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PLC高速计数与增量型编码器连接的信号有哪些一讲到plc通过与编码器的连接,许多人立即想到高速计数。高速计数只是增量编码器的方波脉冲信号。事实上,**值编码器不需要累积计数,“高速计数”没有意义。而即使是增量的方波脉冲信号,也有很多技术特征不同,PLC使用人员在选择编码器时必须分辨清楚:
1),5V差分驱动信号是工作电压为5V,ABZ6条信号输出线:A ,A-;B ,B-;Z ,Z-。注意A-是相对于A 的反相(就是当A 为高电平,A-就是低电平,当A 为低电平,A-就是高电平),有时也有是在A的头上加一个横线表示。
由于脉冲信号是电压信号,具有抗干扰性强、传输距离长等优点,A ,A-从电缆的外部来看,几乎没有两根电缆是相反的“变化”没有电磁场的波不容易受到外部电磁场的影响,即使有干扰,在接收端“差分”(“差”即减法后消除共模干扰。但是5V信号电压偏低,对于较大型电机和较复杂的现场工控就不适合,目前主要用户是伺服电机等小型化设备中,PLC大都不用(如有运动控制卡的会用此信号接口)。
在欧系产品的有些说明书里面,这个信号有时会用TTL表示,但是在国际RS422标准出来推广以后,逐渐的也有用RS422表示,并且有些RS422的信号做到的是5--24V。
2)集电极开路信号,(PNP或者NPN),简单的10-24V的ABZ没有反相信号的三条线。注意这个信号有PNP与NPN事实上,它确实是一个三极管放大电路,应该与接收端完全匹配。例如NPN的编码器配NPN的PLC。早先的半导体放大电路的发展,日本与欧洲各自有所侧重,日本的基本是以NPN结晶体管放大电路为主,而欧洲的基本是以PNP电路为主,两者虽然可以用“上拉电阻”采集电压信号同样获得方波互通,但是通过这种上拉电阻的方波信号在高速和干扰杂波的情况下信号品质很差,容易造成误读。上拉电阻仅仅是经济而临时性办法,不应一直有用。
集电极开路输出的信号,尽量要与原极性一致的匹配,而不是上拉电阻(编码器内部或PLC内部预先加入的上拉电阻),在编码器选择性和PLC的选型是需要特别注意。
目前的经济性PLC和日系经济型编码器很多就是这种“集电极开路信号”的。
集电极开路信号除了信号匹配性需要特别注意以外,由于没有反相信号平衡,它的抗干扰能力较差,而对于感应到的反向冲击电压很容易烧毁电路(例如电机启动瞬间产生的电磁场冲击),这种信号是较低端的信号,一般建议只用在小型加工设备(固定设计环境)的场合。
3),推挽式放大电路(HTL-3),编码器的特征也是10-30V的ABZ三条线,但它打开了集电极NPN和PNP放大电路的叠加形成“推拉放大”所以它可以兼容PNP和NPN此外,它还有一个反向冲击电压的电路,可以带走冲击,也不容易烧坏电路。具有推挽式(也有叫推拉的,也有叫HTL的)信号的编码器可以兼容连接集电极开路的PNP或者NPN接口。
4)推拉放大电路含有反相信号(HTL-6)编码器的特征是10-30V并6根线,A ,A-;B ,B-;Z ,Z-,既有推挽式HTL三线的优点和差分抗干扰平衡的优点。另外请注意,哪怕PLC只有ABZ三个接口而没有A-B-Z-,这种编码器的电缆也要保留至接收端,A-B-Z-悬空封闭,因为编码器信号是电压式的,这类编码器信号就算不接电缆保留至接收端,它仍然能够有电压在上面而起到电压平衡的效果(如果接收端三线接口,差分效果就没有了),仍然有提高抗干扰的能力。编码器信号能够传输200米距离的就是指这种信号(例如GI58N增量型编码器)。
请注意,这是西门子等***欧系主推的增量编码器接口!西门子的变频器和高端PLC基本都是这种接口,哪怕只接三根线。
5),5—30V推挽式包含反相信号(HTL-G6),这与上述四个信号完全兼容,为了防止连接错误的线路,该信号进行了电源短路保护和信号短路保护,包括电源在内的8个连接错误不应燃烧电路,错误不燃烧HTL-G6的特征。这个信号可以传输达300米(编码器专用电缆),信号强度大,抗干扰能力强,是今后自动化应用值得推荐的编码器信号接口。当然,对于5V差分你如果预先确定的话,请还是选择第1种信号,5V差分驱动。
德国海德汉等欧洲品牌的编码器,Sick,TR上述增量编码器等HTL-6可选择增量信号;
GEMPLE提供的增量型编码器的输出信号,属于上述的第4种和第5种,例如GI58N和GI40N等都有这个接口可选。
日本编码器(包括韩国品牌)在中国市场没有看到第四种和第五种,大部分是第一种和第二种,5种V差分驱动和集电极开路输出,集电极开路输出基本为NPN,这个信号与欧系PLC在匹配要选择,请特别注意信号匹配要求。
其他:增量编码器还有一种输出信号是正余弦信号输出,这一般用于伺服电机和电梯曳引机上,PLC基本上没有这样的接口,除非是高档的运动控制卡有些。
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多地控制线路与梯形图如图4-15所示,其中图4-15(b)所示为单人多地控制梯形图,图4-15(c)所示为多人多地控制梯形图。
(1)单人多地控制
单人多地控制线路和梯形图如图4-15(a)、(b)所示。
①甲地启动控制。在甲地按下启动按钮SB1时,I0.0常开触点闭合,线圈Q0.0得电,Q0.0常开自锁触点闭合,Q0.0端子内硬触点闭合,Q0.0常开自锁触点闭合锁定Q0.0线阳供电,Q0.0端子内硬触点闭合使接触器线圈KM得电,主电路中的KM主触点闭合,电动机得电运转。
②甲地停止控制。在甲地按下停止按钮SB2时,I0.1常闭触点断开,线圈Q0.0失电,Q0.0常开自锁触点断开,Q0.0端子内硬触点断开,接触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
乙地和丙地的启/停控制与甲地控制相同,利用图4-15(b)所示梯形图可以实现在任何一地进行启/停控制,也可以在一地进行启动,在另一地控制停止。
(2)多人多地控制
多人多地控制线路和梯形图如图4-15(a)、(c)所示。
①启动控制。在甲、乙、丙三地同时按下按钮SB1、SB3、SB5,I0.0、I0.2、I0.4三个常开触点均闭合,线圈Q0.0得电,Q0.0常开自锁触点闭合,Q0.0端子的内硬触点闭合,Q0.0线圈供电锁定,接触器线圈KM得电,主电路中的KM主触点闭合,电动机得电运转。
②停止控制。在甲、乙、丙三地按下SB2、SB4、SB6中的某个停止按钮时,10.1、I0.3、10.5三个常闭触点中的某个断开,线圈Q0.0失电,Q0.0常开自锁触点断开,Q0.0端子内硬触点断开,Q0.0常开自锁触点断开使Q0.0线圈供电切断,Q0.0端子的内硬触点
断开使接触器线圈KM失电,主电路中的KM主触点断开,电动机失电停转。
指令使用注意事项
使用质序控制指令时,要注查以下事项:
①顾序控制指令仅对状态继电器S有效,S也具有一般继电器的功能,对它还可以使用与其他继电器一样的指令。
②SCR段程序(LSCR至SCRE之间的程序)能否执行,取决于该段程序对应的状态器S是否被置位,另外,当前程序SCRE(结束)与下一个程序LSCR(开始)之间的程序不影响下一个SCR程序的执行。
③同一个状态器S不能用在不同的程序中,如主程序中用了S0.2,在子程序中就不能再使用它。
④SCR段程序中不他使用跳转指令JMP和LBL,即不允许使用跳转指令跳人、跳出SCR程序或在SCR程序内部跳转。
⑤SCR段程序中不能使用FOR、NEXT和END指令。
⑥在使用SCRT指令实现程序转移后,前SCR段程序变为非活动步程序,该程序段的元件会自动复位,如果希望转称后某元件能继续输出,可对该元件使用置位或复位指令。在非活动步程序中,PLC道电常ON触点SM0.0也处于断开状态。
顺序控制的几种方式
顺序控制主要方式有:单分支方式、选择性分支方式和并行分支方式。图5-2(b)所示的状态转移图为单分支方式,程序由前往后依次执行,中问没有分支,简单的顺序控制常采用这种单分支方式。较复杂的顺序控制可采用选择性分支方式或并行分支方式。
选择性分支方式
选择性分支状态转移图如图5-3(a》所示,在状态维电器S0.0后面有两个可选择的分支,当I0.0闭合时执行S0.1分支,当10.3闭合时执行S0.3分支,如果I0.0较I0.3先闭合,则只执行I0.0所在的分支,I0.3所在的分支不执行,即两条分支不能同时进行。图5-3(b)是依据图5-3(a)画出的梯形图,梯形图工作原理见标注说明。
(a)状态转移图
图5-3选择性分支方式状态转移图与梯形图
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