增量編碼器的輸出是一個或多個通道上的脈沖流,而絕對值編碼器的輸出是多個單詞。編碼器接口協議為編碼器和控制系統解釋絕對值編碼器的多字輸出提供了一種通用語言,以獲取離散位置、速度等信息。絕對值編碼器的一般編碼器接口協議包括平行、串行、現場總線和以太網選項。
并行編碼器輸出
通過并行接線連接絕對值編碼器的經典方法。該方案需要至少一條雙絞線(高數據和低數據),再加上每個比特,VCC和地面。優點是所有位置同時傳輸,從而最大限度地減少延遲。缺點是增加的線數增加了成本、復雜性、出錯機會和額外的故障點。
它可以作為直接二進制提供或轉換成格雷碼。在每一步中,格雷碼只會產生一個位的變化,從而減少錯誤。
串行輸出/點對點編碼器協議
串行接口為將數據從編碼器傳輸到控制器/計數器提供了一種更簡單、更快、更穩定的方法。與傳統的平行布線方案相比,主要優點是它們聚合數據以最大限度地減少布線。串行接口不需要每個雙絞線(高數據和低數據),但使用單個雙絞線從所有位置串行發送數據。與平行輸出相比,它減少了線數。
串行接口將一個從設備連接到一個主設備。因此,它被認為是一種點對點布線方案。在點對點接線方案中,時鐘保持高電平,直到主機需要來自傳感器的信息。當主機輪查詢編碼器時,編碼器返回時鐘脈沖流,等于從傳感器接收到的信息。
已經建立了幾個不同的串行接口。例如,如串行同步接口(SSI)雙向同步串行接口(BiSS)它是開源的,而其他的則是專有的。
SSI編碼器協議:SSI編碼器提供全數字點對點編碼器接口,速度高達1.5MHz,這取決于電纜的長度。輸出選項包括SSI二進制,SSI灰色,SSI擴展和帶正余弦1Vpp的SSI,用于實時控制。了解這里的相關信息SSI更多關于編碼器的信息
BiSS編碼器協議:BiSS這是一個開源的點對點編碼器接口。BiSS編碼器可以在控制器輪查詢編碼器時發送完整的絕對位置數據,而不僅僅是在啟動時允許實時控制而沒有額外的數據Sin/Cos1Vpp輸出。在這里了解相關信息BiSS更多關于編碼器的信息
當與sin-cos當信號一起使用時,串行接口可以為實時控制提供非常高速的數據傳輸。與平行接線相比,串行接口也顯著減少了接線。不利的一面是,它們只能連接一個下屬和一個主控制器。它們不是一個很好的解決方案,因為復雜的多軸機器可以連接幾十個編碼器,或者編碼器軸可能涉及電機軸和負載。對于這些類型的系統,總線架構將更加有效。
現場總線編碼器接口
現場總線協議消除了點對點協議的限制,使單個控制器(主控制器)能夠同時與許多模擬和數字設備(從屬)進行通信。與網絡中的任何設備連接,使用戶能夠與網絡上的所有設備進行交互。
Profibus編碼器接口:Profibus擁有高達12Mbps具有可編程分辨率、預設和方向的波特率,最大分段長度為327英尺。Profibus編碼器可以傳遞速度、方向和準時診斷信息。
DeviceNet編碼器接口:有DeviceNet編碼器具有可編程比例、方向和位置數據預設。DeviceNet基本干線-分線拓撲提供單獨的雙絞線用于信號和電源分配,使24VDC編碼器可以直接從總線供電。0到8字節的數據包非常適合少量需要頻繁交換的數據包I/O低端設備。
Interbus編碼器接口:由PhoenixContact設計于1980年代中期,Interbus是歷史最悠久的開放式工業網絡。Interbus有兩輛公共汽車。遠程總線是一種RS-485傳輸介質,長度可達13公里。本地或外圍總線可在10條m范圍內連接多達8個Interbus編碼器。
CANOpen編碼器接口:CAN網絡(控制器局域網)于20世紀80年代首次用于汽車工業。CANL2和CANOpen協議高達1Mbps的波特率。CANOpen可編程預設和分辨率,L具有可編程方向和極限值。兩種協議都提供速度、加速度、位置和極限數據。
對于許多工業總線協議,編碼器只在被控制器詢問時傳輸絕對位置。在其他情況下,編碼器在旋轉時發送增量數據,并在啟動或詢問時提供絕對數據。這些方法減少了總線流量,但也意味著控制系統必須了解足夠的信息,以便在瞬時故障時更新絕對位置。更新可能只需要幾毫秒,但在設計控制系統時要記住這一點。
以太網編碼器協議
以太網是一種越來越流行的工業自動化網絡方法。以太網允許多個設備通過不同的拓撲網絡連接。與現場總線一樣,連接到網絡上的任何設備都可以允許用戶訪問和控制網絡上的任何設備。
傳統現場總線與以太網網絡的主要區別在于現場總線協議是確定的,以確定性的“盡力而為”以交付為前提。當數據發生沖突時,這種網絡很可能會出現傳輸延遲。
為了解決這一問題,許多不同的工業以太網標準已經發展起來。有些需要在設備中使用ASICS,其他的純粹是基于軟件。在做決定時,重要的是要記住,對于許多應用程序來說,即使沒有特殊規定,延遲水平仍然足以為快速應用程序提供服務。
EtherCAT編碼器協議:EtherCAT該協議優化了循環過程數據,并將一個芯片集成到每個設備中,而不是像以太網這樣的芯片TCP/IP堆棧。EtherCAT編碼器具有快速循環時間,非常適合高端速度和位置控制應用,需要實時數據來確定響應時間。
Profinet編碼器協議:Profibus下一個進化,Profinet以太網已成為市場上領先的協議之一。Profinet在不停度靈活的模塊化機器的理想選擇是允許在不停機的情況下立即添加和交換設備或模塊。
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