Encoder Autonics E40H8-360-3-T-24-C 360 P/R 12-24V 8mm

Autonics E40H8-360-3-T-24-C là encoder vòng quay tương đối dạng trục rỗng, có đường kính thân 40 mm và lỗ trục xuyên Ø8 mm. Encoder tạo 360 xung trên mỗi vòng quay, cung cấp ba pha ngõ ra A, B và Z để PLC, bộ đếm hoặc bộ điều khiển xác định tốc độ, vị trí tương đối, chiều quay và điểm tham chiếu của cơ cấu.

Model sử dụng ngõ ra Totem Pole, nguồn cấp 12–24 VDC và cáp ra theo hướng xuyên tâm có đầu nối. Thiết kế trục rỗng cho phép đưa trực tiếp trục máy xuyên qua encoder, giúp giảm số lượng khớp nối và thuận tiện lắp đặt tại các vị trí có không gian hạn chế.

Thông số kỹ thuật Autonics E40H8-360-3-T-24-C

Các thông số chính như lỗ trục Ø8 mm, độ phân giải 360 P/R, tần số 300 kHz, tốc độ 5.000 vòng/phút, ba pha A/B/Z, nguồn 12–24 VDC, ngõ ra Totem Pole và IP50 được Autonics công bố trực tiếp trên trang của đúng model. Product Manual E40 bổ sung thông tin về dòng tiêu thụ, cáp, đầu nối, khả năng chịu rung, sốc và cách điện.

Lưu ý về trọng lượng

Trang model ghi trọng lượng khoảng 120 g và đồng thời chú thích rằng giá trị trọng lượng có thể bao gồm bao bì. Vì vậy, nếu cần tính tải trọng chính xác cho cơ cấu quay hoặc vận chuyển, nên kiểm tra lại sản phẩm thực tế hoặc dữ liệu CAD mới nhất của hãng.

Ý nghĩa mã E40H8-360-3-T-24-C

Hậu tố C là điểm cần kiểm tra khi thay thế. Model E40H8-360-3-T-24-C sử dụng cáp hướng tâm có đầu nối, trong khi E40H8-360-3-T-24 không có hậu tố C là loại cáp hướng tâm đi liền. Hai model có cùng thông số xung, nguồn và kiểu ngõ ra nhưng cách kết nối dây khác nhau.

Nguyên lý hoạt động của encoder E40H8-360-3-T-24-C

E40H8-360-3-T-24-C là encoder quang tương đối. Khi trục máy quay, đĩa mã bên trong encoder quay theo. Hệ thống phát và thu ánh sáng đọc các khe trên đĩa mã rồi chuyển chúng thành chuỗi xung điện ở các ngõ ra A, B và Z.

Encoder tương đối không lưu một giá trị vị trí tuyệt đối sau khi mất nguồn. PLC hoặc bộ đếm phải đếm số xung kể từ một điểm tham chiếu để xác định vị trí hiện tại. Nếu hệ thống cần biết chính xác vị trí ngay sau khi bật nguồn mà không thực hiện chạy về gốc, cần xem xét encoder tuyệt đối.

Chức năng của các pha A, B và Z

Pha A dùng để đếm xung và tính tốc độ

Pha A phát 360 chu kỳ xung trong mỗi vòng quay. PLC có thể đếm số xung trong một khoảng thời gian để tính tốc độ hoặc cộng dồn xung để xác định lượng dịch chuyển của cơ cấu.

Pha B dùng để xác định chiều quay

Pha B cũng tạo 360 xung mỗi vòng nhưng lệch pha so với pha A. Bộ đếm tốc độ cao có thể so sánh thứ tự xuất hiện của hai tín hiệu để xác định trục đang quay thuận hay quay ngược.

Chiều quay hiển thị phụ thuộc vào hướng quan sát, cách lắp encoder và cấu hình bộ đếm. Sau khi lắp, cần quay thử theo hướng mong muốn và kiểm tra giá trị đếm tăng hay giảm trước khi vận hành máy.

Pha Z dùng làm điểm tham chiếu

Pha Z thường được sử dụng làm xung mốc cho mỗi vòng quay. PLC có thể dùng tín hiệu này để xác định vị trí gốc, đồng bộ chu kỳ hoặc kiểm tra sai lệch của quá trình đếm.

Pha Z không biến encoder tương đối thành encoder tuyệt đối. Khi mất nguồn, hệ thống vẫn có thể phải thực hiện chu trình tìm gốc tùy theo thiết kế điều khiển.

360 P/R tương ứng với độ phân giải bao nhiêu?

Độ phân giải 360 P/R có nghĩa pha A tạo ra 360 chu kỳ xung khi trục quay đủ một vòng. Góc cơ khí tương ứng với mỗi chu kỳ xung là:

360° ÷ 360 = 1° trên mỗi xung.

Nếu bộ đếm chỉ đọc một cạnh của pha A, giá trị nhận được là 360 count/vòng. Nếu PLC hỗ trợ giải mã hai pha A/B với chế độ nhân bốn, hệ thống có thể đếm cả cạnh lên và cạnh xuống của hai pha, tương đương:

360 × 4 = 1.440 count/vòng.

Khi đó độ chia lý thuyết theo bộ đếm là:

360° ÷ 1.440 = 0,25°/count.

Cần phân biệt rõ 360 P/R là độ phân giải quang được hãng công bố, còn 1.440 count/vòng là kết quả giải mã nhân bốn của bộ đếm. Không nên ghi encoder là 1.440 P/R khi lập danh mục hoặc đặt hàng.

Giới hạn tốc độ của E40H8-360-3-T-24-C

Autonics đưa ra hai giới hạn riêng biệt:

• Tần số đáp ứng tối đa: 300 kHz.
• Tốc độ quay cơ khí cho phép tối đa: 5.000 vòng/phút.

Theo công thức của hãng:

Tốc độ đáp ứng tối đa = tần số đáp ứng ÷ độ phân giải × 60

Với độ phân giải 360 P/R:

300.000 ÷ 360 × 60 = 50.000 vòng/phút.

Tuy nhiên, kết quả 50.000 vòng/phút chỉ là giới hạn tính theo tần số điện. Tốc độ cơ khí cho phép của model chỉ là 5.000 vòng/phút, vì vậy tốc độ vận hành thực tế không được vượt quá 5.000 vòng/phút. Autonics yêu cầu giá trị tốc độ tính theo tần số phải được so sánh với tốc độ quay cho phép và sử dụng giới hạn thấp hơn.

Tại 5.000 vòng/phút, tần số xung trên mỗi pha là:

360 × 5.000 ÷ 60 = 30.000 Hz, tương đương 30 kHz.

Do đó, đầu vào bộ đếm của PLC cần hỗ trợ tối thiểu tần số xung thực tế của ứng dụng. Nên để thêm khoảng dự phòng thay vì chọn module có giới hạn đúng bằng tần số tính toán.

Ngõ ra Totem Pole là gì?

Totem Pole, còn được gọi là push-pull, sử dụng tầng transistor có khả năng chủ động đưa tín hiệu ngõ ra lên mức cao và kéo xuống mức thấp. Khác với ngõ ra NPN mạch thu hở chỉ chủ động kéo tín hiệu xuống 0 V, Totem Pole có thể tạo cả hai trạng thái điện áp ở ngõ ra.

Catalog E40 của Autonics công bố ngõ ra Totem Pole có dòng kéo vào tối đa 30 mA, dòng đẩy ra tối đa 10 mA và điện áp dư tối đa 0,4 VDC.

Totem Pole có đấu được với mọi PLC không?

Không nên mặc định ngõ ra Totem Pole đấu được với mọi đầu vào xung. Cần kiểm tra:

• Điện áp cho phép của đầu vào PLC.
• Ngưỡng ON và OFF của đầu vào.
• Kiểu đầu vào source, sink hoặc hai chiều.
• Tần số đếm tối đa.
• Dòng điện mà đầu vào yêu cầu.
• Khả năng nhận tín hiệu A/B hai pha và pha Z.

Encoder được cấp 12–24 VDC nên mức tín hiệu ngõ ra cũng phải được xem xét theo nguồn encoder. Không nối trực tiếp vào một mạch chỉ nhận tín hiệu 5 V nếu chưa có xác nhận từ tài liệu của module hoặc chưa sử dụng mạch chuyển mức phù hợp.

Có thể đấu encoder vào đầu vào PLC thông thường không?

Đầu vào số thông thường có thể đọc được trạng thái chậm nhưng thường không phù hợp để đếm xung tốc độ cao. Khi cần đo tốc độ, chiều quay hoặc vị trí, nên sử dụng:

• Ngõ vào bộ đếm tốc độ cao của CPU.
• Module high-speed counter.
• Module định vị có hỗ trợ encoder A/B/Z.
• Bộ đếm hoặc bộ hiển thị xung chuyên dụng.

Kết nối cáp và đầu nối M17

Phiên bản có hậu tố C sử dụng đoạn cáp encoder dài khoảng 250 mm, đầu ra bằng giắc M17 6 chân. Cáp của encoder là cáp chống nhiễu Ø5 mm, 5 lõi, sử dụng dây AWG24.

Cáp nối M17 được Autonics bán riêng với các model:

Autonics chỉ định dòng cáp CID6S cho các model Totem Pole, NPN mạch thu hở và điện áp ngõ ra sử dụng đầu M17 6 chân. Model Line Driver dùng đầu M17 9 chân và cáp CID9S, vì vậy không được chọn nhầm hai loại cáp.

Không đấu dây chỉ dựa vào màu

Khi thi công, cần kiểm tra pinout của đúng Product Manual và đúng cáp CID6S. Không nên suy đoán chức năng chân từ một encoder khác dù cùng hãng hoặc cùng số lõi, vì thứ tự chân có thể khác theo kiểu ngõ ra và loại đầu nối.

Cách lắp encoder trục rỗng E40H8

Kiểm tra đúng đường kính trục Ø8 mm

Lỗ xuyên của encoder có đường kính Ø8 mm. Trục máy phải có kích thước và dung sai phù hợp. Không ép encoder lên trục quá lớn, không mài hoặc khoan mở rộng lỗ encoder.

Đưa encoder trực tiếp lên trục máy

Khác với encoder dạng trục E40S cần sử dụng khớp nối, E40H là loại trục rỗng. Trục của máy đi xuyên qua lỗ encoder, sau đó thân encoder được giữ bằng giá lắp đi kèm. Thiết kế này giúp giảm chiều dài cụm lắp và phù hợp với vị trí hẹp. Autonics mô tả E40H Series là encoder trục rỗng thân Ø40 mm, có mô-men quán tính thấp và dễ lắp tại khu vực hạn chế không gian.

Không cố định cứng cả trục và thân encoder

Giá đỡ cần giữ thân encoder không quay theo trục nhưng vẫn phải cho phép bù một lượng sai lệch cơ khí nhỏ. Nếu khóa cứng thân encoder theo cách tạo ứng suất, vòng bi và trục bên trong có thể chịu tải không mong muốn.

Tránh tải hướng kính và tải dọc trục

Encoder dùng để đo chuyển động, không phải ổ đỡ cho trục máy. Cần bảo đảm trục được đỡ bằng vòng bi riêng và không truyền lực rung, tải dọc trục hoặc tải hướng kính quá mức vào encoder.

Không tác động lực khi lắp

Không dùng búa đóng encoder vào trục và không kéo thân encoder bằng cáp. Mô-men khởi động của model chỉ tối đa khoảng 0,0049 N·m, cho thấy cơ cấu quay bên trong được thiết kế để hoạt động nhẹ chứ không chịu tải cơ khí lớn.

Kiểm tra chiều quay sau khi lắp

Sau khi hoàn tất lắp cơ khí, quay trục bằng tay ở tốc độ thấp và kiểm tra:

• Encoder quay nhẹ, không bị kẹt.
• Giá đỡ không bị xoắn.
• Cáp không bị kéo căng.
• Giá trị đếm tăng và giảm đúng chiều.
• Pha Z xuất hiện ổn định mỗi vòng.

Lưu ý chống nhiễu khi sử dụng encoder

Product Manual E40 yêu cầu tách dây encoder khỏi đường điện áp cao và dây động lực. Khi sử dụng gần biến tần, servo, bộ nguồn switching hoặc thiết bị tạo nhiễu, cần nối lớp shield về F.G. và giữ chiều dài dây ngắn nhất có thể.

Khi sử dụng nguồn switching, Autonics khuyến nghị nối đất chân F.G. của nguồn và có thể sử dụng tụ chống nhiễu giữa 0 V và F.G. theo hướng dẫn hệ thống. Không nên nối shield tùy tiện ở cả hai đầu nếu việc đó tạo vòng dòng đất; cần tuân theo thiết kế nối đất chung của máy.

Các nguyên tắc thực tế gồm:

• Không đi chung cáp encoder với dây động cơ hoặc dây đầu ra biến tần.
• Nếu phải giao nhau, nên giao cắt gần vuông góc.
• Sử dụng cáp nối chính hãng hoặc cáp có thông số tương đương.
• Không nối dài bằng dây điện thông thường không có shield.
• Đặt module đếm tốc độ cao gần encoder khi có thể.
• Nối 0 V của encoder và bộ điều khiển theo đúng sơ đồ.
• Kiểm tra dạng xung bằng oscilloscope nếu tín hiệu đếm không ổn định.

Ứng dụng của Autonics E40H8-360-3-T-24-C

Đo tốc độ động cơ và trục quay

PLC có thể đếm xung trong một khoảng thời gian để tính số vòng/phút. Với 360 P/R, mỗi vòng tạo 360 chu kỳ xung trên pha A, phù hợp với nhiều hệ thống giám sát tốc độ máy.

Xác định chiều quay

Hai pha A và B cho phép bộ đếm nhận biết trục quay thuận hay nghịch. Chức năng này hữu ích với bàn xoay, trục vít, cơ cấu nâng hạ và máy cuốn vật liệu.

Điều khiển chiều dài băng tải

Encoder có thể được lắp lên con lăn hoặc trục dẫn động để chuyển chuyển động quay thành số xung. PLC dựa trên đường kính con lăn và số xung để tính quãng đường băng tải đã di chuyển.

Máy đóng gói và máy cắt theo chiều dài

Số xung encoder có thể dùng để xác định chiều dài màng, giấy, dây hoặc vật liệu đã được cấp. Khi đạt giá trị đặt trước, PLC kích hoạt dao cắt hoặc cơ cấu đóng gói.

Điều khiển bàn xoay

Với độ chia cơ bản 1° trên mỗi xung pha A, encoder phù hợp cho các hệ thống cần giám sát góc quay tương đối. Nếu bộ đếm dùng chế độ nhân bốn, độ chia lý thuyết có thể đạt 0,25°/count.

Đồng bộ nhiều cơ cấu

Tín hiệu encoder có thể được sử dụng làm trục master để đồng bộ tốc độ giữa băng tải, trục kéo, máy in, cơ cấu cấp liệu hoặc máy dán nhãn.

Giám sát trượt hoặc đứt truyền động

PLC có thể so sánh tốc độ encoder với tốc độ đặt của động cơ. Nếu động cơ đang chạy nhưng encoder không phát xung hoặc tốc độ thấp bất thường, hệ thống có thể cảnh báo trượt đai, đứt xích hoặc kẹt cơ cấu.

Xác định điểm gốc theo pha Z

Pha Z có thể làm tín hiệu tham chiếu một vòng, hỗ trợ máy tìm điểm chuẩn hoặc đồng bộ chu kỳ. Với ứng dụng cần độ an toàn hoặc độ chính xác cao, cần bổ sung cảm biến home độc lập và kiểm tra logic điều khiển phù hợp.

So sánh E40H, E40S và E40HB

E40H8-360-3-T-24-C phải được phân biệt với E40S8-360-3-T-24-C. E40H8 có lỗ trục trong Ø8 mm, còn E40S8 có trục đặc ngoài Ø8 mm. Hai model có cùng độ phân giải, nguồn và kiểu ngõ ra nhưng kết cấu cơ khí hoàn toàn khác nhau.

E40HB8-360-3-T-24-C là phiên bản trục rỗng mù. Hình dáng gần giống nhưng trục máy không đi xuyên hoàn toàn qua encoder như E40H. Cần kiểm tra bản vẽ cơ khí trước khi thay thế.

So sánh các kiểu ngõ ra của E40 Series

E40H8-360-3-T-24-C là bản Totem Pole ba pha A/B/Z. Không được nhầm với model Line Driver sáu pha, vì model Line Driver sử dụng đầu M17 9 chân và bộ nhận tín hiệu phải tương thích RS-422A.

Khi nào nên chọn E40H8-360-3-T-24-C?

• Trục máy có đường kính Ø8 mm.
• Cần encoder trục rỗng xuyên.
• Không gian lắp đặt hạn chế.
• Cần độ phân giải 360 xung/vòng.
• Cần hai pha A/B để xác định chiều quay.
• Cần thêm pha Z làm điểm tham chiếu.
• Hệ thống sử dụng nguồn 12–24 VDC.
• Đầu vào PLC tương thích ngõ ra Totem Pole.
• Tốc độ trục không vượt quá 5.000 vòng/phút.
• Môi trường lắp trong nhà, không có nước và bụi vượt khả năng IP50.
• Muốn sử dụng đầu nối M17 để tháo lắp và bảo trì thuận tiện.

Khi nào không nên chọn model này?

• Trục máy không phải Ø8 mm.
• Cần encoder trục đặc hoặc trục rỗng mù.
• Cần biết vị trí tuyệt đối ngay sau khi cấp nguồn.
• Cần độ phân giải cao hơn 360 P/R.
• Đầu vào chỉ hỗ trợ Line Driver RS-422.
• Điện áp đầu vào chỉ cho phép 5 V.
• Tốc độ trục vượt quá 5.000 vòng/phút.
• Môi trường có nước, dầu, bụi mịn hoặc yêu cầu cấp bảo vệ cao hơn IP50.
• Cần thiết bị có chức năng an toàn để bảo vệ người.

Lưu ý khi sử dụng E40H8-360-3-T-24-C

Không cấp sai điện áp

Model sử dụng nguồn 12–24 VDC ±5%. Không cấp 5 VDC rồi mặc định encoder vẫn hoạt động, đồng thời tuyệt đối không cấp trực tiếp nguồn AC hoặc điện áp cao hơn giới hạn của hãng.

Không vượt tốc độ 5.000 vòng/phút

Tần số đáp ứng 300 kHz không có nghĩa encoder có thể quay đến 50.000 vòng/phút. Giới hạn cơ khí của model là 5.000 vòng/phút.

IP50 không phải chống nước

Cấp IP50 bảo vệ hạn chế trước bụi có kích thước lớn nhưng không có mức bảo vệ chống nước. Không nên lắp encoder tại nơi bị nước, dầu làm mát hoặc dung dịch vệ sinh phun trực tiếp.

Không dùng encoder làm thiết bị an toàn duy nhất

E40H8-360-3-T-24-C là thiết bị đo xung điều khiển thông thường. Không sử dụng tín hiệu encoder làm phương tiện duy nhất để bảo vệ người, dừng khẩn cấp hoặc ngăn máy vượt tốc trong ứng dụng an toàn.

Không tháo rời encoder

Việc tự tháo vỏ, khoan, gia công lỗ trục hoặc sửa chữa mạch bên trong có thể làm sai lệch đĩa quang, giảm cấp bảo vệ và mất độ chính xác.

Câu hỏi thường gặp về E40H8-360-3-T-24-C

E40H8-360-3-T-24-C có bao nhiêu xung?

Encoder có độ phân giải 360 P/R, nghĩa là pha A tạo 360 chu kỳ xung trên mỗi vòng quay. Khi PLC giải mã A/B nhân bốn, có thể thu được 1.440 count/vòng, nhưng mã encoder vẫn là 360 P/R.

Encoder có xác định được chiều quay không?

Có. Hai pha A và B lệch pha cho phép bộ đếm tốc độ cao xác định chiều quay. PLC phải hỗ trợ đầu vào encoder hai pha hoặc chế độ quadrature.

Pha Z dùng để làm gì?

Pha Z thường dùng làm xung mốc một vòng để tìm điểm tham chiếu, đồng bộ chu kỳ hoặc kiểm tra bộ đếm.

Encoder dùng nguồn 24 VDC được không?

Có. Model được thiết kế cho nguồn 12–24 VDC ±5%, với độ gợn nguồn tối đa 5% P-P.

Đầu nối của encoder là M12 hay M17?

Phiên bản Totem Pole có hậu tố C sử dụng đầu nối M17 6 chân, không phải M12. Cáp nối phù hợp là dòng CID6S của Autonics.

Cáp nối có đi kèm encoder không?

Trang model chỉ liệt kê giá lắp là phụ kiện kèm theo, còn Product Manual ghi cáp M17 CID6S là phụ kiện bán riêng. Khi đặt hàng cần kiểm tra và đặt thêm chiều dài cáp phù hợp.

Encoder có đấu trực tiếp vào PLC được không?

Có thể đấu trực tiếp nếu đầu vào PLC hỗ trợ điện áp, kiểu Totem Pole và tần số xung tương ứng. Cần sử dụng đầu vào bộ đếm tốc độ cao, không chỉ dựa vào đầu vào số thông thường.

E40H8 và E40S8 khác nhau thế nào?

E40H8 là trục rỗng Ø8 mm, còn E40S8 là encoder có trục đặc Ø8 mm. E40S cần khớp nối, trong khi E40H lắp trực tiếp lên trục máy.

Tại sao PLC bị mất xung?

Các nguyên nhân thường gặp gồm đầu vào không đủ nhanh, cấu hình sai chế độ A/B, cáp đi gần biến tần, nối shield chưa đúng, dây quá dài, nguồn bị nhiễu, tiếp xúc đầu nối kém hoặc tốc độ xung vượt khả năng của module.

Tài liệu cần kiểm tra trước khi lắp đặt

• Trang thông số đúng model E40H8-360-3-T-24-C.
• Product Manual E40S/H/HB Series phiên bản mới nhất.
• Bản vẽ CAD đúng model E40H8.
• Pinout đầu nối M17 6 chân.
• Manual cáp CID6S.
• Manual đầu vào tốc độ cao của PLC.
• Giới hạn tần số và chế độ đếm A/B/Z của module.
• Thiết kế nối đất và chống nhiễu của tủ điện.

Autonics lưu ý thông số và kích thước có thể được thay đổi nhằm cải tiến sản phẩm. Trước khi gia công giá lắp hoặc sản xuất máy hàng loạt, cần kiểm tra lại bản vẽ CAD và tài liệu hiện hành của đúng model.

Thông tin đặt hàng E40H8-360-3-T-24-C

• Tên sản phẩm: Encoder vòng quay tương đối Autonics.
• Mã sản phẩm: E40H8-360-3-T-24-C.
• Kiểu trục: trục rỗng xuyên.
• Đường kính trong trục: Ø8 mm.
• Đường kính thân: Ø40 mm.
• Độ phân giải: 360 P/R.
• Pha ngõ ra: A, B, Z.
• Kiểu ngõ ra: Totem Pole.
• Nguồn cấp: 12–24 VDC ±5%.
• Tần số đáp ứng tối đa: 300 kHz.
• Tốc độ quay tối đa: 5.000 vòng/phút.
• Kiểu kết nối: cáp hướng tâm có đầu nối.
• Đầu nối: M17 6 chân.
• Cáp nối bán riêng: CID6S-2, CID6S-5, CID6S-10 hoặc CID6S-15.
• Cấp bảo vệ: IP50.
• Phụ kiện kèm theo: giá lắp.

Khi yêu cầu báo giá, khách hàng nên cung cấp đầy đủ mã E40H8-360-3-T-24-C, số lượng, chiều dài cáp CID6S, mã PLC hoặc module đếm tốc độ cao, tốc độ trục và yêu cầu đếm một pha hay hai pha để kiểm tra khả năng tương thích.

Liên hệ

Công ty Hải Phòng Tech chuyên cung cấp các sản phẩm AUTONICS. Quý khách vui lòng liên hệ Hải Phòng Tech để nhận được báo giá ưu đãi nhất.