ENDAT Interface Encoder Data Acquisition Design

I. Panoramica

L'encoder assoluto utilizza binario naturale, binario ciclico (codice grigio) o codice PRC per convertire fotoelettricamente il reticolo fisico sulla ruota del codice, converte l'angolo di rotazione dell'albero di collegamento in una corrispondente sequenza di impulsi elettrici e lo uscirà come quantità digitale. Ha i vantaggi di dimensioni ridotte, alta precisione, interfaccia digitale e posizionamento assoluto. È ampiamente utilizzato in radar, giradischi, robot, macchine utensili a CNC e sistemi di servo ad alta precisione e molti altri campi. L'output dei dati dell'encoder assoluto si basa sull'output seriale sincrono. L'interfaccia EDAT è un'interfaccia seriale sincrona digitale e full-duplex progettata per gli encoder Heidenhain. Non solo può trasmettere i valori di posizione per encoder incrementali e assoluti, ma può anche trasferire o aggiornare le informazioni memorizzate nell'encoder o salvare nuove informazioni. Poiché viene utilizzato il metodo di trasmissione seriale, sono necessarie solo quattro linee di segnale. Sotto l'eccitazione dell'orologio del successivo dispositivo elettronico, le informazioni sui dati vengono trasmesse in modo sincrono. Il tipo di dati (valore di posizione, parametro, informazioni diagnostiche, ecc.) È determinato dalla scelta del comando in modalità inviato dal successivo dispositivo elettronico all'encoder.

Introduzione a due interfaccia endat

Caratteristiche dell'interfaccia EDAT

Performance elevate e a basso costo: l'interfaccia universale è adatta a tutti gli encoder incrementali e assoluti, un consumo di energia più economico, dimensioni ridotte e connessione compatta, configurazione rapida del sistema, punto zero può essere galleggiato in base al valore di offset.

Migliore qualità del segnale: l'ottimizzazione speciale all'interno dell'encoder migliora l'accuratezza del sistema e fornisce una migliore accuratezza del contorno per il sistema CNC.

Migliore praticità: configurazione automatica del sistema; I segnali digitali migliorano l'affidabilità del sistema; Il monitoraggio e le informazioni diagnostiche sono favorevoli alla sicurezza del sistema; La verifica del codice di ridondanza è favorevole alla trasmissione del segnale affidabile.

Migliorare la sicurezza del sistema: due informazioni sulla posizione indipendenti e bit di informazioni di errore, checksum e risposte dei dati.

Adatto per lo sviluppo della tecnologia avanzata: (alta risoluzione, ciclo di controllo breve, orologio più veloce, concetto di progettazione di sicurezza) adatto alla tecnologia di guida diretta.

Figura 1 Schema di acquisizione dei dati encoder interfaccia

2. EDATT2.2 Miglioramento delle prestazioni dell'encoder

I valori di posizione della trasmissione e ulteriori informazioni possono essere trasmessi contemporaneamente: il tipo di informazioni aggiuntive è possibile selezionare memorizzando il codice di selezione dell'indirizzo.

L'area di archiviazione dei dati dell'encoder include parametri del produttore dell'encoder, parametri del produttore OEM, parametri operativi e stato operativo per facilitare la configurazione del sistema.

L'encoder EDAT2.2 implementa la trasmissione interamente digitale. L'elaborazione del segnale incrementale viene completata all'interno dell'encoder (suddivisione incorporata a 14 bit), che migliora la qualità e l'affidabilità della trasmissione del segnale e consente una risoluzione maggiore.

Funzioni di monitoraggio e diagnostico, condizioni di allarme: guasto della sorgente luminosa, ampiezza del segnale insufficiente, calcolo della posizione errata, tensione operativa troppo bassa o elevata, consumo di corrente troppo elevato, ecc.; Fornire un segnale di avviso quando vengono avvicinati o superati alcuni valori estremi dell'encoder.

Un intervallo di tensione più ampio (3,6 ~ 14 V) e velocità di trasmissione (16 m).

3. Archiviazione dei dati di temporizzazione e OEM

Un pacchetto di dati viene trasmesso durante ciascun frame di trasmissione di dati sincrona. Il ciclo di trasmissione inizia dal primo bordo di caduta dell'orologio e viene memorizzato il valore misurato e viene calcolato il valore di posizione. Dopo due impulsi di clock (2T), il successivo dispositivo elettronico invia il comando di modalità "Valore di posizione della trasmissione encoder" (con o senza ulteriori informazioni).

Dopo aver calcolato il valore di posizione assoluto (TCAL --- vedi Fig. 2), l'encoder inizia a trasferire i dati dal bit di avvio all'elettronica successiva. I successivi bit di errore F1 e F2 (che esistono solo nel comando ENDAT2.2) sono per tutte le funzioni di monitoraggio e i segnali di gruppo dei servizi di monitoraggio dei guasti, la loro generazione è indipendente l'una dall'altra e viene utilizzata per indicare un guasto dell'encoder che può comportare un corretto errore Informazioni sulla posizione. La causa esatta del guasto è memorizzata nell'area di memoria "operativa" e può essere interrogata dai successivi dispositivi elettronici.

Dal bit più basso, il valore di posizione assoluto viene trasmesso e la lunghezza dei dati viene determinata dal tipo di codificatore utilizzato. Il numero di impulsi di clock richiesti per trasmettere il valore di posizione viene memorizzato nei parametri del produttore di encoder. La trasmissione dei dati del valore di posizione termina con un codice di controllo della ridondanza ciclica.

Fig. 2 Trasmissione del valore di posizione senza ulteriori informazioni

Se il valore di posizione ha ulteriori informazioni, immediatamente dopo che il valore di posizione è ulteriori informazioni 1 e 2, finiscono anche con un CRC. Il contenuto delle informazioni aggiuntive è determinato dall'indirizzo selezionato dell'area di memoria e quindi trasmesso nel successivo periodo di campionamento. Queste informazioni vengono trasmesse durante le successive trasmissioni fino a quando non viene selezionata una nuova area di memoria. Alla fine della parola dati, il segnale di clock deve essere impostato in alto. Dopo 10us a 30us o 1,25us a 3,75us (EDAT2.2 Tempo di recupero programmabile TM), la linea di dati si reca indietro e quindi il nuovo trasferimento di dati può iniziare con il nuovo segnale di clock.

Figura 3 Trasmissione di posizione con informazioni sull'allegato

Allo stesso tempo, l'encoder fornisce diverse aree di memoria per i parametri, che possono essere letti dai successivi dispositivi elettronici. Queste aree possono essere scritte dal produttore dell'encoder, dal produttore OEM o persino dall'utente finale. Alcune aree specifiche possono essere protette da scrivere. Diverse serie di encoder supportano diverse aree di archiviazione OEM e diverse gamme di indirizzi. Pertanto, ogni encoder deve leggere le informazioni di allocazione dell'area di memoria OEM. Per questo motivo, i circuiti elettronici successivi dovrebbero essere programmati in base a indirizzi relativi e non possono utilizzare indirizzi assoluti.

Design del circuito elettronico del follow-up a tre endat interfaccia

L'utente può progettare il circuito di interfaccia per raccogliere ed elaborare i dati in base al protocollo di interfaccia EDAT e alle caratteristiche elettriche del circuito. Allo stesso tempo, Heidenhain fornisce anche un chip di elaborazione dei dati specifici da scegliere per l'utente. Se l'utente progetta il circuito da solo, le caratteristiche elettriche dell'interfaccia EDAT devono essere seguite e il protocollo dell'interfaccia EDAT deve essere padroneggiato per garantire che i requisiti di temporizzazione e il formato del frame di dati del protocollo siano rigorosamente seguiti. Se viene utilizzato il chip di elaborazione dei dati forniti da Heidenhain, il design può essere semplificato. L'utente deve solo configurare il registro dell'FPGA e inviare l'istruzione in base al formato di istruzione accettabile dal chip, in modo da poter ottenere i dati desiderati.

Seguendo gli elementi del ricetrasmettitore standard RS-485 (segnale differenziale), i dati (valori di posizione e parametri) possono essere trasmessi in modo bidirezionale tra l'encoder e i successivi dispositivi elettronici sotto l'eccitazione di un clock sincrono emesso da un dispositivo elettronico successivo.

Quattro macro software FPGA+

Il partner di Hezehan Mazet fornisce macro software EDAT per la serie Virtex e Spartan di Xilinx e la serie ACEX e Cyclone di Altera. Secondo le esigenze dei clienti, Mazet può anche fornire core morbidi personalizzati. Il soft core implementa tutte le funzioni dell'interfaccia EDAT. L'utente può eseguire trasmissione di dati a 8 bit o 16 bit con il microcontrollore attraverso la riga di indirizzo a 6 bit e la riga di dati a 16 bit. Quello che segue è il diagramma del modulo e il design del circuito di FPGA.

Figura 4 diagramma del modulo FPGA

Figura 5 Diagramma del modulo di collegamento dell'encoder e successivo circuito

Cinque conclusioni

L'interfaccia EDAT di Heidenhain è stata ampiamente utilizzata in molti settori e ora è stata aggiornata a un nuovo livello. La frequenza dell'orologio dell'interfaccia Endat 2.2 bidirezionale è stata ora aumentata a 16 MHz per soddisfare l'unità diretta di queste applicazioni di prestazioni dinamiche elevate, in particolare nel settore dell'elettronica. L'aumento della frequenza dell'orologio da 8 MHz a 16 MHz non solo ridurrà notevolmente la posizione di lettura. Il tempo richiesto per le informazioni può anche ridurre significativamente il ciclo del ciclo di controllo. Allo stesso tempo, la progettazione del sistema semplice ed economico offre ai clienti comodità, funzioni potenti e versatilità e concetti di progettazione di sicurezza lungimiranti per guidare lo sviluppo continuo della tecnologia di controllo della codifica.

Riferimenti

[1] EDAT ENTRAZIONE ENCECCOLA INTERFAZIONE DIGITALE Digitale Heidenhain Scheda dati

[2] Tecnologia di controllo ad alto controllo della sicurezza Informazioni tecniche Heidenhain

[3] Informazioni tecniche tecniche di EDAT Interface Manuale di Heidenhain