Plazer-don.ru

Сварочное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Счетчик для инкрементального энкодера

Энкодеры

Инкрементальные энкодеры

Инкрементальный энкодер (Incremental Encoder) регистрирует относительное перемещение (приращение). Разрешение (Resolution) углового энкодера определяется количеством импульсов на один оборот (на рисунке изображён оптический дик с разрешением 8 имп/об).

Частота импульсов на выходе энкодера пропорциональна скорости вращения.

Рис. Кодовый диск инкрементального энкодера

Система управления должна подсчитывать импульсы, чтобы вычислить угол поворота энкодера относительно точки отсчёта.

В системах, работающих с абсолютными координатами (станок с ЧПУ), перед началом работы (после включения питания) необходимо выставить ноль – вывести рабочий орган машины в опорную (реперную) точку и в ней обнулить счётчик импульсов.

Синусно-косинусные инкрементальные датчики положения sin/cos 1-Vss и 1-Vpp

Синусоидальные выходные сигналы А и В сдвинуты друг относительно друга на 90 градусов, что позволяет определять направление вращения. Сигнал нулевой метки R используется для синхронизации с точкой отсчёта. Для повышения помехозащищённости датчик выдаёт ещё три инверсных сигнала: A , B , R . Оцифровываются эти сигналы в системе измерения.

Датчики с интерфейсом 1-Vpp используются в сервосистемах, т.к. как позволяют получать очень высокое разрешение. Так, например, если датчик выдаёт 2048 периодов синусоиды (импульсов) на оборот, а система управления в каждой такой синусоиде различает 2048 дискретных уровней, то общее разрешение датчика составит 2048 х 2048 = 4194304 импульсов на оборот.

Инкрементальные датчики с интерфейсом TTL или HTL

Эти датчики сами оцифровывают синусоидальные сигналы – у них на выходе 6 прямоугольных сигналов — три прямых: A, B, R и три инверсных: A , B , R . Для сигнализации неисправности датчика используется инверсный сигнал помехи (если нет неисправности, то сигнал помехи равен 1).

Абсолютные энкодеры

Разрешение абсолютного энкодера (Absolute Encoder) определяется количеством уникальных кодов на один оборот. Однооборотные (Single-turn) абсолютные энкодеры определяют положение в пределах одного оборота, многооборотные (Multi-turn) – в пределах определённого числа оборотов.

Абсолютные датчики положения не требуют для начала работы выхода в опорную точку – при включении питания датчик сразу определяет координату, сканируя кодовые дорожки.

Резольверы

Резольвер (Resolver) – это аналоговый электромагнитный абсолютный однооборотный датчик, работающий по принципу вращающегося электрического трансформатора.

Рассмотрим работу бесщёточного резольвера.
На статоре расположены три обмотки: первичная обмотка возбуждения вращающегося трансформатора (на неё подаётся переменное напряжение) и две двухфазные обмотки, механически повёрнутые друг относительно друга на 90 градусов: синусная и косинусная. На роторе расположена вторичная обмотка вращающегося трансформатора, которая возбуждается от первичной обмотки на статоре за счёт электромагнитной индукции. Обмотка ротора в свою очередь индуцирует в синусной обмотке статора напряжение пропорциональное синусу угла поворота ротора, а в косинусной обмотке — напряжение пропорциональное косинусу угла поворота ротора.

Читайте так же:
Перерасчет по неисправному счетчику

Резольверы отличаются высокой надёжностью (они не бьются и не запотевают, как оптические) и точностью (аналоговые, а не дискретные).

Код Грея

Код Грея (Gray Code) – это двоичный код, в котором два соседних значения отличаются только одним разрядом.

Десятичное
число
Двоичное
число
Код Грея
000000
1001001
2010011
3011010
4100110
5101111
6110101
7111100

Формула побитного преобразования двоичного кода в код Грея

Gi = Bi⊕Bi+1,
биты нумеруются справа налево, ⊕ – исключающее ИЛИ (если биты равны, то результат равен 0; если биты не равны, то результат равен 1).

Код Грея используется для кодирования положений в абсолютных датчиках, так как обладает большей помехозащищённостью, чем обычное двоичное кодирование (Natural Binary).

Рис. Кодовый диск абсолютного энкодера

На рисунке изображён оптический диск с 3-х разрядным (8 положений) кодом Грея.

Тахогенераторы

Тахогенераторы предназначены для определения скорости и направления вращения. Напряжение на выходе тахогенератора пропорционально скорости вращения вала.

Как работает инкрементальный датчик угла поворота?

Датчик угла поворота марки BaumerДатчик угла поворота марки Baumer

Инкрементальный энкодер измеряет угловое перемещение относительно опорной позиции. После сбоя питания система обработки данных должна дождаться, пока энкодер отправит информацию, соответствующую изначальной позиции, чтобы иметь возможность правильно использовать информацию, связанную с угловым смещением.

Инкрементальные энкодеры разработаны с использованием различных технологий, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее используемые технологии :
Оптические инкрементальные энкодеры: эти энкодеры используют светодиоды (LED) для считывания углового перемещения. Эти энкодеры являются экономичными и обеспечивают высокое разрешение (высокая точность). Эта технология широко используется в промышленности, тем не менее, функционирование оптической системы считывания может быть нарушено, если окружающая среда представляет опасность загрязнения (пыль, масло и т. д.).
Магнитные инкрементальные энкодеры: импульсы испускаются магнитами. Эта технология также широко распространена в промышленности, потому что магнитные энкодеры менее подвержены риску загрязнения.

Независимо от принципа работы энкодера, выходной сигнал представляет собой последовательность импульсов, которая представляет собой двоичное кодирование, то есть последовательность 1 и 0, которая соответствует угловому смещению, в зависимости от разрешения энкодера. Этот сигнал может быть использован для определения направления движения, величины смещения относительно изначальной позиции, скорости или ускорения.

Читайте так же:
Счетчики посетителей smart counter лайт

В случае инкрементальных энкодеров вы можете подключить провода энкодера к входам автомата. Входы, которые будут использоваться, определяются рабочей частотой энкодера. Эта частота пропорциональна скорости вращения оси и разрешению энкодера. В случае повышенной частоты сигнал, соответствующий изначальной позиции, позволяет исправить ошибки в подсчетах некоторых импульсов.

Как правило, датчик угла поворота оснащен 5-12 выходами (проводами или клеммами разъема), которые должны быть подключены к счетчику. В случае энкодера с 5 выходами два провода используются для электропитания, а три других — для отправки сигналов, соответствующих угловому смещению.

Форум АСУТП

Sew_Eurodrive осмотрелся
осмотрелсяСообщения: 139 Зарегистрирован: 04 фев 2019, 07:07 Имя: Андрей Благодарил (а): 11 раз Поблагодарили: 1 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Parliament74 завсегдатай
завсегдатайСообщения: 505 Зарегистрирован: 16 ноя 2016, 11:33 Имя: Галкин Максим Владимирович Страна: Россия город/регион: Магнитогорск Благодарил (а): 7 раз Поблагодарили: 124 раза

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Наехали на концевик — получили референсное значение, дальше по показаниям с энкодера считать от этого значения сколько проехали (переведя импульсы в мм).

А так некоторые частотники сами умеют подобную операцию делать, в похожей задаче, насколько помню, SEW MDX в IPOS высчитывал длины, а мы их забирали уже готовые.

Смотря какой частотник, какой контроллер — там уже думать надо как лучше делать.

Ryzhij почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 4874 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 08:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 294 раза Поблагодарили: 455 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Сообщение Ryzhij » 28 фев 2019, 10:38

Можно, если Вы самостоятельно разрабатываете новую систему.
«Скалываете» показания счётчика координаты в интересующих Вас точках и используете их в программе позиционирования. Потребуется запрограммировать также процедуру «обнуления» счётчика координат (выхода в референтную точку). Подъёмнику всё равно, в каких «попугаях» Вы будете измерять его положение.
В миллиметрах или в отсчётах датчика.

Если же речь идёт о модернизации уже существующей системы, то тут — «вопрос космический».
Ведь неясно даже, что там у Вас за «инвертор с инкрементальным энкодером». Сервопривод? Привод шагового двигателя?

Кроме того, непонятно назначение подъёмника и предъявляемые к нему требования безопасности.

По фотографии не лечим.

keysansa шаман
шаманСообщения: 914 Зарегистрирован: 20 дек 2018, 04:45 Имя: Сергей Страна: РБ/РФ город/регион: РФ Сергиев Посад Благодарил (а): 665 раз Поблагодарили: 46 раз

Читайте так же:
Счетчики метража своими руками

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Сообщение keysansa » 01 мар 2019, 20:09

Ryzhij почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 4874 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 08:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 294 раза Поблагодарили: 455 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Сообщение Ryzhij » 02 мар 2019, 23:51

Sew_Eurodrive осмотрелся
осмотрелсяСообщения: 139 Зарегистрирован: 04 фев 2019, 07:07 Имя: Андрей Благодарил (а): 11 раз Поблагодарили: 1 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Эл.двигатель обычный асинхронник с тормозом Demag. Инвертор Микромастер М440. ПЛК Siemens S7-400 .
Никаких особых условий для безопасности там не нужно. У инвертора 6PZD в P2051 в индексе 2(который был свободный) установил r0061 значение от энкодера. Просто нужно как то уловить энкодером расстояние.

Отправлено спустя 2 минуты 32 секунды:
Назначение подьемника простое.В него высыпается материал он едет вверх не как лифт а под углом,высыпает и возвращается обратно.

Ryzhij почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 4874 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 08:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 294 раза Поблагодарили: 455 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Сообщение Ryzhij » 03 мар 2019, 05:16

Sew_Eurodrive осмотрелся
осмотрелсяСообщения: 139 Зарегистрирован: 04 фев 2019, 07:07 Имя: Андрей Благодарил (а): 11 раз Поблагодарили: 1 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Sew_Eurodrive осмотрелся
осмотрелсяСообщения: 139 Зарегистрирован: 04 фев 2019, 07:07 Имя: Андрей Благодарил (а): 11 раз Поблагодарили: 1 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Parliament74 завсегдатай
завсегдатайСообщения: 505 Зарегистрирован: 16 ноя 2016, 11:33 Имя: Галкин Максим Владимирович Страна: Россия город/регион: Магнитогорск Благодарил (а): 7 раз Поблагодарили: 124 раза

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

инкрементальный энкодер вообще «уловить» ничего не в состоянии, он способен только импульсы отсылать в зависимости от своей размерности (1024 имп./об или какая там у вас).
Соответственно этому, вам нужно пересчитать сначала сколько мм (см/м/км) перемещения вашего механизма приходится на 1 оборот энкодера и потом уже переводить получаемые с энкодера данные в ваши физические единицы длины.

Однако я не уверен, что в имеющейся системе вы получите в контроллере актуальное значение с энкодера с учётом временных задержек при обработке сигнала энкодера ММ440, передаче данных от ММ440 в ПЛК и обработке значения в ПЛК. Сам ММ440 насколько я помню математикой такой быстродействующей тоже не обладает. Теоретически я подозреваю что тут ошибка не будет критичной, если периодически в референсную точку выводить энкодер для обнуления, но пока до конца не понятно что вы хотите сделать.

Читайте так же:
Как снять счетчик солярия

В-общем, составьте сначала нормальное описание задачи: какой энкодер стоит, какой контроллер, как связь между частотником и контроллером сделана, какие скорости у установки, какую точность надо и т.д., а то так долго можно будет придумывать решение непонятно чего.

Ryzhij почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 4874 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 08:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 294 раза Поблагодарили: 455 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Сообщение Ryzhij » 04 мар 2019, 07:58

paul-th не первый раз у нас
не первый раз у насСообщения: 305 Зарегистрирован: 19 мар 2015, 08:46 Имя: Павел. Страна: Россия город/регион: Екатеринбург Благодарил (а): 4 раза Поблагодарили: 25 раз Забанен: Бессрочно

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Сообщение paul-th » 04 мар 2019, 10:51

Ryzhij почётный участник форума
почётный участник форумаСообщения: 4874 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 08:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 294 раза Поблагодарили: 455 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Сообщение Ryzhij » 04 мар 2019, 13:14

Sew_Eurodrive осмотрелся
осмотрелсяСообщения: 139 Зарегистрирован: 04 фев 2019, 07:07 Имя: Андрей Благодарил (а): 11 раз Поблагодарили: 1 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Sew_Eurodrive осмотрелся
осмотрелсяСообщения: 139 Зарегистрирован: 04 фев 2019, 07:07 Имя: Андрей Благодарил (а): 11 раз Поблагодарили: 1 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Sew_Eurodrive осмотрелся
осмотрелсяСообщения: 139 Зарегистрирован: 04 фев 2019, 07:07 Имя: Андрей Благодарил (а): 11 раз Поблагодарили: 1 раз

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

Parliament74 завсегдатай
завсегдатайСообщения: 505 Зарегистрирован: 16 ноя 2016, 11:33 Имя: Галкин Максим Владимирович Страна: Россия город/регион: Магнитогорск Благодарил (а): 7 раз Поблагодарили: 124 раза

Перевод данных от энкодера в расстояние

  • Цитата

1) В ММ440 нет возможности высчитывать длины по импульсам с энкодеров, там энкодер предназначен исключительно для создания закрытого вектора / удержания момента.

2) Правильно такую задачу выполнять на аппаратно быстродействующих устройствах, например сигнал с энкодера поделить на устройстве типа Motrona GV210, один выход с которого отправить в ММ, а второй в модуль скоростного счета FM 450-1, который как раз предназначен для решения таких задач.
Есть ещё второй правильный вариант решения задачи: меняете частотник на тот, который позволяет нормально расстояния считать внутри себя (например SEW MDX через IPOS точно умеет такое считать, но я подозреваю что и условный Sinamics S120 сможет это делать, но это не точно — надо документацию читать).

Читайте так же:
Бокс для подключения счетчика

3) Если хотите хардкорно, без нормальной реализации, то в вашем случае делается так: берёте значение сигнала с энкодера (который через Profibus с MM440 получаете — я правда не знаю, как там прямой и обратный порядок чередования импульсов реализованы, если как-то не так, как надо, то может придётся помучиться), и начинаете с ним работать в OB38 (или другом ОВ начиная с OB35, но здесь надо понимать, что чем чаще работает OB, то тем точнее будет подсчёт, но тут смотрите ещё и время цикла OB1, а то может у вас кроме как на обсчёт энкодера времени не останется) каждые 10 мс: берёте значение с энкодера в текущий момент, переводите в мм, считаете что следующие 10 мс с такой же точно скоростью машина будет крутиться, ложите в сумматор, повторяете то же самое в следующем вызове OB38. На STL код за 2 минуты пишется такой. При наезде на концевики — переписываете значение в сумматоре на референсное значение.
Для начала просто попробуйте такую математику сделать и день-два посмотреть, как значение расстояния по вашему энкодеру с концевиками совпадает — хватает точности или нет, а дальше уже по обстоятельствам действовать.

Выводы

Представлен дизайн для подключения квадратурных энкодеров к шине SPI. Конструкцию можно использовать как есть, или отдельные компоненты могут быть перепрофилированы для различных приложений. Секцию квадратурного входа можно модифицировать для вывода сигналов, непосредственно подходящих для различных устройств, таких как драйверы шагового двигателя. 16-битный блок счетчика вверх / вниз представляет собой полезный инструмент для измерения многих видов источников импульсов. Объединяемый в цепочку интерфейс SPI может использоваться для одновременной выборки и чтения с нескольких устройств GreenPAK, а источником данных может быть счетчик или АЦП.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector