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絕對位置測量系統(tǒng)的高速接口

作者： 時間：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)計為點點連接。當這樣的設(shè)計要求將位置值快速的傳送到PLC 時，通常需要復雜的電纜配置結(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）來減少電纜的復雜性。與點點結(jié)構(gòu)相比，區(qū)域總線傳送位置值需要更長的時間。一個帶有幾個傳動裝置及傳感器的傳送時間通常為一或幾個毫秒。由此在控制環(huán)中產(chǎn)生的停滯時間是許多應(yīng)用軟件所不能接受的。同時，一個帶有區(qū)域總線接口的位置編碼器的價格也比較昂貴。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

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點結(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 的時間。這個解決方案有兩個好處：即通過點點結(jié)構(gòu)縮短了傳送時間又通過區(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點通訊。然而，在現(xiàn)在使用的大多數(shù)用于連續(xù)同步位置傳送的點點結(jié)構(gòu)具有下列缺點：

傳送可靠性低，
傳送速率低，
無自動參數(shù)輸入，
無安全監(jiān)控，
較少的監(jiān)控及診斷功能，
個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點通訊的標準接口，并且避免了上述缺點。

點點通訊的標準化接口

帶有Endat 接口的位置編碼器通過后繼電路發(fā)送的時鐘信號實現(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）由一個起始位及報警位開始。后面為純二進制代碼的位置值及五個CRC 校驗位。報警位為所有監(jiān)控功能的綜合信息并可用于故障監(jiān)控。引發(fā)報警的具體說明儲存于編碼器的存儲器中并可通過后繼電路讀出。


圖2：位置值傳送開始于一個起始位及一個報警位


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