絕對(duì)式編碼器信號(hào)和與后續(xù)設(shè)備的連接

由于絕對(duì)式編碼器是一個(gè)多碼信道讀取器，并且該值從2的0次方編碼到2的n-1次方，因此其輸出與增量脈沖輸出不同。根據(jù)物理設(shè)備的分類，可以分為并行輸出、串行同步輸出、串行異步總線輸出、轉(zhuǎn)換模擬輸出等。

一、并行輸出：

信號(hào)電纜的數(shù)量與絕對(duì)式編碼器的位數(shù)（代碼通道）一樣多。每條電纜代表一位數(shù)據(jù)，電纜輸出電平的高度代表1或0。物理設(shè)備類似于增量編碼器。有開(kāi)放式采集器NPN、PNP、差分驅(qū)動(dòng)、推挽式HTL等。物理PNP或NPN設(shè)備格式可用于高或低級(jí)別。推挽輸出信號(hào)電壓高，電壓范圍寬，器件不易損壞，與PNP和NPN兼容。對(duì)于并行輸出，應(yīng)盡可能選擇這種類型的輸出。

并行輸出通常以格雷碼的數(shù)學(xué)形式完成，因此在過(guò)去它被直接稱為格雷碼編碼器。

對(duì)于低比特大小的絕對(duì)式編碼器，通常用于以這種形式直接輸出數(shù)字，可以直接輸入到后續(xù)設(shè)備（如PLC或主機(jī)）的I/O接口。位的數(shù)量與點(diǎn)的數(shù)量相連，并且直接讀取電平。輸出即時(shí)，連接簡(jiǎn)單。然而，并行輸出存在以下問(wèn)題：

1.必須是格雷碼，因?yàn)槿绻羌兌M(jìn)制碼，數(shù)據(jù)更新時(shí)可能會(huì)有幾位變化，讀取會(huì)在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致錯(cuò)誤代碼。

2.當(dāng)多點(diǎn)接口被占用時(shí)，所有接口和電纜必須連接良好，因?yàn)槿绻嬖趩蝹€(gè)不良連接點(diǎn)，則該點(diǎn)的電位始終為0，這會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤代碼，無(wú)法進(jìn)行評(píng)估。

3.傳輸距離不能太遠(yuǎn)。對(duì)于不同的物理設(shè)備，傳輸距離是不同的。它們通常在10米以內(nèi)使用。對(duì)于復(fù)雜的環(huán)境，最好有隔熱層。

4.對(duì)于位數(shù)較多，應(yīng)使用多芯電纜，并確保良好的連接，這將導(dǎo)致技術(shù)困難和可靠性風(fēng)險(xiǎn)。編碼器還應(yīng)同時(shí)具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)輸出，尤其是高位或多圈編碼器。

二、同步串行接口（SSI）輸出：

串行輸出意味著數(shù)據(jù)通過(guò)一組電纜傳輸，并且在協(xié)議后的時(shí)間內(nèi)有順序的數(shù)據(jù)輸出。本協(xié)議稱為通信協(xié)議。

串行輸出連接線少，傳輸距離長(zhǎng)，大大提高了編碼器的保護(hù)和可靠性。

串行輸出分為同步和異步接口。同步意味著同步發(fā)送指令和數(shù)據(jù)。這樣，指令通過(guò)一對(duì)電纜傳輸，數(shù)據(jù)通過(guò)一對(duì)線纜傳輸。同步工作通常由SSI表示。SSI的物理格式通常是5VTTL或5V差分，但也是推挽式。數(shù)學(xué)格式由各制造商商定。指令通常由三部分組成：1是同步節(jié)拍，2是命令數(shù)據(jù)輸出的內(nèi)容，3是數(shù)據(jù)的開(kāi)始。這些信息通常通過(guò)通信協(xié)議收集。

SSI只是同步串行接口的縮寫。世界上沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。絕對(duì)式編碼器制造商（主要在德國(guó)海德堡和STEGMANN）使用的5V差分和中斷時(shí)鐘同步SSI標(biāo)準(zhǔn)是絕對(duì)式編碼器SSI輸出的主流。有些制造商與它們相似，但仍有細(xì)微差別，因此在購(gòu)買和使用時(shí)需要明確。有一些細(xì)微的差別，所以你需要在購(gòu)買和使用時(shí)清楚地理解。國(guó)內(nèi)制造商通常對(duì)SSI不夠了解，他們認(rèn)為SSI是一樣的，他們?cè)谫?gòu)買和連接SSI時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，或者他們?cè)诩抑羞B接得很好，連接不穩(wěn)定，當(dāng)他們?cè)谝欢〞r(shí)間后到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)或工作時(shí)（因?yàn)樗麄儾涣私馕⑿〉牟町?，或者因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)因素或設(shè)備在一定時(shí)間之后的微小變化）。出于商業(yè)目的，外國(guó)制造商通常要求配置其推薦的后續(xù)設(shè)備。對(duì)于自行選擇或開(kāi)發(fā)的隨訪設(shè)備，除非有大量可用，否則通常不支持。自行開(kāi)發(fā)SSI信號(hào)傳感器或SSI接收器的國(guó)內(nèi)制造商應(yīng)充分了解不同SSI信號(hào)之間的細(xì)微差異。如果他們不理解，他們通常在家里聯(lián)系很好，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后往往會(huì)變得不穩(wěn)定。這是因?yàn)樗麄儧](méi)有很好地處理SSI信號(hào)的細(xì)節(jié)。

同步串行信號(hào)的發(fā)展：SSI信號(hào)是最簡(jiǎn)單的串行信號(hào)。同時(shí)，其信號(hào)的可靠性較低，因此必須從發(fā)送到接收進(jìn)行適當(dāng)?shù)目煽啃蕴幚?。隨著對(duì)運(yùn)動(dòng)控制速度或數(shù)據(jù)可靠性的需求不斷增加，同步串行信號(hào)增加了許多新內(nèi)容，如Hedehan的EnDat2。STEGMANN的hiperface和BMW Group bite的特點(diǎn)是傳輸速度高。為了避免傳輸速度快導(dǎo)致的誤碼概率，增加了循環(huán)測(cè)試碼CRC，可以讀取編碼器內(nèi)部的使用壽命、工作溫度、光學(xué)讀取可靠性等信息。目前，這些編碼器連接到其專用接口，成本高，主要用于高速運(yùn)動(dòng)控制。

三、異步串行信號(hào)：

語(yǔ)句和數(shù)據(jù)分為時(shí)間問(wèn)答，接口為雙工。典型的RS485接口只需要兩條線路，傳輸距離很寬。數(shù)據(jù)內(nèi)容可以是編碼器的位置值或命令所需的其他內(nèi)容。如果從每個(gè)編碼器添加不同的地址，則多個(gè)編碼器可以共享傳輸電纜和后續(xù)接收。這種形式稱為現(xiàn)場(chǎng)總線線路。

常見(jiàn)的異步串行接口包括RS485（自由協(xié)議）、Profibus-DP（西門子）、Can-open、Modbus、DeviceNet等。連接設(shè)備的接口應(yīng)為相應(yīng)的物理接口，數(shù)據(jù)格式通常具有文件包（軟件），例如Profibus-DDP具有GSD文件。

這種類型的編碼器的特點(diǎn)是多點(diǎn)連接控制。雖然編碼器的成本略高于SSI，但連接電纜的后續(xù)設(shè)備接口可以節(jié)省很多，而且成本更低。然而，與這種類型的編碼器相比，很難提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?br />

四、4-20mA模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換輸出：

絕對(duì)式編碼器采用智能嵌入式技術(shù)和模擬后端電路，將內(nèi)部數(shù)字信號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)換為模擬電流4-20mA或模擬電壓0-5V輸出。絕對(duì)值編碼器的初始形式是多樣的，這導(dǎo)致難以選擇合適的后續(xù)設(shè)備。此外，收集的信號(hào)必須再次解碼和轉(zhuǎn)換。相比之下，傳統(tǒng)的傳感器模擬信號(hào)輸出更受歡迎，使用更方便。為了滿足不熟悉絕對(duì)式編碼器輸出信號(hào)的初學(xué)者，使用直接模擬信號(hào)輸出的絕對(duì)式編碼器也是最方便的選擇。

Easypro技術(shù)，由于內(nèi)置智能嵌入式技術(shù)可以在編碼器初始化時(shí)設(shè)置編碼器的旋轉(zhuǎn)方向、每次旋轉(zhuǎn)的對(duì)應(yīng)角度或長(zhǎng)度、編碼器安裝的零點(diǎn)、編碼器工作輸出的起點(diǎn)和終點(diǎn)（4mA對(duì)應(yīng)值，20mA對(duì)應(yīng)值），因此4-20mA或0-5V的輸出可以直接匹配輸出到工作區(qū)域的端點(diǎn)，而無(wú)需額外的解碼轉(zhuǎn)換，特別適合首次使用絕對(duì)式編碼器的用戶。同時(shí)，大多數(shù)后續(xù)設(shè)備都可以找到這樣的接口，這可以顯著降低設(shè)備成本、調(diào)試和維護(hù)成本。

需要注意的是，這種類型的輸出犧牲了原始的數(shù)字精度，而現(xiàn)場(chǎng)接收和干擾保護(hù)也會(huì)影響使用效果。

五、絕對(duì)式編碼器信號(hào)轉(zhuǎn)換器

對(duì)于不同絕對(duì)式編碼器的信號(hào)，由于用戶不熟悉或后續(xù)設(shè)備不匹配，可以選擇絕對(duì)式編碼器的轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換儀器）來(lái)轉(zhuǎn)換和連接不同絕對(duì)式編碼器信號(hào)。

SSI—并行格雷碼
SSI—RS485
SSI—4—20mA
SSI—Profibus-DP
SSI—Can open
EnDat—RS485

示例1：在過(guò)去，一些用戶使用并行輸出直接連接PLC開(kāi)關(guān)I/O。對(duì)于絕對(duì)值多匝編碼器，電纜線數(shù)量超過(guò)20根，電纜成本高，連接可靠性低，編碼器極易損壞。

例如，2，對(duì)于新的Can-Open和Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)，該信號(hào)的絕對(duì)式編碼器成本高、選擇面積小、交付時(shí)間長(zhǎng)，并且難以處理編碼器和接線盒的防水性。如果您選擇SSI轉(zhuǎn)換盒的形狀，您可以選擇成本低、通用、交貨時(shí)間短、防水性能好的SSI編碼器。

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