Конструкция сбора данных Endat Interface Encoder

I. Обзор

В абсолютном кодере используется естественный двоичный, циклический двоичный (серый код) или код КНР для фотоэлектрического преобразования физической сетки на колесе кода, преобразует угол вращения соединительного вала в соответствующую последовательность электрического импульса и выводит его в качестве цифровой величины. Он имеет преимущества небольшого размера, высокой точностью, цифрового интерфейса и абсолютного позиционирования. Он широко используется в радаре, поворотах, роботах, станках с ЧПУ и высокопрофессиональными сервоприводами и многими другими областями. Вывод данных абсолютного энкодера основан на синхронном последовательном выходе. Интерфейс Endat-это цифровой, полнодуплексный синхронный серийный интерфейс, предназначенный для кодеров Heidenhain. Он не только может передавать значения позиции для инкрементных и абсолютных кодеров, но также может передавать или обновить информацию, хранящуюся в кодере или сохранить новую информацию. Поскольку используется метод последовательной передачи, необходимы только четыре линии сигнала. При возбуждении часов последующего электронного устройства информация данных передается синхронно. Тип данных (значение позиции, параметр, диагностическая информация и т. Д.) Определяется по команде выбора режима, отправленной последующим электронным устройством в энкодер.

Введение два интерфейса Endat

Характеристики интерфейса Endat

Высокая производительность и низкая стоимость: универсальный интерфейс подходит для всех инкрементных и абсолютных энкодеров, более экономичного энергопотребления, небольшого размера и компактного соединения, быстрой конфигурации системы, нулевой точки может быть распределена в зависимости от значения смещения.

Лучшее качество сигнала: специальная оптимизация в энкодере повышает точность системы и обеспечивает лучшую точность контура для системы ЧПУ.

Лучшая практичность: автоматическая конфигурация системы; Цифровые сигналы повышают надежность системы; Мониторинг и диагностическая информация способствует безопасности системы; Проверка кода избыточности способствует надежной передаче сигналов.

Повышение безопасности системы: два независимых бита информации о местонахождении и информации об ошибках, контроль данных и ответы.

Подходит для развития передовых технологий: (высокое разрешение, короткий цикл управления, самые быстрые 16 -метровые часы, концепция проектирования безопасности), подходящие для технологии прямого диска.

Рисунок 1 Схема сбора данных интерфейса Endat

2. Улучшение производительности энкодера Endat2.2

Значения положения передачи и дополнительная информация могут быть переданы одновременно: тип дополнительной информации может быть выбрана путем сохранения кода выбора адреса.

Область хранения данных энкодера включает параметры производителя энкодера, параметры производителя OEM, эксплуатационные параметры и рабочее состояние для облегчения конфигурации системы.

Энкодер Endat2.2 реализует полностью цифровую передачу. Покременная обработка сигнала завершена внутри энкодера (встроенное 14-битное подразделение), которое улучшает качество и надежность передачи сигнала и обеспечивает более высокое разрешение.

Функции мониторинга и диагностики, условия тревоги включают в себя: разрушение источника света, недостаточная амплитуда сигнала, неверный расчет положения, слишком низкое или высокое рабочее напряжение, слишком высокое потребление тока и т. Д.; предоставление предупреждающего сигнала, когда подходят или превышены некоторые экстремальные значения кодера.

Более широкий диапазон напряжения (3,6 ~ 14 В) и скорость передачи (16M).

3. Сроки и хранение данных OEM

Пакет данных передается во время каждого кадра синхронной передачи данных. Цикл передачи начинается с первого падающего края часов, и измеренное значение сохраняется, и рассчитывается значение положения. После двух часовых импульсов (2T) последующее электронное устройство отправляет команду «Команд" Кодера "Значение положения передачи энкодера" (с дополнительной информацией или без него).

После вычисления абсолютного значения положения (TCAL --- См. Рис. 2), энкодер начинает передавать данные из начального бита в последующую электронику. Последующие биты ошибки F1 и F2 (которые существуют только в команде Endat2.2) для всех функций мониторинга и групповых сигналов служб мониторинга неисправностей, их генерация не зависит друг от друга и используется для обозначения сбоя кодера, которая может привести к неправильному Информация о местонахождении. Точная причина сбоя хранится в «рабочей» области памяти и может быть запрошена последующими электронными устройствами.

Из самого низкого бита значение абсолютного положения передается, и длина данных определяется используемым типом энкодера. Количество тактовых импульсов, необходимых для передачи значения позиции, хранится в параметрах производителя энкодера. Передача данных значения позиции заканчивается циклическим контрольным кодом избыточности.

Рис. 2 Передача значения позиции без дополнительной информации

Если значение позиции имеет дополнительную информацию, сразу после того, как значение позиции является дополнительной информацией 1 и 2, они также заканчиваются CRC. Содержание дополнительной информации определяется выбранным адресом области памяти, а затем передается в последующий период выборки. Эта информация передается во время последующих передач, пока не будет выбрана новая область памяти. В конце слова данных часовой сигнал должен быть установлен высоко. После 10us до 30US или 1,25уса до 3,75US (ENDAT2.2 Программируемое время восстановления TM), линия данных возвращается на низком уровне, а затем новая передача данных может начаться с нового тактового сигнала.

Рисунок 3 Передача местоположения с информацией о прикреплении

В то же время энкодер предоставляет различные области памяти для параметров, которые могут быть прочитаны последующими электронными устройствами. Эти области могут быть написаны производителем энкодера, производителем OEM или даже конечным пользователем. Некоторые конкретные области могут быть защищены. Различные серии энкодеров поддерживают различные области хранения OEM и различные диапазоны адреса. Следовательно, каждый энкодер должен прочитать информацию о распределении области памяти OEM. По этой причине последующие электронные схемы должны быть запрограммированы на основе относительных адресов и не могут использовать абсолютные адреса.

Три интерфейса endat последующая конструкция электронной схемы устройства

Пользователь может разработать интерфейсную схему для сбора и обработки данных в соответствии с протоколом интерфейса EndAT и электрическими характеристиками схемы. В то же время Хайденхайн также предоставляет конкретный чип обработки данных для пользователя. Если пользователь разрабатывает схему самостоятельно, должны соблюдаться электрические характеристики интерфейса Endat, и протокол интерфейса Endat должен быть освоен, чтобы убедиться, что требования к времени и формат кадра данных протокола строго соблюдаются. Если используется чип обработки данных, предоставленный Heidenhain, дизайн может быть упрощен. Пользователь должен только настроить регистр FPGA и отправить инструкцию в соответствии с форматом инструкции, приемлемым чипом, чтобы можно было получить желаемые данные.

Следуя стандартным элементам приемопередатчика RS-485 (дифференциальный сигнал), данные (значения положения и параметры) могут передаваться двунаправлено между энкодером и последующими электронными устройствами при возбуждении синхронных часов, выпущенных последующим электронным устройством.

Четыре программных макроса FPGA+

Партнер Hezehan Mazet предоставляет программные макросы Endat для серии Xilinx Virtex и Spartan и серии Aceta Acex и Cyclone. Согласно требованиям клиента, Mazet также может предоставить индивидуальные мягкие ядра. Мягкое ядро ​​реализует все функции интерфейса Endat. Пользователь может выполнить 8-битную или 16-битную передачу данных с помощью микроконтроллера через 6-битную адресную линию и 16-битную линию данных. Ниже приведена модульная диаграмма и конструкция схемы FPGA.

Рисунок 4 Диаграмма модуля FPGA

Рисунок 5 Энкодер и последующая диаграмма модуля соединения схемы

Пять выводов

Интерфейс Heidenhain Endat широко использовался во многих отраслях, и теперь он был обновлен до нового уровня. Тактовая частота градуирующего интерфейса endat 2.2 в настоящее время увеличилась до 16 МГц для соответствия прямому приводам этих приложений с высокой динамической производительностью, особенно в электронике. Увеличение частоты тактовой частоты с 8 МГц до 16 МГц не только значительно уменьшит положение чтения. Время, необходимое для информации, также может значительно сократить цикл цикла управления. В то же время, простой и экономичный дизайн системы предоставляет клиентам удобство, мощные функции и универсальность, а также концепции дизайна безопасности, направленные на непрерывную разработку технологии управления кодированием.

Рекомендации

[1] Энкодер Endat Encoder Двунаправленный цифровой интерфейс Heidenhain Data Data

[2] Технология управления высоким содержанием безопасности Хайденхейн Техническая информация

[3] Техническая информация о интерфейсе Endat Heidenhain