絕對位置測量系統(tǒng)的高速接口

表2：同步和異步點(diǎn)點(diǎn)通訊的特點(diǎn)

位置編碼器的不同應(yīng)用需求

上面描述的特征使Endat 接口廣泛應(yīng)用于需要絕對位置值傳送的自動(dòng)控制領(lǐng)域。如機(jī)床、紡織機(jī)械及印刷機(jī)械等，具有良好位置性能的數(shù)字控制環(huán)可與正弦增量相結(jié)合。通過冗余技巧及絕對值與增量位置值的同時(shí)傳送，帶有Endat 接口的編碼器也可用于要求高安全性的機(jī)械，如壓力機(jī)。

該接口同樣適用于對實(shí)際值的傳送時(shí)間要求低的自動(dòng)控制工作，如金屬切割機(jī)械。

不管應(yīng)用軟件如何，Endat 接口在后繼電路中始終使用相同的輸入硬件。具有相同接口的不同種類的編碼器可滿足特殊應(yīng)用的要求（圖6）。

圖6：帶有標(biāo)準(zhǔn)Endat 接口的單轉(zhuǎn)絕對值編碼器、多轉(zhuǎn)絕對值編碼器、絕對值角度編碼器及絕對值直線光柵尺特意為系統(tǒng)制造商及最終用戶準(zhǔn)備的ROC400 和ROQ400 系列絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器與ROD400 系列增量編碼器具有相同的安裝尺寸。標(biāo)準(zhǔn)形式保護(hù)等級為IP64 及IP67，并有單轉(zhuǎn)（ROC413）及多轉(zhuǎn)（ROQ425）可選擇。除絕對位置值外還提供幅值為1Vpp 的正弦增量信號。因此符合上面描述的安全技術(shù)，并適用于要求具有高動(dòng)態(tài)及分辨率的應(yīng)用軟件。

ROC413 單轉(zhuǎn)絕對值編碼器具有與增量旋轉(zhuǎn)編碼器相同的外形尺寸。帶有徑向法蘭插座的多轉(zhuǎn)產(chǎn)品，由于特殊的掃描結(jié)構(gòu)及高的綜合元件僅比單轉(zhuǎn)產(chǎn)品長7mm。帶有這些尺寸的單轉(zhuǎn)及多轉(zhuǎn)絕對值編碼器也可用于區(qū)域總線系統(tǒng)。編碼器的Profibus-DP 功能符合 Profibus 用戶組織PNO（Profibus-Nutzer-Organisation）
對于旋轉(zhuǎn)編碼器的協(xié)議，并支持完整的版本2 功能。

絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器ECN1313 和ECN1325 適合安裝于帶有數(shù)字式速度控制及自然冷卻的驅(qū)動(dòng)器上。它們帶有定子聯(lián)軸節(jié)來補(bǔ)償電機(jī)軸與編碼器軸軸向及徑向的偏差。旋轉(zhuǎn)編碼器的剛性聯(lián)軸節(jié)通過錐型軸與電機(jī)軸相聯(lián)使控制環(huán)具有大的帶寬。高達(dá)115 °C (239 °F)的操作溫度允許在特定的額定扭矩下更小的電機(jī)尺寸。由于這些編碼器的信號周期為每轉(zhuǎn)2048 或512，舉例來說，通過后繼電路對增量信號進(jìn)行1024 倍細(xì)分，可分別得到測量步距為每轉(zhuǎn)2,000,000 或500,000。電機(jī)制造商在電機(jī)上安裝編碼器并通過Endat 接口對電機(jī)電動(dòng)勢進(jìn)行編程。這消除了調(diào)整時(shí)間。

通過刻度的特殊設(shè)計(jì)及在掃描過程的其他設(shè)計(jì)措施，由于后繼電路對正弦增量信號的細(xì)分導(dǎo)致在一個(gè)信號周期內(nèi)的偏差小于信號周期的±1%。這意味著如果信號周期為2048，在一個(gè)信號周期內(nèi)的位置偏差（細(xì)分導(dǎo)致的誤差）小于±7"。相同的，如信號周期為512，位置偏差為±26"。由后繼電路對正弦信號細(xì)分產(chǎn)生的位置偏差在高操作溫度時(shí)保持不變。這使帶有數(shù)字速度控制的驅(qū)動(dòng)器在特定的操作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低速波動(dòng)高控制帶寬成為可能。

RCN220 和RCN723 封閉式絕對值角度編碼器的精度分別可達(dá)±2.5 角秒及±2 角秒，并且安裝內(nèi)部定子聯(lián)軸結(jié)。IP64 的保護(hù)等級及100 m/s2 (50 Hz to 2,000 Hz)允許震動(dòng)使這些絕對值角度編碼器可用于惡劣的環(huán)境。其輸出分辨率分別為20位和23（每轉(zhuǎn)8,388,608個(gè)測量位）。所有輸出均帶有絕對值并分別附加帶有每轉(zhuǎn)16,384 和32,768 增量信號周期。推薦的測量步距為0.0003°和0.000 04°。

RCN220 與RCN723 分別與封閉式增量角度編碼器RON200 系列及RON706/RON786 系列在機(jī)械上是完全兼容的。LC181 型絕對值直線編碼器是為在斷電后由于設(shè)計(jì)或運(yùn)動(dòng)原因不能返回固定的參考點(diǎn)位置或很難返回的機(jī)床所設(shè)計(jì)并避免了長的機(jī)器空轉(zhuǎn)時(shí)間。

絕對值直線編碼器也適用于在通電后需要立即得到絕對位置值的同步直線電機(jī)。

其測量步距為0.1 μm 到1 μm，測量長度最長可到3 米。

結(jié)論

Endat 雙向同步串行接口展示了從旋轉(zhuǎn)或直線編碼器向后繼電路傳送絕對值位置值的前景。與現(xiàn)在普遍使用的同步連續(xù)數(shù)據(jù)傳送比較，它具有更快的傳送時(shí)間、更高的傳送安全性并提供監(jiān)控及診斷功能。而且，其獨(dú)立于絕對位置值獲取物的類型，允許后繼電路自動(dòng)配置參數(shù)，并支持維修及預(yù)防性維護(hù)。通過其從編碼器到后繼電路長達(dá)150 米的電纜傳送能力及附加的幅值為1VPP 的增量正弦信號，Endat 接口在高質(zhì)量控制回路的設(shè)計(jì)中將扮演重要的角色。