西门子驱动编码器介绍
Encoders introduction and connection with Siemens drive
Getting started Edition (08-4)
摘 要 本文先分类介绍了各种旋转编码器的原理及输出形式,然后分别介绍SD,LD,与MC系统与编码器的连接方法及设置。 关键词
编码器,绝对值编码器,增量式编码器, SSI, Endat Key Words
Encoder, absolute encoder, increment encoder, SSI, Endat
目 录
西门子驱动编码器介绍..................................................................................................................1 一 编码器介绍................................................................................................................................3 ? 光学式编码器......................................................................................................................3 ? 磁式编码器..........................................................................................................................3 ? 感应式编码器......................................................................................................................4 ? 电容式编码器......................................................................................................................4 二 标准传动编码器的连接及设置...................................................................................................8 三 工程型变频器编码器的连接及设置..........................................................................................12四 运动控制产品编码器介绍
CUMC与编码器的连接:.........................................................................................................19 SINAMICS S120......................................................................................................................20
1编码器介绍
1.1 根据检测原理,编码器可以分为光学式、磁式、感应式和电容式等。
? 光学式编码器
光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,分为直线编码器与旋转编码器。在设备运行过程中,光栅盘与电机同轴或按一定转速比进行旋转,经过二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,并通过计数器等脉冲接收电路来获取电机当前的位置与转速。光电编码器是目前市场上应用最为广泛的编码器。
图1
? 磁式编码器
如图2所示,磁式编码器拥有一个由金属材料制作的齿轮,同时有永磁材料与敏感元件组成的磁场接收器,当齿轮旋转时,金属齿轮会影响接收器发出的磁通,引起磁通强弱变化,变化的磁通经过敏感元件后被转换成为相应的数字或脉冲信号。
图2
除了旋转磁式编码器之外,还有直线磁性尺。其原理相似。
? 感应式编码器
感应式旋转编码器也是通过测量线圈间的感应现象来识别位置变化。角度值的获取是绝对式的。通过采用每圈13或32个信号周期的码盘,可以获得比旋转变压器高得多的位置分辨率。和光学式旋转编码器相似,感应式旋转编码器也可以在4096转之内唯一确定转动圈数。感应式编码器线圈之间的距离对精度有很大的影响。
? 电容式编码器
通常是靠耦合电极来实现,目前技术尚不成熟,应用较少。
1.2 按照其刻度方法与编码器的输出形式,编码器可以分为增量式与绝对值式编码器及旋
转变压器 ?? 增量式
增量式编码器是直接利用光电转换原理输出方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90度,实际应用中可以用来判断电机的旋转方向,当码盘正转时,A通道脉冲波形比B通道超前π/2,而反转时,A通道脉冲比B通道滞后π/2,Z 相则每转输出一个脉冲,给计数系统提供一个初始的零位信号。
A&D Service & Support
Page 4-24
图3
增量式编码器的信号输出波形有正弦波(电流或电压),方波(TTL、HTL)。输出电路形式有集电极开路(PNP、NPN);,推拉式多种形式,例如其中我们常见的TTL晶体管逻辑(5V±0.25),HTL也称高压晶体管(10-24V)逻辑;长线差分驱动,电路图如下:
线驱动 集电极开路 推挽式
编码器的信号接收设备接口应与编码器对应,接收模块有低速模块与高速模块之分,开关频率有高有低。西门子变频器为各类匹配的编码器提供了相应的接口,提供了多种连接方式:
单通道联接:用于单方向计数,单方向测速。不适用变频器反转。 A&D Service & Support
Page 5-24