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BAUMER堡盟旋轉編碼器與PLC控制器之間轉換接口問題
閱讀：1577 發(fā)布時間：2014-4-21在應用PLC高速計數器時往往會碰到,，計數器與輸入計數脈沖信號的脈沖電平不匹配,、旋轉編碼器、光柵尺數據輸出是TTL電平,，而PLC高速計數器卻要求接受的是0 - 24v傳輸脈沖信號,、有的編碼器為了提高編碼器的可靠性，提供A+,、A-,，B+、B-,，Z+,、Z- 對稱反相計數脈沖或者提供A+、A-,，B+,、B-，Z+,、Z- 對稱反向的正弦矢量信號,，但PLC高速計數器接收的計數脈沖是單相脈沖。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數脈沖）進行計數,。
又如在應用旋轉編碼器,、光柵尺的場合非單方向勻速運動，其運動速度是時快時慢,、時動時靜止,、時正時反的不確定性、或者在運動速度非常低的場合,，如果接口沒有匹配處理好是非常容易發(fā)生計數誤差的,、還有脈沖數據傳輸距離稍長些，脈沖傳輸過程中會產生脈沖波形奇變,。
有許多應用場合雖然計數脈沖頻率不高，而忽略了PLC高速脈沖計數器對計數脈沖的沿口是有速率要求（脈沖形成的上升,、下降沿口響應速度要陡峭）,，尤其是在應用線數比較高的編碼器在低速運行時，由于機械運動必然產生細微斗動或者編碼器前級安有變速齒輪,，就很容易會引起編碼脈沖前后沿口上出現(xiàn)鋸齒口,。還有長期機械運動產生磨損，使間隙變大也會引起編碼脈沖前后沿口上出現(xiàn)鋸齒口,。
在工業(yè)現(xiàn)場的干擾是錯綜復雜的,，由來自控制現(xiàn)場如電動機的啟動停止,、大電流接觸器的切換、可控硅的調相干擾,、電弧電脈沖,、電磁波等等復雜的干擾群，那縱向和橫向電磁干擾是羅列不完,。
問題zui終綜合反映在計數脈沖上,，產生了寄生毛刺信號或寄生干擾脈沖，寄生毛刺脈沖又沒有得到有效的遏止整形,。所以必然會導致PLC高速計數器的計數精度不穩(wěn)定,、不可靠、產生累計誤差,、經常會碰到偶發(fā)性的計數出錯等一系列問題,。
所以許多部件在實驗室做模擬試驗時是完好無誤的，而一旦到了工業(yè)現(xiàn)場卻出現(xiàn)種種不正常的現(xiàn)象,。這往往是因為忽略了系統(tǒng)設計的整體概念,，各個系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的不匹配所產生的系統(tǒng)性干擾。它會直接影響到PLC控制精度,，使得原本為了提高控制精度而設置的功能,，卻發(fā)揮不了本該提高精度的效果。即理論設計精度與實際得到的效果差距甚遠,。有時誤認為PLC高速計數器質量有問題,、編碼器有故障、碼盤線數還不夠多……,。且沒有找到問題的真跡源頭在哪里而無從著手,，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。
為此我們針對這些在國內電氣系統(tǒng),、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)普遍存在而又常見的有共性的技術問題,，專門精心比照分析，研究了許多國外引進的大系統(tǒng)集成項目,，自動化控制程度比較高的比較經典的控制系統(tǒng)時,。發(fā)現(xiàn)有許多是常被我們設計師所忽略的細節(jié)，往往認為是“多余”的或者是認為可以“節(jié)省”開銷的部件,，似乎那些接口件去掉照樣可以工作,。常常是在設計時從成本角度考慮被“精簡”掉了。
我們對那些可“精簡多余”接口部件進行分析研究后又在工業(yè)現(xiàn)場實地試驗后方知,它在構成系統(tǒng)整體時存在的必要性,，和選好對應匹配的接口,是對系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的可靠保障,。尤其是度要求比較高的機械電氣合一的數控項目中尤為重要。為此我們引進了優(yōu)良而又成熟的技術,，吸收消化了許多細節(jié)的處理方法,。專門設計了半國產化的MHM-02A/B型雙高速光柵隔離耦合器和MHM-06雙高速差模信號轉換器接口,。而且分別還有多種輸出方式，可以滿足國內外現(xiàn)有形式的PLC控制器的要求,。它已經在許多PLC數控系統(tǒng)上,，尤其是在那些問題系統(tǒng)上、在老系統(tǒng)進行數控改造項目上實際應用得到了驗證,。使控制精度有非常顯著提高,，使理論設計精度與實際得到的效果*吻合。的確是“多”而不“余”,，著實能解決掉問題,，起到事半功倍*的效果。從而再回*現(xiàn)上許多著名品牌的產品為什么和我們的同類產品相比會有相當的差距呢,？細細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堡盟旋轉編碼器,、光柵尺基本原理：將光源,、圓型的旋轉編碼盤（編碼盤的線數有360線到2400線數不同）和光電檢測器件等組合在一起構成的通常稱光電旋轉編碼器，碼盤的線數決定了旋轉角精度,。同樣兩塊長光柵（動尺和定尺）光柵的單位密度也決定了其單位精度,，與光電檢測器件等組合在一起構成的光柵傳感器通常稱為光柵尺。
旋轉編碼器每旋轉一格光柵角,，每一個光柵電信號對應一個旋轉角或光柵尺每輸出一個電信號,，動尺移動一個柵距，輸出電信號便變化一個周期,，通過對信號變化周期的測量來測出動就與定就職相對位移,。目前使用的光電旋轉編碼器與光柵尺的輸出信號一般有兩種形式，一是相位角相差90o的2路方波信號,，二是相位依次相差90o的4路正弦信號,。這些信號的空間位置周期為W。針對輸出方波信號的光柵進行計數,，而對于輸出正弦波信號的光柵,，經過整形可變?yōu)榉讲ㄐ盘栞敵鲞M行計數。就可以檢測,。輸出方波的旋轉編碼器,、光柵尺有A相、B相和Z相三個電信號,，A相信號為主信號，B相為副信號,，兩個信號周期相同,，均為W,，相位差90o。Z信號可以作為較準信號以消除累積誤差,。
隨著控制精度的要求提高,，自動化控制的越來越普及。自然PLC應用得也就越來越廣泛,，因此對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編碼器,、光柵尺與PLC控制器之間轉換接口,，同時可以對于輸出正弦波信號的光柵，經過整形變?yōu)榉讲ㄐ盘栞敵觥?/p>