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BAUMER堡盟旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口問題
閱讀：1539 發(fā)布時(shí)間：2014-4-21在應(yīng)用PLC高速計(jì)數(shù)器時(shí)往往會(huì)碰到,，計(jì)數(shù)器與輸入計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)的脈沖電平不匹配、旋轉(zhuǎn)編碼器,、光柵尺數(shù)據(jù)輸出是TTL電平,，而PLC高速計(jì)數(shù)器卻要求接受的是0 - 24v傳輸脈沖信號(hào)、有的編碼器為了提高編碼器的可靠性,，提供A+,、A-，B+,、B-,，Z+、Z- 對(duì)稱反相計(jì)數(shù)脈沖或者提供A+,、A-,，B+,、B-，Z+,、Z- 對(duì)稱反向的正弦矢量信號(hào),，但PLC高速計(jì)數(shù)器接收的計(jì)數(shù)脈沖是單相脈沖。使用者沒有選用合適的接口而放棄了其中一相（是為提高系統(tǒng)抗干擾能力而提供的雙相計(jì)數(shù)脈沖）進(jìn)行計(jì)數(shù),。
又如在應(yīng)用旋轉(zhuǎn)編碼器,、光柵尺的場(chǎng)合非單方向勻速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度是時(shí)快時(shí)慢,、時(shí)動(dòng)時(shí)靜止,、時(shí)正時(shí)反的不確定性、或者在運(yùn)動(dòng)速度非常低的場(chǎng)合,，如果接口沒有匹配處理好是非常容易發(fā)生計(jì)數(shù)誤差的,、還有脈沖數(shù)據(jù)傳輸距離稍長(zhǎng)些，脈沖傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生脈沖波形奇變,。
有許多應(yīng)用場(chǎng)合雖然計(jì)數(shù)脈沖頻率不高,，而忽略了PLC高速脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)計(jì)數(shù)脈沖的沿口是有速率要求（脈沖形成的上升、下降沿口響應(yīng)速度要陡峭）,，尤其是在應(yīng)用線數(shù)比較高的編碼器在低速運(yùn)行時(shí),，由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)必然產(chǎn)生細(xì)微斗動(dòng)或者編碼器前級(jí)安有變速齒輪，就很容易會(huì)引起編碼脈沖前后沿口上出現(xiàn)鋸齒口,。還有長(zhǎng)期機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磨損,，使間隙變大也會(huì)引起編碼脈沖前后沿口上出現(xiàn)鋸齒口。
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾是錯(cuò)綜復(fù)雜的,，由來自控制現(xiàn)場(chǎng)如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)停止,、大電流接觸器的切換、可控硅的調(diào)相干擾,、電弧電脈沖,、電磁波等等復(fù)雜的干擾群，那縱向和橫向電磁干擾是羅列不完,。
問題zui終綜合反映在計(jì)數(shù)脈沖上,，產(chǎn)生了寄生毛刺信號(hào)或寄生干擾脈沖，寄生毛刺脈沖又沒有得到有效的遏止整形,。所以必然會(huì)導(dǎo)致PLC高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)精度不穩(wěn)定,、不可靠、產(chǎn)生累計(jì)誤差,、經(jīng)常會(huì)碰到偶發(fā)性的計(jì)數(shù)出錯(cuò)等一系列問題,。
所以許多部件在實(shí)驗(yàn)室做模擬試驗(yàn)時(shí)是完好無(wú)誤的，而一旦到了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)種種不正常的現(xiàn)象,。這往往是因?yàn)楹雎粤讼到y(tǒng)設(shè)計(jì)的整體概念,，各個(gè)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的不匹配所產(chǎn)生的系統(tǒng)性干擾,。它會(huì)直接影響到PLC控制精度，使得原本為了提高控制精度而設(shè)置的功能,，卻發(fā)揮不了本該提高精度的效果。即理論設(shè)計(jì)精度與實(shí)際得到的效果差距甚遠(yuǎn),。有時(shí)誤認(rèn)為PLC高速計(jì)數(shù)器質(zhì)量有問題,、編碼器有故障、碼盤線數(shù)還不夠多……,。且沒有找到問題的真跡源頭在哪里而無(wú)從著手,，也沒有采取有效克服措施或者沒有找到有效的克服干擾的方法。
為此我們針對(duì)這些在國(guó)內(nèi)電氣系統(tǒng),、工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)普遍存在而又常見的有共性的技術(shù)問題,，專門精心比照分析，研究了許多國(guó)外引進(jìn)的大系統(tǒng)集成項(xiàng)目,，自動(dòng)化控制程度比較高的比較經(jīng)典的控制系統(tǒng)時(shí),。發(fā)現(xiàn)有許多是常被我們?cè)O(shè)計(jì)師所忽略的細(xì)節(jié)，往往認(rèn)為是“多余”的或者是認(rèn)為可以“節(jié)省”開銷的部件,，似乎那些接口件去掉照樣可以工作,。常常是在設(shè)計(jì)時(shí)從成本角度考慮被“精簡(jiǎn)”掉了。
我們對(duì)那些可“精簡(jiǎn)多余”接口部件進(jìn)行分析研究后又在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地試驗(yàn)后方知,它在構(gòu)成系統(tǒng)整體時(shí)存在的必要性,，和選好對(duì)應(yīng)匹配的接口,是對(duì)系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的可靠保障,。尤其是度要求比較高的機(jī)械電氣合一的數(shù)控項(xiàng)目中尤為重要。為此我們引進(jìn)了優(yōu)良而又成熟的技術(shù),，吸收消化了許多細(xì)節(jié)的處理方法,。專門設(shè)計(jì)了半國(guó)產(chǎn)化的MHM-02A/B型雙高速光柵隔離耦合器和MHM-06雙高速差模信號(hào)轉(zhuǎn)換器接口。而且分別還有多種輸出方式,，可以滿足國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有形式的PLC控制器的要求,。它已經(jīng)在許多PLC數(shù)控系統(tǒng)上，尤其是在那些問題系統(tǒng)上,、在老系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控改造項(xiàng)目上實(shí)際應(yīng)用得到了驗(yàn)證,。使控制精度有非常顯著提高，使理論設(shè)計(jì)精度與實(shí)際得到的效果*吻合,。的確是“多”而不“余”,，著實(shí)能解決掉問題，起到事半功倍*的效果,。從而再回*現(xiàn)上許多著名品牌的產(chǎn)品為什么和我們的同類產(chǎn)品相比會(huì)有相當(dāng)?shù)牟罹嗄?？?xì)細(xì)比較我們的確是把知其所以，而不知其所以然的精華給忽略掉了,。
BAUMER堡盟旋轉(zhuǎn)編碼器,、光柵尺基本原理：將光源,、圓型的旋轉(zhuǎn)編碼盤（編碼盤的線數(shù)有360線到2400線數(shù)不同）和光電檢測(cè)器件等組合在一起構(gòu)成的通常稱光電旋轉(zhuǎn)編碼器，碼盤的線數(shù)決定了旋轉(zhuǎn)角精度,。同樣兩塊長(zhǎng)光柵（動(dòng)尺和定尺）光柵的單位密度也決定了其單位精度,，與光電檢測(cè)器件等組合在一起構(gòu)成的光柵傳感器通常稱為光柵尺。
旋轉(zhuǎn)編碼器每旋轉(zhuǎn)一格光柵角,，每一個(gè)光柵電信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)角或光柵尺每輸出一個(gè)電信號(hào),，動(dòng)尺移動(dòng)一個(gè)柵距，輸出電信號(hào)便變化一個(gè)周期,，通過對(duì)信號(hào)變化周期的測(cè)量來測(cè)出動(dòng)就與定就職相對(duì)位移,。目前使用的光電旋轉(zhuǎn)編碼器與光柵尺的輸出信號(hào)一般有兩種形式，一是相位角相差90o的2路方波信號(hào),，二是相位依次相差90o的4路正弦信號(hào),。這些信號(hào)的空間位置周期為W。針對(duì)輸出方波信號(hào)的光柵進(jìn)行計(jì)數(shù),，而對(duì)于輸出正弦波信號(hào)的光柵,，經(jīng)過整形可變?yōu)榉讲ㄐ盘?hào)輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)。就可以檢測(cè),。輸出方波的旋轉(zhuǎn)編碼器,、光柵尺有A相、B相和Z相三個(gè)電信號(hào),，A相信號(hào)為主信號(hào),，B相為副信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)周期相同,，均為W,，相位差90o。Z信號(hào)可以作為較準(zhǔn)信號(hào)以消除累積誤差,。
隨著控制精度的要求提高,，自動(dòng)化控制的越來越普及。自然PLC應(yīng)用得也就越來越廣泛,，因此對(duì)不同性能功能組件間的連接也提出了更高的接口要求,。MHM-02、03型高速光柵隔離器就是一款性能非常良好的為旋轉(zhuǎn)編碼器,、光柵尺與PLC控制器之間轉(zhuǎn)換接口,，同時(shí)可以對(duì)于輸出正弦波信號(hào)的光柵，經(jīng)過整形變?yōu)榉讲ㄐ盘?hào)輸出,。