中确认） DB_Encoder.Count1 := "HSC1_CounterValue"; // 读取编码器2计数（HSC2的计数寄存器地址为ID1010） DB_Encoder.Count2 := "HSC2_CounterValue"; // 方向判断（正交计数时，HSC状态字的第0位表示方向，需参考PLC手册） DB_Encoder.Dir1 := "HSC1_StatusWord".X0; DB_Encoder.Dir2 := "HSC2_StatusWord".X0; // 软件复位计数（当I0.0按下时，计数清零） IF "I0.0" THEN "HSC1_Clear" := TRUE; // HSC1清零指令 "HSC2_Clear" := TRUE; // HSC2清零指令 ELSE "HSC1_Clear" := FALSE; "HSC2_Clear" := FALSE; END_IF;
（2）功能 2：双编码器测速（M 法测速，适合中高速）
通过固定时间内的脉冲数计算转速，公式：转速（r/min）= （单位时间脉冲数 × 60） / 编码器 PPR
st
VAR Timer1: TON; // 测速定时器（100ms采样一次） Pulse1_Temp: DINT; // 编码器1临时脉冲数 Pulse2_Temp: DINT; // 编码器2临时脉冲数 END_VAR // 100ms定时采样 Timer1(IN := TRUE, PT := T#100MS); IF Timer1.Q THEN // 计算编码器1转速（PPR=1024为例） DB_Encoder.Speed1 := (DB_Encoder.Count1 - Pulse1_Temp) * 600 / 1024; // 计算编码器2转速 DB_Encoder.Speed2 := (DB_Encoder.Count2 - Pulse2_Temp) * 600 / 1024; // 更新临时脉冲数 Pulse1_Temp := DB_Encoder.Count1; Pulse2_Temp := DB_Encoder.Count2; // 定时器复位 Timer1 := FALSE; END_IF;
✅ 说明：100ms=0.1s，60/0.1=600，公式简化为 “脉冲差 ×600/PPR”；低速场景用 T 法测速（固定脉冲数求时间），精度更高。
（3）功能 3：双编码器联动控制（如 X/Y 轴定位）
通过两个编码器的计数反馈，控制执行器（如电机）联动，示例：X 轴移动到指定脉冲数后，Y 轴启动：
st
VAR X_Target: DINT := 10000; // X轴目标脉冲数（1024PPR×10圈≈10000脉冲） Y_Target: DINT := 5000; // Y轴目标脉冲数 X_Done: BOOL; // X轴到位标志 Y_Done: BOOL; // Y轴到位标志 END_VAR // X轴到位判断（误差±10脉冲，避免抖动） X_Done := ABS(DB_Encoder.Count1 - X_Target) <= 10; // Y轴到位判断 Y_Done := ABS(DB_Encoder.Count2 - Y_Target) <= 10; // 控制逻辑：X轴到位后，Y轴启动（假设Q0.0控制X轴电机，Q0.1控制Y轴电机） IF NOT X_Done THEN "Q0.0" := TRUE; // X轴电机运行 ELSE "Q0.0" := FALSE; // X轴停止 "Q0.1" := TRUE; // Y轴启动 IF Y_Done THEN "Q0.1" := FALSE; // Y轴停止 END_IF; END_IF;
