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絕對位置測量系統(tǒng)的高速接口

作者： 時(shí)間：2013-05-03 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
位置編碼器經(jīng)常應(yīng)用于以可編程邏輯控制器（PLC）為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的線路通常設(shè)計(jì)為點(diǎn)點(diǎn)連接。當(dāng)這樣的設(shè)計(jì)要求將位置值快速的傳送到PLC 時(shí)，通常需要復(fù)雜的電纜配置結(jié)構(gòu)。


圖1：旋轉(zhuǎn)編碼器的普通通訊結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在的流行趨勢是通過在PLC 與傳動(dòng)裝置及傳感器之間使用區(qū)域總線結(jié)構(gòu)（如：CAN、Interbus-S、Profibus-DP 等）來減少電纜的復(fù)雜性。與點(diǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)相比，區(qū)域總線傳送位置值需要更長的時(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(yīng)用軟件所不能接受的。同時(shí)，一個(gè)帶有區(qū)域總線接口的位置編碼器的價(jià)格也比較昂貴。因此，帶有區(qū)域總線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(tǒng)要求區(qū)域總線的應(yīng)用軟件。

表1：不同接口類型的特點(diǎn)

為了快速響應(yīng)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。位置編碼器通過非常短的電纜以點(diǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的方式連接于分散的I/O 或PLC，縮短了通過區(qū)域總線將數(shù)據(jù)傳送到上一級PLC 的時(shí)間。這個(gè)解決方案有兩個(gè)好處：即通過點(diǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)縮短了傳送時(shí)間又通過區(qū)域總線減少了長距離傳送的電纜。

對于那些時(shí)間作為關(guān)鍵因素的應(yīng)用軟件，仍然保持著從編碼器到電氣控制元件之間的點(diǎn)點(diǎn)通訊。然而，在現(xiàn)在使用的大多數(shù)用于連續(xù)同步位置傳送的點(diǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)具有下列缺點(diǎn)：

傳送可靠性低，
傳送速率低，
無自動(dòng)參數(shù)輸入，
無安全監(jiān)控，
較少的監(jiān)控及診斷功能，
個(gè)別類型為絕對位置測量。

由于新的EnDat（編碼器數(shù)據(jù)）接口的發(fā)展，HEIDENHAIN 成功開發(fā)了適用于所有類型絕對值編碼器的從位置編碼器到后繼電路通過點(diǎn)點(diǎn)通訊的標(biāo)準(zhǔn)接口，并且避免了上述缺點(diǎn)。

點(diǎn)點(diǎn)通訊的標(biāo)準(zhǔn)化接口

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

位置值傳送（圖2）由一個(gè)起始位及報(bào)警位開始。后面為純二進(jìn)制代碼的位置值及五個(gè)CRC 校驗(yàn)位。報(bào)警位為所有監(jiān)控功能的綜合信息并可用于故障監(jiān)控。引發(fā)報(bào)警的具體說明儲(chǔ)存于編碼器的存儲(chǔ)器中并可通過后繼電路讀出。


圖2：位置值傳送開始于一個(gè)起始位及一個(gè)報(bào)警位


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