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【摘要】介绍了位置检测传感器---绝对值编码器的原理及特点，并介绍了一种在PLC控制系统中，将编码器的格雷编码转换为二进制编码的一种运算方法及其在位置检测中的应用。实践证明该方法简单、准确。
【关键词】绝对值编码器；格雷码；PLC
一、前言
在随动位置控制系统和位移检测中，系统要控制的量有线位移或角位移。需要检测的角度装置较多，如自整角机，旋转变压器和感应同步机等，而对于旋转物体角位移的测量，旋转编码器是必不可少的。旋转编码器是直接将角位移转换成数字信号，它分为增量式和绝对值式两种。根据其结构特点，为了减少输出的数字量信号的错误几率，一般采用格雷码形式输出。格雷码编码的特点是：相邻的两个码组之间只有一位不同。比其它编码同时改变两位或多位的情况更可靠，减少出错的可能性。在实际的控制系统中，必须将检测到的格雷码转换成二进制码进行运算。转换的方法有硬件转换和软件转换两种。软件转换又有公式法（根据卡诺图建立一个二进制到格雷码的每一位公式）和查表法（建立一个格雷码与二进制的对应表）两种。在PLC控制系统使用绝对值编码器时，有的PLC的指令系统有格雷码到二进制数转换的指令，但有的PLC没有此种指令，这时可以采用硬件电路转换为二进制编码后再输入到PLC中，但增加了系统的成本，也可以采用查表法，但用的存储空间较多。这里介绍了一种利用PLC现有的指令系统完成格雷码到二进制码转换的简单方法。此方法与前面所述方法相比，转换方法简单、运行速度快。
二、转换原理
通过格雷码和二进制码对照表，不难发现格雷码转换成二进制码的规律。
将一个字节（8位）格雷码分为高4位和低4位，低4位的循环规律是：第一次以0、1、3、2、6、7、5、4、C、D、F、E、A、B、9、8顺序变化，对应的二进制编码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，它们之间是一一对应的，而下一次是以8、9、B、A…1、0反顺序变化。高四位的变化规律与低四位相同，根据此种变化规律，可以得出格雷码到二进制编码的运算公式：
H=H高*16+H低（1）
H=H高*16+（F-H低）（2）
当H高为偶数时用公式（1），当H高为奇数时，用公式（2）
其中H高：高四位格雷碼对应的二进制码
H低：低四位格雷码对应的二进制码
H：一个字节（8位）转换的结果
注意：在超过8位时，高字节用相同的方法运算。
三、转换方法
在编写PLC程序时此方法可以作为一个子程序，需要时进行调用，但主程序中应有初始化程序，即，将4位格雷码对应的二进制数送到连续的16个字中，以供子程序查表用。
注意：流程图中所示的D××均为16位的储存器
其中：D0：待转换的格雷码
D100：转换完成的二进制编码
其余的D10，D20，D30，D50为运算中间过程的储存器。
【参考文献】
[1]三菱可编程控制器FX2N编程手册.三菱电机
[2]阮友德.电气控制与PLC实训教程[M].北京：人民邮电出版社，2006.
[3]王兆义.小型可编程控制器实用技术[M].北京：机械工业出版社，2003.
[4]刘福禄.现代电气控制技术[M].大连：大连理工大学出版社，2014.
作者简介：刘福禄，（1964-），男，重庆垫江人，重庆工贸职业技术学院副教授，主要研究方向：自动控制技术。
【关键词】绝对值编码器；格雷码；PLC
一、前言
在随动位置控制系统和位移检测中，系统要控制的量有线位移或角位移。需要检测的角度装置较多，如自整角机，旋转变压器和感应同步机等，而对于旋转物体角位移的测量，旋转编码器是必不可少的。旋转编码器是直接将角位移转换成数字信号，它分为增量式和绝对值式两种。根据其结构特点，为了减少输出的数字量信号的错误几率，一般采用格雷码形式输出。格雷码编码的特点是：相邻的两个码组之间只有一位不同。比其它编码同时改变两位或多位的情况更可靠，减少出错的可能性。在实际的控制系统中，必须将检测到的格雷码转换成二进制码进行运算。转换的方法有硬件转换和软件转换两种。软件转换又有公式法（根据卡诺图建立一个二进制到格雷码的每一位公式）和查表法（建立一个格雷码与二进制的对应表）两种。在PLC控制系统使用绝对值编码器时，有的PLC的指令系统有格雷码到二进制数转换的指令，但有的PLC没有此种指令，这时可以采用硬件电路转换为二进制编码后再输入到PLC中，但增加了系统的成本，也可以采用查表法，但用的存储空间较多。这里介绍了一种利用PLC现有的指令系统完成格雷码到二进制码转换的简单方法。此方法与前面所述方法相比，转换方法简单、运行速度快。
二、转换原理
通过格雷码和二进制码对照表，不难发现格雷码转换成二进制码的规律。
将一个字节（8位）格雷码分为高4位和低4位，低4位的循环规律是：第一次以0、1、3、2、6、7、5、4、C、D、F、E、A、B、9、8顺序变化，对应的二进制编码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，它们之间是一一对应的，而下一次是以8、9、B、A…1、0反顺序变化。高四位的变化规律与低四位相同，根据此种变化规律，可以得出格雷码到二进制编码的运算公式：
H=H高*16+H低（1）
H=H高*16+（F-H低）（2）
当H高为偶数时用公式（1），当H高为奇数时，用公式（2）
其中H高：高四位格雷碼对应的二进制码
H低：低四位格雷码对应的二进制码
H：一个字节（8位）转换的结果
注意：在超过8位时，高字节用相同的方法运算。
三、转换方法
在编写PLC程序时此方法可以作为一个子程序，需要时进行调用，但主程序中应有初始化程序，即，将4位格雷码对应的二进制数送到连续的16个字中，以供子程序查表用。
注意：流程图中所示的D××均为16位的储存器
其中：D0：待转换的格雷码
D100：转换完成的二进制编码
其余的D10，D20，D30，D50为运算中间过程的储存器。
【参考文献】
[1]三菱可编程控制器FX2N编程手册.三菱电机
[2]阮友德.电气控制与PLC实训教程[M].北京：人民邮电出版社，2006.
[3]王兆义.小型可编程控制器实用技术[M].北京：机械工业出版社，2003.
[4]刘福禄.现代电气控制技术[M].大连：大连理工大学出版社，2014.
作者简介：刘福禄，（1964-），男，重庆垫江人，重庆工贸职业技术学院副教授，主要研究方向：自动控制技术。