Encoder Interface protokollerinin Hareket Kontrolünün Rolü
Kesin konum veya hız kontrolü gerektiren herhangi bir otomatik sistemde, encoder, motor mil veya lineer eksenin tam olarak nerede olduğunu söyleyen geri bildirim cihazı olarak hareket eder. arabirim protokolü, bu pozisyonun veri hızı, sağlam ve hızlı bir şekilde yönetmektedir.Bu makale iletişim hatalarına yol açabilir, zayıf senkronizasyon veya hatta sistem istikrarsızlığı sağlar.
Seri Senkron Interface (SSI)
SSI, endüstriyel otomasyondaki en eski ve en yaygın olarak kullanılan encoder arayüzlerden biridir. Başlangıçta tek bir çift veri telleri üzerinde gelişmiştir.Baumer) ve [[Dönetici:2)Heinrich), her saat pul puls üzerinde pozisyon verileri ile yanıt verir.Bu basit, düşük maliyetli bir şekilde, paketleme makinelerinden robotike kadar.
SSI Architecture ve Operasyon
Bir SSI bağlantısı dört iletkenden oluşur: iki güç için (tipik olarak 5-30 999) ve iki veri için (bir parçalı düğümlü işaret) birçok uygulama da ortak bir zemin için beşinci bir tel içerir. artı opsiyonel durum ve hata biraz zaman sonra, encoder bir seri veri akışı gönderir.The data framework tipik olarak 1-2 MHz.
SSI Data Frame Structure Structure
25-bit encoder için en yaygın SSI veri çerçevesi: 1 başlangıç biraz (always 0, senkronizasyon için kullanılır), 24 veri parçaları ( Gray kodu veya ikilideki bilgi), ve 1 parity veya alarm biraz (örneğin, 12bit veya 13-bit pozisyon geçiş sırasında kullanmak için kodlanmıştır).
SİSTEM'in Avantajları ve Sınırları
[[Düzücüler: [Dönetici: 0,0] SSI, tek bir master saati kullanarak elektrik gürültüye karşı son derece sağlamdır. Basit iki kablo veri otobüsü kablo maliyetlerini azaltır. Birçok kontrolörler inşa edilmiş-in SSI arayüzleri, entegrasyonları basitleştirir.
[FONT:0]Limitations:[[Dönetici:0)[[Dönemli bir protokoldür.)Sadece kontrol etmek için encoder'dan gelen akışlar. yapılandırma parametrelerini yazma veya genişletilmiş tanıları ek üreticiye özel uzantı olmadan okumalara izin vermez.
SSI için Ortak Uygulamaları
- Linear hareketleyiciler ve jacks
- Cam sistemleri ve malzeme işleme
- General- amaçlı makine araçları
- Otomatik yönlendirme araçları (AGV) mutlak pozisyon geri bildirimleriyle
Biyön Seri Senköz (BiSS)
BiSS, sadece pozisyon verilerini değil aynı fiziksel teller üzerinde gelişmiş bir açık protokoldür ve birçok encoder üreticisi tarafından desteklenmiştir.BSS, servo sürücülerde ve yüksek performanslı kontrol sistemleri sağlayarak hareket sınırlamalarının çoğunu ele alır.
BiSS C ve BiSS B Modes
BiSS C (kontinuous) en yaygın moddur. BiSS C, usta sürekli olarak saatler encoder ve encoder bir döngüyü eşdeğer bir şekilde, SSI'ya benzer şekilde, ancak pozisyon çerçeveden sonra, biraz daha yapılandırılabilir bir dizi (örneğin, bir yönlendirme sonrası) ile iletişim kurma imkanı sağlar.
BiSS Data Transmission ve Timing
BiSS C'deki saat frekansı, kayıt defterinin okuduğu 10 veya 20 MHz'i kısa kablolar için aşabilir. temel çerçeve biraz başlangıç içerir, pozisyon verileri (32 bitleri için), bir hata biraz, bir uyarı biraz ve sonra değişken uzunlukta bir post- (0-31 bit) kayıt defterini döndürür ve yayınlayın.
BiSS aynı zamanda bir CRC'yi tüm çerçevede göndermek için yapılandırılabilir ve yüksek veri bütünlüğü elektriksel olarak gürültülü ortamlarda bile sağlar.
Faydaları ve BiSS Vakalarını Kullanın
- [FONT:0) Yüksek veri oranı[[[DÜT:1) - Yüksek hızlı axes ve multi-ksimetri için uygundur.
- [FONT:0)Diagnostic yetenekleri[Dönetici: 1) İç sıcaklık, uyarı bayrakları veya sinyal kalitesi okuyun.
- [FONT:0] uçta (Dönetici) ([Dönetici)) · Yön sayma, başlangıç değerleri veya yazılım aracılığıyla çok hızlı modlar oluşturun.
- [FONT:0)Stoperability – Açık standart, birçok satıcı ve ücretsiz lisans.
BiSS, CNC makine araçları, yüksek uçlu paketleme hatları, baskı basınları ve her iki hız ve tanı erişiminin kritik olduğu robotik eklemler tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.
Heidenhain EnDat Protokolü
EnDat (Encoder Data), mevcut en değerli dijital arayüzdür.EnDat, yüksek çözünürlükte, sağlam hata işleme ve hızlı veri transferi için özellikle yüksek çözünürlükte standart hale getiriyor, lineer motorlar ve yüksek çözünürlük aşamalarından biri.
EnDat 2.1 vs. EnDat 2.2
EnDat 2.1, daha önceki sürümdür, saat oranları 2 MHz'e kadar destekle ve pozisyon için 32 bit kadar veri çerçevesine kadar, artı tanı ve parametre verileri için 8 bit ek bir veri kümesidir.InDat 2.2 ayrıca hız ve mevcut kontrol döngüsü ile senkronize edilebilir bir modda da kullanılabilir.
EnDat Data Frame ve Hata
EnDat çerçevesi bir başlangıç ile başlar, ikili veya Gray kodundaki pozisyon verileri takip eder. konumundan sonra, bir yapılandırılabilir bir ek veri (örneğin, ek olarak, ek olarak, ek olarak, encoder bir hata koşulu (örneğin, yüksek çözünürlükte) ile ilgili olarak, bir CRC hata kodu ile ilgili olarak, ayrıntılı olarak kodlama işlemine izin verebilir.If a CRC yanlış kodlar ve kayıt kodları kullanarak ayrıntılı bir şekilde okunabilir.
Yüksek Çözünürlüklü Pozisyon Geri Bildirim
EnDat encoders, nanometer aralığına karar verebilir, mutlak pozisyon parçalarının kombinasyonu ve yüksek dinamik taleplerle yüksek hızlayıcılar için en iyi performanslar sağlar.
Uygulamaları ve Entegrasyonu
EnDat, makineli araç endüstrisinde (ve alt-mikron doğruluğu gerektiren herhangi bir uygulama) kullanıyor, Heidenhain web sitesinden, ancak ayrıca protokol lisansı olan diğer üreticilerin kontrolleri ile de kullanılıyor.Aynı zamanda yarı iletken üretim ekipmanları, metroloji ve herhangi bir uygulama da alt-mikron doğruluğu gerektiriyor.
Diğer İletişim Standartları
SSI, BiSS ve EnDat, nokta encoder alanına hükmedirken, birçok endüstriyel otomasyon sistemi encoder verileri alanbuslara ve ağlara entegre eder. Aşağıdaki standartlar da önemlidir.
HIPERFACE
CUMHALZE:0)SICK Stegmann[DÜSTR:1) tarafından geliştirilen HIPERFACE (High Performance Interface), iki kablo üzerinden mutlak pozisyon ve hıza kadar olan bir seri protokolüdir ve ayrıca yüksek çözünürlükte dört adet Avrupa üreticisinden gelen gerilimler için de geçerlidir.
DRIVE-CLiQ
DRIVE-CLiQ, Siemens'in kodlayıcıları, motorları ve diğer bileşenleri Sinamics sürücülerine bağlayan özel arayüzdür. Ethernet fiziksel katman (100 Mbps) ve bir ring veya star topoloji kullanır. DRIVE-CLiQ çok yüksek veri oranları, gerçek zamanlı davranışları destekler ve bağlantılı cihazların tüm Siemens yüksek performanslı sürücüleri için zorunludur.
⁇
Bunlar, encoder'in ağdaki bir köle olarak işlediği sahabus protokolleridir.FANBUS, 12 Mbps'ye kadar RS-485 kullanıyor, ancak birden fazla kodlayıcının materyal işleme sistemleri veya büyük montaj hatları gibi uzun mesafelerde izleyebileceği uygulamalarda sıklıkla geç kalmış belgeyi ekliyorlar.
EtherCAT ve IO-Link
EtherCAT, dağıtımlı bir ağ parçası olarak encoder verileri entegre edebilecek yüksek hızlı bir endüstriyel Ethernet protokolüdir. Özel EtherCAT kodlayıcıları doğrudan EtherCAT ağ segmentine erişen, 31.25 μs kadar düşük olan kodlu protokolleri uygularlar. IO-Link öncelikle sensörler ve eylemciler için kullanılan bir nokta standardıdır, ancak bazı kodlayıcılar IO-Link for parameterization and diagnosiss uygularlar, ancak veri oranları (230 kbps) özel encoder protokollerinden çok daha düşükdür.
Encoder Protokolleri Karşılaştırma: Key Selection Kriterleri
Bir encoder arayüzü seçerken, mühendisler birkaç faktör değerlendirmelidir:
- [FONT:0)Required data rate and update time) – Yüksek hızlı axes BiSS C, EnDat 2.2 veya DRIVE-CLiQ gibi protokolleri talep ediyor. Yavaş yavaş hareket eden mekanizmalar için, SSI veya CANopen yeterli olabilir.
- [FONT:0)Diagnostic ve yapılandırma ihtiyacı[DÜT:1) - Sıcaklık okumak, sıfır kurmak veya parametreyi uzaktan seçmek, BiSS veya EnDat'ı seçmek için ihtiyacınız varsa.
- [FONT=0)Cable uzunluk ve topoloji[Dönetici: 1) SGK ve BiSS orta saat oranlarında 100 m'den fazla sürebilir. EtherCAT ve DRIVE-CLiQ, segment başına ⁇ 100 m ile sınırlıdır.
- [FONT:0) Sistem uyumluluğu[[DÜT 1: 1) - Birçok kontrolör EnDat (Heidenhain) veya BiSS için özel donanıma sahiptir.Mevcut sürücü ekosisteminiz Siemens'i kullanıyorsa, DRIVE-CLiQ doğaldır.
- [FONT:0]Cost[[DÜT:1] – SSI encoders en az pahalı; BiSS ve EnDat ekstra özellikler için bir prim ekledi. Fieldbus encoders bir otobüs çift veya özel kontrol arayüzü gerektirir.
- [FONT=0] Açıklık ve gelecekteki kırılganlık[[DDat ve DRIVE-CLiQ belirli sürücülere aitken, birçok sürücü üreticisi birden fazla arayüz seçeneği sunar.
Problem Çözme Yaygın Encoder Interface Issues
İyi bir-kosen protokolü ile bile, iletişim sorunları ortaya çıkabilir. İşte tipik sorunlar ve çözümler:
- [FONT:0]Hiçbir veri veya yanlış okumalar – Kontrol güç kaynağı gerilimi ve mevcut. uzun bir kablo, yüksek çözünürlükte bir hat sürücüsünü kullanabilir (RS-422) uzun vadede.
- [FONT=0)CRC veya parity hataları[Dönetici: 1) Elektrik gürültü, motor güç kablolarından uzak olan rota kabloları, kalkanlı kesme (STP) kullanın ve kalkanın tek bir uç noktada zemine zemin olmasını sağlar. Gerekirse saat frekansı azaltır.
- [FONT:0) Hızlandırma sırasında hataların durdurulması) – Encoder elektrik veya mekanik rahatsızlıklar nedeniyle senkronizasyonu kaybedebilir. Mekanik darbe kontrol edin - geri dönüş veya vibrasyon geçici hatalarına neden olabilir.
- [FONT:0)Konfigurasyon, güçten sonra korumadı – Bazı protokolleri (örneğin BiSS gibi) encoder'de rakipsiz hafıza gerektirmez.Encoder tipinin kalıcı parametrelerin depolamasını sağlayın.
- [FONT=0)Güncel zaman çok yavaş [Dönetici: 1)) - Kontrolün saat hızı kapılırsa (örneğin, bazı PLC'lerde 500 kHz), encoder'nın maksimum veri oranı elde edilemez.Daha yüksek yerel hızla bir protokole geçiş göz önünde bulundurulur veya kontrol edilebilir çerçeve uzunluğuna izin verirse.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Encoder arayüz protokolleri, HIPERFACE, DRIVE-CLiQ gibi temel bilgileri karmaşık ağ sistemlerine genişletirken, sistem tasarımcılarının güçlü ve kısıtlayıcıları, yüksek hız ve kapsamlı teşhisler gibi diğer standartları seçebilirler.SingQ, ve alanbus protokolleri, yüksek performansa ve her protokolün güçlü yönlerini anlayarak, sistem tasarımcılarının en uygun şekilde yerine getirmeye devam edecekleri ve daha yüksek performansa uyum sağlamaları için daha yüksek standartlarda.