绝对值多圈编码器并行输出形式的问题及对策-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2010-10-13 22:46:23

楼主

绝对值编码器并行输出形式，在低位数的单圈绝对值中较多，这种输出，可直接连接各种PLC的多个开关输入点，每一位输出连接一个点，以电压的高低直接判断0，或1，不另外需要其它输入模块，通用及方便，受到用户使用的欢迎。但在绝对值多圈编码器的使用中，我不推荐这种输出形式，有客户来询问绝对值多圈编码器并行输出形式，我告知我们不做，并且国际上专业的编码器厂家如德国海德汉、德国Sick-Stegmann等，其绝对值多圈编码器都没有这种并行输出的形式。从产品技术角度来讲，并行输出的技术要比SSI、RS485、总线输出等容易做，可为什么专业的编码器厂家都不做这种形式？因为这种形式在多圈绝对值编码器上如使用，会有很多问题，最主要的是安全问题，很久以前我也不是很清楚的时候问过德国海德汉，回答的很直接：安全问题！现在我简单介绍这种形式的问题及推荐的对策：

一，编码器的功耗及损坏率问题
多圈绝对值编码器其输出位数较多，大多为二十多位，最少的也有16位，如作为并行形式输出，就是有20根左右的引出线对应每位输出，每位输出电流在20~30mA间（输出带载有效为1时），以保证信号的带载推动能力，以24Vdc工作电压计，最大输出功耗就有可能约在12-15瓦，加上多圈编码器本身空载功耗近5瓦，在编码器这么大小的一个空间里，要承受可能最大的近20瓦的功耗，相当于点了一个电灯泡，散热并不好做。这对于电源模块、编码器组件、输出零件都增加了损坏可能性，而且那么多位输出，只要有一个输出位损坏，这个编码器就不能正常工作了，这样的损坏概率随着输出位数的增加而增加。

二，编码器的输出电缆线问题
绝对值多圈编码器如以并行形式输出，就需要20多芯的电缆及接头，如编码器信号传递较远（如10米以上），这种电缆就要选择较粗的芯线，以保证信号的质量及电缆内芯不容易断，而这样的电缆成本就很高了，对于电缆的质量及连接可靠性的要求也就要高了。

三，使用成本问题
使用成本不仅仅是考虑到并行输出编码器自身的价格，还要考虑连接的电缆，接插件，及编码器的损坏更换率，根据上面一、二的介绍，这种形式的绝对值多圈编码器，其使用成本就不低了。

四，编码器的信号可靠性及安全问题
也有客户说，他过去也用过这种形式的，也没有出现坏。的确，上面说的是一种损坏可能性，这种形式是损坏可能性较大，我也碰到多次有用户使用这种形式的编码器损坏。而另一个很重要的问题是信号的可靠性的判断，并行输出形式，无论是某一位内部输出的损坏，还是某一根芯线的断头、连接的不良，其反映的只是电压低，数据始终为0，在格雷码转换为纯二进制码后，反映的就是乱码，而且很难判断出错位，相比较其它的输出形式，这种出错概率大很多，且无法判断，对实际使用就带来很大的安全性问题。
例如较长期时间停电后的再通电，由于不知道前次的数据，如20多位中，长距离多芯线的连接（或输出位），只要有一位以上的（或输出位）出现问题，根本无法判断而可能数据完全是错误的，由于芯线较多，这种概率大大加大，这在安全性设备中是绝对不允许的，而绝对值多圈编码器的使用，恰恰是停电后再工作的安全性要求。

五，并行连接的解决方案
绝对值多圈编码器输出选择，根本的方法是不选用并行输出形式。但是，由于其他的输出形式（如SSI ，现场总线等）对PLC的模块选择有要求，而所有的PLC都可以通过多个开关输入点直接连接并行信号，以电压的高低直接判断0，或1，不另外需要其它输入模块，通用及方便，这就是客户希望选用并行输出的原因。有没有既避免或减少上面说的问题，又可以继续的并行信号连接，而继续“通用及方便”呢？我们推荐的方案是选用串行信号输出的编码器，在较长距离信号传输后，在PLC端通过一个35毫米导轨型“串转并”的模块（SSP），转换为并行信号，再连接PLC。这个方案的特点如下：
1．做绝对值多圈编码器的厂家，几乎都有SSI串行信号的输出，而且价格较低，产品成熟。
2． SSI串行输出形式，编码器本身的功耗低，连接线少（含电源线仅6芯线），对于前面的一、二、三的情况，就要好很多。
3． SSI串行信号的连接，只要有一个芯线连接不好，就出错或没有信号，而不是乱码影响判断。
4． “串转并”SSP模块紧邻PLC,尽管也有功耗及连接上的问题，但功耗远离编码器，可散热；连接紧邻PLC，可检查方便，可靠性大大提高了。
5．编码器对外的电气连接是通过SSP模块的，输入的电源隔离，输出的信号隔离，编码器损坏的概率大大降低，SSP模块的输出信号是推挽式，含短路保护，损坏概率再次降低，即使模块损坏，维修极为方便而节省成本。
6．从成本上计算，增加了一个SSP模块成本，但是SSI编码器价格下来了，电缆线成本节省了，SSP输出的信号PNP和NPN兼容，可连接几乎所有PLC的开关输入点，PLC的成本下来了，而可靠性大大增加而减少了可能的损坏更换成本，实际使用成本是合理的。
7．并行线连接PLC，连接的可靠性仍然存在安全隐患的，但是这种隐患在PLC旁的控制箱内，检查与排除相对较容易，可靠性也高了很多，隐患的因数就要小很多。
8．在经过向客户推荐这种连接方式，包括进口编码器ROQ425，ATM60，和国产编码器GMX425等SSI信号连接SSP，转并行信号再连接各型PLC的开关I/O，多个客户实际使用效果很好，得到了用户的肯定。