絕對式編碼器信號和與后續(xù)設備的連接

由于絕對式編碼器是一個多碼信道讀取器，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。根據物理設備的分類，可以分為并行輸出、串行同步輸出、串行異步總線輸出、轉換模擬輸出等。

一、并行輸出：

信號電纜的數(shù)量與絕對式編碼器的位數(shù)（代碼通道）一樣多。每條電纜代表一位數(shù)據，電纜輸出電平的高度代表1或0。物理設備類似于增量編碼器。有開放式采集器NPN、PNP、差分驅動、推挽式HTL等。物理PNP或NPN設備格式可用于高或低級別。推挽輸出信號電壓高，電壓范圍寬，器件不易損壞，與PNP和NPN兼容。對于并行輸出，應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)學形式完成，因此在過去它被直接稱為格雷碼編碼器。

對于低比特大小的絕對式編碼器，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)設備（如PLC或主機）的I/O接口。位的數(shù)量與點的數(shù)量相連，并且直接讀取電平。輸出即時，連接簡單。然而，并行輸出存在以下問題：

1.必須是格雷碼，因為如果是純二進制碼，數(shù)據更新時可能會有幾位變化，讀取會在短時間內導致錯誤代碼。

2.當多點接口被占用時，所有接口和電纜必須連接良好，因為如果存在單個不良連接點，則該點的電位始終為0，這會導致錯誤代碼，無法進行評估。

3.傳輸距離不能太遠。對于不同的物理設備，傳輸距離是不同的。它們通常在10米以內使用。對于復雜的環(huán)境，最好有隔熱層。

4.對于位數(shù)較多，應使用多芯電纜，并確保良好的連接，這將導致技術困難和可靠性風險。編碼器還應同時具有多個節(jié)點輸出，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)據通過一組電纜傳輸，并且在協(xié)議后的時間內有順序的數(shù)據輸出。本協(xié)議稱為通信協(xié)議。

串行輸出連接線少，傳輸距離長，大大提高了編碼器的保護和可靠性。

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。這樣，指令通過一對電纜傳輸，數(shù)據通過一對線纜傳輸。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)據輸出的內容，3是數(shù)據的開始。這些信息通常通過通信協(xié)議收集。

SSI只是同步串行接口的縮寫。世界上沒有統(tǒng)一的標準。絕對式編碼器制造商（主要在德國海德堡和STEGMANN）使用的5V差分和中斷時鐘同步SSI標準是絕對式編碼器SSI輸出的主流。有些制造商與它們相似，但仍有細微差別，因此在購買和使用時需要明確。有一些細微的差別，所以你需要在購買和使用時清楚地理解。國內制造商通常對SSI不夠了解，他們認為SSI是一樣的，他們在購買和連接SSI時發(fā)現(xiàn)錯誤，或者他們在家中連接得很好，連接不穩(wěn)定，當他們在一定時間后到達現(xiàn)場或工作時（因為他們不了解微小的差異，或者因為現(xiàn)場因素或設備在一定時間之后的微小變化）。出于商業(yè)目的，外國制造商通常要求配置其推薦的后續(xù)設備。對于自行選擇或開發(fā)的隨訪設備，除非有大量可用，否則通常不支持。自行開發(fā)SSI信號傳感器或SSI接收器的國內制造商應充分了解不同SSI信號之間的細微差異。如果他們不理解，他們通常在家里聯(lián)系很好，到達現(xiàn)場后往往會變得不穩(wěn)定。這是因為他們沒有很好地處理SSI信號的細節(jié)。

同步串行信號的發(fā)展：SSI信號是最簡單的串行信號。同時，其信號的可靠性較低，因此必須從發(fā)送到接收進行適當?shù)目煽啃蕴幚?。隨著對運動控制速度或數(shù)據可靠性的需求不斷增加，同步串行信號增加了許多新內容，如Hedehan的EnDat2。STEGMANN的hiperface和BMW Group bite的特點是傳輸速度高。為了避免傳輸速度快導致的誤碼概率，增加了循環(huán)測試碼CRC，可以讀取編碼器內部的使用壽命、工作溫度、光學讀取可靠性等信息。目前，這些編碼器連接到其專用接口，成本高，主要用于高速運動控制。

三、異步串行信號：

語句和數(shù)據分為時間問答，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)據內容可以是編碼器的位置值或命令所需的其他內容。如果從每個編碼器添加不同的地址，則多個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)場總線線路。

常見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。連接設備的接口應為相應的物理接口，數(shù)據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是多點連接控制。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)據傳輸?shù)乃俣取?br />

四、4-20mA模擬信號轉換輸出：

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

Easypro技術，由于內置智能嵌入式技術可以在編碼器初始化時設置編碼器的旋轉方向、每次旋轉的對應角度或長度、編碼器安裝的零點、編碼器工作輸出的起點和終點（4mA對應值，20mA對應值），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，而無需額外的解碼轉換，特別適合首次使用絕對式編碼器的用戶。同時，大多數(shù)后續(xù)設備都可以找到這樣的接口，這可以顯著降低設備成本、調試和維護成本。

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)場接收和干擾保護也會影響使用效果。

五、絕對式編碼器信號轉換器

對于不同絕對式編碼器的信號，由于用戶不熟悉或后續(xù)設備不匹配，可以選擇絕對式編碼器的轉換器（轉換儀器）來轉換和連接不同絕對式編碼器信號。

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

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

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

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