光电编码器在现代电机控制系统中常用以检测转轴的位置与速度,是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高精度角位置测量传感器。由于其具有分辨率高、响应速度快、体积小等特点,被广泛应用于电机控制系统中。
2.2 同步串行(SSI)输出
串行输出就是通过约定,在时间上有先后的数据输出,其连接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。SSI接口如RS422模式,以两根数据线、两根时钟线连接,由接收设备向编码器发出中断的时钟脉冲,绝对位置值由编码器与时钟脉冲同步输出至接收设备。由接收设备发出时钟信号触发,编码器开始输出与时钟信号同步的串行信号。串行输出连接线少,传输距离远,提高了编码器的可靠性和保护。一般高位数的绝对编码器都是用串行输出的。
2.3 现场总线型输出(异步串行)
现场总线型编码器是多个编码器各以一对信号线连接在一起,通过设定地址,用通讯方式传输信号,信号的接收设备只需一个接口,就可以读多个编码器信号。
总线型编码器信号遵循R S 4 8 5的物理格式,目前有多种通讯规约,各有优点,还未统一,编码器常用的通讯规约有如下几种:PROFIBUS-DP;CAN;DeviceNet等。
总线型编码器可以节省连接线缆、接收设备接口,传输距离远,在多个编码器集中控制的情况下还可以大大节省成本。
2.4 变送一体型输出
其信号已经在编码器内换算后直接变送输出,其有模拟量4-20mA输出、RS485数字输出、14位并行输出等。
针对绝对值编码器的常见输出信号形式即同步串行输出(SSI),提出采用光纤传输的方法,从而提高编码器信号的抗干扰能力以及施工接线的方便性。工业串口光纤Modem将RS-232/422/485电信号直接调制成光信号在光纤上传输,解决了电磁干扰、地环干扰和雷电破坏的难题,提高了数据通讯的可靠性、安全性和保密性,适合我方对电磁干扰环境有特殊要求的某控制系统。如图3所示,编码器端输出的同步串行RS-422数据信号通过接口变换电路转换为TTL信号,然后经过光电转换器件变换为光信号进行传输。同样,RS-422的时钟同步信号由接收端通过相同的方式进行转换,所不同的是数据信号和时钟同步信号转换后的光波长不相等,然后通过多模光纤来传播。