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編碼 - 編碼器各種信號和后續控制系統的連接問題
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文章來源:網絡 更新時間:2013-10-8
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編碼 - 編碼器各種信號和后續控制系統的連接問題

導讀:

    多少位(碼道)對值編碼器就有多少根信號電纜,每根電纜代表一位數據,以電纜輸出電平的低代表1

 一.并行輸出:

    多少位(碼道)對值編碼器就有多少根信號電纜,每根電纜代表一位數據,以電纜輸出電平的低代表10,物理器件與增量值編碼器相似,有集電極開路npnpnp、差分驅動、推挽htl等等,分電平有效或低電平有效來針對pnpnpn的物理器件格式。推挽式輸出信號電壓較,電壓范圍寬,器件不易損壞,與pnpnpn都兼容,并行輸出的應盡量選用這種輸出。

并行輸出一般以格雷碼的數學形式輸出,所以在過去就直接被稱為格雷碼編碼器了。

對于位數不的對值編碼器,一般就直接以此形式輸出數碼,可直接進入后續設備如plc或上位機的i/o接口,有多      少位就要連接多少個點,直接讀取電平的低,輸出即時,連接簡單。但是并行輸出有如下問題:

1.必須是格雷碼,因為如是純二進制碼,在數據刷新時可能有多位變化,讀數會在短時間里造成錯碼。

2.占用多點接口,所有接口和電纜必須確保連接好,因為如有個別連接不良點,該點電位始終是0,造成錯碼而無法  判斷。
   3.傳輸距離不能遠,對于不同物理器件傳輸的距離不同,一般在10內使用,對于復雜環境,好有隔離。
   4.對于位數較多,要許多芯電纜,并要確保連接優良,由此帶來工程難度及可靠性隱患,同樣,對于編碼器,要同  時有許多節點輸出,尤其是位或多圈編碼器,器件集中在編碼器內部,增加編碼器器件的故障損壞率。

推薦的并行對值編碼器型號:dos58-p ----13位單圈并行推挽式輸出(1216位可選)

多圈對值編碼器不推薦用此輸出形式。

二.同步串行界面(ssi)輸出:

  串行輸出就是數據集中在一組電纜上傳輸,通過約定,在時間上有先后時序的數據輸出,這種約定稱為通訊規約。

   串行輸出連接線少,傳輸距離遠,對于編碼器的保護和可靠性就大大提了,一般位數的對編碼器和對值多圈編碼器都是用串行輸出的。

   串行輸出分同步與異步界面,同步就是發送指令與數據是同步的,這樣就是指令走一對電纜,數據走一對電纜,同步工作,常常用ssi來表示。ssi的物理格式一般是5vttl的或5v差分的,也有用推挽式的,其數學格式各家自行約定,指令一般有三部分組成,1是同步節拍,2是指令-數據輸出的內容,3是數據的起始,這些往往以通訊規約集合在一起了。

    ssi只是同步串行界面的簡稱,國際上并沒有統一的標準,以德國海德漢、stegmann為主的對值編碼器廠商使用的5v差分、中斷時鐘同步的ssi標準作為對值編碼器ssi輸出的主流,一些廠家與其相似,但仍然有細微的差別,選購使用時需了解清楚。國內廠家往往不夠了解,以為ssi都是一樣的,等買來連接起來才發現不對,或者在家里連接的都好的,到了現場連接就不穩定,或工作一段時間之后不穩定(由于對其細小差別的不了解,或因現場因素、或一段時間之后器件的細小變化而產生了變化)。國外廠家出于商業目的,往往要求配置其推薦的后續設備,而對于自行選定或開發的后續設備,除非有很大的量,一般是不一定支持的。國內自行開發ssi信號傳感器或ssi接收設備的廠家,應對各種ssi的細微差別充分的了解,如不了解,往往會在家連的好好的,到了現場就經常不穩定,此為在ssi信號的細節上沒有處理好。

     公司開始在國內推薦使用德國標準的ssi,通過幾年的積累,對于各種ssi的差別有較多的了解,故我公司開發的dp1312系列ssi儀表,能夠很好地與各種ssi編碼器連接,并穩定地工作,其中在廣東飛來峽水利樞紐、上海張家塘水閘、濟南鋼廠從1999年使用至今,一直穩定工作,深得使用客戶的好評。

     以海德漢、stegmann為主流的ssi信號后續設備,西門子s7-300以上plc都有相關的模塊接口,德系的各種plc和運動控制卡也都有匹配的接口,而法國的(如施耐德)或美國的,雖說也有這樣的接口,但還是有細微差別的,一定要了解清楚,試用時,應帶著較長電纜(100)、較時鐘頻率讀取信號,以判斷讀數的穩定性。

     公司的dl1312系列ssi儀表,對于各種細小差別都可以調整,既可以直接連接使用,也可以作為轉換器,轉換為420mars485或并行信號,再連接后續設備,如與工控機連接,較多的是用dl1312is轉換成rs485信號連接工控機的。

     同步串行信號的發展:ssi信號是簡單的串行信號,同時,其信號的可靠性就較低,需要在發送-接收做相應的可靠性處理,隨著運動控制速度要求越來越,或數據可靠性要求越來越,同步串行信號增加了很多新的內容,如海德漢的endat stegmannhiperface,以及寶馬集團的biss,這些信號特點都是傳輸速度快,為避免傳輸速度快而產生的錯碼概率,而增加了循環校驗碼crc,并可以讀取編碼器內部的工作壽命、工作溫度、光學讀頭可靠性等信息,這類編碼器目前都是連接其專用的接口,成本較,主要在速運動控制中使用。

推薦的ssi對值編碼器型號:dos58011k1r4096-s----13位單圈ssi輸出

                           dox58011k1r4096/4096-s----25位多圈(13+12ssi輸出

推薦的ssi信號轉換器型號:  dl1312s-p----25ssi轉換并行推挽式輸出

                           dl1312is----ssi信號轉換420mars485信號輸出

        三.異步串行信號:指令與數據分時間問和答,接口是雙工的。典型的有rs485接口,只需兩個線,傳輸距離遠,數據內容即可以是編碼器的位置值,也可以是根據指令要求的其他內容,如加上每個編碼器不同的地址,可以多個編碼器共用傳輸電纜和后續接收,這種形式稱為現場總線型。

        常用的異步串行接口有rs485(自由協議)、profibus-dp(西門子)、can openmodbusdevicenet等,其連接的后續設備接口應選對應的物理接口,而數據形式往往會有一個文件包(軟件),如profibus-dp有一個gsd文件。這類編碼器的特點是可多點連接控制,雖然編碼器的成本與ssi比略,但連接電纜后續設備接口可以大大節省而成本較低了,但這類編碼器相比較而言,其數據傳輸的速度就很難提了。

        推薦的對值編碼器:dos58011k1r4096-l----rs485單圈對值

                            dox58011k1r4096/4096-m----對值真多圈modbus輸出

        四.420ma模擬信號轉換輸出:對值編碼器內置智能化嵌入技術和模擬后端電路,將內部的數字化信號計算轉換為模擬電流420ma或模擬電壓05v輸出。對值編碼器的輸出形式多樣,對應的后續設備選擇帶來了困難,而且采集的信號還要再次解碼換算,相比較而言,傳統的傳感器模擬信號輸出更加普及使用方便,為滿足不熟悉對值編碼器輸出信號的新手,使用直接模擬信號輸出的對值編碼器,也是方便的選擇。

        智能軟件設置技術—內置的智能化嵌入技術,可將編碼器的旋轉方向,每轉對應角度或長度,編碼器安裝置位零點,編碼器工作輸出的起始點與終點(4ma對應值、20ma對應值),在編碼器初始化時設定,這樣,420ma05v的輸出,可以直接對應工作量程起始至終點的輸出,而無需另外解碼換算,特別適合對值編碼器初用者,同時,大部分的后續設備都可以找到這樣的接口,可以大大節省器件成本和調試維護成本。

        推薦的對值編碼器:dos58011k1r4096-l  直接4-20ma模擬電流輸出,軟件設置功能。

                            dox58011k1r4096/4096-l  對值真多圈420ma輸出,1圈—4096圈可設定。


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