西门子EM231 8入*12位精度 模拟量 西门子EM231 8入*12位精度 模拟量
西门子SIMATIC PM207电源与SIMATIC自动化产品*结合。高性价比的PM207电源,为S7-200 SMART PLC,SMART LINE等设备提供安全可靠的直流供电解决方案。该产品具有宽范围的交直流输入,优异的电磁兼容特性(如极低的纹波系数等),统一的外观设计和灵活的安装方式(可标准DIN导轨安装或墙壁安装),可以提升用户机器设备的稳定性,真正有效地提高用户的市场竞争力。
西门子6EP1332-1SH42西门子6EP1332-1SH42
2 编码器输出信号类型
一般情况下,从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,不能直接用于控制、信号处理和远距离传输,所以在编码器内还需要对信号进行放大、整形等处理。经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波,因为矩形波输出信号容易进行数字处理,所以在控制系统中应用比较广泛。
增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。
2.1集电极开路输出
集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端,并且集电极悬空的输出电路。根据使用的晶体管类型不同,可以分为NPN集电极开路输出(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集电极开路输出(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)两种形式。在编码器供电电压和信号接受装置的电压不*的情况下可以使用这种类型的输出电路。
图2-1 NPN 集电极开路输出
图2-2 PNP集电极开路输出
对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到漏型输入的模块中,具体的接线原理如图2-3所示。
注意:PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。
图2-3 PNP型输出的接线原理
对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到源型输入的模块中,具体的接线原理如图2-4所示。
注意:NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。
图2-4 NPN型输出的接线原理
2.2 电压输出型
电压输出是在集电极开路输出电路的基础上,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稳定的电压状态,如图2-5。一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压*的情况下使用这种类型的输出电路。
图2-5 电压输出型
2.3 推挽式输出
推挽式输出方式由两个分别为 PNP 型和 NPN 型的三极管组成,如图2-6所示。当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断,两个输出晶体管交互进行动作。
这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗,因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源。由于输入、输出信号相位相同且频率范围宽,因此它还适用于长距离传输。
推挽式输出电路可以直接与 NPN 和 PNP 集电极开路输入的电路连接,即可以接入源型或漏型输入的模块中。
图2-6 推挽式输出
2.4 线驱动输出
如图 2-7所示,线驱动输出接口采用了的 IC 芯片,输出信号符合RS-422 标准,以差分的形式输出,因此线驱动输出信号抗干扰能力更强,可以应用于高速、长距离数据传输的场合,同时还具有响应速度快和抗噪声性能强的特点。
图2-7 线驱动输出
说明:除了上面所列的几种编码器输出的接口类型外,现在好多厂家生产的编码器还具有智能通信接口,比如PROFIBUS总线接口。这种类型的编码器可以直接接入相应的总线网络,通过通信的方式读出实际的计数值或测量值,这里不做说明。
3 高速计数模块与编码器的兼容性
高速计数模块主要用于评估接入模块的各种脉冲信号,用于对编码器输出的脉冲信号进行计数和测量等。西门子SIMATIC S7的全系列产品都有支持高速计数功能的模块,可以适应于各种不同场合的应用。
根据产品功能的不同,每种产品高速计数功能所支持的输入信号类型也各不相同,在系统设计或产品选型时要特别注意。下表3-1给出了西门子高速计数产品与编码器的兼容性信息,供选型时参考。
表3-1 高速计数产品与编码器的兼容性
西门子SIMATIC PM207电源与SIMATIC自动化产品*结合。高性价比的PM207电源,为S7-200 SMART PLC,SMART LINE等设备提供安全可靠的直流供电解决方案。该产品具有宽范围的交直流输入,优异的电磁兼容特性(如极低的纹波系数等),统一的外观设计和灵活的安装方式(可标准DIN导轨安装或墙壁安装),可以提升用户机器设备的稳定性,真正有效地提高用户的市场竞争力。
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2 编码器输出信号类型
一般情况下,从编码器的光电检测器件获取的信号电平较低,波形也不规则,不能直接用于控制、信号处理和远距离传输,所以在编码器内还需要对信号进行放大、整形等处理。经过处理的输出信号一般近似于正弦波或矩形波,因为矩形波输出信号容易进行数字处理,所以在控制系统中应用比较广泛。
增量式光电编码器的信号输出有集电极开路输出、电压输出、线驱动输出和推挽式输出等多种信号形式。
2.1集电极开路输出
集电极开路输出是以输出电路的晶体管发射极作为公共端,并且集电极悬空的输出电路。根据使用的晶体管类型不同,可以分为NPN集电极开路输出(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集电极开路输出(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)两种形式。在编码器供电电压和信号接受装置的电压不*的情况下可以使用这种类型的输出电路。
图2-1 NPN 集电极开路输出
图2-2 PNP集电极开路输出
对于PNP型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到漏型输入的模块中,具体的接线原理如图2-3所示。
注意:PNP型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入源型输入的模块中。
图2-3 PNP型输出的接线原理
对于NPN型的集电极开路输出的编码器信号,可以接入到源型输入的模块中,具体的接线原理如图2-4所示。
注意:NPN型的集电极开路输出的编码器信号不能直接接入漏型输入的模块中。
图2-4 NPN型输出的接线原理
2.2 电压输出型
电压输出是在集电极开路输出电路的基础上,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稳定的电压状态,如图2-5。一般在编码器供电电压和信号接受装置的电压*的情况下使用这种类型的输出电路。
图2-5 电压输出型
2.3 推挽式输出
推挽式输出方式由两个分别为 PNP 型和 NPN 型的三极管组成,如图2-6所示。当其中一个三极管导通时,另外一个三极管则关断,两个输出晶体管交互进行动作。
这种输出形式具有高输入阻抗和低输出阻抗,因此在低阻抗情况下它也可以提供大范围的电源。由于输入、输出信号相位相同且频率范围宽,因此它还适用于长距离传输。
推挽式输出电路可以直接与 NPN 和 PNP 集电极开路输入的电路连接,即可以接入源型或漏型输入的模块中。
图2-6 推挽式输出
2.4 线驱动输出
如图 2-7所示,线驱动输出接口采用了的 IC 芯片,输出信号符合RS-422 标准,以差分的形式输出,因此线驱动输出信号抗干扰能力更强,可以应用于高速、长距离数据传输的场合,同时还具有响应速度快和抗噪声性能强的特点。
图2-7 线驱动输出
说明:除了上面所列的几种编码器输出的接口类型外,现在好多厂家生产的编码器还具有智能通信接口,比如PROFIBUS总线接口。这种类型的编码器可以直接接入相应的总线网络,通过通信的方式读出实际的计数值或测量值,这里不做说明。
3 高速计数模块与编码器的兼容性
高速计数模块主要用于评估接入模块的各种脉冲信号,用于对编码器输出的脉冲信号进行计数和测量等。西门子SIMATIC S7的全系列产品都有支持高速计数功能的模块,可以适应于各种不同场合的应用。
根据产品功能的不同,每种产品高速计数功能所支持的输入信号类型也各不相同,在系统设计或产品选型时要特别注意。下表3-1给出了西门子高速计数产品与编码器的兼容性信息,供选型时参考。
表3-1 高速计数产品与编码器的兼容性