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絕對位置測量系統的高速接口

作者: 時(shí)間:2013-05-03 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
位置編碼器經(jīng)常應用于以可編程邏輯控制器(PLC)為基礎的控制系統。這些系統的線(xiàn)路通常設計為點(diǎn)點(diǎn)連接。當這樣的設計要求將位置值快速的傳送到PLC 時(shí),通常需要復雜的電纜配置結構。


圖1:旋轉編碼器的普通通訊結構

現在的流行趨勢是通過(guò)在PLC 與傳動(dòng)裝置及傳感器之間使用區域總線(xiàn)結構(如:CAN、Interbus-S、Profibus-DP 等)來(lái)減少電纜的復雜性。與點(diǎn)點(diǎn)結構相比,區域總線(xiàn)傳送位置值需要更長(cháng)的時(shí)間。一個(gè)帶有幾個(gè)傳動(dòng)裝置及傳感器的傳送時(shí)間通常為一或幾個(gè)毫秒。由此在控制環(huán)中產(chǎn)生的停滯時(shí)間是許多應用軟件所不能接受的。同時(shí),一個(gè)帶有區域總線(xiàn)接口的位置編碼器的價(jià)格也比較昂貴。因此,帶有區域總線(xiàn)接口的位置編碼器的最佳配置是那些控制上要求低或中等,且系統要求區域總線(xiàn)的應用軟件。

表1:不同接口類(lèi)型的特點(diǎn)

為了快速響應命令,折衷的解決方法是使用分散的輸入/輸出元件或在傳感器及傳動(dòng)裝置附近使用分散的PLC。位置編碼器通過(guò)非常短的電纜以點(diǎn)點(diǎn)結構的方式連接于分散的I/O 或PLC,縮短了通過(guò)區域總線(xiàn)將數據傳送到上一級PLC 的時(shí)間。這個(gè)解決方案有兩個(gè)好處:即通過(guò)點(diǎn)點(diǎn)結構縮短了傳送時(shí)間又通過(guò)區域總線(xiàn)減少了長(cháng)距離傳送的電纜。

對于那些時(shí)間作為關(guān)鍵因素的應用軟件,仍然保持著(zhù)從編碼器到電氣控制元件之間的點(diǎn)點(diǎn)通訊。然而,在現在使用的大多數用于連續同步位置傳送的點(diǎn)點(diǎn)結構具有下列缺點(diǎn):

傳送可靠性低,
傳送速率低,
無(wú)自動(dòng)參數輸入,
無(wú)安全監控,
較少的監控及診斷功能,
個(gè)別類(lèi)型為測量。

由于新的EnDat(編碼器數據)接口的發(fā)展,HEIDENHAIN 成功開(kāi)發(fā)了適用于所有類(lèi)型絕對值編碼器的從位置編碼器到后繼電路通過(guò)點(diǎn)點(diǎn)通訊的標準接口,并且避免了上述缺點(diǎn)。

點(diǎn)點(diǎn)通訊的標準化接口

帶有Endat 接口的位置編碼器通過(guò)后繼電路發(fā)送的時(shí)鐘信號實(shí)現雙向傳送。通過(guò)僅四條線(xiàn),不僅可以傳送位置值并且可以快速可靠地傳送參數。通過(guò)后繼電路發(fā)送命令給編碼器來(lái)確定是傳送位置值或參數。

位置值傳送(圖2)由一個(gè)起始位及報警位開(kāi)始。后面為純二進(jìn)制代碼的位置值及五個(gè)CRC 校驗位。報警位為所有監控功能的綜合信息并可用于故障監控。引發(fā)報警的具體說(shuō)明儲存于編碼器的存儲器中并可通過(guò)后繼電路讀出。


圖2:位置值傳送開(kāi)始于一個(gè)起始位及一個(gè)報警位


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