编码器信号传输到电子接收器时最常见的问题是信号失真和电子噪声。每个问题都会造成编码器计数的获取或丢失。这些问题时有出现,但其实很多都是可以通过正确布线和规范安装来避免的。下文是现场安装设备的方法和建议综合指南。
保护信号不受辐射和噪声干扰
在为机器或系统的电源和信号线连接布线时必须要格外小心。附近的继电器(继电器线圈会有电涌抑制器)、变压器或其他电子驱动器产生的辐射噪声可能会被引入到信号线中从而造成干扰信号脉冲。同样,编码器也可能会对相邻的敏感设备线路产生噪声。机器的电源线路和信号线路必须独立布线。信号线应该屏蔽,双绞并独立的敷设在穿管中,或者间隔至少12英寸的距离。这里的电源线是指初级和次级变压器线,电机电枢引线和任何120V及以上的继电器、风扇、热保护器的控制线路。
从编码器到控制器应该保持线缆和屏蔽层的连续性,避免在接线盒里使用端子。这有助于减少辐射、感应噪声和对地电流。此外,运行还可能会受到编码器电源瞬变的影响。通常情况下,编码器电源变化控制在±5%以内就不会受瞬态感应的影响了。编码器外壳必须接地以确保其正常和可靠的运行。如果安装支架或机器接地不能确保接地时,Dynapar编码器通常要求通过连接器或电缆将编码器外壳接地。不要把机器和电缆同时接地。使用高品质的屏蔽线且只将其连接在设备端。
要更好地防护电气噪声,要指定一个带互补输出信号编码器,并与双绞屏蔽线连接,感应电流将自动抵消。
在工业环境中,高电流通量是由电机、远程控制开关和磁场产生的。这会造成在不同地面点上有不同的电势。为了避免这个问题,屏蔽线和系统其他所有需要接地的部分一起从仪表端的一个点接地 。
可以通过在仪表端互补编码器信号(行驱动)再加上差分接收器(线路接收器或比较器)来消除信号失真 。
美国国家电气规程中包含接地要求、协议和定义。地方规程通常会遵循相关接地系统安全规定做出特定的规章制度。
避免信号失真
大多数信号传输问题都和电气噪声有关,传输距离越远问题越严重。应遵守如前所述良好的屏蔽措施。
信号畸变的主要原因是电缆长度,或者更具体地说,是电缆电容。
一般来说, 无论输入信号是逻辑“0”还是逻辑“1”,接收电子将应对一个输入信号。逻辑0和逻辑1之间的区域是未定义的,通过该区域的过渡必须非常迅速(少于1μs)。
由于波形的前沿是扭曲的,因此过渡时间增加。在某种些情况下,接收器变得不稳定,编码器计数可能会获得或丢失。
要减少失真,应该使用低电容电缆(通常小于40皮法/英尺)。电缆越长,信号失真的可能性就越大。除了电缆长度,可靠使用信号之前必须先对信号“整形”。
方波失真对长度小于50英尺(电容约1000皮法)的电缆通常影响不大。
电缆长度数百英尺的应用通常推荐差分线驱动输出的编码器。
保证信号完整性最好的方法是把线路驱动器输出的编码器与线接收器一起使用。