Interface Interface Encodeur Conception d'acquisition

I. Aperçu

Le codeur absolu utilise le code binaire binaire naturel (code gris) ou le code PRC pour convertir photoélectrique le réticule physique sur la roue de code, convertit l'angle de rotation de l'arbre de connexion en une séquence d'impulsions électriques correspondante et la sort en quantité numérique. Il présente les avantages de petite taille, de haute précision, d'interface numérique et de positionnement absolu. Il est largement utilisé dans le radar, les platines, les robots, les machines-outils CNC et les systèmes de servomotes de haute précision et de nombreux autres champs. La sortie de données du codeur absolu est basée sur une sortie série synchrone. L'interface ENDAT est une interface série synchrone numérique et en duplex complète conçue pour les encodeurs Heidenhain. Non seulement il peut transmettre des valeurs de position pour les encodeurs incrémentiels et absolus, mais il peut également transférer ou mettre à jour les informations stockées dans l'encodeur ou enregistrer de nouvelles informations. Étant donné que la méthode de transmission série est utilisée, seules quatre lignes de signal sont nécessaires. Sous l'excitation de l'horloge du dispositif électronique ultérieur, les informations de données sont transmises de manière synchrone. Le type de données (valeur de position, paramètre, informations de diagnostic, etc.) est déterminé par le choix de la commande de mode envoyée par le dispositif électronique suivant au codeur.

Introduction de deux interfaces ENDAT

Caractéristiques de l'interface ENDAT

Haute performance et faible coût: L'interface universelle convient à tous les encodeurs incrémentiels et absolus, une consommation d'énergie plus économique, une petite taille et une connexion compacte, une configuration rapide du système, un point zéro peut être flotté en fonction de la valeur de décalage.

Une meilleure qualité du signal: une optimisation spéciale au sein du codeur améliore la précision du système et offre une meilleure précision de contour pour le système CNC.

Meilleure pratique: configuration du système automatique; Les signaux numériques améliorent la fiabilité du système; Les informations de surveillance et de diagnostic sont propices à la sécurité du système; La vérification du code de redondance est propice à une transmission fiable du signal.

Améliorez la sécurité du système: deux informations indépendantes de localisation et bits d'informations d'erreur, somme de contrôle et réponses.

Convient pour le développement des technologies de pointe: (haute résolution, cycle de contrôle court, horloge 16m la plus rapide, concept de conception de sécurité) adapté à la technologie de conduite directe.

Figure 1 Interface Interface Schéma d'acquisition de données

2. Endat2.2 Amélioration des performances de l'encodeur

Les valeurs de position de transmission et les informations supplémentaires peuvent être transmises simultanément: le type d'informations supplémentaires peut être sélectionné en stockant le code de sélection d'adresse.

La zone de stockage de données de l'encodeur comprend des paramètres du fabricant d'encodeur, des paramètres du fabricant OEM, des paramètres de fonctionnement et l'état de fonctionnement pour faciliter la configuration du système.

L'encodeur ENDAT2.2 met en œuvre une transmission entièrement numérique. Le traitement incrémentiel du signal est achevé à l'intérieur du codeur (subdivision 14 bits intégrée), ce qui améliore la qualité et la fiabilité de la transmission du signal et permet une résolution plus élevée.

Surveillance et fonctions de diagnostic, les conditions d'alarme comprennent: une défaillance de la source lumineuse, une amplitude de signal insuffisante, un calcul de position incorrect, une tension de fonctionnement trop faible ou élevée, une consommation de courant trop élevée, etc.; Fournir un signal d'avertissement lorsque certaines valeurs extrêmes de l'encodeur sont approchées ou dépassées.

Une plage de tension plus large (3,6 ~ 14 V) et un taux de transmission (16 m).

3. Stockage des données de synchronisation et d'OEM

Un paquet de données est transmis dans chaque trame de transmission de données synchrones. Le cycle de transmission commence à partir du premier bord de chute de l'horloge et la valeur mesurée est stockée et la valeur de position est calculée. Après deux impulsions d'horloge (2T), le périphérique électronique suivant envoie la commande de mode "Valeur de position de transmission de l'encodeur" (avec ou sans informations supplémentaires).

Après avoir calculé la valeur de position absolue (TCAL --- Voir Fig. 2), le codeur commence à transférer les données du bit de départ vers l'électronique suivante. Les bits d'erreur suivants F1 et F2 (qui n'existent que dans la commande ENDAT2.2) sont destinés à toutes les fonctions de surveillance et aux signaux de groupe de services de surveillance des défauts, leur génération est indépendante les unes des autres et est utilisée pour indiquer une défaillance du codeur qui peut entraîner une incorrect Information de Lieu. La cause exacte de la défaillance est stockée dans la zone de mémoire "opérationnelle" et peut être interrogée par des dispositifs électroniques ultérieurs.

À partir du bit le plus bas, la valeur de position absolue est transmise et la longueur des données est déterminée par le type de codeur utilisé. Le nombre d'impulsions d'horloge nécessaires pour transmettre la valeur de position est stocké dans les paramètres du fabricant d'encodeur. La transmission des données de valeur de position se termine par un code de contrôle de redondance cyclique.

Fig. 2 Transmission de valeur de position sans informations supplémentaires

Si la valeur de position a des informations supplémentaires, immédiatement après que la valeur de position soit des informations supplémentaires 1 et 2, elles se terminent également par un CRC. Le contenu des informations supplémentaires est déterminé par l'adresse sélectionnée de la zone de mémoire, puis transmise au cours de la période d'échantillonnage suivante. Ces informations sont transmises lors des transmissions ultérieures jusqu'à ce qu'une nouvelle zone de mémoire soit sélectionnée. À la fin du mot de données, le signal d'horloge doit être réglé haut. Après 10 US à 30 US ou 1,25 US à 3,75 US (TM de récupération programmable ENDAT2.2 TM), la ligne de données remonte à bas, puis le nouveau transfert de données peut commencer par le nouveau signal d'horloge.

Figure 3 Transmission d'emplacement avec des informations de pièce jointe

Dans le même temps, l'encodeur fournit des zones de mémoire différentes pour les paramètres, qui peuvent être lus par des dispositifs électroniques ultérieurs. Ces zones peuvent être écrites par le fabricant d'encodeur, le fabricant OEM ou même l'utilisateur final. Certains domaines spécifiques peuvent être protégés en écriture. Différentes séries d'encodeurs prennent en charge différentes zones de stockage OEM et différentes gammes d'adresses. Par conséquent, chaque encodeur doit lire les informations d'allocation de la zone de mémoire OEM. Pour cette raison, les circuits électroniques ultérieurs doivent être programmés en fonction des adresses relatives et ne peuvent pas utiliser d'adresses absolues.

Conception de circuit de dispositif électronique de suivi de trois interfaces ENDAT

L'utilisateur peut concevoir le circuit d'interface pour collecter et traiter les données en fonction du protocole d'interface ENDAT et des caractéristiques électriques du circuit. Dans le même temps, Heidenhain fournit également une puce de traitement de données spécifique pour que l'utilisateur puisse choisir. Si l'utilisateur conçoit le circuit par lui-même, les caractéristiques électriques de l'interface ENDAT doivent être suivies et le protocole de l'interface ENDAT doit être maîtrisé pour garantir que les exigences de synchronisation et le format de trame de données du protocole sont strictement suivis. Si la puce de traitement des données fournie par Heidenhain est utilisée, la conception peut être simplifiée. L'utilisateur doit uniquement configurer le registre du FPGA et envoyer les instructions en fonction du format d'instruction acceptable par la puce, afin que les données souhaitées puissent être obtenues.

En suivant les éléments de l'émetteur-récepteur standard RS-485 (signal différentiel), les données (valeurs de position et paramètres) peuvent être transmises bidirectionnelles entre le codeur et les dispositifs électroniques suivants sous l'excitation d'une horloge synchrone publiée par un dispositif électronique ultérieur.

Quatre macros de logiciel FPGA +

Le partenaire de Hezehan, Mazet, fournit des macros de logiciels Endat pour la série Virtex et Spartan de Xilinx et la série ACEX et Cyclone d'Altera. Selon les exigences du client, Mazet peut également fournir des noyaux souples personnalisés. Le Soft Core implémente toutes les fonctions de l'interface ENDAT. L'utilisateur peut effectuer une transmission de données 8 bits ou 16 bits avec le microcontrôleur via la ligne d'adresse 6 bits et la ligne de données 16 bits. Ce qui suit est le diagramme du module et la conception du circuit de FPGA.

Figure 4 Diagramme du module FPGA

Figure 5 Encodeur et diagramme de module de connexion du circuit ultérieur

Cinq conclusions

L'interface Endat de Heidenhain a été largement utilisée dans de nombreuses industries, et elle a maintenant été mise à niveau à un nouveau niveau. La fréquence d'horloge de l'interface Bidirectionnelle ENDAT 2.2 a maintenant été augmentée à 16 MHz pour répondre à la conduite directe de ces applications de performances dynamiques élevées, en particulier dans l'industrie de l'électronique. L'augmentation de la fréquence d'horloge de 8 MHz à 16 MHz réduira non seulement considérablement la position de lecture. Le temps requis pour les informations peut également raccourcir considérablement le cycle de la boucle de contrôle. Dans le même temps, la conception du système simple et économique offre aux clients une commodité, des fonctions puissantes et une polyvalence et des concepts de conception de sécurité prospectifs pour guider le développement continu de la technologie de contrôle du codage.

les références

[1] ENDAT Position Coder Bidirectional Interface numérique Heidenhain Fiche

[2] Technologie de contrôle de haute sécurité Heidenhain Informations techniques

[3] Manuel technique de l'interface Endat Informations techniques Heidenhain