關(guān)于PLC高速計(jì)數(shù)與增量型編碼器連接的信號(hào)

    一講到PLC與編碼器的連接，很多人就立刻想到了高速計(jì)數(shù)，高速計(jì)數(shù)僅僅是針對(duì)于增量型編碼器的方波脈沖信號(hào)，對(duì)于值編碼器實(shí)際上無需計(jì)數(shù)累加，“高速計(jì)數(shù)"已沒有意義。而即使是增量的方波脈沖信號(hào)，也有很多技術(shù)特征不同，PLC使用人員在選擇編碼器時(shí)必須分辨清楚：

1)，5V差分驅(qū)動(dòng)信號(hào)，編碼器特征是工作電壓是5V，ABZ信號(hào)輸出線有6根：A+,A-；B+,B-；Z+,Z-。注意A-是相對(duì)于A+的反相（就是當(dāng)A+為高電平，A-就是低電平，當(dāng)A+為低電平，A-就是高電平），有時(shí)也有是在A的頭上加一個(gè)橫線表示。

含反相信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，因?yàn)槊}沖信號(hào)是電壓信號(hào)，A+，A-互為反相兩個(gè)線纜雙絞在一起，從電纜外部看幾乎都沒有“變化"了，沒有電磁場(chǎng)的波也就不易受外部電磁場(chǎng)的影響，即使有干擾影響，在接收端的“差分"（“差"就是做減法的意思）后消除了共模干擾。但是5號(hào)電壓偏低，對(duì)于較大型電機(jī)和較復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)工控就不適合，目前主要用戶是伺服電機(jī)等小型化設(shè)備中，PLC大都不用（如有運(yùn)動(dòng)控制卡的會(huì)用此信號(hào)接口）。

在歐系產(chǎn)品的有些說明書里面，這個(gè)信號(hào)有時(shí)會(huì)用TTL表示，但是在RS422標(biāo)準(zhǔn)出來推廣以后，逐漸的也有用RS422表示，并且有些RS422的信號(hào)做到的是5--24V。

2)，集電極開路信號(hào)，（PNP或者NPN），就是簡(jiǎn)單的10-24V的ABZ三根線，沒有反相信號(hào)。注意這個(gè)信號(hào)有PNP與NPN之分，事實(shí)上確實(shí)就是三極管放大電路，應(yīng)該*對(duì)應(yīng)接收端匹配。例如NPN的編碼器配NPN的PLC。早先的半導(dǎo)體放大電路的發(fā)展，日本與歐洲各自有所側(cè)重，日本的基本是以NPN結(jié)晶體管放大電路為主，而歐洲的基本是以PNP電路為主，兩者雖然可以用“上拉電阻"采集電壓信號(hào)同樣獲得方波互通，但是通過這種上拉電阻的方波信號(hào)在高速和干擾雜波的情況下信號(hào)品質(zhì)很差，容易造成誤讀。上拉電阻僅僅是經(jīng)濟(jì)而臨時(shí)性辦法，不應(yīng)一直有用。

集電極開路輸出的信號(hào)，盡量要與原極性一致的匹配，而不是上拉電阻（編碼器內(nèi)部或PLC內(nèi)部預(yù)先加入的上拉電阻），在編碼器選擇性和PLC的選型是需要特別注意。

目前的經(jīng)濟(jì)性PLC和日系經(jīng)濟(jì)型編碼器很多就是這種“集電極開路信號(hào)"的。

集電極開路信號(hào)除了信號(hào)匹配性需要特別注意以外，由于沒有反相信號(hào)平衡，它的抗干擾能力較差，而對(duì)于感應(yīng)到的反向沖擊電壓很容易燒毀電路（例如電機(jī)啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生的電磁場(chǎng)沖擊），這種信號(hào)是較低端的信號(hào)，一般建議只用在小型加工設(shè)備（固定設(shè)計(jì)環(huán)境）的場(chǎng)合。

3)，推挽式放大電路（HTL-3），編碼器特征也是10-30V的ABZ三根線，但是它是將集電極開路的NPN和PNP的放大電路疊加，形成“推拉放大"，因此它可以兼容PNP和NPN的接口，并且沒有上拉電阻的漏電流可能，另外它對(duì)于反向沖擊電壓有回路把沖擊能帶走，也不易燒毀電路。具有推挽式（也有叫推拉的，也有叫HTL的）信號(hào)的編碼器可以兼容連接集電極開路的PNP或者NPN接口。

4)，推挽式放大電路含反相信號(hào)（HTL-6），編碼器特征是10-30V并6根線，A+,A-；B+,B-；Z+,Z-，它既有了推挽式HTL三線式的優(yōu)點(diǎn)，又有了差分式抗干擾平衡的優(yōu)點(diǎn)。另外請(qǐng)注意，哪怕PLC只有ABZ三個(gè)接口而沒有A-B-Z-,這種編碼器的電纜也要保留至接收端，A-B-Z-懸空封閉，因?yàn)榫幋a器信號(hào)是電壓式的，這類編碼器信號(hào)就算不接電纜保留至接收端，它仍然能夠有電壓在上面而起到電壓平衡的效果（如果接收端三線接口，差分效果就沒有了），仍然有提高抗干擾的能力。編碼器信號(hào)能夠傳輸200米距離的就是指這種信號(hào)（例如GI58N增量型編碼器）。

請(qǐng)注意，這是西門子等*歐系主推的增量編碼器接口！西門子的變頻器和PLC基本都是這種接口，哪怕只接三根線。

5)，5—30V推挽式含反相信號(hào)（HTL-G6）,這是全兼容上述四種信號(hào)的，并且為防止接錯(cuò)線，這個(gè)信號(hào)做了電源短路保護(hù)和信號(hào)短路保護(hù)，包括電源在內(nèi)的8跟線接錯(cuò)是不應(yīng)該燒電路的，接錯(cuò)也不燒是HTL-G6的特征。這個(gè)信號(hào)可以傳輸達(dá)300米（編碼器電纜），信號(hào)強(qiáng)度大，抗干擾能力強(qiáng)，是今后自動(dòng)化應(yīng)用值得推薦的編碼器信號(hào)接口。當(dāng)然，對(duì)于5V差分你如果預(yù)先確定的話，請(qǐng)還是選擇第1種信號(hào)，5V差分驅(qū)動(dòng)。

歐系品牌的編碼器，例如德國(guó)海德漢、Sick、TR等增量編碼器都有上述HTL-6的增量信號(hào)可供選擇；

GEMPLE提供的增量型編碼器的輸出信號(hào)，屬于上述的第4種和第5種,例如GI58N和GI40N等都有這個(gè)接口可選。

日系編碼器（包括韓國(guó)品牌）在中國(guó)市場(chǎng)上沒有看見有第4種和第5種，絕大部分是第1種和第2種，5V差分驅(qū)動(dòng)和集電極開路輸出，而且集電極開路輸出也是基本上是NPN，這個(gè)信號(hào)與歐系PLC的連接在匹配上存在差異，如需選擇請(qǐng)?zhí)貏e關(guān)注信號(hào)匹配性要求。

其他：增量編碼器還有一種輸出信號(hào)是正余弦信號(hào)輸出，這一般用于伺服電機(jī)和電梯曳引機(jī)上，PLC基本上沒有這樣的接口，除非是的運(yùn)動(dòng)控制卡有些。