绝对值编码器信号及与后续设备的连接 点击：9975 | 回复：57
发表于：2008-01-19 11:46:00
楼主
绝对值编码器信号及与后续设备的连接：
－－转自我的博客http://blog***/more.asp?name=gemple&id=30184
我之前发表的关于编码器的帖子，好多是3、4年前的，现在看来有的是错误的，有的已经更新了，我看有的人还在转载，怕引起误导，故在此再次发贴。当然，以后也许还会有更新的，有关更新或其他编码器相关的内容，可以到我的博客去看。－－转载请注明出处，内容可能随时更正或更新，如果不注明转载出处，有错误的也就流传四方了，我的确曾经看到有的教材都有错的，也是转载抄错的。
。。。。。。上篇说到绝对值编码器内部由于是多码道读数，数值是以2的0次方到2的n-1次方的编码，故它的输出不同于增量的脉冲输出，以物理器件分类来看，可分为并行输出、串行同步输出、串行异步总线式输出、转换模拟量输出等。
一．并行输出：
多少位（码道）绝对值编码器就有多少根信号电缆，每根电缆代表一位数据，以电缆输出电平的高低代表1或0，物理器件与增量值编码器相似，有集电极开路NPN、PNP、差分驱动、推挽HTL等等，分高电平有效或低电平有效来针对PNP或NPN的物理器件格式。推挽式输出信号电压较高，电压范围宽，器件不易损坏，与PNP和NPN都兼容，并行输出的应尽量选用这种输出。
并行输出一般以格雷码的数学形式输出，所以在过去就直接被称为格雷码编码器了。
对于位数不高的绝对值编码器，一般就直接以此形式输出数码，可直接进入后续设备如PLC或上位机的I/O接口，有多少位就要连接多少个点，直接读取电平的高低，输出即时，连接简单。但是并行输出有如下问题：
1。必须是格雷码，因为如是纯二进制码，在数据刷新时可能有多位变化，读数会在短时间里造成错码。
2。占用多点接口，所有接口和电缆必须确保连接好，因为如有个别连接不良点，该点电位始终是0，造成错码而无法判断。
3。传输距离不能远，对于不同物理器件传输的距离不同，一般在10米内使用，对于复杂环境，最好有隔离。
4。对于位数较多，要许多芯电缆，并要确保连接优良，由此带来工程难度及可靠性隐患，同样，对于编码器，要同时有许多节点输出，尤其是高位或多圈编码器，器件集中在编码器内部，增加编码器器件的故障损坏率。
推荐的并行绝对值编码器型号：GAS60 R13 E10 PB －－－－13位单圈并行推挽式输出
GAS60 R16 E10 PB －－－－16位单圈并行推挽式输出
GMS60 R12 E10 PB －－－－12位单圈并行推挽式输出
－－转自我的博客http://blog***/more.asp?name=gemple&id=30184
我之前发表的关于编码器的帖子，好多是3、4年前的，现在看来有的是错误的，有的已经更新了，我看有的人还在转载，怕引起误导，故在此再次发贴。当然，以后也许还会有更新的，有关更新或其他编码器相关的内容，可以到我的博客去看。－－转载请注明出处，内容可能随时更正或更新，如果不注明转载出处，有错误的也就流传四方了，我的确曾经看到有的教材都有错的，也是转载抄错的。
。。。。。。上篇说到绝对值编码器内部由于是多码道读数，数值是以2的0次方到2的n-1次方的编码，故它的输出不同于增量的脉冲输出，以物理器件分类来看，可分为并行输出、串行同步输出、串行异步总线式输出、转换模拟量输出等。
一．并行输出：
多少位（码道）绝对值编码器就有多少根信号电缆，每根电缆代表一位数据，以电缆输出电平的高低代表1或0，物理器件与增量值编码器相似，有集电极开路NPN、PNP、差分驱动、推挽HTL等等，分高电平有效或低电平有效来针对PNP或NPN的物理器件格式。推挽式输出信号电压较高，电压范围宽，器件不易损坏，与PNP和NPN都兼容，并行输出的应尽量选用这种输出。
并行输出一般以格雷码的数学形式输出，所以在过去就直接被称为格雷码编码器了。
对于位数不高的绝对值编码器，一般就直接以此形式输出数码，可直接进入后续设备如PLC或上位机的I/O接口，有多少位就要连接多少个点，直接读取电平的高低，输出即时，连接简单。但是并行输出有如下问题：
1。必须是格雷码，因为如是纯二进制码，在数据刷新时可能有多位变化，读数会在短时间里造成错码。
2。占用多点接口，所有接口和电缆必须确保连接好，因为如有个别连接不良点，该点电位始终是0，造成错码而无法判断。
3。传输距离不能远，对于不同物理器件传输的距离不同，一般在10米内使用，对于复杂环境，最好有隔离。
4。对于位数较多，要许多芯电缆，并要确保连接优良，由此带来工程难度及可靠性隐患，同样，对于编码器，要同时有许多节点输出，尤其是高位或多圈编码器，器件集中在编码器内部，增加编码器器件的故障损坏率。
推荐的并行绝对值编码器型号：GAS60 R13 E10 PB －－－－13位单圈并行推挽式输出
GAS60 R16 E10 PB －－－－16位单圈并行推挽式输出
GMS60 R12 E10 PB －－－－12位单圈并行推挽式输出
发表于：2008-01-19 11:54:00
1楼
二。同步串行界面（SSI）输出：
串行输出就是数据集中在一组电缆上传输，通过约定，在时间上有先后时序的数据输出，这种约定称为通讯规约。
串行输出连接线少，传输距离远，对于编码器的保护和可靠性就大大提高了，一般高位数的绝对编码器和绝对值多圈编码器都是用串行输出的。
串行输出分同步与异步界面，同步就是发送指令与数据是同步的，这样就是指令走一对电缆，数据走一对电缆，同步工作，常常用SSI来表示。SSI的物理格式一般是5VTTL的或5V差分的，也有用推挽式的，其数学格式各家自行约定，指令一般有三部分组成，1是同步节拍，2是指令-数据输出的内容，3是数据的起始，这些往往以通讯规约集合在一起了。
SSI只是同步串行界面的简称，国际上并没有统一的标准，以德国海德汉、STEGMANN为主的绝对值编码器厂商使用的5V差分、中断时钟同步的SSI标准作为绝对值编码器SSI输出的主流，一些厂家与其相似，但仍然有细微的差别，选购使用时需了解清楚。有细微的差别，选购使用时需了解清楚。国内厂家往往不够了解，以为SSI都是一样的，等买来连接起来才发现不对，或者在家里连接的都好的，到了现场连接就不稳定，或工作一段时间之后不稳定（由于对其细小差别的不了解，或因现场因素、或一段时间之后器件的细小变化而产生了变化）。国外厂家出于商业目的，往往要求配置其推荐的后续设备，而对于自行选定或开发的后续设备，除非有很大的量，一般是不一定支持的。国内自行开发SSI信号传感器或SSI接收设备的厂家，应对各种SSI的细微差别充分的了解，如不了解，往往会在家连的好好的，到了现场就经常不稳定，此为在SSI信号的细节上没有处理好。
同步串行信号的发展：SSI信号是最简单的串行信号，同时，其信号的可靠性就较低，需要在发送-接收做相应的可靠性处理，随着运动控制速度要求越来越高，或数据可靠性要求越来越高，同步串行信号增加了很多新的内容，如海德汉的EnDat2。2， STEGMANN的hiperface，以及宝马集团的Biss，这些信号特点都是传输速度快，为避免传输速度快而产生的错码概率，而增加了循环校验码CRC，并可以读取编码器内部的工作寿命、工作温度、光学读头可靠性等信息，这类编码器目前都是连接其专用的接口，成本较高，主要在高速运动控制中使用。
推荐的SSI绝对值编码器型号：GAS60 R13 E10 SGB----13位单圈SSI输出
GAX60 R13/12 E10 SGB----25位多圈（13+12）SSI输出
推荐的SSI信号转换器型号：GP1312SP----25位SSI转换并行推挽式输出
GP1312RL/EH----SSI信号转换4—20mA并RS485信号输出
有需要资料的可联系：021-36320991，或Email：gemple@online.sh.cn
串行输出就是数据集中在一组电缆上传输，通过约定，在时间上有先后时序的数据输出，这种约定称为通讯规约。
串行输出连接线少，传输距离远，对于编码器的保护和可靠性就大大提高了，一般高位数的绝对编码器和绝对值多圈编码器都是用串行输出的。
串行输出分同步与异步界面，同步就是发送指令与数据是同步的，这样就是指令走一对电缆，数据走一对电缆，同步工作，常常用SSI来表示。SSI的物理格式一般是5VTTL的或5V差分的，也有用推挽式的，其数学格式各家自行约定，指令一般有三部分组成，1是同步节拍，2是指令-数据输出的内容，3是数据的起始，这些往往以通讯规约集合在一起了。
SSI只是同步串行界面的简称，国际上并没有统一的标准，以德国海德汉、STEGMANN为主的绝对值编码器厂商使用的5V差分、中断时钟同步的SSI标准作为绝对值编码器SSI输出的主流，一些厂家与其相似，但仍然有细微的差别，选购使用时需了解清楚。有细微的差别，选购使用时需了解清楚。国内厂家往往不够了解，以为SSI都是一样的，等买来连接起来才发现不对，或者在家里连接的都好的，到了现场连接就不稳定，或工作一段时间之后不稳定（由于对其细小差别的不了解，或因现场因素、或一段时间之后器件的细小变化而产生了变化）。国外厂家出于商业目的，往往要求配置其推荐的后续设备，而对于自行选定或开发的后续设备，除非有很大的量，一般是不一定支持的。国内自行开发SSI信号传感器或SSI接收设备的厂家，应对各种SSI的细微差别充分的了解，如不了解，往往会在家连的好好的，到了现场就经常不稳定，此为在SSI信号的细节上没有处理好。
同步串行信号的发展：SSI信号是最简单的串行信号，同时，其信号的可靠性就较低，需要在发送-接收做相应的可靠性处理，随着运动控制速度要求越来越高，或数据可靠性要求越来越高，同步串行信号增加了很多新的内容，如海德汉的EnDat2。2， STEGMANN的hiperface，以及宝马集团的Biss，这些信号特点都是传输速度快，为避免传输速度快而产生的错码概率，而增加了循环校验码CRC，并可以读取编码器内部的工作寿命、工作温度、光学读头可靠性等信息，这类编码器目前都是连接其专用的接口，成本较高，主要在高速运动控制中使用。
推荐的SSI绝对值编码器型号：GAS60 R13 E10 SGB----13位单圈SSI输出
GAX60 R13/12 E10 SGB----25位多圈（13+12）SSI输出
推荐的SSI信号转换器型号：GP1312SP----25位SSI转换并行推挽式输出
GP1312RL/EH----SSI信号转换4—20mA并RS485信号输出
有需要资料的可联系：021-36320991，或Email：gemple@online.sh.cn
发表于：2008-01-19 12:04:00
2楼
三．异步串行信号：
指令与数据分时间问和答，接口是双工的。典型的有RS485接口，只需两个线，传输距离远，数据内容即可以是编码器的位置值，也可以是根据指令要求的其他内容，如加上每个编码器不同的地址，可以多个编码器共用传输电缆和后续接收，这种形式称为现场总线型。
常用的异步串行接口有RS485（自由协议）、Profibus-DP（西门子）、Can open、modbus、DeviceNet等，其连接的后续设备接口应选对应的物理接口，而数据形式往往会有一个文件包（软件），如Profibus-DP有一个GSD文件。
这类编码器的特点是可多点连接控制，虽然编码器的成本与SSI比略高，但连接电缆后续设备接口可以大大节省而成本较低了，但这类编码器相比较而言，其数据传输的速度就很难提高了。
推荐的绝对值编码器：GAM60 R13 E10 R4B----RS485输出
GAS60 R13 E10 RCA---Can open输出
GAX60 R13/12 E10 RMB----绝对值真多圈modbus输出
指令与数据分时间问和答，接口是双工的。典型的有RS485接口，只需两个线，传输距离远，数据内容即可以是编码器的位置值，也可以是根据指令要求的其他内容，如加上每个编码器不同的地址，可以多个编码器共用传输电缆和后续接收，这种形式称为现场总线型。
常用的异步串行接口有RS485（自由协议）、Profibus-DP（西门子）、Can open、modbus、DeviceNet等，其连接的后续设备接口应选对应的物理接口，而数据形式往往会有一个文件包（软件），如Profibus-DP有一个GSD文件。
这类编码器的特点是可多点连接控制，虽然编码器的成本与SSI比略高，但连接电缆后续设备接口可以大大节省而成本较低了，但这类编码器相比较而言，其数据传输的速度就很难提高了。
推荐的绝对值编码器：GAM60 R13 E10 R4B----RS485输出
GAS60 R13 E10 RCA---Can open输出
GAX60 R13/12 E10 RMB----绝对值真多圈modbus输出
发表于：2008-01-19 12:09:00
3楼
四．4—20mA模拟信号转换输出：
绝对值编码器内置智能化嵌入技术和模拟后端电路，将内部的数字化信号计算转换为模拟电流4—20mA或模拟电压0—5V输出。绝对值编码器的输出形式多样，对应的后续设备选择带来了困难，而且采集的信号还要再次解码换算，相比较而言，传统的传感器模拟信号输出更加普及使用方便，为满足不熟悉绝对值编码器输出信号的新手，使用直接模拟信号输出的绝对值编码器，也是最方便的选择。
Easypro技术—内置的智能化嵌入技术，可将编码器的旋转方向，每转对应角度或长度，编码器安装置位零点，编码器工作输出的起始点与终点（4mA对应值、20mA对应值），在编码器初始化时设定，这样，4—20mA或0—5V的输出，可以直接对应工作量程起始至终点的输出，而无需另外解码换算，特别适合绝对值编码器初用者，同时，绝大部分的后续设备都可以找到这样的接口，可以大大节省器件成本和调试维护成本。
需要注意的是，这种输出是牺牲了原来数字化精度的，现场接收与抗干扰同样影响到使用效果。
推荐的绝对值编码器：GAM60 R13 E10 LB 单圈或多圈，直接4-20mA模拟电流输出，Easypro功能。
GMX425 E10 LB 绝对值真多圈4—20mA输出，工作量程1圈—4096圈可设定。Easypro功能。
有需要资料的可联系：021-36320991，或Email：gemple@online.sh.cn
绝对值编码器内置智能化嵌入技术和模拟后端电路，将内部的数字化信号计算转换为模拟电流4—20mA或模拟电压0—5V输出。绝对值编码器的输出形式多样，对应的后续设备选择带来了困难，而且采集的信号还要再次解码换算，相比较而言，传统的传感器模拟信号输出更加普及使用方便，为满足不熟悉绝对值编码器输出信号的新手，使用直接模拟信号输出的绝对值编码器，也是最方便的选择。
Easypro技术—内置的智能化嵌入技术，可将编码器的旋转方向，每转对应角度或长度，编码器安装置位零点，编码器工作输出的起始点与终点（4mA对应值、20mA对应值），在编码器初始化时设定，这样，4—20mA或0—5V的输出，可以直接对应工作量程起始至终点的输出，而无需另外解码换算，特别适合绝对值编码器初用者，同时，绝大部分的后续设备都可以找到这样的接口，可以大大节省器件成本和调试维护成本。
需要注意的是，这种输出是牺牲了原来数字化精度的，现场接收与抗干扰同样影响到使用效果。
推荐的绝对值编码器：GAM60 R13 E10 LB 单圈或多圈，直接4-20mA模拟电流输出，Easypro功能。
GMX425 E10 LB 绝对值真多圈4—20mA输出，工作量程1圈—4096圈可设定。Easypro功能。
有需要资料的可联系：021-36320991，或Email：gemple@online.sh.cn
发表于：2008-01-19 12:12:00
4楼
五．绝对值编码器的信号转换器
对于各种绝对值编码器的信号，由于用户的不熟悉，或手上的后续设备不匹配，可以选用绝对值编码器的信号转换器（转换仪表），将编码器信号转换连接，一般的转换如下：
并行格雷码—RS485
SSI—并行格雷码
SSI—RS485
SSI—4—20mA
SSI—Profibus-DP
SSI—Can open
EnDat—RS485
例1， 过去有用户习惯使用并行输出，直接连接PLC的开关I/O，对于绝对值多圈编码器，电缆线数20多芯，电缆成本高，连接可靠性低，且编码器极易损坏，如选用SSI输出编码器，传输至PLC再转换为并行，可解决传输、可靠、供货周期、成本等诸多问题，且不影响原来的后续电气设备连接。
例2， 对于新型的现场总线信号Can open和profibus-DP，这种信号的绝对值编码器的成本高，选型面小，交货周期长，且编码器与接线盒防水难以处理，而选择SSI转换盒的形式，就可以选用成本较低、通用而交货周期短、防水性能好的SSI编码器了.
我公司已经成功推出了这样的信号转换器，便于用户更加方便的选用绝对值编码器。
www.gemple.cn
对于各种绝对值编码器的信号，由于用户的不熟悉，或手上的后续设备不匹配，可以选用绝对值编码器的信号转换器（转换仪表），将编码器信号转换连接，一般的转换如下：
并行格雷码—RS485
SSI—并行格雷码
SSI—RS485
SSI—4—20mA
SSI—Profibus-DP
SSI—Can open
EnDat—RS485
例1， 过去有用户习惯使用并行输出，直接连接PLC的开关I/O，对于绝对值多圈编码器，电缆线数20多芯，电缆成本高，连接可靠性低，且编码器极易损坏，如选用SSI输出编码器，传输至PLC再转换为并行，可解决传输、可靠、供货周期、成本等诸多问题，且不影响原来的后续电气设备连接。
例2， 对于新型的现场总线信号Can open和profibus-DP，这种信号的绝对值编码器的成本高，选型面小，交货周期长，且编码器与接线盒防水难以处理，而选择SSI转换盒的形式，就可以选用成本较低、通用而交货周期短、防水性能好的SSI编码器了.
我公司已经成功推出了这样的信号转换器，便于用户更加方便的选用绝对值编码器。
www.gemple.cn
发表于：2008-02-01 13:28:00
9楼
六。绝对值编码器与增量编码器信号双输出、三输出
1。位置环与速度环的双闭环控制
绝对值编码器大部分用在位置闭环控制，有的控制需要同时提供速度反馈控制，用位置环微分效果不好，可选用绝对值信号与增量信号双输出的型号，实现位置闭环与速度闭环各自独立(或冗余）。
绝对值输出：SSI，Profibus-DP，4--20 mA等，单圈或多圈；
增量值输出：A/B正交1024PPR，推挽式输出，连接计数模块。
推荐的型号：GAS60 R16 E10 SGB----16位单圈SSI+增量A/B输出
GAX60 R13/12 E10 LB----25位多圈4--20mA+增量A/B输出。
2。绝对值编码器+速度开关保护
此种编码器同时提供了一组SSI绝对值位置信号，并内部增量信号智能（可设定）测速，输出快速速度开关保护，在测量绝对位置的同时，对于超速、失速可以不通过位置环的微分，而直接提过快速反应、保护。
绝对值信号：25位多圈SSI信号，输入同步串行接口。
速度开关：集电极开路或固态继电器开关信号，速度值可预设，输入PLC开关点。
推荐的型号：GAX100.. SGA
3。绝对值编码器信号+高分辨率增量信号+较低分辨率增量信号三输出：
此种编码器提供一组绝对值的信号（例如SSI13位），做为开机位置检测、减速定位前位置确定；同时提供超高分辨率的增量信号（例如19位）A/B，做为启动、加速及停机定位的超高精度定位，同时提供较低分辨率的增量信号（例如2048PPR）A/B，做为速度闭环。
由于超高精度的绝对值编码器很贵，且很难获得，而高分辨率的增增量编码器在停电位置记忆及高速响应的困难，此种编码器提供了解决方案。（例如同时要求高精、高速、多轴联动、同步的场合）。
绝对值信号：SSI13位，或25位（多圈）
增量信号1：A/B的20。48万PPR差分信号，四倍频后优于19位分辨率
增量信号2：A/B的2048PPR差分信号。
推荐的型号：EAS119 (SSI+2xA/B)
1。位置环与速度环的双闭环控制
绝对值编码器大部分用在位置闭环控制，有的控制需要同时提供速度反馈控制，用位置环微分效果不好，可选用绝对值信号与增量信号双输出的型号，实现位置闭环与速度闭环各自独立(或冗余）。
绝对值输出：SSI，Profibus-DP，4--20 mA等，单圈或多圈；
增量值输出：A/B正交1024PPR，推挽式输出，连接计数模块。
推荐的型号：GAS60 R16 E10 SGB----16位单圈SSI+增量A/B输出
GAX60 R13/12 E10 LB----25位多圈4--20mA+增量A/B输出。
2。绝对值编码器+速度开关保护
此种编码器同时提供了一组SSI绝对值位置信号，并内部增量信号智能（可设定）测速，输出快速速度开关保护，在测量绝对位置的同时，对于超速、失速可以不通过位置环的微分，而直接提过快速反应、保护。
绝对值信号：25位多圈SSI信号，输入同步串行接口。
速度开关：集电极开路或固态继电器开关信号，速度值可预设，输入PLC开关点。
推荐的型号：GAX100.. SGA
3。绝对值编码器信号+高分辨率增量信号+较低分辨率增量信号三输出：
此种编码器提供一组绝对值的信号（例如SSI13位），做为开机位置检测、减速定位前位置确定；同时提供超高分辨率的增量信号（例如19位）A/B，做为启动、加速及停机定位的超高精度定位，同时提供较低分辨率的增量信号（例如2048PPR）A/B，做为速度闭环。
由于超高精度的绝对值编码器很贵，且很难获得，而高分辨率的增增量编码器在停电位置记忆及高速响应的困难，此种编码器提供了解决方案。（例如同时要求高精、高速、多轴联动、同步的场合）。
绝对值信号：SSI13位，或25位（多圈）
增量信号1：A/B的20。48万PPR差分信号，四倍频后优于19位分辨率
增量信号2：A/B的2048PPR差分信号。
推荐的型号：EAS119 (SSI+2xA/B)
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