西门子PLC与编码器利用

作者: 服务支持  发布:2020-03-13

  西门子PLC与编码器运用_其它_职责范文_适用文档。西门子PLC与编码器运用

  使用于高速计数模块的编码器根基 1 编码器根基 适用准则文档 1.1 光电编码器 编码器是传感器的一种,首要用来检测板滞运动的速率、场所、角度、隔绝和计数等,许 众马达支配均需装备编码器以供马达支配器行为换相、速率及场所的检出等,使用边界相 当普遍。遵照差别的分类本事,西门子plc与npn编码器编码器可能分为以下几品种型: 遵照检测道理,可分为光学式、磁电式、感触式和电容式。 遵照输出信号款式,可能分为模仿量编码器、数字量编码器。 遵照编码器形式,分为增量式编码器、绝对式编码器和羼杂式编码器。 光电编码器是集光、机、电技巧于一体的数字化传感器,首要诈欺光栅衍射的道理来告终 位移——数字变换,通过光电转换将输出轴上的板滞几何位移量转换成脉冲或数字量的传 感器。典范的光电编码器由码盘、检测光栅、光电转换电途(蕴涵光源、光敏器件、信号 转换电途)、板滞部件等构成。光电编码用具有机合纯粹、精度高、寿命长等所长,普遍 使用于慎密定位、速率、长度、加快率、振动等方面。 这里咱们首要先容 SIMATIC S7 系列高速计数产物广博接济的增量式编码器和绝对式编码 器。 1.2 增量式编码器 增量式编码器供应了一种对一连位移量离散化、增量化以及位移变更(速率)的传感本事。 增量式编码器的特质是每出现一个输出脉冲信号就对应于一个增量位移,它可能出现与位 移增量等值的脉冲信号。增量式编码器丈量的是相对待某个基准点的相对场所增量,而不 可能直接检测出绝对场所消息。 如图 1-1 所示,增量式编码器首要由光源、码盘、检测光栅、光电检测器件和转换电途 构成。正在码盘上刻有节距相称的辐射状透光罅隙,相邻两个透光罅隙之间代外一个增量周 期。检测光栅上刻有 A、B 两组与码盘相对应的透光罅隙,用以通过或滞碍光源和光电检 测器件之间的后光,它们的节距和码盘上的节距相称,而且两组透光罅隙错开 1/4 节距, 使得光电检测器件输出的信号正在相位上相差 90°。当码盘跟着被测转轴转动时,检测光 栅不动,后光透过码盘和检测光栅上的透过罅隙照耀到光电检测器件上,光电检测器件就 输出两组相位相差 90°的近似于正弦波的电信号,电信号历程转换电途的信号经管,就 可能取得被测轴的转角或速率消息。 图 1-1 增量式编码器道理图 寻常来说,增量式光电编码器输出 A、B 两相相位差为 90°的脉冲信号(即所谓的 两相正交输出信号),遵照 A、B 两相的先后场所合联,可能轻易地判别出编码器的旋 转对象。此外,码盘寻常还供应用作参考零位的 N 相象征(指示)脉冲信号,码盘每 文案大全 适用准则文档 挽救一周,会发出一个零位象征信号。 图 1-2 增量式编码器输出信号 1.3 绝对式编码器 绝对式编码器的道理及构成部件与增量式编码器根本一样,与增量式编码器差别的是,绝 对式编码器用差别的数码来指示每个差别的增量场所,它是一种直接输出数字量的传感 器。 图 1-3 绝对式编码器道理图 如图 1-3 所示,绝对式编码器的圆形码盘上沿径向有若干齐心码道,每条码道上由透光和 不透光的扇形区相间构成,相邻码道的扇区数目是双倍合联,码盘上的码道数便是它的二 进制数码的位数。正在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件。当码盘处于 差别场所时,各光敏元件遵照受光照与否转换出相应的电平信号,西门子plc与npn编码器造成二进制数。明白, 码道越众,辨别率就越高,对待一个具有 n 位二进制辨别率的编码器,其码盘必需 有 n 条码道。 遵照编码形式的差别,绝对式编码器的两品种型码盘(二进制码盘和格雷码码盘),如图 1-4 所示。 文案大全 适用准则文档 图 1-4 绝对式编码器码盘 绝对式编码器的特质是不须要计数器,正在转轴的放肆场所都可读出一个固定的与场所相对 应的数字码,即直接读出角度坐标的绝对值。此外,相对待增量式编码器,绝对式编码器 不存正在累积差错,而且当电源切除后场所消息也不会失落。 2 编码器输出信号类型 寻常境况下,从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也作歹规,不行直接用 于支配、信号经管和远隔绝传输,是以正在编码器内还须要对信号实行放大、整形等经管。 历程经管的输出信号寻常近似于正弦波或矩形波,由于矩形波输出信号容易实行数字处 理,是以正在支配体例中使用斗劲普遍。 增量式光电编码器的信号输出有集电极开途输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等 众种信号款式。 2.1 集电极开途输出 集电极开途输出是以输出电途的晶体管发射极行为群众端,而且集电极悬空的输出电途。 遵照运用的晶体管类型差别,可能分为 NPN 集电极开途输出(也称作漏型输出,当逻 辑 1 时输出电压为 0V,如图 2-1 所示)和 PNP 集电极开途输出(也称作源型输出,当 逻辑 1 时,输出电压为电源电压,如图 2-2 所示)两种款式。正在编码器供电电压和信号 领受装配的电压不划一的境况下可能运用这品种型的输出电途。 图 2-1 NPN 集电极开途输出 文案大全 适用准则文档 图 2-2 PNP 集电极开途输出 对待 PNP 型的集电极开途输出的编码器信号,可能接入到漏型输入的模块中,全体的接线 所示。 当心:PNP 型的集电极开途输出的编码器信号不行直接接入源型输入的模块中。 图 2-3 PNP 型输出的接线道理 对待 NPN 型的集电极开途输出的编码器信号,可能接入到源型输入的模块中,全体的接线 所示。 当心:NPN 型的集电极开途输出的编码器信号不行直接接入漏型输入的模块中。 图 2-4 NPN 型输出的接线 电压输出型 电压输出是正在集电极开途输出电途的根基上,正在电源和集电极之间接了一个上拉电阻,这 样就使得集电极和电源之间能有了一个坚固的电压状况,如图 2-5。寻常正在编码器供电电 压和信号领受装配的电压划一的境况下运用这品种型的输出电途。 文案大全 适用准则文档 图 2-5 电压输出型 2.3 推挽式输出 推挽式输出形式由两个分手为 PNP 型和 NPN 型的三极管构成,如图 2-6 所示。当其 中一个三极管导通时,此外一个三极管则合断,两个输出晶体管交互实行为作。 这种输出款式具有高输入阻抗和低输出阻抗,是以正在低阻抗境况下它也可能供应大边界的 电源。因为输入、输出信号相位一样且频率边界宽,是以它还合用于长隔绝传输。 推挽式输出电途可能直接与 NPN 和 PNP 集电极开途输入的电途联贯,即可能接入源 型或漏型输入的模块中。 图 2-6 推挽式输出 2.4 线 所示,线驱动输出接口采用了专用的 IC 芯片,输出信号切合 RS-422 准则, 以差分的款式输出,是以线驱动输出信号抗滋扰才略更强,可能使用于高速、长隔绝数据 传输的园地,同时还具有相应速率速和抗噪声职能强的特质。 图 2-7 线驱动输出 文案大全 适用准则文档 注明:除了上面所列的几种编码器输出的接口类型外,现正在许众厂家出产的编码器还具有 智能通讯接口,譬喻 PROFIBUS 总线接口。这品种型的编码器可能直接接入相应的总线网 络,通过通讯的形式读浮现实的计数值或丈量值,这里不做注明。 3 高速计数模块与编码器的兼容性 高速计数模块首要用于评估接入模块的各类脉冲信号,用于对编码器输出的脉冲信号实行 计数和丈量等。西门子 SIMATIC S7 的全系列产物都有接济高速计数效力的模块,可能 合适于各类差别园地的使用。 遵照产物效力的差别,每种产物高速计数效力所接济的输入信号类型也各纷歧样,正在体例 策画或产物选型时要更加当心。下外 3-1 给出了西门子高速计数产物与编码器的兼容性信 息,供选型时参考。 外 3-1 高速计数产物与编码器的兼容性 SIMATIC S7 系列产物 增量型编码器 绝对值 编码器 24V PNP 24V NPN 24V 推挽 5V 差分 SSI 式 S7-200 / CPU 集成的 √ √ √ S7-200 Smart HSC - - S7-1200 CPU 集成的 HSC √ √ √ - - S7-300 CPU31xC 集成 的 HSC √ - √ - - FM350-1 √ √ √ √ - FM350-2 √ - √ - - SM338 - - - - √ S7-400 FM450-1 √√ √ √- ET200S 1Count 24V √ √ √ - - 1Count 5V - - - √- 1SSI - - - -√ S7-1500 TM Count 2x24V √ √ - TM PosInput2 - - - √√ ET200SP TM Count √ √ √ 1x24V - - 文案大全 适用准则文档 TM PosInput1 - - - √√ √兼容; - 不兼容 4 编码器运用的常睹题目 4.1 编码器选型时要切磋哪些参数 正在编码器选型时,可能归纳切磋以下几个参数: 编码器类型:遵照使用园地和支配央求确定选用增量型编码器照旧绝 对性编码器。 输出信号类型:对待增量型编码遵照须要确定输出接口类型(源型、 漏型)。 信号电压等第:确认信号的电压等第(DC24V、DC5V 等)。 最大输出频率:遵照使用园地和需求确认最大输出频率及辨别率、位 数等参数。 装配形式、外形尺寸:归纳切磋装配空间、板滞强度、轴的状况、外 观规格、板滞寿命等央求。 4.2 怎样判别编码器的瑕瑜 可能通过以下几种本事判别编码器的瑕瑜: 将编码器接入 PLC 的高速计数模块,通过读取现实脉冲个数或码值来判 断编码器输出是否无误。 通过示波器查看编码器输出波形,西门子plc与npn编码器遵照现实的输出波形来判别编码器是 否平常。 通过万用外的电压档来丈量编码器输出信号电压来判别编码器是否正 常,全体操作本事如下: 1)编码器为 NPN 晶体管输出时,用万用外丈量电源正极和信号输出线之间的电压 导通时输出电压逼近供电电压 合断时输出电压逼近 0V 2)编码器为 PNP 晶体管输出时,用万用外丈量丈量电源负极和信号输出线之间的电压 导通时输出电压逼近供电电压 合断时输出电压逼近 0V 4.3 计数不无误的起因及相应的避免要领 正在现实使用中,导致计数或丈量不无误的起因良众,此中首要应该心以下几点: 编码器装配的现场境遇有震颤,编码器和电机轴之间有松动,没有固 定紧。 挽救速率过速,越过编码器的最高相应频率。 文案大全 适用准则文档 编码器的脉冲输出频率大于计数器输入脉冲最高频率。 信号传输历程中受到滋扰。 针对以上题目的避免要领: 搜检编码器的板滞装配,是否打滑、跳齿、齿轮齿隙是否过大等。 策画一下最高脉冲频率,是否逼近或逾越了极限值。 确保高速计数模块可能回收的最大脉冲频率大于编码器的脉冲输出 频率。 搜检信号线是否过长,是否运用障蔽双绞线,按央求做好接地,并采 取须要抗滋扰要领。 4.4 空闲的编码器信号线该怎样经管 正在现实的使用中,或者会碰到不须要或者模块不接济的信号线,比方: 对待带零位信号的 AB 正交编码器(A、B、N),模块不接济 N 相输入 或者不须要 Z 信号。 对待差分输出信号(A、/A,B、/B,N、/N),模块不接济反向信号 (/A,/B,/N)的输入。 对待这些信号线,不须要独特的经管,可能直接放弃不消! 4.5 增量信号众重评估能否抬高计数频率 对待增量信号,可能组态众重评估形式,蕴涵双重评估和四重评估。四重评估是指同时对 信号 A 和 B 的正跳沿和负跳沿实行判别,进而取得计数值,如图 4-1 所示。对待四重评 估的形式,由于对一个脉冲实行了四倍的经管(四次评估),是以读到的计数值是现实输 入脉冲数的四倍,通过对信号的众重评估可能抬高丈量的辨别率。 图 4-1 四重评估道理图 通过以上对增量信号众重评估道理的了解可能看出,众重评估只是正在原计数脉冲的根基上 对计数值作了倍频经管,而现实上对现实输入脉冲频率没有影响,是以也不会抬高模块的 最大计数频率。比方,FM350-2 的最大计数频率为 10kHz,那么纵然设备为四重评估的模 式,其最大的计数频率照旧 10kHz。 文案大全

本文由领航仪器发布于服务支持,转载请注明出处:西门子PLC与编码器利用

关键词: