פרוטוקולים של Encoder Interfaces in Motion control

בכל מערכת אוטומטית הדורשת מיקום מדויק או בקרת מהירות, הקידוד פועל כמכשיר משוב שמספר לבקר בדיוק היכן בדיוק פיר המנוע או ציר ליניארי הוא פרוטוקול הממשק השולט כיצד נתונים עמדה זו, יחד עם מידע אבחון, מועבר באופן אמין ובמהירות. בחירת הפרוטוקול הלא נכון יכולה להוביל לשגיאות תקשורת, סינכרוניזציה גרועה, או אפילו חוסר יציבות.

Serial Synchronous Interface (SSI)

(ה) הוא אחד ממשקי קוד זדוני הוותיקים והנפוצים ביותר באוטומציה התעשייתית.ה פותח במקור על ידי ההרחבה:0BaumercioFLT:1 ו-FLT:2HeinrichFLT:3 כאמצעי אריזה פשוט וזול להעביר נתונים של מיקום מוחלט על פני זוג יחיד של חוטי נתונים.

אדריכלות SSI ומבצע

קישור SSI מורכב מארבעה מוליכים: שניים עבור כוח (בדרך כלל 5-30 VDC) ושניים עבור נתונים (סימן Hz-פאסי שונה) יישום רבים כוללים גם חוט חמישי עבור קרקע משותפת.הבקר יוצר אות שעון מתמשך; לאחר הפסקה ארוכה יותר מאשר זמן, הקודש שולח זרם נתונים סדרתי.

מבנה SSI Data Structure

מסגרת הנתונים של SSI נפוצה ביותר עבור קוד 25 סיביות היא: 1 התחל מעט (תמיד 0, המשמש לסנכרון), 24 ביטים נתונים הרץ (מידע ייצוג בקוד אפור או בינארי), ו 1 parity או אזעקה (לעתים קרובות לא ניתן לציין את הפורמטים הנפוצים) חלקם משתמשים בעמדה 12 סיביות או 13 סיביות ואחריו 8 או יותר של מידע אבחון.

היתרונות והמגבלות של SSI

(FLT:0) Advantages:FLT:1 SSI הוא מאוד חזק נגד רעש חשמלי בשל אות שונה.אוטובוס הנתונים הפשוט שלה שני-wire להפחית עלויות חיפוש.בקרים רבים בנו ממשקי SSI, מה שהופך את האינטגרציה פשוטה.הפרוטוקול תומך גם מספר קודקודים מרובים של daisy-chaining בעת שימוש בשעון מאסטר אחד.

(FLT:0) התחייבויות:FLT:1 SSI הוא פרוטוקול חד-צדדי - נתונים זורם רק מקודקודש לבקר.זה לא מאפשר כתיבת פרמטרים או קריאה של אבחון מורחב ללא תוספות ספציפיות של היצרן.שיעור הנתונים מוגבל בהשוואה לפרוטוקולים חדשים יותר, ואת הגודל הקבוע יכול לבזבז רוחב פס אם יש צורך בפחות סיביות.

יישומים משותפים עבור SSI

  • קואר טורי וגני בורג
  • מערכות קוניטור וטיפול בחומר
  • כלי מכונה למטרות כלליות
  • כלי רכב מודרך אוטומטית (AGVs) עם משוב מוחלט של מיקום

Serial Synchronous (BiSS)

BSS הוא פרוטוקול פתוח שפותח על ידי FLT:0iC-HaeurusFLT:1 ונתמכת על ידי מספר גדול של יצרני קודר.זה מתייחס רבות של המגבלות של SSI על ידי מתן ערוץ תקשורת דו-כי-כי-כיופני על אותם חוטים פיזיים, המאפשר לבקר לא רק לקרוא נתונים עמדה אלא גם לשלוח פקודות, להגדיר את קוד הקידוד, ולאדיברציה BSS הפכה למבצעת ביצועים גבוהים במיוחד.

BSS C ו-B B Modes

BSS C (continent) הוא המצב הנפוץ ביותר.ב-BSS C, המאסטר צופה ברציפות את הקידוד, ואת ה-coder שולח נתונים מיקום באופן סינכרוני, בדומה ל-SSI. עם זאת, לאחר מסגרת המיקום, מספר בלתי ניתן לערעור של ביטים (נקרא "פוסט-מסגרת") ניתן להשתמש עבור החלפת נתונים דו-אישיים.

תזמון נתונים של BSS ותזמון

תדירות השעון ב-BSS C יכולה לעלות על 10 MHz (בדרך כלל עד 10 או 20 MHz עבור כבלים קצרים) המסגרת הבסיסית כוללת קצת התחלה, נתוני המיקום (עד 32 ביטים), קצת שגיאה, קצת אזהרה, ולאחר מכן מסגרת פוסט באורך משתנה לאחר-שלב (0-31 סיביות) שבו נרשם וכותב.פרוטוקול הדו-צדדי משתמש במבנה מבוסס "reg-סטרו": כתובות פרמטר חדש, כגון פרמטר גישה, מאפשר פרמטר חדש, כלומר, כלומר, שינוי מיקום גישה מחדש, כלומר, כאשר הוא מגדיר את הפרמטר זמן קצר לאחר מכן, כלומר, כלומר, הפרמטר זה, כלומר, כלומר, הפרמטר זמן קצר לאחר שינוי מיקום הפרמטר זמן קצר לאחר מכן, כאשר הוא מגדיר את הפרמטר זמן קצר לאחר מכן, כאשר הוא מגדיר את הפרמטר זמן קצר לאחר מכן, כאשר הוא מגדיר את הפרמטר החדש, כאשר הוא מגדיר את הפרמטר זמן קצר לאחר מכן, כאשר הוא מגדיר את ה-פענוח, כאשר הוא מגדיר את הפרמטר זמן קצר לאחר מכן, כאשר הוא מגדיר את ה-פענוח, כאשר הוא מגדיר את ה-פענוח, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כאשר הוא מגדיר את הפרמטר הדו-פענוח, כאשר הוא מגדיר את הפרמטר הפרמטר הפרמטר הבא, כלומר,

BSS משלבת גם את ה-FLT:0 (CRC) (Cyclic Redundancy Check) MPEGFLT:1 עבור זיהוי שגיאות.הקוד ניתן להגדיר כדי לשלוח CRC על כל המסגרת, והמאסטר מאמת אותו, ומספק יושרה גבוהה מאוד של נתונים אפילו בסביבות רועשות מבחינה חשמלית.

יתרונות ושימוש במקרים של BSS

  • (ב) ,0) שיעור נתונים גבוה (FLT:1) מתאים לאקסים מהירים במהירות גבוהה וסינכרון רב-אקשי.
  • (ב) ,0) יכולות אבחון (FLT:1) - קרא טמפרטורה פנימית, דגלי אזהרה או איכות אות.
  • (ב) ⁇ :0) ,העברה על זבובים 1:1 - שינוי כיוון הספירה, ערכים מוקדמים, או להגדיר מצבי מהירות מרובים באמצעות תוכנה.
  • (ב) ,0) ,InteroperabilityFLT:1 - תקן פתוח, ספקים רבים, ורישיון חינם.

BSS משמש נרחב בכלי CNC CNC, קווי אריזה גבוהים, הדפסת עיתונות, ומפרקים רובוטיים שבו הן מהירות והן גישה אבחון הם קריטיים.

פרוטוקול Heidenhain EnDat Protocol

EnDat (Encoder Data) הוא ממשק דיגיטלי קנייני שפותח על ידי FPLT:0 HeidenhainhainhinFLT:1 במיוחד עבור קודמיו הגבוה ביותר של ה-precision.It התפתח באמצעות גרסאות 2.1 ו-2.2 וכעת הוא אחד מפרוטוקולי קודקוד הקידוד העשירים ביותר הזמינים. EnDat מציע פתרון גבוה מאוד, טיפול חזק, והנתונים מהירים, מה שהופך אותו לתקני סטנדרטיים, כלי רכב, מהירות, קווי מהירות, מהירות, מהירות, כלי רכב, מהירות ומיקום.

EnDat 2.1 לעומת EnDat 2.2

EnDat 2.1 היא הגרסה הקודמת, תמיכה בשיעורי השעון עד 2 MHz ומסגרת נתונים של עד 32 ביטים עבור מיקום, בתוספת 8 סיביות נוספות עבור מידע אבחון (כגון טמפרטורה, אות amplitude, ומעמד תפעולי) אנתת 2 הוא לאחור לא תואם אבל הציג שיעור שעון גבוה יותר (עד 16Hz עם כבלים קצרים) ומסגרת נתונים ארוכה יותר שיכול להכיל 64 סיביות של נתונים ו- 2, בנוסף לפרמטרים מתקדמים יותר.

המונחים: EnDat Data Frame and Error Handling

מסגרת אנתאט מתחילה עם קצת התחלה, ואחריו נתוני המיקום בקוד בינארי או אפור.לאחר המיקום, בלוק חד-משמעי של ביטים נוספים נושא את נתוני המסלול המצטבר (להתערבות), ביטים סטטוס, וספקים ספציפיים של היצרן אופציונלי. ARC נכלל בסוף המסגרת כדי לזהות שגיאות שידור.אם תקלה CRC מתרחשת, בקר יכול לרשום את הסימון ללא סימן ספציפי, בנוסף להודעה מפורשת תגובה מדויקת (קיצור של סימן קריאה).

מיקום רזולוציה גבוהה Feedback

EnDat encoders יכול להשיג החלטות בטווח nanometer, הודות השילוב של מסלולים מיקום מוחלט אותות מצטברים מאוד.הממשק תומך הן חד פעמיות ורב-הההה של קודים מוחלטים, עם ספירות מרובות פונים 4096 מהפכה או יותר. שיעור הנתונים הגבוה וכבדות נמוכה להפוך את אנת'אט אידיאלי עבור כוננים ישירים ואקססים עם דרישות דינמיות גבוהות.

יישומים ואינטגרציה

אנת'ט הוא השולט בתעשיית הכלים של המכונה (lathes, מכונות מלוכלות, טחונות) מההיידהאין, אך גם בשימוש עם בקרים של יצרנים אחרים אשר נותנים את הפרוטוקול.הוא נפוץ גם בציוד ייצור למחצה, מטרולוגיה, וכל יישום הדורש דיוק תת-מיקרוני.

תקני תקשורת אחרים

בעוד SSI, BSS ו- EnDat שולטים במרחב קודר נקודה לנקודה, מערכות אוטומציה תעשייתיות רבות משלבות נתונים קודקודים לתוך שדות תעופה ורשתות.הסטנדרטים הבאים חשובים גם כן.

HIPERFACE

פותח על ידי ההרחבה:0. [SICK StegmannFIRLT:1], HIPERFACE (High Performance Interface) הוא פרוטוקול סדרתי אשר משדר עמדה מוחלטת ומהירות על אוטובוס דו-חוטי תוך מתן מתח לקופת.זה משתמש בשילוב של אותות קינוסאידים (A, B) ו- RS-485 עבור נתונים.הפרוטוקול תומך בתצורה וספירת ספירת תצורה של מנגנונים משותפים לדחפים אלקטרוניים (A) וספקי נתונים משותפים למניעים משותפים (A, כולל מספר דחפים).

DRIVE-CLIQ

DRIVE-CLiQ הוא ממשק קנייני של סימנס לחיבור קודרים, מנועים ורכיבים אחרים ל-Sinamics Drive. זה מבוסס על שכבת פיזיות Ethernet (100 Mbps) ומשתמש בטבעת או טופולוגיה כוכבים. DRIVE-CLiQ תומך מאוד גבוה נתונים, התנהגות בזמן אמת, וזיהוי Plug-and-play של מכשירים מחוברים.זה חובה עבור כל ביצועים גבוהים ומניעים במכונות רכב הוא שימוש נרחב.

ProFIBUS ו- CANOPEN

אלה הם פרוטוקולי שדה שבו קודר פועל כעבד ברשת.ProFIBUS משתמש RS-485 עד 12 Mbps, בעוד השימושים יכולים לפתוח יכול אוטובוס 1 Mbps. Both לאפשר מכשירים מרובים לשתף את אותו כבל, אבל הם מוסיפים שקיפות עקב בוררות אוטובוס ותזמון הודעה.הם משמשים בדרך כלל ביישומים שבהם קודים רבים צריכים להיות במעקב על פני זמן רב, מרחקים כגון מערכות הפעלה של 1F:

EtherCAT הוא פרוטוקול Ethernet תעשייתי במהירות גבוהה שיכול לשלב נתונים קודר כחלק מרשת מבוזרת. EtherCAT מיוחד קיימים כי זרם נתונים ישירות על מגזר רשת EtherCAT, תוך השגת תקופות נמוכות כמו 31.25 מיקרופונים. IO-Link הוא תקן נקודת-לנקודתי המשמש בעיקר עבור חיישנים ופעולות, אבל כמה קודים להטמיעו פרוטוקולים IO-Linked (בקיצור נתונים) הם פרמטרים (DMS) נמוך יותר מאשר פרמטרים).

פרוטוקולים אנקודר: בחירת מפתח קריטריה

כאשר בוחרים ממשק קודר, מהנדסים חייבים להעריך מספר גורמים:

  • (FLT:0) שיעור הנתונים המבוקשים ועדכון זמן קצר: 1) - פרוטוקולים ביקוש מהירים כמו BSS C, EnDat 2.2, או DRIVE-CLiQ. עבור מנגנונים איטיים, SSI או CANopen עשויים להספיק.
  • (FLT:0) אבחון ותצורה צריכים FLT:1 - אם אתה צריך לקרוא טמפרטורה, להגדיר אפס, או להתאים פרמטרים מרחוק, לבחור ביסSS או אנדר.
  • (FLT:0Cable אורך וטופולוגיה 1FLT) - SSI ו-BSS יכולים לעבור מעל 100 מ' בשיעורי שעון בינוניים. EtherCAT ו-DRIVE-CLiQ מוגבלים ל- ⁇ 100 מ' למקטע.
  • (FLT:0 System תאימותFLT:1) - בקרים רבים יש חומרה ייעודית עבור EnDat (Heidenhain) או BSS. אם מערכת האקולוגית הנוכחית שלך משתמשת סימנס, DRIVE-CLiQ הוא טבעי.
  • (FLT:0) CostveFLT:1) - קידודים SSI הם הזולים ביותר; ביסאס ו- EnDat מוסיפים פרמיה עבור התכונות הנוספות. , קומנדו שדהבוס דורש זוג אוטובוס או ממשק בקר מיוחד.
  • (FLT:0 פתיחות והוכחה לעתיד 1) , BSS הוא פתוח וספק-ניטרלי, בעוד EnDat ו-DRIVE-CLiQ הם קנייניים לכוננים ספציפיים.

בעיות נפוצות Encoder Interface

גם עם פרוטוקול טוב, בעיות תקשורת יכולות להתעורר.כאן הן בעיות ופתרונות אופייניים:

  • (FLT:0) אין נתונים או קריאה לא נכונה 1 (FLT:1) - בדוק את מתח אספקת החשמל ואת זרם.כבל ארוך עלול לגרום לירידה מתח בקודש. השתמש נהג קו שונה (RS-422) עבור ריצות ארוכות.
  • (FLT:0CRC או שגיאות חנינה:1) - רעש חשמלי הוא האשם הנפוץ ביותר.תוואי כבלים הרחק מכבלי חשמל מוטוריים, להשתמש מגן מעוות (STP), ולהבטיח שהמגן מוטבע בנקודה אחת. הוסף ליבות מפרטקס אם יש צורך.
  • (FLT:0) תקלות לסירוגין במהלך האצהFLT:1; המקודש עשוי לאבד סינכרוניזציה בשל הפרעות חשמליות או מכניות.בדוק את ההפיכה המכנית - תגובה או רטט יכול לגרום שגיאות טרנספורמטיביות. חלק מהפרוטוקולים (למשל, BSS) מאפשרים דיווח על אבחון "סימן" כדי לזהות מקור אור חלש בקידוד אופטי.
  • (FLT:0) אי-הוראה שלא נשמרה לאחר החלפת כוח-היפויפאל:1 - כמה פרוטוקולים (כמו BSS) דורשים זיכרון לא-וולטי בקודש.
  • (FLT:0)date זמן איטי מדיFLT:1 - אם מהירות השעון של הבקר הוא capped (למשל, 500 kHz על כמה PLCs), שיעור הנתונים המקסימלי של קודר לא ניתן להשיג. שקול לעבור לפרוטוקול עם מהירות מולדת גבוהה יותר, או להפחית את מספר ה bits המועבר אם הבקר מאפשר אורך משתנה.

מסקנה

פרוטוקולי ממשק אנקודר יוצרים את עמוד השדרה של בקרת תנועה מדויקת.אס.י נשאר סוס עבודה אמין עבור משוב מוחלט פשוט, בעוד BSS ו-EnDat מביאים תכונות מתקדמות כגון תקשורת דו-צדדית, מהירות גבוהה ואבחון מקיף. סטנדרטים אחרים כגון HIPERFACE, DR-CLiQ, ופרוטוקולים שדהבוס מרחיבים את טווח הנתונים של קודר לתוך מערכות מורכבות על ידי הבנה של יעילות ואפקטים, כמו גם את רמת הדיוק, כמו גם לעמוד בסטנדרטים גבוהים יותר של מערכת הבקרה של התקנים, כמו גם כדי לשמור על ידי התקנים סטנדרטיים, כמו גם על ידי התקנים סטנדרטיים ואפקטים סטנדרטיים סטנדרטיים גבוהה יותר, כמו גם כדי לשמור על ידי התקנים סטנדרטיים של אוטומציה גבוהה יותר, כמו גם על ידי התקנים סטנדרטיים סטנדרטיים של אוטומציה גבוהה יותר, כמו גם כדי לשמור על יעילות גבוהה יותר, כמו גם על ידי התקנים סטנדרטיים של התקנים סטנדרטיים של התקנים סטנדרטיים של התקנים סטנדרטיים של אוטומציה גבוהה יותר, כמו גם כדי לשמור על ידי התקנים סטנדרטיים של אוטומציה גבוהה יותר, כמו גם על ידי התקנים סטנדרטיים של התקנים סטנדרטיים של אוטומציה גבוהה יותר, כמו גם כדי לשמור על יעילות גבוהה יותר, כמו גם על ידי התקנים סטנדרטיים של התקנים סטנדרטיים של התקנים סטנדרטיים, כמו גם כדי לענות