CW/CCW 與 PLS/DIR：PLC 伺服脈衝控制比較

在 PLC 控制伺服馬達時，常會看到兩種脈衝輸入模式：

CW / CCW

以及

PLS / DIR。

很多人第一次接觸時，會以為這兩種模式代表 PLC 程式的寫法完全不同。

其實在現代 PLC 的定位功能中，通常不是這樣。

對 PLC 程式設計者來說，不管選 CW/CCW 還是 PLS/DIR，實際使用的往往都是同一套定位指令。

例如設定：

目標位置
速度
加減速
正轉或反轉

PLC 的定位功能會自己根據設定好的 Pulse Output Mode，把命令轉換成對應的硬體訊號。

所以 CW/CCW 與 PLS/DIR 真正的差異，主要不是「程式怎麼寫」，而是「PLC 與伺服驅動器之間怎麼傳送方向資訊」。

CW / CCW 又常被稱為 2-Pulse Mode。

它使用兩組脈衝訊號：

CW：一個方向的脈衝
CCW：另一個方向的脈衝

例如馬達正轉時，只有 CW 輸出脈衝。

反轉時，則改由 CCW 輸出脈衝。

方向資訊直接包含在「哪一條線正在輸出 Pulse」這件事情裡。

因此它不需要另外一條 Direction 訊號。

PLS / DIR 則是另一種思路。

PLS 負責輸出脈衝。

DIR 負責決定方向。

例如：

DIR = 0
PLS 輸出脈衝

代表往一個方向運動。

DIR = 1
PLS 輸出脈衝

則代表往另一個方向運動。

也就是說，它把「移動量」和「移動方向」拆成兩種訊號。

這點其實是最重要的。

如果使用的是 PLC 原生定位指令，例如相對定位、絕對定位、Jog 或高速定位功能，工程師通常只需要告訴 PLC：

我要走多少距離
我要用多少速度
我要往哪個方向

至於最後輸出變成：

CW / CCW

還是

Pulse / Direction

通常是由 PLC 的軸參數決定。

也就是說，程式本身往往不需要因為輸出模式不同而重寫。

因此如果只從 PLC Ladder 或 Motion 程式的角度看：

CW/CCW 與 PLS/DIR 通常沒有明顯優劣。

真正需要考慮的是硬體層。

CW / CCW 的方向資訊存在於兩條 Pulse 線本身。

PLS / DIR 則是：

一條 Pulse
一條 Direction。

因此兩種模式的電氣意義不同。

但對 PLC 使用者而言，通常只是參數設定不同。

PLS / DIR 有一個需要特別注意的地方。

因為方向是由 DIR 訊號決定，因此方向改變時，驅動器通常會要求 DIR 訊號必須在第一個 Pulse 到達之前先穩定一段時間。

伺服手冊中常會看到類似：

Direction setup time
Direction hold time

這些規格。

也就是說：

DIR 改變

→ 經過規定時間

→ Pulse 才能開始。

否則理論上可能發生第一個 Pulse 被判斷成錯誤方向。

不過如果使用的是 PLC 原生定位輸出功能，這些時序通常已經由硬體或定位模組處理。

是否由定位模組處理方向切換時序，仍須依 PLC 與驅動器手冊確認；不能一概省略時序檢查。

但在選型或特殊高速應用時，仍然值得確認。

CW / CCW 因為方向本來就是由不同的 Pulse Input 表示，因此不存在同樣形式的 DIR setup 問題。

這反而是實際工程上最重要的一點。

有些 Servo Drive 同時支援：

CW / CCW
Pulse / Direction

那基本上兩種都能使用。

但有些驅動器、Stepper Driver 或控制器可能只支援其中一種，或其中一種是原廠主要推薦方式。

所以選擇時第一件事不是問：

「哪一個比較好？」

而是先確認：

PLC 支援什麼輸出模式？

Servo Drive 支援什麼輸入模式？

兩邊能不能直接對應？

PLC 與 Servo Drive 除了脈衝模式必須一致，也須確認輸出／輸入電氣形式、電壓、最大頻率及時序是否相容。

如果拿示波器量訊號，兩種模式的判讀方式也不同。

CW / CCW：

看哪一組 Pulse 在跳，就知道目前是哪個方向。

PLS / DIR：

Pulse 只表示正在移動，還必須同時看 DIR 的電位才能知道方向。

因此從單純的硬體訊號判讀角度來說，CW / CCW 會稍微直覺一點。

但這通常不是決定系統架構的主要因素。

單就脈衝格式本身，無法判定哪一種定位精度較高。

CW / CCW 與 PLS / DIR 只是命令傳輸格式不同。

如果：

脈衝數相同
電子齒輪比相同
Servo Drive 設定相同

那理論上的定位解析度完全一樣。

例如：

10,000 pulse = 1 revolution

不管這 10,000 個 Pulse 是從 CW Input 送進去，還是從 Pulse Input 送進去，馬達最後的命令位置都是一樣的。

真正影響定位性能的通常是：

Encoder 解析度
電子齒輪
脈衝頻率
機械傳動比
背隙
伺服增益
控制週期

而不是 CW/CCW 或 PLS/DIR 本身。

如果 PLC 與 Servo Drive 兩種都支援，實務上沒有必要把這件事情看得太複雜。

首先遵循設備原廠建議。

其次考慮既有設備標準。

例如一家公司所有設備都統一使用 Pulse + Direction，那新設備繼續使用同樣架構，對配線、維修與備品管理通常比較方便。

如果既有設備全部使用 CW / CCW，也沒有必要特別改成 PLS / DIR。

兩種方式本身都非常成熟。

實際做伺服系統時，比 CW/CCW 或 PLS/DIR 更值得注意的，其實是：

Open Collector

還是

Differential Line Driver。

如果設備環境有大量：

Servo Drive
Inverter
Magnetic Contactor
Solenoid Valve

或脈衝線距離比較長，高速 Pulse 的抗干擾能力就非常重要。

這時候差動 Line Driver 通常比單純討論 CW/CCW 或 PLS/DIR 更值得優先確認。

CW/CCW 與 PLS/DIR 的差異，本質上是「方向資訊怎麼編碼」。

CW/CCW：

用兩組 Pulse 表示兩個方向。

PLS/DIR：

用一組 Pulse 加上一個 Direction 訊號。

對現代 PLC 使用者來說，這個差異通常已經被定位功能封裝掉了。

PLC 程式仍然只是下達：

位置
速度
方向
加減速

至於硬體最後怎麼送出 Pulse，是軸參數與輸出模式的工作。

因此在實際選型時，比較值得關注的是：

PLC 與 Servo Drive 是否相容
原廠推薦哪種 Pulse Mode
方向切換 Timing
最大脈衝頻率
Open Collector 或 Line Driver
現場既有設備採用哪一種標準

如果這些條件都相同，那 CW/CCW 與 PLS/DIR 在一般定位應用中，其實沒有誰一定比較好。

真正的差異，在硬體介面，而不是 PLC 程式。