绝对式编码器信号和与后续设备的连接

绝对式编码器信号和与后续设备的连接

由于绝对式编码器是一个多码信道读取器，并且该值从2的0次方编码到2的n-1次方，因此其输出与增量脉冲输出不同。根据物理设备的分类，可以分为并行输出、串行同步输出、串行异步总线输出、转换模拟输出等。

一、并行输出：

信号电缆的数量与绝对式编码器的位数（代码通道）一样多。每条电缆代表一位数据，电缆输出电平的高度代表1或0。物理设备类似于增量编码器。有开放式采集器NPN、PNP、差分驱动、推挽式HTL等。物理PNP或NPN设备格式可用于高或低级别。推挽输出信号电压高，电压范围宽，器件不易损坏，与PNP和NPN兼容。对于并行输出，应尽可能选择这种类型的输出。

并行输出通常以格雷码的数学形式完成，因此在过去它被直接称为格雷码编码器。

对于低比特大小的绝对式编码器，通常用于以这种形式直接输出数字，可以直接输入到后续设备（如PLC或主机）的I/O接口。位的数量与点的数量相连，并且直接读取电平。输出即时，连接简单。然而，并行输出存在以下问题：

1.必须是格雷码，因为如果是纯二进制码，数据更新时可能会有几位变化，读取会在短时间内导致错误代码。

2.当多点接口被占用时，所有接口和电缆必须连接良好，因为如果存在单个不良连接点，则该点的电位始终为0，这会导致错误代码，无法进行评估。

3.传输距离不能太远。对于不同的物理设备，传输距离是不同的。它们通常在10米以内使用。对于复杂的环境，最好有隔热层。

4.对于位数较多，应使用多芯电缆，并确保良好的连接，这将导致技术困难和可靠性风险。编码器还应同时具有多个节点输出，尤其是高位或多圈编码器。

二、同步串行接口（SSI）输出：

串行输出意味着数据通过一组电缆传输，并且在协议后的时间内有顺序的数据输出。本协议称为通信协议。

串行输出连接线少，传输距离长，大大提高了编码器的保护和可靠性。

串行输出分为同步和异步接口。同步意味着同步发送指令和数据。这样，指令通过一对电缆传输，数据通过一对线缆传输。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。数学格式由各制造商商定。指令通常由三部分组成：1是同步节拍，2是命令数据输出的内容，3是数据的开始。这些信息通常通过通信协议收集。

SSI只是同步串行接口的缩写。世界上没有统一的标准。绝对式编码器制造商（主要在德国海德堡和STEGMANN）使用的5V差分和中断时钟同步SSI标准是绝对式编码器SSI输出的主流。有些制造商与它们相似，但仍有细微差别，因此在购买和使用时需要明确。有一些细微的差别，所以你需要在购买和使用时清楚地理解。国内制造商通常对SSI不够了解，他们认为SSI是一样的，他们在购买和连接SSI时发现错误，或者他们在家中连接得很好，连接不稳定，当他们在一定时间后到达现场或工作时（因为他们不了解微小的差异，或者因为现场因素或设备在一定时间之后的微小变化）。出于商业目的，外国制造商通常要求配置其推荐的后续设备。对于自行选择或开发的随访设备，除非有大量可用，否则通常不支持。自行开发SSI信号传感器或SSI接收器的国内制造商应充分了解不同SSI信号之间的细微差异。如果他们不理解，他们通常在家里联系很好，到达现场后往往会变得不稳定。这是因为他们没有很好地处理SSI信号的细节。

同步串行信号的发展：SSI信号是最简单的串行信号。同时，其信号的可靠性较低，因此必须从发送到接收进行适当的可靠性处理。随着对运动控制速度或数据可靠性的需求不断增加，同步串行信号增加了许多新内容，如Hedehan的EnDat2。STEGMANN的hiperface和BMW Group bite的特点是传输速度高。为了避免传输速度快导致的误码概率，增加了循环测试码CRC，可以读取编码器内部的使用寿命、工作温度、光学读取可靠性等信息。目前，这些编码器连接到其专用接口，成本高，主要用于高速运动控制。

三、异步串行信号：

语句和数据分为时间问答，接口为双工。典型的RS485接口只需要两条线路，传输距离很宽。数据内容可以是编码器的位置值或命令所需的其他内容。如果从每个编码器添加不同的地址，则多个编码器可以共享传输电缆和后续接收。这种形式称为现场总线线路。

常见的异步串行接口包括RS485（自由协议）、Profibus-DP（西门子）、Can-open、Modbus、DeviceNet等。连接设备的接口应为相应的物理接口，数据格式通常具有文件包（软件），例如Profibus-DDP具有GSD文件。

这种类型的编码器的特点是多点连接控制。虽然编码器的成本略高于SSI，但连接电缆的后续设备接口可以节省很多，而且成本更低。然而，与这种类型的编码器相比，很难提高数据传输的速度。

四、4-20mA模拟信号转换输出：

绝对式编码器采用智能嵌入式技术和模拟后端电路，将内部数字信号计算转换为模拟电流4-20mA或模拟电压0-5V输出。绝对值编码器的初始形式是多样的，这导致难以选择合适的后续设备。此外，收集的信号必须再次解码和转换。相比之下，传统的传感器模拟信号输出更受欢迎，使用更方便。为了满足不熟悉绝对式编码器输出信号的初学者，使用直接模拟信号输出的绝对式编码器也是最方便的选择。

Easypro技术，由于内置智能嵌入式技术可以在编码器初始化时设置编码器的旋转方向、每次旋转的对应角度或长度、编码器安装的零点、编码器工作输出的起点和终点（4mA对应值，20mA对应值），因此4-20mA或0-5V的输出可以直接匹配输出到工作区域的端点，而无需额外的解码转换，特别适合首次使用绝对式编码器的用户。同时，大多数后续设备都可以找到这样的接口，这可以显著降低设备成本、调试和维护成本。

需要注意的是，这种类型的输出牺牲了原始的数字精度，而现场接收和干扰保护也会影响使用效果。

五、绝对式编码器信号转换器

对于不同绝对式编码器的信号，由于用户不熟悉或后续设备不匹配，可以选择绝对式编码器的转换器（转换仪器）来转换和连接不同绝对式编码器信号。

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

示例1：在过去，一些用户使用并行输出直接连接PLC开关I/O。对于绝对值多匝编码器，电缆线数量超过20根，电缆成本高，连接可靠性低，编码器极易损坏。

例如，2，对于新的Can-Open和Profibus-DP现场总线信号，该信号的绝对式编码器成本高、选择面积小、交付时间长，并且难以处理编码器和接线盒的防水性。如果您选择SSI转换盒的形状，您可以选择成本低、通用、交货时间短、防水性能好的SSI编码器。

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