西門子PLC卡件6ES7317-6TK13-0AB0

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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上拉電阻，這樣就使得集電極和電源之間能有了一個穩(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)其中一個三極管導(dǎo)通時，另外一個三極管則關(guān)斷，兩個輸出晶體管交互進(jìn)行動作。

　　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、輸出信號相位相同且頻率范圍寬，因此它還適用于長距離傳輸。

　　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)動輸出

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

　　圖2-7 線驅(qū)動輸出

　　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際的計數(shù)值或測量值，這里不做說明。

　　3 高速計數(shù)模塊與編碼器的兼容性

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

　　根據(jù)產(chǎn)品功能的不同，每種產(chǎn)品高速計數(shù)功能所支持的輸入信號類型也各不相同，在系統(tǒng)設(shè)計或產(chǎn)品選型時要特別注意。下表3-1給出了西門子高速計數(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 編碼器選型時要考慮哪些參數(shù)

　　在編碼器選型時，可以綜合考慮以下幾個參數(shù)：

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

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

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

　　? 輸出頻率：根據(jù)應(yīng)用場合和需求確認(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、機械強度、軸的狀態(tài)、外觀規(guī)格、機械壽命等要求。

　　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的高速計數(shù)模塊，通過讀取實際脈沖個數(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量編碼器輸出信號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，用萬用表測量電源正極和信號輸出線之間的電壓

　　· 導(dǎo)通時輸出電壓接近供電電壓

　　· 關(guān)斷時輸出電壓接近 0V

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

　　· 導(dǎo)通時輸出電壓接近供電電壓

　　· 關(guān)斷時輸出電壓接近 0V

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

　　在實際應(yīng)用中，導(dǎo)致計數(shù)或測量不準(zhǔn)確的原因很多，其中主要應(yīng)注意以下幾點：

　　? 編碼器安裝的現(xiàn)場環(huán)境有抖動，編碼器和電機軸之間有松動，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數(shù)器輸入脈沖頻率。

　　? 信號傳輸過程中受到干擾。

　　針對以上問題的避免措施：

　　? 檢查編碼器的機械安裝，是否打滑、跳齒、齒輪齒隙是否過大等。

　　? 計算一下脈沖頻率，是否接近或超過了極限值。

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

　　? 檢查信號線是否過長，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空閑的編碼器信號線該如何處理

　　在實際的應(yīng)用中，可能會遇到不需要或者模塊不支持的信號線，例如：

　　? 對于帶零位信號的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。

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

　　對于這些信號線，不需要特殊的處理，可以直接放棄不用！

　　4.5增量信號多重評估能否提高計數(shù)頻率

　　對于增量信號，可以組態(tài)多重評估模式，包括雙重評估和四重評估。四重評估是指同時對信號 A 和B 的正跳沿和負(fù)跳沿進(jìn)行判斷，進(jìn)而得到計數(shù)值，如圖4-1所示。對于四重評估的模式，因為對一個脈沖進(jìn)行了四倍的處理（四次評估），所以讀到的計數(shù)值是實際輸入脈沖數(shù)的四倍，通過對信號的多重評估可以提高測量的分辨率。

　　圖4-1 四重評估原理圖

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