Endat Interface -Encoder -Datenerfassung Design

I. Übersicht

Der Absolute -Encoder verwendet natürliche binäre, zyklische binäre (graue Code) oder PRC -Code, um das physikalische Vorstand auf das Coderad zu konvertieren, den Drehwinkel der Verbindungswelle in eine entsprechende elektrische Impulssequenz umzuwandeln und ihn als digitale Menge ausgibt. Es hat die Vorteile von geringer Größe, hoher Präzision, digitaler Schnittstelle und absoluter Positionierung. Es wird häufig in Radar, Plattenspielern, Robotern, CNC-Werkzeugmaschinen und hochpräzisen Servosystemen und vielen anderen Feldern verwendet. Die Datenausgabe des absoluten Encoders basiert auf der synchronen seriellen Ausgabe. Die Endat-Schnittstelle ist eine digitale synchrone, full-Duplex-serielle Schnittstelle, die für Heidenhain-Encoder entwickelt wurde. Es kann nicht nur Positionswerte für inkrementelle und absolute Encoder übertragen, sondern auch die im Encoder gespeicherten Informationen übertragen oder aktualisieren oder neue Informationen speichern. Da die serielle Übertragungsmethode verwendet wird, werden nur vier Signallinien benötigt. Unter der Anregung der Uhr des nachfolgenden elektronischen Geräts werden die Dateninformationen synchron übertragen. Der Datentyp (Positionswert, Parameter, diagnostische Informationen usw.) wird durch die vom nachfolgende elektronische Gerät an den Encoder gesendete Wahl des Befehls zur Auswahl des Modus festgelegt.

Zwei Endat -Schnittstelle Einführung

Eigenschaften der Endat -Schnittstelle

Hohe Leistung und niedrige Kosten: Die universelle Schnittstelle ist für alle inkrementellen und absoluten Encoder, wirtschaftlicheren Stromverbrauch, geringe Größe und kompakte Verbindung, schnelle Systemkonfiguration und Nullpunkt geeignet.

Bessere Signalqualität: Spezielle Optimierung im Encoder verbessert die Systemgenauigkeit und bietet eine bessere Konturgenauigkeit für das CNC -System.

Bessere Praktikabilität: Automatische Systemkonfiguration; Digitale Signale verbessern die Zuverlässigkeit des Systems; Überwachung und diagnostische Informationen sind der Sicherheit des Systems förderlich. Die Überprüfung der Redundanzcode ist der zuverlässigen Signalübertragung förderlich.

Verbessern Sie die Sicherheit des Systems: Zwei unabhängige Standortinformationen und Fehlerinformationen, Datenüberprüfungen und Antworten.

Geeignet für die Entwicklung fortschrittlicher Technologie: (hoher Auflösung, kurzer Steuerzyklus, schnellste 16 -m -Uhr, Sicherheitsdesign -Konzept) geeignet für Direktantriebstechnologie.

Abbildung 1 Endat Interface Encoder -Datenerfassungschema

2. Endat2.2 Encoder -Leistungsverbesserung

Übertragungspositionswerte und zusätzliche Informationen können gleichzeitig übertragen werden: Die Art der zusätzlichen Informationen kann durch Speichern des Adressauswahlcodes ausgewählt werden.

Der Speicherbereich für Encoderdaten umfasst Encoder -Herstellerparameter, OEM -Herstellerparameter, Betriebsparameter und Betriebsstatus, um die Systemkonfiguration zu erleichtern.

Der Encoder Endat2.2 implementiert die All-Digital-Übertragung. Die inkrementelle Signalverarbeitung wird innerhalb des Encoders (integrierte 14-Bit-Unterteilung) abgeschlossen, wodurch die Qualität und Zuverlässigkeit der Signalübertragung verbessert wird und eine höhere Auflösung ermöglicht.

Überwachung und diagnostische Funktionen, Alarmbedingungen umfassen: Lichtquellenausfall, unzureichende Signalamplitude, falsche Positionsberechnung, zu niedriger oder hoher Betriebsspannung, zu hoher Stromverbrauch usw.; Bereitstellung eines Warnsignals, wenn einige extreme Werte des Encoders angesprochen oder überschritten werden.

Ein breiterer Spannungsbereich (3,6 ~ 14 V) und die Übertragungsrate (16 m).

3. Timing- und OEM -Datenspeicherung

Ein Datenpaket wird während jedes Rahmens der synchronen Datenübertragung übertragen. Der Übertragungszyklus beginnt von der ersten fallenden Kante der Uhr und der gemessene Wert wird gespeichert und der Positionswert wird berechnet. Nach zwei Taktimpulsen (2T) sendet das anschließende elektronische Gerät den Befehl modus "Encoder -Übertragungspositionswert" (mit oder ohne zusätzliche Informationen).

Nach Berechnung des absoluten Positionswerts (TCAL-siehe Abb. 2) beginnt der Encoder, Daten vom Startbit auf die nachfolgende Elektronik zu übertragen. Die nachfolgenden Fehlerbits F1 und F2 (die nur im Befehl endat2.2 vorhanden sind) sind für alle Überwachungsfunktionen und Gruppensignale von Fehlerüberwachungsdiensten, ihre Erzeugung ist unabhängig voneinander und wird verwendet, um ein Encoderfehler anzuzeigen, der zu falschem Fehlverhalten führen kann Standortinformationen. Die genaue Ursache für den Fehler wird im "operativen" Speicherbereich gespeichert und kann durch nachfolgende elektronische Geräte abgefragt werden.

Aus dem niedrigsten Bit wird der absolute Positionswert übertragen und die Länge der Daten durch den verwendeten Encodertyp bestimmt. Die Anzahl der Taktimpulse, die zur Übertragung des Positionswerts erforderlich sind, wird in den Parametern des Encoderherstellers gespeichert. Die Übertragung von Positionswertdaten endet mit einem cyclischen Redundanz -Check -Code.

Abb. 2 Positionswertübertragung ohne zusätzliche Informationen

Wenn der Positionswert zusätzliche Informationen enthält, enden sie unmittelbar nach dem Positionswert zusätzliche Informationen 1 und 2, sondern auch mit einem CRC. Der Inhalt der zusätzlichen Informationen wird durch die ausgewählte Adresse des Speicherbereichs bestimmt und dann in der nachfolgenden Stichprobenzeiten übertragen. Diese Informationen werden während der nachfolgenden Übertragungen übertragen, bis ein neuer Speicherbereich ausgewählt ist. Am Ende des Datenworts muss das Taktsignal hoch eingestellt werden. Nach 10 bis 30) oder 1,25us bis 3,75us (Endat2.2 programmierbare Wiederherstellungszeit TM) geht die Datenlinie niedrig zurück und dann kann die neue Datenübertragung mit dem neuen Taktsignal beginnen.

Abbildung 3 Standortübertragung mit Anhangsinformationen

Gleichzeitig bietet der Encoder unterschiedliche Speicherbereiche für die Parameter, die durch nachfolgende elektronische Geräte gelesen werden können. Diese Bereiche können vom Encoderhersteller, dem OEM -Hersteller oder sogar dem Endbenutzer geschrieben werden. Einige spezifische Bereiche können geschützt werden. Verschiedene Reihe von Encodern unterstützen verschiedene OEM -Speicherbereiche und verschiedene Adressbereiche. Daher muss jeder Encoder die Zuordnungsinformationen des OEM -Speicherbereichs lesen. Aus diesem Grund sollten nachfolgende elektronische Schaltkreise basierend auf relativen Adressen programmiert werden und können keine absoluten Adressen verwenden.

Drei Endat-Schnittstellen-Follow-up Electronic Device Circuit Circuit Design

Der Benutzer kann die Schnittstellenschaltung zum Sammeln und Verarbeiten der Daten gemäß den elektrischen Eigenschaften des Endat -Schnittstellenprotokolls und der Schaltung entwerfen. Gleichzeitig bietet Heidenhain auch einen bestimmten Datenverarbeitungschip für den Benutzer zur Auswahl. Wenn der Benutzer die Schaltung selbst entwirft, müssen die elektrischen Eigenschaften der Endat -Schnittstelle befolgt werden, und das Protokoll der Endat -Schnittstelle muss gemeistert werden, um sicherzustellen, dass die Zeitanforderungen und das Datenrahmenformat des Protokolls streng befolgt werden. Wenn der von Heidenhain bereitgestellte Datenverarbeitungschip verwendet wird, kann das Design vereinfacht werden. Der Benutzer muss nur das Register der FPGA konfigurieren und die vom Chip akzeptable Anweisung gemäß dem Anweisungsformat senden, damit die gewünschten Daten erhalten werden können.

Durch die Befolgung der Standardtransceiver-Elemente von RS-485 (Differentialsignal) können die Daten (Positionswerte und Parameter) bidirektional zwischen dem Encoder und den nachfolgenden elektronischen Geräten unter der Anregung einer synchronen Uhr übertragen werden, die von einem nachfolgenden elektronischen Gerät ausgegeben wird.

Vier FPGA+ Software -Makros

Der Partner Mazet von Hehrehan bietet Endat -Software -Makros für die Virtex- und Spartan -Serie von Xilinx und die Acex- und Cyclone -Serie von Altera. Gemäß den Kundenanforderungen kann Mazet auch maßgeschneiderte weiche Kerne bereitstellen. Der Soft Core implementiert alle Funktionen der Endat -Schnittstelle. Der Benutzer kann eine 8-Bit- oder 16-Bit-Datenübertragung mit dem Mikrocontroller über die 6-Bit-Adresslinie und die 16-Bit-Datenzeile durchführen. Das Folgende ist das Moduldiagramm und Schaltungsdesign von FPGA.

Abbildung 4 FPGA -Moduldiagramm

Abbildung 5 Encoder- und nachfolgende Schaltklammerschaltmodulmodul -Diagramm

Fünf Schlussfolgerungen

Die Endat -Schnittstelle von Heidenhain wurde in vielen Branchen weit verbreitet und wurde nun auf ein neues Niveau verbessert. Die Taktfrequenz der bidirektionalen Endat 2.2 -Schnittstelle wurde nun auf 16 MHz erhöht, um den direkten Antrieb dieser hohen dynamischen Leistungsanwendungen, insbesondere in der Elektronikindustrie, zu erfüllen. Die Erhöhung der Taktfrequenz von 8 MHz auf 16 MHz verringert nicht nur die Leseposition stark. Die für Informationszeiten erforderliche Zeit kann auch den Zyklus der Kontrollschleife erheblich verkürzen. Gleichzeitig bietet ein einfaches und wirtschaftliches Systemdesign Kunden Bequemlichkeit, leistungsstarke Funktionen und Vielseitigkeit sowie zukunftsgerichtete Sicherheitsdesignkonzepte, um die kontinuierliche Entwicklung der Codierungstechnologie zu leiten.

Verweise

[1] Endat Position Encoder Bidirectional Digital Interface Heidenhain Datenblatt

[2] Technische Technologie mit hoher Sicherheitskontrolle Heidenhain Technische Informationen

[3] Endat Interface Technical Manual Manual Heidenhain Technische Informationen