绝对位置测量系统的高速接口

2013-08-01 14:59:01来源: 21ic

位置编码器经常应用于以可编程逻辑控制器(PLC)为基础的控制系统。这些系统的线路通常设计为点点连接。当这样的设计要求将位置值快速的传送到PLC 时,通常需要复杂的电缆配置结构。


图1:旋转编码器的普通通讯结构

现在的流行趋势是通过在PLC 与传动装置及传感器之间使用区域总线结构(如:CAN、Interbus-S、Profibus-DP 等)来减少电缆的复杂性。与点点结构相比,区域总线传送位置值需要更长的时间。一个带有几个传动装置及传感器的传送时间通常为一或几个毫秒。由此在控制环中产生的停滞时间是许多应用软件所不能接受的。同时,一个带有区域总线接口的位置编码器的价格也比较昂贵。因此,带有区域总线接口的位置编码器的最佳配置是那些控制上要求低或中等,且系统要求区域总线的应用软件。

表1:不同接口类型的特点

为了快速响应命令,折衷的解决方法是使用分散的输入/输出元件或在传感器及传动装置附近使用分散的PLC。位置编码器通过非常短的电缆以点点结构的方式连接于分散的I/O 或PLC,缩短了通过区域总线将数据传送到上一级PLC 的时间。这个解决方案有两个好处:即通过点点结构缩短了传送时间又通过区域总线减少了长距离传送的电缆。

对于那些时间作为关键因素的应用软件,仍然保持着从编码器到电气控制元件之间的点点通讯。然而,在现在使用的大多数用于连续同步位置传送的点点结构具有下列缺点:

传送可靠性低,
传送速率低,
无自动参数输入,
无安全监控,
较少的监控及诊断功能,
个别类型为绝对位置测量。

由于新的EnDat(编码器数据)接口的发展,HEIDENHAIN 成功开发了适用于所有类型绝对值编码器的从位置编码器到后继电路通过点点通讯的标准接口,并且避免了上述缺点。

点点通讯的标准化接口

带有Endat 接口的位置编码器通过后继电路发送的时钟信号实现双向传送。通过仅四条线,不仅可以传送位置值并且可以快速可靠地传送参数。通过后继电路发送命令给编码器来确定是传送位置值或参数。

位置值传送(图2)由一个起始位及报警位开始。后面为纯二进制代码的位置值及五个CRC 校验位。报警位为所有监控功能的综合信息并可用于故障监控。引发报警的具体说明储存于编码器的存储器中并可通过后继电路读出。


图2:位置值传送开始于一个起始位及一个报警位

编码器有不同的用于通过后继电路读写的存储区(图3)。操作参数存储区包含可修改数据,OEM 或最终用户可以修改这些参数来匹配电机或机床。OEM 参数存储区可自由定义并写保护。编码器制造商参数存储区包含所有编码器的特殊数据并被写保护。


图3:可通过后继电路读写的存储区

作为一个选项,可以附加传送幅值为1VPP 的正弦增量信号。电缆最长为150 米。连续数据传送的最大时钟频率为2MHz。

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关键字:绝对位置  测量系统  高速接口

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0801/article_7627.html
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