一講到PLC與(yu) 編碼器的連接,很多人就立刻想到了高速計數,高速計數僅(jin) 僅(jin) 是針對於(yu) 增量型編碼器的方波脈衝(chong) 信號,對於(yu) 絕對值編碼器實際上無需計數累加,“高速計數”已沒有意義(yi) 。而即使是增量的方波脈衝(chong) 信號,也有很多技術特征不同,PLC使用人員在選擇編碼器時必須分辨清楚:
1),5V差分驅動信號,編碼器特征是工作電壓是5V,ABZ信號輸出線有6根:A+,A-;B+,B-;Z+,Z-。注意A-是相對於(yu) A+的反相(就是當A+為(wei) 高電平,A-就是低電平,當A+為(wei) 低電平,A-就是高電平),有時也有是在A的頭上加一個(ge) 橫線表示。
含反相信號的優(you) 點是抗幹擾能力強,傳(chuan) 輸距離遠,因為(wei) 脈衝(chong) 信號是電壓信號,A+,A-互為(wei) 反相兩(liang) 個(ge) 線纜雙絞在一起,從(cong) 電纜外部看幾乎都沒有“變化”了,沒有電磁場的波也就不易受外部電磁場的影響,即使有幹擾影響,在接收端的“差分”(“差”就是做減法的意思)後消除了共模幹擾。但是5V信號電壓偏低,對於(yu) 較大型電機和較複雜的現場工控就不適合,目前主要用戶是伺服電機等小型化設備中,PLC大都不用(如有運動控製卡的會(hui) 用此信號接口)。
在歐係產(chan) 品的有些說明書(shu) 裏麵,這個(ge) 信號有時會(hui) 用TTL表示,但是在國際RS422標準出來推廣以後,逐漸的也有用RS422表示,並且有些RS422的信號做到的是5--24V。
2),集電極開路信號,(PNP或者NPN),就是簡單的10-24V的ABZ三根線,沒有反相信號。注意這個(ge) 信號有PNP與(yu) NPN之分,事實上確實就是三極管放大電路,應該完全對應接收端匹配。例如NPN的編碼器配NPN的PLC。早先的半導體(ti) 放大電路的發展,日本與(yu) 歐洲各自有所側(ce) 重,日本的基本是以NPN結晶體(ti) 管放大電路為(wei) 主,而歐洲的基本是以PNP電路為(wei) 主,兩(liang) 者雖然可以用“上拉電阻”采集電壓信號同樣獲得方波互通,但是通過這種上拉電阻的方波信號在高速和幹擾雜波的情況下信號品質很差,容易造成誤讀。上拉電阻僅(jin) 僅(jin) 是經濟而臨(lin) 時性辦法,不應一直有用。
集電極開路輸出的信號,盡量要與(yu) 原極性一致的匹配,而不是上拉電阻(編碼器內(nei) 部或PLC內(nei) 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。
目前的經濟性PLC和日係經濟型編碼器很多就是這種“集電極開路信號”的。
集電極開路信號除了信號匹配性需要特別注意以外,由於(yu) 沒有反相信號平衡,它的抗幹擾能力較差,而對於(yu) 感應到的反向衝(chong) 擊電壓很容易燒毀電路(例如電機啟動瞬間產(chan) 生的電磁場衝(chong) 擊),這種信號是較低端的信號,一般建議隻用在小型加工設備(固定設計環境)的場合。
3),推挽式放大電路(HTL-3),編碼器特征也是10-30V的ABZ三根線,但是它是將集電極開路的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,並且沒有上拉電阻的漏電流可能,另外它對於(yu) 反向衝(chong) 擊電壓有回路把衝(chong) 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並6根線,A+,A-;B+,B-;Z+,Z-,它既有了推挽式HTL三線式的優(you) 點,又有了差分式抗幹擾平衡的優(you) 點。另外請注意,哪怕PLC隻有ABZ三個(ge) 接口而沒有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(wei) 編碼器信號是電壓式的,這類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麵而起到電壓平衡的效果(如果接收端三線接口,差分效果就沒有了),仍然有提高抗幹擾的能力。編碼器信號能夠傳(chuan) 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,這是西門子等大品牌歐係主推的增量編碼器接口!西門子的變頻器和高端PLC基本都是這種接口,哪怕隻接三根線。
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,並且為(wei) 防止接錯線,這個(ge) 信號做了電源短路保護和信號短路保護,包括電源在內(nei) 的8跟線接錯是不應該燒電路的,接錯也不燒是HTL-G6的特征。這個(ge) 信號可以傳(chuan) 輸達300米(編碼器專(zhuan) 用電纜),信號強度大,抗幹擾能力強,是今後自動化應用值得推薦的編碼器信號接口。當然,對於(yu) 5V差分你如果預先確定的話,請還是選擇第1種信號,5V差分驅動。
歐係品牌的編碼器,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,屬於(yu) 上述的第4種和第5種,例如GI58N和GI40N等都有這個(ge) 接口可選。
日係編碼器(包括韓國品牌)在中國市場上沒有看見有第4種和第5種,絕大部分是第1種和第2種,5V差分驅動和集電極開路輸出,而且集電極開路輸出也是基本上是NPN,這個(ge) 信號與(yu) 歐係PLC的連接在匹配上存在差異,如需選擇請特別關(guan) 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餘(yu) 弦信號輸出,這一般用於(yu) 伺服電機和電梯曳引機上,PLC基本上沒有這樣的接口,除非是高檔的運動控製卡有些。