光栅尺的供电方式和输出信号^

  供电办法常见的有直流5V和24V两种。为了便利与PLC配套运用，选择24V供电的。

  光栅尺的输出信号多数是方波信号，常见的有两种：一种是TTL电平信号，另一种是RS422差分信号。有些厂商还能订做集电极开路输出信号（NPN和PNP两种）。对于PLC来说，不是所有信号都适用。PLC的主单元和高速计数模块（如FX2N-1HC、FX3U-2HC、FX3U-4HSX-ADP和CC-Link计数模块AJ65BT-D62等等）能够直接接纳集电极开路输出信号，集电极开路输出说白了，便是电子开关。高电平表示开关导通，低电平表示开关截止。能够接通直流电路。与集电极开路输出的旋转编码器的衔接办法没有区别。NPN型与PNP型的区别：开关导通时，NPN型的电流方向是从集电极流向发射极。PNP型的电流方向是从发射极流向集电极。

  TTL电平信号输出能够用于单片机或DSP，但不能直接用于PLC。需要加一个直流电子开关模块（），把TTL电平信号转化成集电极开路输出信号。对于低速移动部件，几乎没什么影响。但对于高速移动的部件，这会带来信号的推迟，甚至周期信号的丢失。

  RS422差分信号的特点是，输出A、A反相、B、B反相等4个信号。有些还能输出Z和Z反相信号。这种输出办法，能够运用两个反相信号来抵消外界的电磁搅扰，特别适用于搅扰恶劣的环境。PLC主单元和部分高速计数模块（如FX2N-1HC、AJ65BT-D62）不能直接接纳RS422信号，需要加一个差分信号转集电极开路输出模块（），把差分信号转集电极开路输出信号。这种转化接纳办法所带来的问题，与TTL电平信号转化接纳是一样的。有些高速计数模块（FX3U-2HC、AJ65BT-D62D、AJ65BT-D62-S1等）能够直接接纳RS422差分信号。

  PLC主单元有外部高速计数输入端口和内置高速计数器，可用于处理光栅尺的信号。这是不是说高速计数模块就没用呢？答案是否定的。PLC主单元处理信号频率不如高速计数模块。FX2N系列接纳单相信号高60KHz，接纳2相信号高30KHz。假如运用专门比较指令，单相高10KHz，2相信号高5KHz。FX3U系列接纳单相信号高100KHz，接纳2相信号高50KHz。假如运用专门指令，不会超过60KHz。而很多高速计数模块，能够处理单相信号高200KHz，2相信号高100KHz。这几乎是主单元的两倍。

  咱们能够计算一下，以FX3U主单元为例，假定接纳2相信号（因为很多状况要根据相位差来判断部件移动方向），不运用专门指令（编程难度加大），呼应频率是50KHz，表示每秒能够接纳50000个脉冲信号，假定运用栅距为20um的光栅尺，移动一个栅距，输出一个脉冲。那么50000×20um＝1000mm。这便是说，部件移动速度不得超过1000mm/s。假如运用的光栅尺的分辨率是5um，每移动20um就输出4个脉冲，部件移动速度不得超过250mm/s。假如要运用专门指令，移动速度还得进一步下降。上述分析计算是在理论状态下进行的。实际中，还要考虑PLC主单元处理高频信号的失真、丢失计数量、程序循环履行引起的呼应推迟等状况。另外，在工业生产环境中，运用RS422差分信号，确保系统的抗搅扰才能。而PLC主单元是不能直接接纳RS422差分信号。

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