如何實(shí)現(xiàn)kubler庫(kù)伯勒編碼器光纖說(shuō)明
我們公司長(zhǎng)期與kubler庫(kù)伯勒廠家保持合作關(guān)系,在我司訂購(gòu)kubler庫(kù)伯勒的產(chǎn)品貨期短,我司可以自己報(bào)關(guān)進(jìn)口,在中間的流程節(jié)約了很多時(shí)間,每年采購(gòu)的數(shù)量非常大,我們的訂單都會(huì)優(yōu)先安排,廠家交貨給我司也比其他家快,我司其他的歐美進(jìn)口品牌貨期也要快很多,有歐美品牌詢價(jià)的,不管什么產(chǎn)品都可以向我們咨詢!比如德國(guó)的優(yōu)勢(shì)品牌有:德國(guó)HAWE哈威,德國(guó)kubler庫(kù)伯勒,德國(guó)REXROTH力士樂(lè),德國(guó)HYDAC賀德克,德國(guó)PILZ皮爾茲繼電器,德國(guó)IFM易福門傳感器,德國(guó)E+H恩德斯豪斯,德國(guó)海德漢HEIDENHAIN,德國(guó)P+F倍加福傳感器,德國(guó)HIRSCHMANN赫斯曼交換機(jī)。美國(guó)MAC電磁閥,美國(guó)NUMATICS紐曼蒂克,美國(guó)PARKER派克,美國(guó)VICKERS威格士。英國(guó)海隆諾冠NORGREN,意大利ATOS阿托斯等。
我司在德國(guó)、美國(guó)都有自己的公司 ,專業(yè)從事進(jìn)口貿(mào)易行業(yè),所以我司的技術(shù)人員都會(huì)輪流到國(guó)外廠家學(xué)習(xí)技術(shù),下面我司技術(shù)人員來(lái)為大家介紹KUBLER庫(kù)伯勒編碼器的相關(guān)知識(shí):
值型光電編碼器信號(hào)傳輸?shù)墓饫w是如何實(shí)現(xiàn)的?
KUBLER庫(kù)伯勒編碼器按信號(hào)輸出形式分為式編碼器和增量式編碼器。式光電編碼器具有輸出量可與PLC模塊、ARM或FPGA等器件直接接口,無(wú)累計(jì)誤差等優(yōu)點(diǎn),但價(jià)格高、制造工藝復(fù)雜,不宜實(shí)現(xiàn)小型化。型編碼器有兩種類型,單圈和多圈。單圈型編碼器旋轉(zhuǎn)一圈后自動(dòng)回到零;多圈型編碼器旋轉(zhuǎn)到編碼器大圈數(shù)、大計(jì)數(shù)值自動(dòng)回到零。型編碼器一般采用格雷碼盤編碼。格雷碼(GrayCode)在任意兩個(gè)相鄰的數(shù)之間轉(zhuǎn)換時(shí),只有一個(gè)數(shù)位發(fā)生變化。以分辨率24四位二進(jìn)制碼盤為例。若值編碼器采用二進(jìn)制8421碼盤,如圖1所示,兩個(gè)順序的編碼之間有一位或一位以上二進(jìn)制位置改變。例如:兩個(gè)順序的二進(jìn)制碼,從0111變到1000,二進(jìn)制碼的所有位都改變它們的狀態(tài)。在改變狀態(tài)的過(guò)渡時(shí)刻得到讀數(shù)可能是錯(cuò)誤的。即位置的同步和采樣變得非常困難
而采用二進(jìn)制格雷碼盤,如圖2所示,兩個(gè)順序的編碼之間,從后一位碼到位碼,只有一位二進(jìn)制位置改變,這樣使位置的同步和采樣變得準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、可行。關(guān)于自然二進(jìn)制碼與格雷碼之間的換算關(guān)系可以參考相關(guān)文獻(xiàn)。
值編碼器信號(hào)輸出一般有并行輸出、串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出。下面對(duì)其輸出方式進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
KUBLER庫(kù)伯勒值編碼器輸出的是多位數(shù)碼(格雷碼或純二進(jìn)制碼),并行輸出就是在接口上有多點(diǎn)高低電平輸出,以代表數(shù)碼的1或0,對(duì)于位數(shù)不高的編碼器,一般就直接以此形式輸出數(shù)碼,可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I/O接口,輸出即時(shí),連接簡(jiǎn)單。但是并行輸出有如下問(wèn)題:
?、俦仨毷歉窭状a,因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼,在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化,讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。
②所有接口必須確保連接好,因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn),該點(diǎn)電位始終是0,造成錯(cuò)碼而無(wú)法判斷。
?、蹅鬏斁嚯x不能遠(yuǎn),一般在一兩米,對(duì)于復(fù)雜環(huán)境,*好有隔離。
?、軐?duì)于位數(shù)較多,要許多芯電纜,并要確保連接優(yōu)良,由此帶來(lái)工程難度,同樣,對(duì)于編碼器,要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出,增加編碼器的故障損壞率。
串行輸出就是通過(guò)約定,在時(shí)間上有先后的數(shù)據(jù)輸出,其連接的物理形式有RS232、RS422(TTL)、RS485等。SSI接口如RS422模式,以兩根數(shù)據(jù)線、兩根時(shí)鐘線連接,由接收設(shè)備向編碼器發(fā)出中斷的時(shí)鐘脈沖,位置值由編碼器與時(shí)鐘脈沖同步輸出至接收設(shè)備。由接收設(shè)備發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā),編碼器開(kāi)始輸出與時(shí)鐘信號(hào)同步的串行信號(hào)。串行輸出連接線少,傳輸距離遠(yuǎn),提高了編碼器的可靠性和保護(hù)。一般高位數(shù)的編碼器都是用串行輸出的。現(xiàn)場(chǎng)總線型編碼器是多個(gè)編碼器各以一對(duì)信號(hào)線連接在一起,通過(guò)設(shè)定地址,用通訊方式傳輸信號(hào),信號(hào)的接收設(shè)備只需一個(gè)接口,就可以讀多個(gè)編碼器信號(hào)。
總線型編碼器信號(hào)遵循R S 4 8 5的物理格式,目前有多種通訊規(guī)約,各有優(yōu)點(diǎn),還未統(tǒng)一,編碼器常用的通訊規(guī)約有如下幾種:PROFIBUS-DP;CAN;DeviceNet等。
總線型編碼器可以節(jié)省連接線纜、接收設(shè)備接口,傳輸距離遠(yuǎn),在多個(gè)編碼器集中控制的情況下還可以大大節(jié)省成本。
其信號(hào)已經(jīng)在編碼器內(nèi)換算后直接變送輸出,其有模擬量4-20mA輸出、RS485數(shù)字輸出、14位并行輸出等。
KUBLER庫(kù)伯勒編碼器針對(duì)值編碼器的常見(jiàn)輸出信號(hào)形式即同步串行輸出(SSI),提出采用光纖傳輸?shù)姆椒ǎ瑥亩岣呔幋a器信號(hào)的抗干擾能力以及施工接線的方便性。工業(yè)串口光纖Modem將RS-232/422/485電信號(hào)直接調(diào)制成光信號(hào)在光纖上傳輸,解決了電磁干擾、地環(huán)干擾和雷電破壞的難題,提高了數(shù)據(jù)通訊的可靠性、安全性和保密性,適合我方對(duì)電磁干擾環(huán)境有特殊要求的某控制系統(tǒng)。如圖3所示,編碼器端輸出的同步串行RS-422數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)接口變換電路轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào),然后經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器件變換為光信號(hào)進(jìn)行傳輸。同樣,RS-422的時(shí)鐘同步信號(hào)由接收端通過(guò)相同的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,所不同的是數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘同步信號(hào)轉(zhuǎn)換后的光波長(zhǎng)不相等,然后通過(guò)多模光纖來(lái)傳播。
KUBLER庫(kù)伯勒增量式光電編碼器信號(hào)傳輸?shù)墓饫w實(shí)現(xiàn)
增量式光電編碼器不具有計(jì)數(shù)和接口電路,價(jià)格較低,在實(shí)際工程中比較常用。
KUBLER庫(kù)伯勒增量式光電編碼器主要由光源、碼盤、檢測(cè)光柵、光電檢測(cè)器件和轉(zhuǎn)換電路組成。如圖4所示。碼盤上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙,相鄰兩個(gè)透光縫隙之間代表一個(gè)增量周期;檢測(cè)光柵上刻有A、B兩個(gè)與碼盤相對(duì)應(yīng)的透光縫隙,用以通過(guò)光源、碼盤之間的光線,從而使光電探測(cè)器件檢測(cè)到光信號(hào)。A、B各自的透光縫隙和碼盤上的透光縫隙相等,但A、B兩組透光縫隙錯(cuò)開(kāi)1/4節(jié)距,使得光電檢測(cè)器件輸出的信號(hào)在相位上相差90°電角度。A、B兩相相差90°的正交方波脈沖串,代表被測(cè)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)了一定的角度,A、B之間的相位關(guān)系則反映了被測(cè)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向,即當(dāng)A相超前B相90°,轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎D(zhuǎn);當(dāng)B相超前A相90°,轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榉崔D(zhuǎn);Z信號(hào)是一個(gè)代表零位的脈沖信號(hào),可以用以調(diào)零、對(duì)位和重置計(jì)數(shù)器。
KUBLER庫(kù)伯勒光電編碼器在現(xiàn)代電機(jī)控制系統(tǒng)中常用以檢測(cè)轉(zhuǎn)軸的位置與速度,是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的高精度角位置測(cè)量傳感器。由于其具有分辨率高、響應(yīng)速度快、體積小等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制系統(tǒng)中。