編碼器綜合布線和接線指南

編碼器信號傳輸到電子接收器時zui常見的問題是信號失真和電子噪聲。每個問題都會造成編碼器計數的獲取或丟失。這些問題時有出現,但其實很多都是可以通過正確布線和規范安裝來避免的。下文是現場安裝設備的方法和建議綜合指南。

保護信號不受輻射和噪聲干擾

在為機器或系統的電源和信號線連接布線時必須要格外小心。附近的繼電器(繼電器線圈會有電涌抑制器)、變壓器或其他電子驅動器產生的輻射噪聲可能會被引入到信號線中從而造成干擾信號脈沖。同樣,編碼器也可能會對相鄰的敏感設備線路產生噪聲。機器的電源線路和信號線路必須獨立布線。信號線應該屏蔽,雙絞并獨立的敷設在穿管中，或者間隔至少12英寸的距離。這里的電源線是指初級和次級變壓器線,電機電樞引線和任何120V及以上的繼電器、風扇、熱保護器的控制線路。

從編碼器到控制器應該保持線纜和屏蔽層的連續性，避免在接線盒里使用端子。這有助于減少輻射、感應噪聲和對地電流。此外,運行還可能會受到編碼器電源瞬變的影響。通常情況下,編碼器電源變化控制在±5%以內就不會受瞬態感應的影響了。編碼器外殼必須接地以確保其正常和可靠的運行。如果安裝支架或機器接地不能確保接地時,Dynapar編碼器通常要求通過連接器或電纜將編碼器外殼接地。不要把機器和電纜同時接地。使用高品質的屏蔽線且只將其連接在設備端,如圖1所示。

圖1

要更好地防護電氣噪聲,要一個帶互補輸出信號編碼器，并與雙絞屏蔽線連接，感應電流將自動抵消,如圖2所示。

圖2

在工業環境中,高電流通量是由電機、遠程控制開關和磁場產生的。這會造成在不同地面點上有不同的電勢。為了避免這個問題,屏蔽線和系統其他所有需要接地的部分一起從儀表端的一個點接地 ,如圖3所示。

圖3

可以通過在儀表端互補編碼器信號(行驅動)再加上差分接收器(線路接收器或比較器)來消除信號失真 ,如圖4所示。

圖4

美國國家電氣規程中包含接地要求、協議和定義。地方規程通常會遵循相關接地系統安全規定做出特定的規章制度。

信號失真

大多數信號傳輸問題都和電氣噪聲有關，傳輸距離越遠問題越嚴重。應遵守如前所述良好的屏蔽措施。

圖5

信號畸變的主要原因是電纜長度,或者更具體地說,是電纜電容。

一般來說, 無論輸入信號是邏輯“0”還是邏輯“1”，接收電子將應對一個輸入信號。邏輯0和邏輯1之間的區域是未定義的,通過該區域的過渡必須非常迅速(少于1μs)。

由于波形的前沿是扭曲的,因此過渡時間增加。在某種些情況下,接收器變得不穩定，編碼器計數可能會獲得或丟失。

要減少失真,應該使用低電容電纜(通常小于40皮法/英尺)。電纜越長,信號失真的可能性就越大。除了電纜長度,可靠使用信號之前必須先對信號“整形”。

方波失真對長度小于50英尺(電容約1000皮法)的電纜通常影響不大。

電纜長度數百英尺的應用通常推薦差分線驅動輸出的編碼器。

圖6