西門子EM2318入*12位精度模擬量模塊

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西門子EM2318入*12位精度模擬量模塊

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• 緊湊的微型電源設(shè)備為邏輯模塊提供 12V 和 24V 的輸入電壓，憑借其功能和廣泛的認證適于在較低的功率范圍內(nèi)應(yīng)用。

  詳細參數(shù)

  SITOP PM207

  

  西門子SIMATIC PM207電源與SIMATIC自動化產(chǎn)品*結(jié)合。高性價比的PM207電源，為S7-200 SMART PLC，SMART LINE等設(shè)備提供安全可靠的直流供電解決方案。該產(chǎn)品具有寬范圍的交直流輸入，優(yōu)異的電磁兼容特性（如極低的紋波系數(shù)等），統(tǒng)一的外觀設(shè)計和靈活的安裝方式（可標準DIN導(dǎo)軌安裝或墻壁安裝），可以提升用戶機器設(shè)備的穩(wěn)定性，真正有效地提高用戶的市場競爭力。

• 西門子6EP1332-1SH42西門子6EP1332-1SH42

• 

2  編碼器輸出信號類型

一般情況下，從編碼器的光電檢測器件獲取的信號電平較低，波形也不規(guī)則，不能直接用于控制、信號處理和遠距離傳輸，所以在編碼器內(nèi)還需要對信號進行放大、整形等處理。經(jīng)過處理的輸出信號一般近似于正弦波或矩形波，因為矩形波輸出信號容易進行數(shù)字處理，所以在控制系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛。

增量式光電編碼器的信號輸出有集電極開路輸出、電壓輸出、線驅(qū)動輸出和推挽式輸出等多種信號形式。

2.1集電極開路輸出

集電極開路輸出是以輸出電路的晶體管發(fā)射極作為公共端，并且集電極懸空的輸出電路。根據(jù)使用的晶體管類型不同，可以分為NPN集電極開路輸出（也稱作漏型輸出，當邏輯 1 時輸出電壓為 0V，如圖2-1所示）和PNP集電極開路輸出（也稱作源型輸出，當邏輯 1 時，輸出電壓為電源電壓，如圖2-2所示）兩種形式。在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓不*的情況下可以使用這種類型的輸出電路。

圖2-1 NPN 集電極開路輸出

圖2-2 PNP集電極開路輸出

對于PNP型的集電極開路輸出的編碼器信號，可以接入到漏型輸入的模塊中，具體的接線原理如圖2-3所示。

注意：PNP型的集電極開路輸出的編碼器信號不能直接接入源型輸入的模塊中。

圖2-3 PNP型輸出的接線原理

對于NPN型的集電極開路輸出的編碼器信號，可以接入到源型輸入的模塊中，具體的接線原理如圖2-4所示。

注意：NPN型的集電極開路輸出的編碼器信號不能直接接入漏型輸入的模塊中。

圖2-4 NPN型輸出的接線原理

2.2 電壓輸出型

電壓輸出是在集電極開路輸出電路的基礎(chǔ)上，在電源和集電極之間接了一個上拉電阻，這樣就使得集電極和電源之間能有了一個穩(wěn)定的電壓狀態(tài)，如圖2-5。一般在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓*的情況下使用這種類型的輸出電路。

圖2-5 電壓輸出型

2.3 推挽式輸出

推挽式輸出方式由兩個分別為 PNP 型和 NPN 型的三極管組成，如圖2-6所示。當其中一個三極管導(dǎo)通時，另外一個三極管則關(guān)斷，兩個輸出晶體管交互進行動作。

這種輸出形式具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，因此在低阻抗情況下它也可以提供大范圍的電源。由于輸入、輸出信號相位相同且頻率范圍寬，因此它還適用于長距離傳輸。

推挽式輸出電路可以直接與 NPN 和 PNP 集電極開路輸入的電路連接，即可以接入源型或漏型輸入的模塊中。

圖2-6 推挽式輸出

2.4 線驅(qū)動輸出

如圖 2-7所示，線驅(qū)動輸出接口采用了的 IC  芯片，輸出信號符合RS-422 標準，以差分的形式輸出，因此線驅(qū)動輸出信號抗干擾能力更強，可以應(yīng)用于高速、長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?，同時還具有響應(yīng)速度快和抗噪聲性能強的特點。

圖2-7 線驅(qū)動輸出

說明：除了上面所列的幾種編碼器輸出的接口類型外，現(xiàn)在好多廠家生產(chǎn)的編碼器還具有智能通信接口，比如PROFIBUS總線接口。這種類型的編碼器可以直接接入相應(yīng)的總線網(wǎng)絡(luò)，通過通信的方式讀出實際的計數(shù)值或測量值，這里不做說明。

3  高速計數(shù)模塊與編碼器的兼容性

高速計數(shù)模塊主要用于評估接入模塊的各種脈沖信號，用于對編碼器輸出的脈沖信號進行計數(shù)和測量等。西門子SIMATIC  S7的全系列產(chǎn)品都有支持高速計數(shù)功能的模塊，可以適應(yīng)于各種不同場合的應(yīng)用。

根據(jù)產(chǎn)品功能的不同，每種產(chǎn)品高速計數(shù)功能所支持的輸入信號類型也各不相同，在系統(tǒng)設(shè)計或產(chǎn)品選型時要特別注意。下表3-1給出了西門子高速計數(shù)產(chǎn)品與編碼器的兼容性信息，供選型時參考。

表3-1 高速計數(shù)產(chǎn)品與編碼器的兼容性

√兼容；    - 不兼容

4  編碼器使用的常見問題

4.1 編碼器選型時要考慮哪些參數(shù)

在編碼器選型時，可以綜合考慮以下幾個參數(shù)：

?         編碼器類型：根據(jù)應(yīng)用場合和控制要求確定選用增量型編碼器還是性編碼器。

?         輸出信號類型：對于增量型編碼根據(jù)需要確定輸出接口類型（源型、漏型）。

?         信號電壓等級：確認信號的電壓等級（DC24V、DC5V等）。

?         zui大輸出頻率：根據(jù)應(yīng)用場合和需求確認zui大輸出頻率及分辨率、位數(shù)等參數(shù)。

?         安裝方式、外形尺寸：綜合考慮安裝空間、機械強度、軸的狀態(tài)、外觀規(guī)格、機械壽命等要求。

4.2 如何判斷編碼器的好壞

可以通過以下幾種方法判斷編碼器的好壞：

?       將編碼器接入 PLC的高速計數(shù)模塊，通過讀取實際脈沖個數(shù)或碼值來判斷編碼器輸出是否正確。

?       通過示波器查看編碼器輸出波形，根據(jù)實際的輸出波形來判斷編碼器是否正常。

?       通過萬用表的電壓檔來測量編碼器輸出信號電壓來判斷編碼器是否正常，具體操作方法如下：

1）編碼器為NPN晶體管輸出時，用萬用表測量電源正極和信號輸出線之間的電壓

·         導(dǎo)通時輸出電壓接近供電電壓

·         關(guān)斷時輸出電壓接近 0V

2）編碼器為PNP晶體管輸出時，用萬用表測量測量電源負極和信號輸出線之間的電壓

·         導(dǎo)通時輸出電壓接近供電電壓

·         關(guān)斷時輸出電壓接近 0V

4.3 計數(shù)不準確的原因及相應(yīng)的避免措施

在實際應(yīng)用中，導(dǎo)致計數(shù)或測量不準確的原因很多，其中主要應(yīng)注意以下幾點：

?         編碼器安裝的現(xiàn)場環(huán)境有抖動，編碼器和電機軸之間有松動，沒有固定緊。

?         旋轉(zhuǎn)速度過快，超出編碼器的zui高響應(yīng)頻率。

?         編碼器的脈沖輸出頻率大于計數(shù)器輸入脈沖zui高頻率。

?         信號傳輸過程中受到干擾。

針對以上問題的避免措施：

?         檢查編碼器的機械安裝，是否打滑、跳齒、齒輪齒隙是否過大等。

?         計算一下zui高脈沖頻率，是否接近或超過了極限值。

?         確保高速計數(shù)模塊能夠接收的zui大脈沖頻率大于編碼器的脈沖輸出頻率。

?         檢查信號線是否過長，是否使用屏蔽雙絞線，按要求做好接地，并采取必要抗干擾措施。

4.4空閑的編碼器信號線該如何處理

在實際的應(yīng)用中，可能會遇到不需要或者模塊不支持的信號線，例如：

?         對于帶零位信號的AB正交編碼器（A、B、N），模塊不支持N相輸入或者不需要Z信號。

?         對于差分輸出信號（A、/A，B、/B，N、/N），模塊不支持反向信號（/A，/B，/N）的輸入。

對于這些信號線，不需要特殊的處理，可以直接放棄不用！

2 編碼器輸出信號類型

一般情況下，從編碼器的光電檢測器件獲取的信號電平較低，波形也不規(guī)則，不能直接用于控制、信號處理和遠距離傳輸，所以在編碼器內(nèi)還需要對信號進行放大、整形等處理。經(jīng)過處理的輸出信號一般近似于正弦波或矩形波，因為矩形波輸出信號容易進行數(shù)字處理，所以在控制系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛。

增量式光電編碼器的信號輸出有集電極開路輸出、電壓輸出、線驅(qū)動輸出和推挽式輸出等多種信號形式。

2.1集電極開路輸出

集電極開路輸出是以輸出電路的晶體管發(fā)射極作為公共端，并且集電極懸空的輸出電路。根據(jù)使用的晶體管類型不同，可以分為NPN集電極開路輸出（也稱作漏型輸出，當邏輯 1 時輸出電壓為 0V，如圖2-1所示）和PNP集電極開路輸出（也稱作源型輸出，當邏輯 1 時，輸出電壓為電源電壓，如圖2-2所示）兩種形式。在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓不*的情況下可以使用這種類型的輸出電路。

圖2-1 NPN 集電極開路輸出

圖2-2 PNP集電極開路輸出

對于PNP型的集電極開路輸出的編碼器信號，可以接入到漏型輸入的模塊中，具體的接線原理如圖2-3所示。

注意：PNP型的集電極開路輸出的編碼器信號不能直接接入源型輸入的模塊中。

圖2-3 PNP型輸出的接線原理

對于NPN型的集電極開路輸出的編碼器信號，可以接入到源型輸入的模塊中，具體的接線原理如圖2-4所示。

注意：NPN型的集電極開路輸出的編碼器信號不能直接接入漏型輸入的模塊中。

圖2-4 NPN型輸出的接線原理

2.2 電壓輸出型

電壓輸出是在集電極開路輸出電路的基礎(chǔ)上，在電源和集電極之間接了一個上拉電阻，這樣就使得集電極和電源之間能有了一個穩(wěn)定的電壓狀態(tài)，如圖2-5。一般在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓*的情況下使用這種類型的輸出電路。

圖2-5 電壓輸出型

2.3 推挽式輸出

推挽式輸出方式由兩個分別為 PNP 型和 NPN 型的三極管組成，如圖2-6所示。當其中一個三極管導(dǎo)通時，另外一個三極管則關(guān)斷，兩個輸出晶體管交互進行動作。

這種輸出形式具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，因此在低阻抗情況下它也可以提供大范圍的電源。由于輸入、輸出信號相位相同且頻率范圍寬，因此它還適用于長距離傳輸。

推挽式輸出電路可以直接與 NPN 和 PNP 集電極開路輸入的電路連接，即可以接入源型或漏型輸入的模塊中。

圖2-6 推挽式輸出

2.4 線驅(qū)動輸出

如圖 2-7所示，線驅(qū)動輸出接口采用了的 IC  芯片，輸出信號符合RS-422 標準，以差分的形式輸出，因此線驅(qū)動輸出信號抗干擾能力更強，可以應(yīng)用于高速、長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?，同時還具有響應(yīng)速度快和抗噪聲性能強的特點。

圖2-7 線驅(qū)動輸出

說明：除了上面所列的幾種編碼器輸出的接口類型外，現(xiàn)在好多廠家生產(chǎn)的編碼器還具有智能通信接口，比如PROFIBUS總線接口。這種類型的編碼器可以直接接入相應(yīng)的總線網(wǎng)絡(luò)，通過通信的方式讀出實際的計數(shù)值或測量值，這里不做說明。

3  高速計數(shù)模塊與編碼器的兼容性

高速計數(shù)模塊主要用于評估接入模塊的各種脈沖信號，用于對編碼器輸出的脈沖信號進行計數(shù)和測量等。西門子SIMATIC  S7的全系列產(chǎn)品都有支持高速計數(shù)功能的模塊，可以適應(yīng)于各種不同場合的應(yīng)用。

根據(jù)產(chǎn)品功能的不同，每種產(chǎn)品高速計數(shù)功能所支持的輸入信號類型也各不相同，在系統(tǒng)設(shè)計或產(chǎn)品選型時要特別注意。下表3-1給出了西門子高速計數(shù)產(chǎn)品與編碼器的兼容性信息，供選型時參考。

表3-1 高速計數(shù)產(chǎn)品與編碼器的兼容性

√兼容；    - 不兼容

4 編碼器使用的常見問題

4.1 編碼器選型時要考慮哪些參數(shù)

在編碼器選型時，可以綜合考慮以下幾個參數(shù)：

?         編碼器類型：根據(jù)應(yīng)用場合和控制要求確定選用增量型編碼器還是性編碼器。

?         輸出信號類型：對于增量型編碼根據(jù)需要確定輸出接口類型（源型、漏型）。

?         信號電壓等級：確認信號的電壓等級（DC24V、DC5V等）。

?         zui大輸出頻率：根據(jù)應(yīng)用場合和需求確認zui大輸出頻率及分辨率、位數(shù)等參數(shù)。

?         安裝方式、外形尺寸：綜合考慮安裝空間、機械強度、軸的狀態(tài)、外觀規(guī)格、機械壽命等要求。

4.2 如何判斷編碼器的好壞

可以通過以下幾種方法判斷編碼器的好壞：

?       將編碼器接入 PLC的高速計數(shù)模塊，通過讀取實際脈沖個數(shù)或碼值來判斷編碼器輸出是否正確。

?       通過示波器查看編碼器輸出波形，根據(jù)實際的輸出波形來判斷編碼器是否正常。

?       通過萬用表的電壓檔來測量編碼器輸出信號電壓來判斷編碼器是否正常，具體操作方法如下：

1）編碼器為NPN晶體管輸出時，用萬用表測量電源正極和信號輸出線之間的電壓

·         導(dǎo)通時輸出電壓接近供電電壓

·         關(guān)斷時輸出電壓接近 0V

2）編碼器為PNP晶體管輸出時，用萬用表測量測量電源負極和信號輸出線之間的電壓

·         導(dǎo)通時輸出電壓接近供電電壓

·         關(guān)斷時輸出電壓接近 0V

4.3 計數(shù)不準確的原因及相應(yīng)的避免措施

在實際應(yīng)用中，導(dǎo)致計數(shù)或測量不準確的原因很多，其中主要應(yīng)注意以下幾點：

?         編碼器安裝的現(xiàn)場環(huán)境有抖動，編碼器和電機軸之間有松動，沒有固定緊。

?         旋轉(zhuǎn)速度過快，超出編碼器的zui高響應(yīng)頻率。

?         編碼器的脈沖輸出頻率大于計數(shù)器輸入脈沖zui高頻率。

?         信號傳輸過程中受到干擾。

針對以上問題的避免措施：

?         檢查編碼器的機械安裝，是否打滑、跳齒、齒輪齒隙是否過大等。

?         計算一下zui高脈沖頻率，是否接近或超過了極限值。

?         確保高速計數(shù)模塊能夠接收的zui大脈沖頻率大于編碼器的脈沖輸出頻率。

?         檢查信號線是否過長，是否使用屏蔽雙絞線，按要求做好接地，并采取必要抗干擾措施。

4.4空閑的編碼器信號線該如何處理

在實際的應(yīng)用中，可能會遇到不需要或者模塊不支持的信號線，例如：

?         對于帶零位信號的AB正交編碼器（A、B、N），模塊不支持N相輸入或者不需要Z信號。

?         對于差分輸出信號（A、/A，B、/B，N、/N），模塊不支持反向信號（/A，/B，/N）的輸入。

對于這些信號線，不需要特殊的處理，可以直接放棄不用！2 編碼器輸出信號類型

一般情況下，從編碼器的光電檢測器件獲取的信號電平較低，波形也不規(guī)則，不能直接用于控制、信號處理和遠距離傳輸，所以在編碼器內(nèi)還需要對信號進行放大、整形等處理。經(jīng)過處理的輸出信號一般近似于正弦波或矩形波，因為矩形波輸出信號容易進行數(shù)字處理，所以在控制系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛。

增量式光電編碼器的信號輸出有集電極開路輸出、電壓輸出、線驅(qū)動輸出和推挽式輸出等多種信號形式。

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2.1集電極開路輸出

集電極開路輸出是以輸出電路的晶體管發(fā)射極作為公共端，并且集電極懸空的輸出電路。根據(jù)使用的晶體管類型不同，可以分為NPN集電極開路輸出（也稱作漏型輸出，當邏輯 1 時輸出電壓為 0V，如圖2-1所示）和PNP集電極開路輸出（也稱作源型輸出，當邏輯 1 時，輸出電壓為電源電壓，如圖2-2所示）兩種形式。在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓不*的情況下可以使用這種類型的輸出電路。

圖2-1 NPN 集電極開路輸出

圖2-2 PNP集電極開路輸出

對于PNP型的集電極開路輸出的編碼器信號，可以接入到漏型輸入的模塊中，具體的接線原理如圖2-3所示。

注意：PNP型的集電極開路輸出的編碼器信號不能直接接入源型輸入的模塊中。

圖2-3 PNP型輸出的接線原理

對于NPN型的集電極開路輸出的編碼器信號，可以接入到源型輸入的模塊中，具體的接線原理如圖2-4所示。

注意：NPN型的集電極開路輸出的編碼器信號不能直接接入漏型輸入的模塊中。

圖2-4 NPN型輸出的接線原理

2.2 電壓輸出型

電壓輸出是在集電極開路輸出電路的基礎(chǔ)上，在電源和集電極之間接了一個上拉電阻，這樣就使得集電極和電源之間能有了一個穩(wěn)定的電壓狀態(tài)，如圖2-5。一般在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓*的情況下使用這種類型的輸出電路。

圖2-5 電壓輸出型

2.3 推挽式輸出

推挽式輸出方式由兩個分別為 PNP 型和 NPN 型的三極管組成，如圖2-6所示。當其中一個三極管導(dǎo)通時，另外一個三極管則關(guān)斷，兩個輸出晶體管交互進行動作。

這種輸出形式具有高輸入阻抗和低輸出阻抗，因此在低阻抗情況下它也可以提供大范圍的電源。由于輸入、輸出信號相位相同且頻率范圍寬，因此它還適用于長距離傳輸。

推挽式輸出電路可以直接與 NPN 和 PNP 集電極開路輸入的電路連接，即可以接入源型或漏型輸入的模塊中。

圖2-6 推挽式輸出

2.4 線驅(qū)動輸出

如圖 2-7所示，線驅(qū)動輸出接口采用了的 IC  芯片，輸出信號符合RS-422 標準，以差分的形式輸出，因此線驅(qū)動輸出信號抗干擾能力更強，可以應(yīng)用于高速、長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊希瑫r還具有響應(yīng)速度快和抗噪聲性能強的特點。

圖2-7 線驅(qū)動輸出

說明：除了上面所列的幾種編碼器輸出的接口類型外，現(xiàn)在好多廠家生產(chǎn)的編碼器還具有智能通信接口，比如PROFIBUS總線接口。這種類型的編碼器可以直接接入相應(yīng)的總線網(wǎng)絡(luò)，通過通信的方式讀出實際的計數(shù)值或測量值，這里不做說明。

3  高速計數(shù)模塊與編碼器的兼容性

高速計數(shù)模塊主要用于評估接入模塊的各種脈沖信號，用于對編碼器輸出的脈沖信號進行計數(shù)和測量等。西門子SIMATIC  S7的全系列產(chǎn)品都有支持高速計數(shù)功能的模塊，可以適應(yīng)于各種不同場合的應(yīng)用。

根據(jù)產(chǎn)品功能的不同，每種產(chǎn)品高速計數(shù)功能所支持的輸入信號類型也各不相同，在系統(tǒng)設(shè)計或產(chǎn)品選型時要特別注意。下表3-1給出了西門子高速計數(shù)產(chǎn)品與編碼器的兼容性信息，供選型時參考。

表3-1 高速計數(shù)產(chǎn)品與編碼器的兼容性

√兼容；    - 不兼容

4 編碼器使用的常見問題

4.1 編碼器選型時要考慮哪些參數(shù)

在編碼器選型時，可以綜合考慮以下幾個參數(shù)：

?         編碼器類型：根據(jù)應(yīng)用場合和控制要求確定選用增量型編碼器還是性編碼器。

?         輸出信號類型：對于增量型編碼根據(jù)需要確定輸出接口類型（源型、漏型）。

?         信號電壓等級：確認信號的電壓等級（DC24V、DC5V等）。

?         zui大輸出頻率：根據(jù)應(yīng)用場合和需求確認zui大輸出頻率及分辨率、位數(shù)等參數(shù)。

?         安裝方式、外形尺寸：綜合考慮安裝空間、機械強度、軸的狀態(tài)、外觀規(guī)格、機械壽命等要求。

4.2 如何判斷編碼器的好壞

可以通過以下幾種方法判斷編碼器的好壞：

?       將編碼器接入 PLC的高速計數(shù)模塊，通過讀取實際脈沖個數(shù)或碼值來判斷編碼器輸出是否正確。

?       通過示波器查看編碼器輸出波形，根據(jù)實際的輸出波形來判斷編碼器是否正常。

?       通過萬用表的電壓檔來測量編碼器輸出信號電壓來判斷編碼器是否正常，具體操作方法如下：

1）編碼器為NPN晶體管輸出時，用萬用表測量電源正極和信號輸出線之間的電壓

·         導(dǎo)通時輸出電壓接近供電電壓

·         關(guān)斷時輸出電壓接近 0V

2）編碼器為PNP晶體管輸出時，用萬用表測量測量電源負極和信號輸出線之間的電壓

·         導(dǎo)通時輸出電壓接近供電電壓

·         關(guān)斷時輸出電壓接近 0V

4.3 計數(shù)不準確的原因及相應(yīng)的避免措施

在實際應(yīng)用中，導(dǎo)致計數(shù)或測量不準確的原因很多，其中主要應(yīng)注意以下幾點：

?         編碼器安裝的現(xiàn)場環(huán)境有抖動，編碼器和電機軸之間有松動，沒有固定緊。

?         旋轉(zhuǎn)速度過快，超出編碼器的zui高響應(yīng)頻率。

?         編碼器的脈沖輸出頻率大于計數(shù)器輸入脈沖zui高頻率。

?         信號傳輸過程中受到干擾。

針對以上問題的避免措施：

?         檢查編碼器的機械安裝，是否打滑、跳齒、齒輪齒隙是否過大等。

?         計算一下zui高脈沖頻率，是否接近或超過了極限值。

?         確保高速計數(shù)模塊能夠接收的zui大脈沖頻率大于編碼器的脈沖輸出頻率。

?         檢查信號線是否過長，是否使用屏蔽雙絞線，按要求做好接地，并采取必要抗干擾措施。

4.4空閑的編碼器信號線該如何處理

在實際的應(yīng)用中，可能會遇到不需要或者模塊不支持的信號線，例如：

?         對于帶零位信號的AB正交編碼器（A、B、N），模塊不支持N相輸入或者不需要Z信號。

?         對于差分輸出信號（A、/A，B、/B，N、/N），模塊不支持反向信號（/A，/B，/N）的輸入。

對于這些信號線，不需要特殊的處理，可以直接放棄不用！