各种输出形式的旋转编码器与后续设备(PLC、计数器等)接线分别怎么接?⑴与PLC连接,以CPM1A为例①NPN集电极开路输出方法1:如下图所示这种接线方式应用于当传感器的工作电压与PLC的输入电压不同时,取编码器晶体管部分,另外串入电源,以无电压形式接入PLC。
但是需要注意的是,外接电源的电压必须在DC30V以下,开关容量每相35mA以下,超过这个工作电压,则编码器内部可能会发生损坏。
具体接线方式如下:编码器的褐线接编码器工作电压正极,蓝线接编码器工作电压负极,输出线依次接入PLC的输入点,蓝线接外接电源负极,外接电源正极接入PLC的输入com端。
方法2:编码器的褐线接电源正极,输出线依次接入PLC的输入点,蓝线接电源负极,再从电源正极端拉根线接入PLC输入com端。
②电压输出接线方式如图所示:具体接线方式如下:编码器的褐线接电源正极,输出线依次接入PLC的输入点,蓝线接电源负极,再从电源正极端拉根线接入PLC输入com端。
不过需要注意的是,不能以下图方式接线。
③PNP集电极开路输出接线方式如下图所示:具体接线方式如下:编码器的褐线接工作电压正极,蓝线接工作电压负极,输出线依次接入PLC的输入com端,再从电源负极端拉根线接入PLC的输入com端。
④线性驱动输出具体接线如下:输出线依次接入后续设备相应的输入点,褐线接工作电压的正极,蓝线接工作电压的负极。
⑵与计数器连接,以H7CX(OMRON制)为例H7CX输入信号分为无电压输入和电压输入。
①无电压输入:以无电压方式输入时,只接受NPN输出信号。
NPN集电极开路输出的接线方式如下:具体接线方式如下:褐线接电源正极,蓝线接电源负极,再从电源负极端拉根线接6号端子,黑线和白线接入8和9号端子,如果需要自动复位,则橙线接入7号端子。
NPN电压输出的接线方式如下:接线方式与NPN集电极开路输出方式一样。
②电压输入NPN集电极开路输出的接线方式如下图所示:具体接线方式如下:褐线接电源正极,蓝线接电源负极,再从电源负极端拉根线接6号端子,黑线和白线接入8和9号端子,如果需要自动复位,则橙线接入7号端子。
PNP集电极开路输出的接线方式如下图所示:增量型编码器输出A相、B相、Z相分别代表什么含义?编码器轴每旋转一圈,A相和B相都发出相同的脉冲个数,但是A相和B相之间存在一个90°(电气角的一周期为360°)的电气角相位差,可以根据这个相位差来判断编码器旋转的方向是正转还是反转,正转时,A相超前B相90°先进行相位输出,反转时,B相超前A相90°先进行相位输出(如下图所示)。
编码器每旋转一圈,Z相只在一个固定的位置发一个脉冲,所以可以作为复位相或零位相来使用。
旋转编码器的集电极开路输出、电压输出、互补输出和线性驱动输出之间的区别是什么?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。
一般分为NPN集电极开路输出(见图1)和PNP集电极开路输出(见图2)。
电压输出是在集电极开路输出的电路基础上,在电源间和集电极之间接了一个上拉电阻,使得集电极和电源之间能有一个稳定的电压状态,见图3。
互补输出是输出上具备NPN和PNP两种输出晶体管的输出电路。
根据输出信号的[H]、[L],2个输出晶体管交互进行[ON]、[OFF]动作,比集电极开路输出的电路传输距离能稍远,也可与集电极开路输入机器(NPN、PNP)连接。
输出电路见图4。
线性驱动输出是采用RS-422标准,用AM26LS31芯片应用于高速、长距离数据传输的输出模式。
信号以差分形式输出,因此抗干扰能力更强。
输出信号需专门能接收线性驱动输出的设备才能接收。
输出电路见图5。
旋转编码器是用来测量转速的装置,光电式旋转编码器通过光电转换,可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出(REP)。
它分为单路输出和双路输出两种。
技术参数主要有每转脉冲数(几十个到几千个都有),和供电电压等。
单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲,而双路输出的旋转编码器输出两组A/B相位差90度的脉冲,通过这两组脉冲不仅可以测量转速,还可以判断旋转的方向。
编码器如以信号原理来分可分为增量脉冲编码器:SPC绝对脉冲编码器:APC两者一般都应用于速度控制或位置控制系统的检测元件.增量型编码器与绝对型编码器的区分工作原理: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。
信号输出:信号输出有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL),集电极开路(PNP、NPN),推拉式多种形式,其中TTL为长线差分驱动(对称A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也称推拉式、推挽式输出,编码器的信号接收设备接口应与编码器对应。
信号连接—编码器的脉冲信号一般连接计数器、PLC、计算机,PLC和计算机连接的模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有低有高。
如单相联接,用于单方向计数,单方向测速。
A.B两相联接,用于正反向计数、判断正反向和测速。
A、B、Z三相联接,用于带参考位修正的位置测量。
A、A-,B、B-,Z、Z-连接,由于带有对称负信号的连接,电流对于电缆贡献的电磁场为0,衰减最小,抗干扰最佳,可传输较远的距离。
对于TTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达150米。
旋转编码器由精密器件构成,故当受到较大的冲击时,可能会损坏内部功能,使用上应充分注意。
注意的事项是:(1)安装安装时不要给轴施加直接的冲击。
编码器轴与机器的连接,应使用柔性连接器。
在轴上装连接器时,不要硬压入。
即使使用连接器,因安装不良,也有可能给轴加上比允许负荷还大的负荷,或造成拨芯现象,因此,要特别注意。
轴承寿命与使用条件有关,受轴承荷重的影响特别大。
如轴承负荷比规定荷重小,可大大延长轴承寿命。
不要将旋转编码器进行拆解,这样做将有损防油和防滴性能。
防滴型产品不宜长期浸在水、油中,表面有水、油时应擦拭干净。
(2)振动加在旋转编码器上的振动,往往会成为误脉冲发生的原因。
因此,应对设置场所、安装场所加以注意。
每转发生的脉冲数越多,旋转槽圆盘的槽孔间隔越窄,越易受到振动的影响。
在低速旋转或停止时,加在轴或本体上的振动使旋转槽圆盘抖动,可能会发生误脉冲。
(3)关于配线和连接误配线,可能会损坏内部回路,故在配线时应充分注意:①配线应在电源OFF状态下进行,电源接通时,若输出线接触电源,则有时会损坏输出回路。
②若配线错误,则有时会损坏内部回路,所以配线时应充分注意电源的极性等。
3 若和高压线、动力线并行配线,则有时会受到感应造成误动作成损坏,所以要分离开另行配线。
④延长电线时,应在10m以下。
并且由于电线的分布容量,波形的上升、下降时间会较长,有问题时,采用施密特回路等对波形进行整形。
⑤为了避免感应噪声等,要尽量用最短距离配线。
向集成电路输入时,特别需要注意。
6 电线延长时,因导体电阻及线间电容的影响,波形的上升、下降时间加长,容易产生信号间的干扰(串音),因此应用电阻小、线间电容低的电线(双绞线、屏蔽线)。
对于HTL的带有对称负信号输出的编码器,信号传输距离可达300米旋转编码器应用注意事项一. ※增量旋转编码器选型应注意三方面的参数:1.械安装尺寸,包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间体积;工作环境防护等级是否满足要求。
2.分辨率,即编码器工作时每圈输出的脉冲数,是否满足设计使用精度要求。
3.电气接口,编码器输出方式常见有推拉输出(F型HTL格式),电压输出(E),集电极开路(C,常见C为NPN型管输出,C2为PNP型管输出),长线驱动器输出。
其输出方式应和其控制系统的接口电路相匹配。
■二.※有网友问:请教如何使用增量编码器?1,增量型旋转编码器有分辨率的差异,使用每圈产生的脉冲数来计量,数目从6到5400或更高,脉冲数越多,分辨率越高;这是选型的重要依据之一。
2,增量型编码器通常有三路信号输出(差分有六路信号):A,B和Z,一般采用TTL 电平,A脉冲在前,B脉冲在后,A,B脉冲相差90度,每圈发出一个Z脉冲,可作为参考机械零位。
一般利用A超前B或B超前A进行判向,我公司增量型编码器定义为轴端看编码器顺时针旋转为正转,A超前B为90°,反之逆时针旋转为反转B超前A为90°。
也有不相同的,要看产品说明。
3,使用PLC采集数据,可选用高速计数模块;使用工控机采集数据,可选用高速计数板卡;使用单片机采集数据,建议选用带光电耦合器的输入端口。
4,建议B脉冲做顺向(前向)脉冲,A脉冲做逆向(后向)脉冲,Z原点零位脉冲。
5,在电子装置中设立计数栈。
■三.※关于户外使用或恶劣环境下使用有网友来email问,他的设备在野外使用,现场环境脏,而且怕撞坏编码器。
我公司有铝合金(特殊要求可做不锈钢材质)密封保护外壳,双重轴承重载型编码器,放在户外不怕脏,钢厂、重型设备里都可以用。
不过如果编码器安装部分有空间,我还是建议在编码器外部再加装一防护壳,以加强对其进行保护,必竟编码器属精密元件,一台编码器和一个防护壳的价值比较还是有一定差距的。
■四.※从接近开关、光电开关到旋转编码器:工业控制中的定位,接近开关、光电开关的应用已经相当成熟了,而且很好用。
可是,随着工控的不断发展,又有了新的要求,这样,选用旋转编码器的应用优点就突出了:信息化:除了定位,控制室还可知道其具体位置;柔性化:定位可以在控制室柔性调整;现场安装的方便和安全、长寿:拳头大小的一个旋转编码器,可以测量从几个μ到几十、几百米的距离,n个工位,只要解决一个旋转编码器的安全安装问题,可以避免诸多接近开关、光电开关在现场机械安装麻烦,容易被撞坏和遭高温、水气困扰等问题。
由于是光电码盘,无机械损耗,只要安装位置准确,其使用寿命往往很长。
多功能化:除了定位,还可以远传当前位置,换算运动速度,对于变频器,步进电机等的应用尤为重要。