西門子PLC卡件6ES7317-6TK13-0AB0

電壓輸出型

　　電壓輸出是在集電極開路輸出電路的基礎(chǔ)上，在電源和集電極之間接了一個(gè)上拉電阻，這樣就使得集電極和電源之間能有了一個(gè)穩(wěn)定的電壓狀態(tài)，如圖2-5。一般在編碼器供電電壓和信號(hào)接受裝置的電壓一致的情況下使用這種類型的輸出電路。

　　圖2-5 電壓輸出型

　　2.3 推挽式輸出

　　推挽式輸出方式由兩個(gè)分別為 PNP 型和 NPN 型的三極管組成，如圖2-6所示。當(dāng)其中一個(gè)三極管導(dǎo)通時(shí)，另外一個(gè)三極管則關(guān)斷，兩個(gè)輸出晶體管交互進(jìn)行動(dòng)作。

　　這種輸出形式具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，因此在低阻抗情況下它也可以提供大范圍的電源。由于輸入、輸出信號(hào)相位相同且頻率范圍寬，因此它還適用于長(zhǎng)距離傳輸。

　　推挽式輸出電路可以直接與 NPN 和 PNP 集電極開路輸入的電路連接，即可以接入源型或漏型輸入的模塊中。

　　圖2-6 推挽式輸出

　　2.4 線驅(qū)動(dòng)輸出

　　如圖 2-7所示，線驅(qū)動(dòng)輸出接口采用了專用的 IC 芯片，輸出信號(hào)符合RS-422 標(biāo)準(zhǔn)，以差分的形式輸出，因此線驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)抗干擾能力更強(qiáng)，可以應(yīng)用于高速、長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合，同時(shí)還具有響應(yīng)速度快和抗噪聲性能強(qiáng)的特點(diǎn)。

　　圖2-7 線驅(qū)動(dòng)輸出

　　說明：除了上面所列的幾種編碼器輸出的接口類型外，現(xiàn)在好多廠家生產(chǎn)的編碼器還具有智能通信接口，比如PROFIBUS總線接口。這種類型的編碼器可以直接接入相應(yīng)的總線網(wǎng)絡(luò)，通過通信的方式讀出實(shí)際的計(jì)數(shù)值或測(cè)量值，這里不做說明。

　　3 高速計(jì)數(shù)模塊與編碼器的兼容性

　　高速計(jì)數(shù)模塊主要用于評(píng)估接入模塊的各種脈沖信號(hào)，用于對(duì)編碼器輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)和測(cè)量等。西門子SIMATIC S7的全系列產(chǎn)品都有支持高速計(jì)數(shù)功能的模塊，可以適應(yīng)于各種不同場(chǎng)合的應(yīng)用。

　　根據(jù)產(chǎn)品功能的不同，每種產(chǎn)品高速計(jì)數(shù)功能所支持的輸入信號(hào)類型也各不相同，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或產(chǎn)品選型時(shí)要特別注意。下表3-1給出了西門子高速計(jì)數(shù)產(chǎn)品與編碼器的兼容性信息，

　　√兼容； - 不兼容

　　4 編碼器使用的常見問題 4.1 編碼器選型時(shí)要考慮哪些參數(shù)

　　在編碼器選型時(shí)，可以綜合考慮以下幾個(gè)參數(shù)：

　　? 編碼器類型：根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和控制要求確定選用增量型編碼器還是性編碼器。

　　? 輸出信號(hào)類型：對(duì)于增量型編碼根據(jù)需要確定輸出接口類型（源型、漏型）。

　　? 信號(hào)電壓等級(jí)：確認(rèn)信號(hào)的電壓等級(jí)（DC24V、DC5V等）。

　　? 輸出頻率：根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和需求確認(rèn)輸出頻率及分辨率、位數(shù)等參數(shù)。

　　? 安裝方式、外形尺寸：綜合考慮安裝空間、機(jī)械強(qiáng)度、軸的狀態(tài)、外觀規(guī)格、機(jī)械壽命等要求。

　　4.2 如何判斷編碼器的好壞

　　可以通過以下幾種方法判斷編碼器的好壞：

　　? 將編碼器接入 PLC的高速計(jì)數(shù)模塊，通過讀取實(shí)際脈沖個(gè)數(shù)或碼值來判斷編碼器輸出是否正確。

　　? 通過示波器查看編碼器輸出波形，根據(jù)實(shí)際的輸出波形來判斷編碼器是否正常。

　　? 通過萬用表的電壓檔來測(cè)量編碼器輸出信號(hào)電壓來判斷編碼器是否正常，具體操作方法如下：

　　1）編碼器為NPN晶體管輸出時(shí)，用萬用表測(cè)量電源正極和信號(hào)輸出線之間的電壓

　　· 導(dǎo)通時(shí)輸出電壓接近供電電壓

　　· 關(guān)斷時(shí)輸出電壓接近 0V

　　2）編碼器為PNP晶體管輸出時(shí)，用萬用表測(cè)量測(cè)量電源負(fù)極和信號(hào)輸出線之間的電壓

　　· 導(dǎo)通時(shí)輸出電壓接近供電電壓

　　· 關(guān)斷時(shí)輸出電壓接近 0V

西門子PLC卡件6ES7317-6TK13-0AB0

　　4.3 計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確的原因及相應(yīng)的避免措施

　　在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)致計(jì)數(shù)或測(cè)量不準(zhǔn)確的原因很多，其中主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　? 編碼器安裝的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有抖動(dòng)，編碼器和電機(jī)軸之間有松動(dòng)，沒有固定緊。

　　? 旋轉(zhuǎn)速度過快，超出編碼器的響應(yīng)頻率。

　　? 編碼器的脈沖輸出頻率大于計(jì)數(shù)器輸入脈沖頻率。

　　? 信號(hào)傳輸過程中受到干擾。

　　針對(duì)以上問題的避免措施：

　　? 檢查編碼器的機(jī)械安裝，是否打滑、跳齒、齒輪齒隙是否過大等。

　　? 計(jì)算一下脈沖頻率，是否接近或超過了極限值。

　　? 確保高速計(jì)數(shù)模塊能夠接收的脈沖頻率大于編碼器的脈沖輸出頻率。

　　? 檢查信號(hào)線是否過長(zhǎng)，是否使用屏蔽雙絞線，按要求做好接地，并采取必要抗干擾措施。

　　4.4空閑的編碼器信號(hào)線該如何處理

　　在實(shí)際的應(yīng)用中，可能會(huì)遇到不需要或者模塊不支持的信號(hào)線，例如：

　　? 對(duì)于帶零位信號(hào)的AB正交編碼器（A、B、N），模塊不支持N相輸入或者不需要Z信號(hào)。

　　? 對(duì)于差分輸出信號(hào)（A、/A，B、/B，N、/N），模塊不支持反向信號(hào)（/A，/B，/N）的輸入。

　　對(duì)于這些信號(hào)線，不需要特殊的處理，可以直接放棄不用！

　　4.5增量信號(hào)多重評(píng)估能否提高計(jì)數(shù)頻率

　　對(duì)于增量信號(hào)，可以組態(tài)多重評(píng)估模式，包括雙重評(píng)估和四重評(píng)估。四重評(píng)估是指同時(shí)對(duì)信號(hào) A 和B 的正跳沿和負(fù)跳沿進(jìn)行判斷，進(jìn)而得到計(jì)數(shù)值，如圖4-1所示。對(duì)于四重評(píng)估的模式，因?yàn)閷?duì)一個(gè)脈沖進(jìn)行了四倍的處理（四次評(píng)估），所以讀到的計(jì)數(shù)值是實(shí)際輸入脈沖數(shù)的四倍，通過對(duì)信號(hào)的多重評(píng)估可以提高測(cè)量的分辨率。

　　圖4-1 四重評(píng)估原理圖

　　通過以上對(duì)增量信號(hào)多重評(píng)估原理的分析可以看出，多重評(píng)估只是在原計(jì)數(shù)脈沖的基礎(chǔ)上對(duì)計(jì)數(shù)值作了倍頻處理，而實(shí)際上對(duì)實(shí)際輸入脈沖頻率沒有影響，所以也不會(huì)提高模塊的計(jì)數(shù)頻率。例如，F(xiàn)M350-2的計(jì)數(shù)頻率為10kHz，那么即使配置為四重評(píng)估的模式，其的計(jì)數(shù)頻率還是10kHz。