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PLC高速计数与增量型编码器连接的信号有哪些

  一讲到plc通过与编码器的连接，许多人立即想到高速计数。高速计数只是增量编码器的方波脉冲信号。事实上，**值编码器不需要累积计数，“高速计数”没有意义。而即使是增量的方波脉冲信号，也有很多技术特征不同，PLC使用人员在选择编码器时必须分辨清楚：

  1)，5V差分驱动信号是工作电压为5V，ABZ6条信号输出线：A ,A-;B ,B-;Z ,Z-。注意A-是相对于A 的反相(就是当A 为高电平，A-就是低电平，当A 为低电平，A-就是高电平)，有时也有是在A的头上加一个横线表示。

  由于脉冲信号是电压信号，具有抗干扰性强、传输距离长等优点，A ，A-从电缆的外部来看，几乎没有两根电缆是相反的“变化”没有电磁场的波不容易受到外部电磁场的影响，即使有干扰，在接收端“差分”(“差”即减法后消除共模干扰。但是5V信号电压偏低，对于较大型电机和较复杂的现场工控就不适合，目前主要用户是伺服电机等小型化设备中，PLC大都不用(如有运动控制卡的会用此信号接口)。

  在欧系产品的有些说明书里面，这个信号有时会用TTL表示，但是在国际RS422标准出来推广以后，逐渐的也有用RS422表示，并且有些RS422的信号做到的是5--24V。

  2)集电极开路信号，(PNP或者NPN)，简单的10-24V的ABZ没有反相信号的三条线。注意这个信号有PNP与NPN事实上，它确实是一个三极管放大电路，应该与接收端完全匹配。例如NPN的编码器配NPN的PLC。早先的半导体放大电路的发展，日本与欧洲各自有所侧重，日本的基本是以NPN结晶体管放大电路为主，而欧洲的基本是以PNP电路为主，两者虽然可以用“上拉电阻”采集电压信号同样获得方波互通，但是通过这种上拉电阻的方波信号在高速和干扰杂波的情况下信号品质很差，容易造成误读。上拉电阻仅仅是经济而临时性办法，不应一直有用。

  集电极开路输出的信号，尽量要与原极性一致的匹配，而不是上拉电阻(编码器内部或PLC内部预先加入的上拉电阻)，在编码器选择性和PLC的选型是需要特别注意。

  目前的经济性PLC和日系经济型编码器很多就是这种“集电极开路信号”的。

  集电极开路信号除了信号匹配性需要特别注意以外，由于没有反相信号平衡，它的抗干扰能力较差，而对于感应到的反向冲击电压很容易烧毁电路(例如电机启动瞬间产生的电磁场冲击)，这种信号是较低端的信号，一般建议只用在小型加工设备(固定设计环境)的场合。

  3)，推挽式放大电路(HTL-3)，编码器的特征也是10-30V的ABZ三条线，但它打开了集电极NPN和PNP放大电路的叠加形成“推拉放大”所以它可以兼容PNP和NPN此外，它还有一个反向冲击电压的电路，可以带走冲击，也不容易烧坏电路。具有推挽式(也有叫推拉的，也有叫HTL的)信号的编码器可以兼容连接集电极开路的PNP或者NPN接口。

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  4)推拉放大电路含有反相信号(HTL-6)编码器的特征是10-30V并6根线，A ,A-;B ,B-;Z ,Z-，既有推挽式HTL三线的优点和差分抗干扰平衡的优点。另外请注意，哪怕PLC只有ABZ三个接口而没有A-B-Z-,这种编码器的电缆也要保留至接收端，A-B-Z-悬空封闭，因为编码器信号是电压式的，这类编码器信号就算不接电缆保留至接收端，它仍然能够有电压在上面而起到电压平衡的效果(如果接收端三线接口，差分效果就没有了)，仍然有提高抗干扰的能力。编码器信号能够传输200米距离的就是指这种信号(例如GI58N增量型编码器)。

  请注意，这是西门子等***欧系主推的增量编码器接口!西门子的变频器和高端PLC基本都是这种接口，哪怕只接三根线。

  5)，5—30V推挽式包含反相信号(HTL-G6)，这与上述四个信号完全兼容，为了防止连接错误的线路，该信号进行了电源短路保护和信号短路保护，包括电源在内的8个连接错误不应燃烧电路，错误不燃烧HTL-G6的特征。这个信号可以传输达300米(编码器专用电缆)，信号强度大，抗干扰能力强，是今后自动化应用值得推荐的编码器信号接口。当然，对于5V差分你如果预先确定的话，请还是选择第1种信号，5V差分驱动。

  德国海德汉等欧洲品牌的编码器，Sick，TR上述增量编码器等HTL-6可选择增量信号;

  GEMPLE提供的增量型编码器的输出信号，属于上述的第4种和第5种,例如GI58N和GI40N等都有这个接口可选。

  日本编码器(包括韩国品牌)在中国市场没有看到第四种和第五种，大部分是第一种和第二种，5种V差分驱动和集电极开路输出，集电极开路输出基本为NPN，这个信号与欧系PLC在匹配要选择，请特别注意信号匹配要求。

  其他：增量编码器还有一种输出信号是正余弦信号输出，这一般用于伺服电机和电梯曳引机上，PLC基本上没有这样的接口，除非是高档的运动控制卡有些。

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S7-300/400系列PLC的存储区S7-300/400系列PLC的存储区可以划分为四个区域：系统存储器(System Memory)、工作存储器(Work Memory)、装载存储器(Load Mem-ory)和保持存储器(Non-Volatile Memory)，如图3-16和图3-17所示。

  ①系统存储器

  系统存储器用于存放输入/输出过程映像区(PII、PIQ)、位存储器(M)、定时器(T)、计数器(C)、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。

  ②工作存储器

  工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM工作存储器集成在CPU中，RAM的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了CPU417-4可以通过插入专用的存储卡来扩展工作存储器外，其他PLC的工作存储器都无法扩展。

s7-300 plc存储区分配

  ③装载存储器

  装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储卡、内部集成的RAM或内部集成的E?PROM，现在的S7-300PLC必须配置Flash E?PROM才能下载程序。

  ④保持存储器

  保持存储器是非易失性的RAM，通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下，保存一部分位存储器(M)、定时器(T)、计数器(C)和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要指定应保持的区域。注意：由于S7-400PLC没有非易失性的RAM，即使组态了保持区域，掉电时若没有后备电池，也将丢失所有数据。这是S7-300 PLC与 S7-400 PLC的重要区别。

  a.当在STEP7中执行下载(Download)时，会把编程设备中的用户程序下载到CPU 的装载存储区，同时会把运行时使用的程序和数据写入工作存储器(如OB1和数据块)。b.若CPU没有后备电池，当系统断电时，在工作存储器中定义了保持特性的数据块会把数据写入保持存储器中，上电后保持存储器会把断电时的数据写入工作存储器，保证了运行数据断电不丢失(见图3-16和图3-17)。

  c.若CPU没有后备电池，当系统断电时，系统存储器中定义的保持位存储器(M)、定时器(T)、计数器(C)断电时也会写人保持存储器。恢复上电时断电时的数据重新写入，保证了运行数据断电不丢失。

西门子ET200模块选型详细介绍

  西门子的ET200是基于现场总线PROFIBUS-DP或PROFINET的分布式I/O，可以与经过认证的非西门子公司生产的PROFIBUS-DP主站协同运行。在组态时，STEP7自动分配标准的DP从站的输入/输出地址。就像访问主站主机架上的I/O模块一样，DP主站的CPU通过 DP 从站的地址直接访问它们，因此使用标准 DP 从站不会增加编程的工作量。

  1. 安装在控制柜内的ET200

  (1)ET 200S

  ET200S(见图2-56)是一种多功能按位模块化的I/O系统，配备了PROFIBUS-DP或PROFINET接口模块，可以提供集成光纤接口。模块的种类丰富，包括数字量I/O模块、模拟量I/0模块、技术功能模块、电动机起动器和变频器、IQ-Sense(智能传感器)模块、气动接口模块、故障安全模块。每个站*多可以使用63个I/0模块，或20个电动机起动器和变频器，有2、4、8点的I/O模块。能在运行时更换I/0模块(有热插拔功能)，可以用于危险区域Zone 2。

  ET200SCOMPACT(紧凑型)有32点数字量I/O，可以扩展12个ET 200S的I/O模块。IM151-7CPU接口模块的功能与CPU314相当。图2-56中的ET200S配有I/O模块、电动机起动器和变频器。

ET 200S