西门子PLC模块中国代理定位模块

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PLC高速计数与增量型编码器连接的信号有哪些

 一讲到plc通过与编码器的连接，许多人立即想到高速计数。高速计数只是增量编码器的方波脉冲信号。事实上，值编码器不需要累积计数，“高速计数”没有意义。而即使是增量的方波脉冲信号，也有很多技术特征不同，PLC使用人员在选择编码器时分辨清楚：

  1)，5V差分驱动信号是工作电压为5V，ABZ6条信号输出线：A ,A-;B ,B-;Z ,Z-。注意A-是相对于A 的反相(就是当A 为高电平，A-就是低电平，当A 为低电平，A-就是高电平)，有时也有是在A的头上加一个横线表示。

  由于脉冲信号是电压信号，具有抗干扰性强、传输距离长等优点，A ，A-从电缆的外部来看，几乎没有两根电缆是相反的“变化”没有电磁场的波不容易受到外部电磁场的影响，即使有干扰，在接收端“差分”(“差”即减法后消除共模干扰。但是5号电压偏低，对于较大型电机和较复杂的现场工控就不适合，目前主要用户是伺服电机等小型化设备中，PLC大都不用(如有运动控制卡的会用此信号接口)。

  在欧系产品的有些说明书里面，这个信号有时会用TTL表示，但是在国际RS422标准出来推广以后，逐渐的也有用RS422表示，并且有些RS422的信号做到的是5--24V。

  2)集电极开路信号，(PNP或者NPN)，简单的10-24V的ABZ没有反相信号的三条线。注意这个信号有PNP与NPN事实上，它确实是一个三极管放大电路，应该与接收端完全匹配。例如NPN的编码器配NPN的PLC。早先的半导体放大电路的发展，日本与欧洲各自有所侧重，日本的基本是以NPN结晶体管放大电路为主，而欧洲的基本是以PNP电路为主，两者虽然可以用“上拉电阻”采集电压信号同样获得方波互通，但是通过这种上拉电阻的方波信号在高速和干扰杂波的情况下信号品质很差，容易造成误读。上拉电阻仅仅是经济而临时性办法，不应一直有用。

  集电极开路输出的信号，尽量要与原极性一致的匹配，而不是上拉电阻(编码器内部或PLC内部预先加入的上拉电阻)，在编码器选择性和PLC的选型是需要特别注意。

  目前的经济性PLC和日系经济型编码器很多就是这种“集电极开路信号”的。

  集电极开路信号除了信号匹配性需要特别注意以外，由于没有反相信号平衡，它的抗干扰能力较差，而对于感应到的反向冲击电压很容易烧毁电路(例如电机启动瞬间产生的电磁场冲击)，这种信号是较低端的信号，一般建议只用在小型加工设备(固定设计环境)的场合。

  3)，推挽式放大电路(HTL-3)，编码器的特征也是10-30V的ABZ三条线，但它打开了集电极NPN和PNP放大电路的叠加形成“推拉放大”所以它可以兼容PNP和NPN此外，它还有一个反向冲击电压的电路，可以带走冲击，也不容易烧坏电路。具有推挽式(也有叫推拉的，也有叫HTL的)信号的编码器可以兼容连接集电极开路的PNP或者NPN接口。

  4)推拉放大电路含有反相信号(HTL-6)编码器的特征是10-30V并6根线，A ,A-;B ,B-;Z ,Z-，既有推挽式HTL三线的优点和差分抗干扰平衡的优点。另外请注意，哪怕PLC只有ABZ三个接口而没有A-B-Z-,这种编码器的电缆也要保留至接收端，A-B-Z-悬空封闭，因为编码器信号是电压式的，这类编码器信号就算不接电缆保留至接收端，它仍然能够有电压在上面而起到电压平衡的效果(如果接收端三线接口，差分效果就没有了)，仍然有提高抗干扰的能力。编码器信号能够传输200米距离的就是指这种信号(例如GI58N增量型编码器)。

  请注意，这是西门子等欧系主推的增量编码器接口!西门子的变频器和PLC基本都是这种接口，哪怕只接三根线。

  5)，5—30V推挽式包含反相信号(HTL-G6)，这与上述四个信号完全兼容，为了防止连接错误的线路，该信号进行了电源短路保护和信号短路保护，包括电源在内的8个连接错误不应燃烧电路，错误不燃烧HTL-G6的特征。这个信号可以传输达300米(编码器电缆)，信号强度大，抗干扰能力强，是今后自动化应用值得推荐的编码器信号接口。当然，对于5V差分你如果预先确定的话，请还是选择第1种信号，5V差分驱动。

  德国海德汉等欧洲品牌的编码器，Sick，TR上述增量编码器等HTL-6可选择增量信号;

  GEMPLE提供的增量型编码器的输出信号，属于上述的第4种和第5种,例如GI58N和GI40N等都有这个接口可选。

  日本编码器(包括韩国品牌)在中国市场没有看到第四种和第五种，大部分是种和第二种，5种V差分驱动和集电极开路输出，集电极开路输出基本为NPN，这个信号与欧系PLC在匹配要选择，请特别注意信号匹配要求。

  其他：增量编码器还有一种输出信号是正余弦信号输出，这一般用于伺服电机和电梯曳引机上，PLC基本上没有这样的接口，除非是的运动控制卡有些。

大型化PLC发展方向主要有以下几个方面：

     ① 功能不断加强：不仅具有逻辑运算、计数、定时等基本功能，还具有数值运算、模拟调节、监控、记录、显示、与计算机接口、通信等功能。

         网络功能是PLC发展的一个重要特征。各种个人计算机，图形工作站、小型机等都可以作为PLC的监控主机或工作站，这些装置的结合能够提供屏幕显示、数据采集、记录保持、回路面板显示等功能。大量的PLC联网及不同厂家生产的PLC兼容性增加，使得分散控制或集中管理都能轻易地实现。

     ② 应用范围不断扩大：不仅能进行一般的逻辑控制，种类的接口模块还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。

        用于过程控制的PLC往往对存储器容量及速度要求较高，为此，开发了高速模拟量输入模块，立的PID控制器，多路转换器等，使得数字技术和模拟量技术在可编程序控制器中得到统一。采用软件、硬件相结合的方法，使得编程和接线都比过去用常规仪表控制要方便得多。

     ③ 性能不断提高：采用微处理器，提高处理速度，加快PLC的响应时间；为了扩大存储容量，许多公司已使用了磁泡存储器或硬盘；采用多处理器技术，以提；采用冗余热备用系统或三选二表决系统，以提高系统可靠性。

        为了进一步简化在控制领域的系统设计及编程，智能输入输出模块越来越多，如智能PID控制器、智能模拟量I/O模块、智能位置控制模块、语言处理模块、数控模块、智能通讯模块、计算模块等，这些模块的一个特点就是本身具有CPU，能立工作，它们与PLC主机并行操作，无论在速度、精度、适应性、可靠性各方面都对PLC进行了的补充。它们与PLC紧密结合，有助于克服PLC扫描工作方式的局限，完成PLC本身无法完成的许多功能。

        ④ 编程软件的多样化和化、标准化：采用多种编程语言，有面向顺序控制的步进顺序语言和面向过程控制系统的流程图语言，后者是一种面向功能块的语言，能够表示过程中动态变量与信号的相互联结；还有与计算机兼容的语言，如BASIC、C及汇编语言；另外还有的语言，例如三菱的MELSAP采用编译的方法将语句变为梯形图程序；也有采用布尔逻辑语言的，CPU能直接执行AND、OR、XOR、NOT操作，这种语言执行速度很快，但不很直观。PLC也将具有数据库，并可实现整个网络的数据库共享，还将不断发展自适应控制和系统。

        ⑤ 构成形式的分散化和集散化：PLC与I/O口分散，分散的每个I/O口输入输出点数可以少到十几个点，分散的单元可以是几十个或上百个，通信和网络功能逐步增强。作为CIMS、CIPS的分支不断发展，PLC本身也可分散，分散的PLC与上位机结合构成集散系统，分散地进行控制，这就便于构成多层分布式控制，以实现整个工厂或企业的自动化控制和管理。不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可方便地联网，实现资源共享，加上功能强大的网络监控软件，就构成大型PLC控制网络系统。