Современная электроника №5/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 5 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2025 Рис. 3. Выходные сигналы инкрементного энкодера производителей наиболее известны Omron (Япония), Autonics (Корея), Pepperl+Fuchs (Германия), Siemens (Германия), SICK AG (Германия). На отечественном рынке представлены энкодеры, у которых есть опция про- граммирования количества импуль- сов на один оборот вала через техно- логический разъём. Например, это энкодеры серии DRS61 компании SICK AG. Тем самым появляется воз- можность подстраивать энкодер под требования конкретной поставлен- ной задачи в рамках одной АСУ ТП. В качестве приёмных устройств сигналов с инкрементных энкоде- ров могут выступать: устройства цифровой индикации УЦИ, програм- мируемые логические контроллеры ПЛК, контроллеры шаговых двигате- лей КШД, модули интерфейсов МИ и, конечно же, программируемые реле (далее – ПР). Интерфейсы и типы выходных сигналов инкрементных энкодеров На отечественном рынке можно встретить инкрементные энкоде- ры со следующими типами выход- ных сигналов: ● синусоидальные сигналы. Опто- электронные растровые энкодеры могут напрямую выдавать сину- соидальный токовый сигнал типа СТ (~11 мкА) или синусоидальный сигнал напряжения типа СН (~1 В); ● выход по напряжению (Voltage Output). Выходной сигнал – по- следовательность прямоугольных импульсов. U пит = 5 В для сигналов уровня ТТL. Это один из наиболее распространённых выходных сиг- налов для инкрементных энкоде- ров. U пит = 10…30 В для сигналов уровня HTL. Обычно для подачи сигналов на дискретные входы программируемых реле использу- ются сигналы с напряжением 24 В; ● выход с открытым коллектором (Open Collector). Выходной сигнал – последовательность прямоуголь- ных импульсов. Такой тип выхода позволяет получить сигнал с уров- нем напряжения, определяемым не величиной напряжения пита- ния энкодера, а величиной напря- жения дополнительного источни- ка питания. Для этого необходимо между цепями питания (Uпит) и выходом подключить внешний ре- зистор, величина сопротивления которого определяется значением напряжения дополнительного ис- точника питания; ● двухтактный (каскадный, ком- плементарный) выход (Push–Pull, Totem Pole). Выходной сигнал – последовательность прямоуголь- ных импульсов. Этот тип выхода построен на транзисторах различ- ной (n-p-n и p-n-p) проводимости и имеет малое выходное сопротив- ление (как в состоянии логическо- го нуля, так и в состоянии логи- ческой единицы), что позволяет увеличить ток, отдаваемый в на- грузку. Таким образом, повышает- ся нагрузочная способность и уско- ряются процессы заряда и разряда ёмкости нагрузки, а следователь- но, растёт быстродействие; ● интерфейс SSI (Synchronous Serial Interface). Сигналы – стандарт RS-422. Данный интерфейс обеспе- чивает высокую надёжность пере- дачи данных на большие рассто- яния. Подключение инкрементного энкодера к программируемому реле В случае непосредственного управ- ления исполнительным механиз- мом без использования интеллек- туального устройства типа КШД или ПЛК вполне оправдано подключение энкодера напрямую к ПР, которое, собственно, и будет заниматься обра- боткой сигнала с энкодера. В дан- ном случае ПР является програм- мируемым приёмным устройством (далее – ППУ) сигналов с энкодера. Основная проблема при подключе- нии энкодера к ППУ – это согласова- ние частоты выдачи импульсов энко- дером (F1) и частоты опроса входов (F2) ППУ. F2 должна быть значитель- но больше, чем F1, и достаточной для того, чтобы корректно произвести подсчёт импульсов. Выбирая разре- шение энкодера, нужно убедиться, что большое количество импульсов на оборот будет воспринято приём- ным устройством. С увеличением вращения вала энкодера количество импульсов, выдаваемых энкодером в единицу времени, увеличивается. Значение частоты F2 в ПР огра- ничено длительностью рабочего цикла, который состоит из фаз чте- ния входов, исполнения програм- мы пользователя и записи значений выходов. При подсчёте скорости вра- щения серводвигателя максималь- ное количество оборотов в мину- ту может находиться в пределах 0–5000 об/мин (0–83,3 об/с). Таким образом, необходимо подсчитывать несколько десятков тысяч импуль- сов в секунду (частота порядка десят- ков кГц). Типичное время рабоче- го цикла ПР измеряется десятками