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    關(guān)于PLC高速計數與增量型編碼器連接的信號
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        一講到PLC與編碼器的連接,很多人就立刻想到了高速計數,高速計數僅僅是針對于增量型編碼器的方波脈沖信號,對于值編碼器實(shí)際上無(wú)需計數累加,“高速計數"已沒(méi)有意義。而即使是增量的方波脈沖信號,也有很多技術(shù)特征不同,PLC使用人員在選擇編碼器時(shí)必須分辨清楚:

    1),5V差分驅動(dòng)信號,編碼器特征是工作電壓是5V,ABZ信號輸出線(xiàn)有6根:A+,A-;B+,B-;Z+,Z-。注意A-是相對于A(yíng)+的反相(就是當A+為高電平,A-就是低電平,當A+為低電平,A-就是高電平),有時(shí)也有是在A(yíng)的頭上加一個(gè)橫線(xiàn)表示。

    含反相信號的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強,傳輸距離遠,因為脈沖信號是電壓信號,A+,A-互為反相兩個(gè)線(xiàn)纜雙絞在一起,從電纜外部看幾乎都沒(méi)有“變化"了,沒(méi)有電磁場(chǎng)的波也就不易受外部電磁場(chǎng)的影響,即使有干擾影響,在接收端的“差分"(“差"就是做減法的意思)后消除了共模干擾。但是5號電壓偏低,對于較大型電機和較復雜的現場(chǎng)工控就不適合,目前主要用戶(hù)是伺服電機等小型化設備中,PLC大都不用(如有運動(dòng)控制卡的會(huì )用此信號接口)。


    在歐系產(chǎn)品的有些說(shuō)明書(shū)里面,這個(gè)信號有時(shí)會(huì )用TTL表示,但是在RS422標準出來(lái)推廣以后,逐漸的也有用RS422表示,并且有些RS422的信號做到的是5--24V。


    2),集電極開(kāi)路信號,(PNP或者NPN),就是簡(jiǎn)單的10-24V的ABZ三根線(xiàn),沒(méi)有反相信號。注意這個(gè)信號有PNP與NPN之分,事實(shí)上確實(shí)就是三極管放大電路,應該*對應接收端匹配。例如NPN的編碼器配N(xiāo)PN的PLC。早先的半導體放大電路的發(fā)展,日本與歐洲各自有所側重,日本的基本是以NPN結晶體管放大電路為主,而歐洲的基本是以PNP電路為主,兩者雖然可以用“上拉電阻"采集電壓信號同樣獲得方波互通,但是通過(guò)這種上拉電阻的方波信號在高速和干擾雜波的情況下信號品質(zhì)很差,容易造成誤讀。上拉電阻僅僅是經(jīng)濟而臨時(shí)性辦法,不應一直有用。


    集電極開(kāi)路輸出的信號,盡量要與原極性一致的匹配,而不是上拉電阻(編碼器內部或PLC內部預先加入的上拉電阻),在編碼器選擇性和PLC的選型是需要特別注意。

    目前的經(jīng)濟性PLC和日系經(jīng)濟型編碼器很多就是這種“集電極開(kāi)路信號"的。


    集電極開(kāi)路信號除了信號匹配性需要特別注意以外,由于沒(méi)有反相信號平衡,它的抗干擾能力較差,而對于感應到的反向沖擊電壓很容易燒毀電路(例如電機啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生的電磁場(chǎng)沖擊),這種信號是較低端的信號,一般建議只用在小型加工設備(固定設計環(huán)境)的場(chǎng)合。


    3),推挽式放大電路(HTL-3),編碼器特征也是10-30V的ABZ三根線(xiàn),但是它是將集電極開(kāi)路的NPN和PNP的放大電路疊加,形成“推拉放大",因此它可以兼容PNP和NPN的接口,并且沒(méi)有上拉電阻的漏電流可能,另外它對于反向沖擊電壓有回路把沖擊能帶走,也不易燒毀電路。具有推挽式(也有叫推拉的,也有叫HTL的)信號的編碼器可以兼容連接集電極開(kāi)路的PNP或者NPN接口。


    4),推挽式放大電路含反相信號(HTL-6),編碼器特征是10-30V并6根線(xiàn),A+,A-;B+,B-;Z+,Z-,它既有了推挽式HTL三線(xiàn)式的優(yōu)點(diǎn),又有了差分式抗干擾平衡的優(yōu)點(diǎn)。另外請注意,哪怕PLC只有ABZ三個(gè)接口而沒(méi)有A-B-Z-,這種編碼器的電纜也要保留至接收端,A-B-Z-懸空封閉,因為編碼器信號是電壓式的,這類(lèi)編碼器信號就算不接電纜保留至接收端,它仍然能夠有電壓在上面而起到電壓平衡的效果(如果接收端三線(xiàn)接口,差分效果就沒(méi)有了),仍然有提高抗干擾的能力。編碼器信號能夠傳輸200米距離的就是指這種信號(例如GI58N增量型編碼器)。


    請注意,這是西門(mén)子等*歐系主推的增量編碼器接口!西門(mén)子的變頻器和PLC基本都是這種接口,哪怕只接三根線(xiàn)。


    5),5—30V推挽式含反相信號(HTL-G6),這是全兼容上述四種信號的,并且為防止接錯線(xiàn),這個(gè)信號做了電源短路保護和信號短路保護,包括電源在內的8跟線(xiàn)接錯是不應該燒電路的,接錯也不燒是HTL-G6的特征。這個(gè)信號可以傳輸達300米(編碼器電纜),信號強度大,抗干擾能力強,是今后自動(dòng)化應用值得推薦的編碼器信號接口。當然,對于5V差分你如果預先確定的話(huà),請還是選擇第1種信號,5V差分驅動(dòng)。


    歐系品牌的編碼器,例如德國海德漢、Sick、TR等增量編碼器都有上述HTL-6的增量信號可供選擇;

    GEMPLE提供的增量型編碼器的輸出信號,屬于上述的第4種和第5種,例如GI58N和GI40N等都有這個(gè)接口可選。


    日系編碼器(包括韓國品牌)在中國市場(chǎng)上沒(méi)有看見(jiàn)有第4種和第5種,絕大部分是第1種和第2種,5V差分驅動(dòng)和集電極開(kāi)路輸出,而且集電極開(kāi)路輸出也是基本上是NPN,這個(gè)信號與歐系PLC的連接在匹配上存在差異,如需選擇請特別關(guān)注信號匹配性要求。


    其他:增量編碼器還有一種輸出信號是正余弦信號輸出,這一般用于伺服電機和電梯曳引機上,PLC基本上沒(méi)有這樣的接口,除非是的運動(dòng)控制卡有些。


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