인크리멘탈과 앱솔루트 엔코더 차이｜위치제어 비교

인크리멘탈과 앱솔루트 엔코더 차이는 상대 위치와 절대 위치를 검출하는 방식에 있습니다. 두 엔코더의 위치제어 원리와 전원 차단 시 차이, A·B·Z상, Single-turn·Multi-turn 및 선택 기준을 비교합니다.

인크리멘탈과 앱솔루트 엔코더 차이는 무엇일까?

인크리멘탈 엔코더(Incremental Encoder)와 앱솔루트 엔코더(Absolute Encoder)는 모두 모터나 회전축의 위치와 움직임을 전기적 정보로 변환하지만 위치를 표현하는 방식에서 큰 차이가 있습니다. 인크리멘탈 방식은 축이 움직일 때 발생하는 Pulse를 제어기가 증가·감소시키며 기준점으로부터의 상대 위치를 계산합니다. 따라서 현재 위치는 이전까지 누적된 Count와 기준위치에 의해 결정됩니다. 반면 앱솔루트 방식은 회전축의 각 위치에 대응하는 고유한 Position Value를 출력하여 현재 위치를 직접 확인할 수 있습니다. 쉽게 말해 인크리멘탈 방식은 기준점에서 몇 Count 움직였는가를 계산하는 방식이고, 앱솔루트 방식은 현재 축이 어느 위치에 있는가를 위치 데이터로 알려주는 방식입니다. 두 방식 모두 위치제어와 속도측정에 사용할 수 있지만 장비의 기동방식, 원점복귀 필요성, 제어기 인터페이스와 요구되는 위치관리 수준에 따라 적합한 방식이 달라집니다.

A·B·Z상과 절대 위치 데이터는 어떻게 다를까?

일반적인 인크리멘탈 엔코더는 A상과 B상의 Quadrature Pulse를 이용해 이동량과 회전방향을 판단합니다. A상과 B상은 약 90°의 전기적 위상차를 가지며 어떤 신호가 먼저 변하는지에 따라 정회전과 역회전을 구분할 수 있습니다. Z상은 보통 한 회전에 한 번 발생하는 Index Pulse로 원점이나 기준위치를 설정하는 데 활용됩니다. 제어기는 A·B상의 Edge를 Count하여 상대적인 위치를 계산하므로 PPR과 Counting 방식이 위치 분해능에 직접 영향을 줍니다. 반면 앱솔루트 엔코더는 각 위치에 대응하는 디지털 데이터를 제공합니다. Parallel Interface를 사용하는 제품도 있지만 산업용 시스템에서는 SSI, BiSS, CANopen 또는 Industrial Ethernet 계열 통신 등을 통해 위치정보를 전달하는 제품이 사용됩니다. 따라서 앱솔루트 방식에서는 단순 Pulse 입력보다 통신 프로토콜과 데이터 구조의 호환성이 중요할 수 있습니다. 두 엔코더의 차이는 단순히 출력선 개수보다 위치정보가 생성되고 제어기에 전달되는 방식에서 이해해야 합니다.

전원이 꺼졌다 켜지면 위치정보는 어떻게 달라질까?

두 방식의 차이가 가장 분명하게 나타나는 상황 중 하나가 장비의 전원 차단과 재기동입니다. 인크리멘탈 엔코더 자체는 현재 절대 위치를 고유한 코드로 기억하는 방식이 아니므로 PLC나 Controller의 Count가 초기화되면 이전 위치를 그대로 판단하기 어렵습니다. 이 때문에 장비 기동 후 Home Sensor와 Z상 등을 이용하여 기준위치를 다시 설정하는 Homing 과정이 사용됩니다. 물론 제어기의 Retentive Memory 등을 활용해 Count를 저장할 수도 있지만 전원이 차단된 상태에서 축이 외력으로 움직였다면 저장된 값과 실제 위치가 달라질 수 있습니다. 앱솔루트 엔코더는 전원이 다시 공급되었을 때 현재 축 위치에 대응하는 절대값을 읽을 수 있어 이러한 문제를 줄일 수 있습니다. 다만 Multi-turn 엔코더가 전원 차단 중 발생한 여러 회전까지 추적하는 방식은 제품마다 다르므로 사양 확인이 필요합니다. 따라서 앱솔루트 엔코더는 전원이 없어도 계속 PLC에 위치를 보낸다고 이해하는 것은 정확하지 않습니다.

위치제어에서는 어떤 엔코더를 선택해야 할까?

엔코더 선택은 앱솔루트 방식이 항상 더 좋거나 인크리멘탈 방식이 항상 경제적이라는 단순한 기준으로 결정하기 어렵습니다. 컨베이어 속도측정, 길이측정 또는 기준점 이후의 상대적인 이동량만 필요한 설비에서는 Incremental Encoder가 효율적인 선택이 될 수 있습니다. PLC에서는 High-Speed Counter를 이용해 A·B Pulse를 빠르게 처리할 수 있으며 구조도 비교적 단순합니다. 반면 산업용 로봇, 자동창고, 회전 테이블, 다축 위치제어처럼 전원 재투입 후에도 현재 위치를 신속하게 확인해야 하는 시스템에서는 Absolute Encoder가 유리할 수 있습니다. 이때 Single-turn과 Multi-turn 범위, Resolution, Accuracy, 통신방식도 함께 검토해야 합니다. 또한 엔코더의 분해능이 높다고 해서 기계 전체의 위치정확도가 자동으로 높아지는 것은 아닙니다. 기어 Backlash, 축의 유격, 설치오차와 제어기의 성능까지 영향을 미치기 때문입니다. 결국 두 엔코더의 선택은 상대 위치와 절대 위치 중 어떤 정보가 필요한지, 전원 재기동 후 Homing이 가능한지, 필요한 속도·분해능과 제어 인터페이스가 무엇인지를 기준으로 판단해야 합니다.