编码器基础

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倍加福编码器基础讲解

倍加福编码器基础讲解

P+F Absolute Rotary Encoder通讯参数设置型号1、地址选择和终端电阻1.1站地址1.2 终端电阻2、信号和电源线的连接3、安装GSD文件GSD文件为电子设备数据库文件,是可读的ASCII码文件。

不同厂家的PROFIBUS产品集成在一起,生产厂家必须以GSD文件方式提供这些产品的功能参数,例如I/O点数、诊断信息、传输速率、时间监视等。

在Step 7 的SIMATIC 管理器中打开硬件组态工具HW Config ,安装GSD后,在右边的硬件目录PROFIBUS DP→Additional Field Devices→Encoders→ENCODER将会出现刚刚安装的P+F Rotary Encoder。

其数据传输原理如图所示。

4、组态通讯参数在Step 7硬件配置窗口中,双击P+F Rotary Encoder 图标,打开编码器(DP Slave)的参数设置窗口,如图所示。

结合工程实际,在此窗口中进行参数设置:a、代码顺序(Code Sequence):计数方向, CW(顺时针旋转,代码增加),CCW (逆时针旋转,代码增加);b、标定功能控制(Scaling function control):只有设置成Enable ,下面c、d和e的设置才会生效;c、单圈分辨率(Measuring units per revolution):8192;d、测量范围高位(Total measuring range(units)hi): 512;e、测量范围低位(Total measuring range(units)lo): 0;f、其它参数采用默认值。

注:1、由c可以计算出编码器每圈产生(=8192)个二进制码,即单圈精度为13位。

2、由d和e可以计算出编码器最大可以转(=512×65536+0)圈,即多圈精度为12位。

5、预置值6、LED状态灯指示信息也可以直接输入十六进制的值,然而,这个非常复杂,建议避免此类操作。

编码器基础知识

编码器基础知识

编码器基础知识
编码器是计算机科学中的一个重要概念,它涉及到将数据从一种格式转换为另一种格式的过程。

编码器的主要作用是将原始数据转换为计算机可以理解和处理的二进制形式,以便进行存储、传输和处理。

编码器的基本原理是将原始数据按照一定的规则进行转换,这个规则通常是预先定义的。

编码器可以将字符、数字、图像、音频等数据转换为二进制形式,以便计算机可以识别和处理。

编码器的种类有很多,包括ASCII编码、Unicode编码、Base64编码等。

其中,ASCII编码是最常用的编码方式之一,它将字符转换为计算机可以识别的二进制形式。

Unicode编码则是一种国际化的编码方式,它可以表示世界上几乎所有的字符。

Base64编码则是一种用于将二进制数据转换为ASCII字符串的编码方式,它常用于在文本中传输二进制数据。

除了基本的编码方式外,还有一些高级的编码技术,如哈夫曼编码、LZ77等。

这些技术可以进一步提高数据的压缩率和传输效率。

在计算机科学中,编码器是一个非常重要的概念,它涉及到数据的存储、传输和处理。

了解编码器的基本原理和种类,可以帮助我们更好地理解和应用计算机科学中的相关技术。

ENCODER (P+F) 倍加福编码器介绍

ENCODER (P+F) 倍加福编码器介绍

旋转编码器—基础及注意事项P+F FA 2009.03内容一、编码器分类1.1 增量式编码器 1.2 绝对值编码器 1.3 防爆编码器二、编码器选型注意事项2.1 机械因素 2.2 环境因素 2.3 电气因素三、编码器使用注意事项3.1 安装注意事项 3.2 供电注意事项 3.3 软件设置 3.4 屏蔽的铺设2009.03P+F FAPage 2编码器简介• 什么是旋转编码器?– 把旋转机械参数转换为电气信号输出的数字式传感电子设备 ; – 用于旋转或直线等运动的监测,反馈角度、位置、速度和加速 度等机械参数。

ϕ, ω, n调制光调制电流频率脉冲2009.03P+F FAPage 3一、编码器分类旋转编码器增量型 绝对值单圈 轴套型 实心轴 半空轴 轴套型 实心轴多圈 半空轴防爆编码器:隔爆型、本安型、 防爆编码器:隔爆型、本安型、无火花型2009.03P+F FAPage 41.1 增量式编码器• 增量式编码器– 轴旋转一定角度,提供相应数量的脉冲;单位时间内的脉冲数可以用来 测量轴的转速; – 增量式编码器检测旋转中的相对位置变化时,需要一个参考起点,并进 行脉冲数的累加; 供电或电气受到扰动干扰时,脉冲计数将产生错误; 故障停车后,无法找回事故发生时的位置。

– 最大分辨率5000PPR,200kHz2009.03P+F FAPage 51.1 增量式编码器 – 信号输出• 反向通道– 用于抑制噪声干扰,改善了信号的传输可靠性,选型时优先选择6 通道 输出的编码器;干扰脉冲 信号 反向信号 耦合后的无干扰信号2009.03P+F FAPage 61.1 增量式编码器 – 信号输出• 推挽式输出 推挽式输出:组合了NPN和PNP输出方式– 提高了脉冲的上升沿宽度,改善了脉冲输出特性; – 具有较好的抗干扰能力,高速传输,距离更远; – 适用于中等开关频率范围的应用;• RS 422 线驱动:数据通过互补的两差分通道进行传输和接收 线驱动:– 用于干扰较严重的场合或长距离传输; – 用来替换TTL输出方式时,不使用反向通道;2009.03P+F FAPage 71.2 绝对值编码器• 绝对值编码器– 不产生脉冲,而是一串数据码,为每一个轴的位置提供一个 独一无二的编码数字值; ☺ 减轻了电子接收设备的计算任务; ☺ 当机器合上电源或电源故障后,有位置记忆功能; – 单圈分辨率最高16位(65536步) – 多圈分辨率最高14位(16384圈),总分辨率30位2009.03P+F FAPage 81.2 绝对值编码器 接口分类 绝对值编码器–接口分类: 接口分类: – SSI – AS-I – CANOPEN – DEVICENET – ETHERNET – 并行 – PROFIBUS-DP2009.03P+F FAPage 91.3 防爆编码器• 隔爆型 (Ex d)– 隔爆外壳可以承受爆炸性混合气体爆炸产生的压力,并且可以阻止 爆炸从壳体内传播到壳体外; – 设备可能含有易产生电弧、火花或易燃部件,但能保证爆炸仅限于 设备内部; – 1 区防爆,应用于正常运行时可能会出现气体、粉尘形式的爆炸性混 合物的场所。

光电编码器基础学习知识原理与维修

光电编码器基础学习知识原理与维修

高精度的光电编码器的结构及原理2009年06月12日星期五8:48本文主要介绍高精度的光电编码器的内部结构、工作原理与位置检测的方法。

一、光电编码器的介绍:光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转子的位置信息的。

根据光电编码器的工作原理可以将光电编码器分为绝对式光电编码器与增量式光电编码器,下面我就这两种光电编码器的结构与工作原理做介绍。

(一)、绝对式光电编码器绝对式光电编码器如图所示,他是通过读取编码盘上的二进制的编码信息来表示绝对位置信息的。

编码盘是按照一定的编码形式制成的圆盘。

图1是二进制的编码盘,图中空白部分是透光的,用“0”来表示;涂黑的部分是不透光的,用“1”来表示。

通常将组成编码的圈称为码道,每个码道表示二进制数的一位,其中最外侧的是最低位,最里侧的是最高位。

如果编码盘有4个码道,则由里向外的码道分别表示为二进制的23、22、21和20,4位二进制可形成16个二进制数,因此就将圆盘划分16个扇区,每个扇区对应一个4位二进制数,如0000、0001、 (1111)a) b)按照码盘上形成的码道配置相应的光电传感器,包括光源、透镜、码盘、光敏二极管和驱动电子线路。

当码盘转到一定的角度时,扇区中透光的码道对应的光敏二极管导通,输出低电平“0”,遮光的码道对应的光敏二极管不导通,输出高电平“1”,这样形成与编码方式一致的高、低电平输出,从而获得扇区的位置脚。

(二)、增量式光电编码器Increamental Optical-electrical Encoder增量式光电编码器是码盘随位置的变化输出一系列的脉冲信号,然后根据位置变化的方向用计数器对脉冲进行加/减计数,以此达到位置检测的目的。

它是由光源、透镜、主光栅码盘、鉴向盘、光敏元件和电子线路组成。

增量式光电编码器的工作原理是是由旋转轴转动带动在径向有均匀窄缝的主光栅码盘旋转,在主光栅码盘的上面有与其平行的鉴向盘,在鉴向盘上有两条彼此错开90o相位的窄缝,并分别有光敏二极管接收主光栅码盘透过来的信号。

编码器基础知识

编码器基础知识

增量型和绝对值编码器常见问题(FAQ)编码器业务部目录1增量式编码器 (4)1.1如何选择单圈脉冲数PPR (4)1.2编码器的最大允许单圈脉冲数如何计算编码器的最大允许单圈脉冲数如何计算?? (4)1.3编码器的最大允许转速为? (4)1.4编码器的接口通信距离可达? (5)1.5是否必须使用屏蔽线缆是否必须使用屏蔽线缆?? (5)如何有效降低编码器应用时的噪声影响?? (5)1.6如何有效降低编码器应用时的噪声影响为何要使用柔性联轴器?? (5)1.7为何要使用柔性联轴器编码器输出的信号是什么意思?? (5)1.8编码器输出的信号是什么意思什么是门参考脉冲?? (6)1.9什么是门参考脉冲增量式编码器可兼容何种串行通信方式?? (7)1.10增量式编码器可兼容何种串行通信方式1.11倍加福RS422编码器的信号电平为编码器的信号电平为?? (7)输出接口有?? (7)1.12倍加福编码器的供电-输出接口有1.13什么是差分线驱动输出什么是差分线驱动输出?? (7)什么是集电极开路输出?? (8)1.14什么是集电极开路输出什么是图腾柱输出?? (8)1.15什么是图腾柱输出什么是推挽式输出?? (8)1.16什么是推挽式输出什么是吸收型输入和源型输入?? (8)1.17什么是吸收型输入和源型输入什么是正交信号输出?? (9)1.18什么是正交信号输出1.19正交输出和4倍频什么关系倍频什么关系?? (9)有何用处?? (9)1.20反向通道A和B有何用处什么是参考脉冲?? (9)1.21什么是参考脉冲为何需要使用上拉电阻?? (9)1.22为何需要使用上拉电阻更换编码器必须断电停机吗?? (9)1.23更换编码器必须断电停机吗成什么后果?? (10)1.24意外将24V DC连接到输出通道会造连接到输出通道会造成什么后果成什么后果编码器故障诊断需要什么检测设备?? (10)1.25编码器故障诊断需要什么检测设备等级?? (11)1.26什么是IP等级2绝对值编码器 (12)2.1什么是绝对值编码器? (12)绝对值编码器和增量式编码器的区别是什么?? (12)2.2绝对值编码器和增量式编码器的区别是什么绝对值编有哪些输出码制?? (12)2.3绝对值编有哪些输出码制什么是格雷码?? (13)2.4什么是格雷码2.5如何转换格雷码为二进制码如何转换格雷码为二进制码?? (13)什么是单圈绝对值编码器?? (13)2.6什么是单圈绝对值编码器什么是多圈编码器?? (14)2.7什么是多圈编码器3NAMUR本安型编码器 (15)为何需要它?? (15)3.1什么是NAMUR 本安型编码器本安型编码器,,为何需要它本安型编码器可以应用于石油精炼厂吗?? (15)3.2本安型编码器可以应用于石油精炼厂吗3.3什么是隔离栅什么是隔离栅?? (15)两者有什么区别?? (15)3.4电器设备分类IIB 和IIC两者有什么区别3.5什么是0区? (15)3.6如果不便使用隔离栅有其它选择方案吗?? (16)如果不便使用隔离栅,,有其它选择方案吗隔爆型编码器比较便宜吗?? (16)3.7隔爆型编码器比较便宜吗1 增量式编码器1.1 如何选择单圈脉冲数PPR选择增量式编码器的单圈分辨率PPR ,须考虑:a. 将所选择的单圈脉冲数PPR 和电机驱动编码器的最大转速综合考虑,计算工作频率,确保其不会引起在最大转速下脉冲输出频率超过编码器的脉冲输出频率和控制器的输入频率。

编码器基础——格雷码这样图案化编码的好处

编码器基础——格雷码这样图案化编码的好处

编码器基础——格雷码这样图案化编码的好处编码器是一种测量角度(或直线长度)的传感器,它将需要测量的角度(或直线长度)预先在传感器内部编码,并以数字编码的方式向外发送传感器测量的数据。

其中,格雷码就是其最常用的编码方式。

01格雷码(Gray Code)因1953年公开的弗兰克.格雷的专利而得名。

格雷码是二进制循环码,其编码最大的特点是任意上下相邻的两个码值间,只有一位码不同,这样在码值上下变化过程中,每次只改变一位码,从而传输、读数的错码率最小。

格雷码还是循环码,其最大码到最小码同样遵循只改变一位码的编码原则,因而形成循环码。

每次只变一位的唯一性、循环性、图案化编码对称性是格雷码的编码原则,它的图案化编码形式犹如小孩子搭积木来搭建金字塔般简单,而又优美。

以下是以4位代码为例,对比格雷码与纯二进制码:(1)每次只变化一位,例如在7到8之间,纯二进制(0111到1000)4位都发生了码值的变化,格雷码(0100到1100)仅最高位码值变化。

(2)循环码,最大码15与最小码0的格雷码只有一位最高位码值的不同(1000到0000)。

(3)图案化编码金字塔对称,最低位从1(2的0次)开始向大变化,连续两个1再连续两个0,再两个1;第二低位从2(2的1次)开始向大变化,连续四个1,再连续四个0;第三低位从4(2的2次)开始,连续8个1,再8个0;第四低位从8(2的3次)开始,连续16个1,再16个0......如果横过来看,像积木搭金字塔型图案,依此规律方法,即使小学生都可随手写出更多位数的格雷码编码。

02格雷码这样图案化编码的好处:(1)同步性多位数读码容错宽度最大。

由于格雷码两个相邻码值变化时每次只变一位,那么在多码道位数同时读取(例如光学码。

编码器工作原理及作用

编码器工作原理及作用

编码器工作原理及作用工作原理德国siko编码器由一个中心有轴的光电码盘,其上有环形通、暗的刻线,有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度),将C、D信号反向,叠加在A、B两相上,可增强稳定信号;另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。

由于A、B两相相差90度,可通过比较A相在前还是B相在前,以判别编码器的正转与反转,通过零位脉冲,可获得编码器的零位参考位。

编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料,玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线,其热稳定性好,精度高,金属码盘直接以通和不通刻线,不易碎,但由于金属有一定的厚度,精度就有限制,其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级,塑料码盘是经济型的,其成本低,但精度、热稳定性、寿命均要差一些。

分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率,也称解析分度、或直接称多少线,一般在每转分度5~10000线。

作用它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器,这些脉冲能用来控制角位移,如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起,也可用于测量直线位移。

编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。

这些传感器主要应用在下列方面:机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。

在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。

读数系统是基于径向分度盘的旋转,该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。

此系统全部用一个红外光源垂直照射,这样光就把盘子上的图像投射到接收器表面上,该接收器覆盖着一层光栅,称为准直仪,它具有和光盘相同的窗口。

接收器的工作是感受光盘转动所产生的光变化,然后将光变化转换成相应的电变化。

一般地,旋转编码器也能得到一个速度信号,这个信号要反馈给变频器,从而调节变频器的输出数据。

故障现象:1、旋转编码器坏(无输出)时,变频器不能正常工作,变得运行速度很慢,而且一会儿变频器保护,显示“PG断开”。

编码器和译码器

编码器和译码器
计算机电路基础
在许多数字设备中,数字信号的运算都是按照二进制代码进行的,而运算的 结果往往又必须转换成十进制的形式显示出来,也可以认为,编码器和译码器都 属于代码转换器类。
在数字电路中,用二进制信息表示特定对象的过程称为编码。能实现编码的 逻辑电路称为编码器。常用的编码器有二进制编码器、二-十进制编码器、优先 编码器等。
A I8 I9 B I4 I5 I6 I7 C I2 I3 I6 I7 D I1 I3 I5 I7 I9
前面讨论的二进制编码器和二-十进制编码器的输入信号是相互排斥的,同 一时刻只允许有一个有效输入信号,若同时有两个以上的输入信号要求编码时, 输出端就会出现错误。而优先编码器可以有多个输入信号同时有效,编码器按照 输入信号的优先级别进行编码。
例7.4 用一个74LS138实现逻辑函数 Y ABC ABC ABC 。
解 Y0 ABC ,Y4 ABC Y,7 ABC
,则
其逻辑图如下图所示。
Y Y0 Y4 Y7 Y 0Y 4Y 7
CT74LS138实现逻辑函数Y的逻辑图
在数字系统装置中,经常需要把数字、文字和符号等二进制编码翻译成人 们习惯的形式,直观地显示出来,以便于查看和对话。这种可以直接驱动显示 器的译码器称为显示译码器。
用门电路实现逻辑电路,如下图所示。
8线-3线编码器逻辑图
用BCD码对十进制数进行编码的电路,称为二-十进制编码器。 其中,输入信号为为 ,输出信号为 ,所以也称为十线-四线译码器。列出 二-十进制编码器的编码表,如下表所示。
二-十进制编码器的编码表
根据二-十进制编码器的编码表可以写出输出逻辑函数表达式为
二进制编码器是用n位二进制表示2n个信号的编码器。以三位二进制编码器 为例进行介绍。
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1 编码器基础1.1光电编码器编码器是传感器的一种,主要用来检测机械运动的速度、位置、角度、距离和计数等,许多马达控制均需配备编码器以供马达控制器作为换相、速度及位置的检出等,应用范围相当广泛。

按照不同的分类方法,编码器可以分为以下几种类型:根据检测原理,可分为光学式、磁电式、感应式和电容式。

根据输出信号形式,可以分为模拟量编码器、数字量编码器。

根据编码器方式,分为增量式编码器、绝对式编码器和混合式编码器。

光电编码器是集光、机、电技术于一体的数字化传感器,主要利用光栅衍射的原理来实现位移——数字变换,通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。

典型的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电路(包括光源、光敏器件、信号转换电路)、机械部件等组成。

光电编码器具有结构简单、精度高、寿命长等优点,广泛应用于精密定位、速度、长度、加速度、振动等方面。

这里我们主要介绍SIMATIC S7系列高速计数产品普遍支持的增量式编码器和绝对式编码器。

1.2增量式编码器增量式编码器提供了一种对连续位移量离散化、增量化以及位移变化(速度)的传感方法。

增量式编码器的特点是每产生一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移,它能够产生与位移增量等值的脉冲信号。

增量式编码器测量的是相对于某个基准点的相对位置增量,而不能够直接检测出绝对位置信息。

如图1-1所示,增量式编码器主要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电路组成。

在码盘上刻有节距相等的辐射状透光缝隙,相邻两个透光缝隙之间代表一个增量周期。

检测光栅上刻有A、B两组与码盘相对应的透光缝隙,用以通过或阻挡光源和光电检测器件之间的光线,它们的节距和码盘上的节距相等,并且两组透光缝隙错开1/4节距,使得光电检测器件输出的信号在相位上相差90°。

当码盘随着被测转轴转动时,检测光栅不动,光线透过码盘和检测光栅上的透过缝隙照射到光电检测器件上,光电检测器件就输出两组相位相差90°的近似于正弦波的电信号,电信号经过转换电路的信号处理,就可以得到被测轴的转角或速度信息。

图1-1增量式编码器原理图一般来说,增量式光电编码器输出A、B 两相相位差为90°的脉冲信号(即所谓的两相正交输出信号),根据A、B两相的先后位置关系,可以方便地判断出编码器的旋转方向。

另外,码盘一般还提供用作参考零位的N 相标志(指示)脉冲信号,码盘每旋转一周,会发出一个零位标志信号。

图1-2增量式编码器输出信号1.3绝对式编码器绝对式编码器的原理及组成部件与增量式编码器基本相同,与增量式编码器不同的是,绝对式编码器用不同的数码来指示每个不同的增量位置,它是一种直接输出数字量的传感器。

图1-3绝对式编码器原理图如图1-3所示,绝对式编码器的圆形码盘上沿径向有若干同心码道,每条码道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数。

在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件。

当码盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号,形成二进制数。

显然,码道越多,分辨率就越高,对于一个具有n位二进制分辨率的编码器,其码盘必须有n 条码道。

根据编码方式的不同,绝对式编码器的两种类型码盘(二进制码盘和格雷码码盘),如图1-4所示。

图1-4绝对式编码器码盘绝对式编码器的特点是不需要计数器,在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码,即直接读出角度坐标的绝对值。

另外,相对于增量式编码器,绝对式编码器不存在累积误差,并且当电源切除后位置信息也不会丢失。

2 编码器输出信号类型一般情况下,从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,不能直接用于控制、信号处理和远距离传输,所以在编码器内还需要对信号进行放大、整形等处理。

经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波,因为矩形波输出信号容易进行数字处理,所以在控制系统中应用比较广泛。

增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。

2.1集电极开路输出集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端,并且集电极悬空的输出电路。

根据使用的晶体管类型不同,可以分为NPN集电极开路输出(也称作漏型输出,当逻辑1时输出电压为0V,如图2-1所示)和PNP集电极开路输出(也称作源型输出,当逻辑1时,输出电压为电源电压,如图2-2所示)两种形式。

在编码器供电电压和信号接受装置的电压不一致的情况下可以使用这种类型的输出电路。

图2-1 NPN集电极开路输出图2-2 PNP集电极开路输出对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到漏型输入的模块中,具体的接线原理如图2-3所示。

注意:PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。

图2-3 PNP型输出的接线原理对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到源型输入的模块中,具体的接线原理如图2-4所示。

注意:NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。

图2-4 NPN型输出的接线原理2.2电压输出型电压输出是在集电极开路输出电路的基础上,在电源和集电极之间接了一个上拉电阻,这样就使得集电极和电源之间能有了一个稳定的电压状态,如图2-5。

一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压一致的情况下使用这种类型的输出电路。

图2-5电压输出型2.3推挽式输出推挽式输出方式由两个分别为PNP型和NPN型的三极管组成,如图2-6所示。

当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断,两个输出晶体管交互进行动作。

这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗,因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源。

由于输入、输出信号相位相同且频率范围宽,因此它还适用于长距离传输。

推挽式输出电路可以直接与NPN和PNP集电极开路输入的电路连接,即可以接入源型或漏型输入的模块中。

图2-6推挽式输出2.4线驱动输出如图 2-7所示,线驱动输出接口采用了专用的 IC 芯片,输出信号符合RS-422 标准,以差分的形式输出,因此线驱动输出信号抗干扰能力更强,可以应用于高速、长距离数据传输的场合,同时还具有响应速度快和抗噪声性能强的特点。

图2-7 线驱动输出说明:除了上面所列的几种编码器输出的接口类型外,现在好多厂家生产的编码器还具有智能通信接口,比如PROFIBUS 总线接口。

这种类型的编码器可以直接接入相应的总线网络,通过通信的方式读出实际的计数值或测量值,这里不做说明。

3 高速计数模块与编码器的兼容性高速计数模块主要用于评估接入模块的各种脉冲信号,用于对编码器输出的脉冲信号进行计数和测量等。

西门子SIMATIC S7的全系列产品都有支持高速计数功能的模块,可以适应于各种不同场合的应用。

根据产品功能的不同,每种产品高速计数功能所支持的输入信号类型也各不相同,在系统设计或产品选型时要特别注意。

下表3-1给出了西门子高速计数产品与编码器的兼容性信息,供选型时参考。

表3-1 高速计数产品与编码器的兼容性增量型编码器绝对值编码器SIMATIC S7 系列产品24V PNP24V NPN24V 推挽式5V 差分SSIS7-200 / S7-200 Smart CPU 集成的HSC √ √ √ - -S7-1200CPU 集成的√ √ √ - -HSCCPU31xC 集成的 HSC√-√--FM350-1 √√√√-FM350-2 √-√--S7-300SM338 ----√S7-400 FM450-1 √√√√-1Count 24V √√√--1Count 5V ---√-ET200S1SSI ----√TM Count 2x24V √√--S7-1500TM PosInput2 ---√√TM Count 1x24V √√√--ET200SPTM PosInput1 ---√√√兼容; - 不兼容4 编码器使用的常见问题4.1编码器选型时要考虑哪些参数在编码器选型时,可以综合考虑以下几个参数:编码器类型:根据应用场合和控制要求确定选用增量型编码器还是绝对性编码器。

输出信号类型:对于增量型编码根据需要确定输出接口类型(源型、漏型)。

信号电压等级:确认信号的电压等级(DC24V、DC5V等)。

最大输出频率:根据应用场合和需求确认最大输出频率及分辨率、位数等参数。

安装方式、外形尺寸:综合考虑安装空间、机械强度、轴的状态、外观规格、机械寿命等要求。

4.2如何判断编码器的好坏可以通过以下几种方法判断编码器的好坏:将编码器接入PLC的高速计数模块,通过读取实际脉冲个数或码值来判断编码器输出是否正确。

通过示波器查看编码器输出波形,根据实际的输出波形来判断编码器是否正常。

通过万用表的电压档来测量编码器输出信号电压来判断编码器是否正常,具体操作方法如下:1)编码器为NPN晶体管输出时,用万用表测量电源正极和信号输出线之间的电压∙导通时输出电压接近供电电压∙关断时输出电压接近0V2)编码器为PNP晶体管输出时,用万用表测量测量电源负极和信号输出线之间的电压∙导通时输出电压接近供电电压∙关断时输出电压接近0V4.3计数不准确的原因及相应的避免措施在实际应用中,导致计数或测量不准确的原因很多,其中主要应注意以下几点: 编码器安装的现场环境有抖动,编码器和电机轴之间有松动,没有固定紧。

旋转速度过快,超出编码器的最高响应频率。

编码器的脉冲输出频率大于计数器输入脉冲最高频率。

信号传输过程中受到干扰。

针对以上问题的避免措施:检查编码器的机械安装,是否打滑、跳齿、齿轮齿隙是否过大等。

计算一下最高脉冲频率,是否接近或超过了极限值。

确保高速计数模块能够接收的最大脉冲频率大于编码器的脉冲输出频率。

检查信号线是否过长,是否使用屏蔽双绞线,按要求做好接地,并采取必要抗干扰措施。

4.4空闲的编码器信号线该如何处理在实际的应用中,可能会遇到不需要或者模块不支持的信号线,例如:对于带零位信号的AB正交编码器(A、B、N),模块不支持N相输入或者不需要Z信号。

对于差分输出信号(A、/A,B、/B,N、/N),模块不支持反向信号(/A,/B,/N)的输入。

对于这些信号线,不需要特殊的处理,可以直接放弃不用!4.5增量信号多重评估能否提高计数频率对于增量信号,可以组态多重评估模式,包括双重评估和四重评估。

四重评估是指同时对信号A和B的正跳沿和负跳沿进行判断,进而得到计数值,如图4-1所示。

对于四重评估的模式,因为对一个脉冲进行了四倍的处理(四次评估),所以读到的计数值是实际输入脉冲数的四倍,通过对信号的多重评估可以提高测量的分辨率。

图4-1四重评估原理图通过以上对增量信号多重评估原理的分析可以看出,多重评估只是在原计数脉冲的基础上对计数值作了倍频处理,而实际上对实际输入脉冲频率没有影响,所以也不会提高模块的最大计数频率。

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