Περίληψη: Η διασύνδεση Entat είναι ένα ψηφιακό πρωτόκολλο μετάδοσης σειριακές σειριακές σειριακές δεδομένων που σχεδιάστηκε από την Heidenhain ειδικά για κωδικοποιητές. Έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ταχύτητας μετάδοσης, των ισχυρών λειτουργιών, της απλής σύνδεσης και της ισχυρής ικανότητας αντι-jamming. Είναι ένας κωδικοποιητής και το τρίψιμο. Η καθολική διεπαφή για τη μετάδοση δεδομένων. Αυτό το άρθρο περιγράφει τα χαρακτηριστικά, τις λειτουργίες, το χρονοδιάγραμμα και τη μετάδοση δεδομένων και την αποθήκευση δεδομένων OEM της διεπαφής Endat. Ταυτόχρονα, εισάγει το επόμενο σχέδιο σχεδιασμού κυκλώματος για την απόκτηση δεδομένων κωδικοποιητή και τις αρχές και τις αρχές που βασίζονται στον σχεδιασμό της μονάδας FPGA.
I. Επισκόπηση
Ο απόλυτος κωδικοποιητής χρησιμοποιεί φυσικό δυαδικό, κυκλικό δυαδικό (γκρι κώδικα) ή κωδικό PRC για να μετατρέψει φωτοηλεκτρικά το φυσικό δικτυωτό στον τροχό του κώδικα, μετατρέπει τη γωνία περιστροφής του συνδετικού άξονα σε αντίστοιχη αλληλουχία ηλεκτρικού παλμού και την εξάγει ως ψηφιακή ποσότητα. Έχει τα πλεονεκτήματα μικρού μεγέθους, υψηλής ακρίβειας, ψηφιακής διεπαφής και απόλυτης τοποθέτησης. Χρησιμοποιείται ευρέως σε ραντάρ, πικάπ, ρομπότ, εργαλεία CNC και συστήματα σερβοκίνης υψηλής ακρίβειας και πολλά άλλα πεδία. Η έξοδος δεδομένων του απόλυτου κωδικοποιητή βασίζεται σε σύγχρονη σειριακή έξοδο. Η διασύνδεση Endat είναι μια ψηφιακή, πλήρους αμφίδρομη σύγχρονη σειριακή διεπαφή σχεδιασμένη για κωδικοποιητές Heidenhain. Όχι μόνο μπορεί να μεταδίδει τιμές θέσης για αυξητικούς και απόλυτους κωδικοποιητές, αλλά μπορεί επίσης να μεταφέρει ή να ενημερώσει τις πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στον κωδικοποιητή ή να αποθηκεύσει νέες πληροφορίες. Δεδομένου ότι χρησιμοποιείται η μέθοδος σειριακής μετάδοσης, απαιτούνται μόνο τέσσερις γραμμές σήματος. Κάτω από τη διέγερση του ρολογιού της επόμενης ηλεκτρονικής συσκευής, οι πληροφορίες δεδομένων μεταδίδονται συγχρόνως. Ο τύπος δεδομένων (τιμή θέσης, παράμετρο, διαγνωστικές πληροφορίες κ.λπ.) καθορίζεται από την εντολή επιλογής της λειτουργίας που αποστέλλεται από την επακόλουθη ηλεκτρονική συσκευή στον κωδικοποιητή.
Εισαγωγή δύο διασύνδεσης Entat
Χαρακτηριστικά της διεπαφής Endat
Υψηλή απόδοση και χαμηλό κόστος: Η καθολική διασύνδεση είναι κατάλληλη για όλους τους αυξητικούς και απόλυτους κωδικοποιητές, την πιο οικονομική κατανάλωση ενέργειας, το μικρό μέγεθος και τη συμπαγή σύνδεση, τη γρήγορη διαμόρφωση του συστήματος, το μηδενικό σημείο μπορεί να επιπλέει ανάλογα με την τιμή μετατόπισης.
Καλύτερη ποιότητα σήματος: Η ειδική βελτιστοποίηση μέσα στον κωδικοποιητή βελτιώνει την ακρίβεια του συστήματος και παρέχει καλύτερη ακρίβεια περιγράμματος για το σύστημα CNC.
Καλύτερη πρακτικότητα: αυτόματη διαμόρφωση συστήματος. Τα ψηφιακά σήματα βελτιώνουν την αξιοπιστία του συστήματος. Η παρακολούθηση και η διαγνωστική πληροφόρηση ευνοούν την ασφάλεια του συστήματος. Η επαλήθευση του κώδικα πλεονασμού είναι ευνοϊκή για την αξιόπιστη μετάδοση σήματος.
Βελτιώστε την ασφάλεια του συστήματος: Δύο ανεξάρτητες πληροφορίες πληροφοριών τοποθεσίας και πληροφορίες πληροφοριών σφάλματος, ελέγχου δεδομένων και απαντήσεις.
Κατάλληλο για την ανάπτυξη προηγμένης τεχνολογίας: (υψηλής ανάλυσης, κύκλος σύντομης ελέγχου, ταχύτερο ρολόι 16 μέτρων, έννοια σχεδιασμού ασφαλείας) κατάλληλη για την τεχνολογία άμεσης κίνησης.
Εικόνα 1 Σχηματική απόκτηση δεδομένων κωδικοποιητή endat interface
2. Βελτίωση απόδοσης Endat2.2 Encoder
Οι τιμές θέσης μετάδοσης και οι πρόσθετες πληροφορίες μπορούν να μεταδοθούν ταυτόχρονα: ο τύπος των πρόσθετων πληροφοριών μπορεί να επιλεγεί με την αποθήκευση του κώδικα επιλογής διευθύνσεων.
Η περιοχή αποθήκευσης δεδομένων κωδικοποιητή περιλαμβάνει παραμέτρους κατασκευαστή κωδικοποιητή, παραμέτρους κατασκευαστή OEM, παραμέτρους λειτουργίας και κατάσταση λειτουργίας για τη διευκόλυνση της διαμόρφωσης του συστήματος.
Ο κωδικοποιητής endat2.2 εφαρμόζει όλα τα ψηφιακά μετάδοση. Η επεξεργασία αυξητικού σήματος ολοκληρώνεται μέσα στον κωδικοποιητή (ενσωματωμένη υποδιαίρεση 14bit), η οποία βελτιώνει την ποιότητα και την αξιοπιστία της μετάδοσης σήματος και επιτρέπει υψηλότερη ανάλυση.
Παρακολούθηση και διαγνωστικές λειτουργίες, οι συνθήκες συναγερμού περιλαμβάνουν: αποτυχία πηγής φωτός, ανεπαρκές εύρος σήματος, λανθασμένο υπολογισμό θέσης, πολύ χαμηλή ή υψηλή τάση λειτουργίας, πολύ υψηλή κατανάλωση ρεύματος κλπ. Η παροχή προειδοποιητικού σήματος όταν προσεγγίζονται ή υπερβαίνουν ορισμένες ακραίες τιμές του κωδικοποιητή.
Ένα ευρύτερο εύρος τάσης (3,6 ~ 14V) και ρυθμό μετάδοσης (16m).
3. Χρονοδιάγραμμα και αποθήκευση δεδομένων OEM
Ένα πακέτο δεδομένων μεταδίδεται κατά τη διάρκεια κάθε πλαισίου σύγχρονης μετάδοσης δεδομένων. Ο κύκλος μετάδοσης ξεκινά από την πρώτη πτώση του ρολογιού και αποθηκεύεται η μετρούμενη τιμή και υπολογίζεται η τιμή θέσης. Μετά από δύο παλμούς ρολογιού (2T), η επακόλουθη ηλεκτρονική συσκευή στέλνει την εντολή λειτουργίας "Τιμή θέσης μετάδοσης κωδικοποιητή" (με ή χωρίς πρόσθετες πληροφορίες).
Μετά τον υπολογισμό της τιμής απόλυτης θέσης (TCAL --- βλέπε σχήμα 2), ο κωδικοποιητής αρχίζει να μεταφέρει δεδομένα από το bit έναρξης στα επόμενα ηλεκτρονικά. Τα επόμενα bits σφάλματος F1 και F2 (που υπάρχουν μόνο στην εντολή endat2.2) είναι για όλες τις λειτουργίες παρακολούθησης και τα σήματα ομάδας των υπηρεσιών παρακολούθησης σφαλμάτων, η γενιά τους είναι ανεξάρτητη από το άλλο και χρησιμοποιείται για να υποδείξει την αποτυχία κωδικοποιητή που μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένα Πληροφορίες Τοποθεσίας. Η ακριβής αιτία της αποτυχίας αποθηκεύεται στην "επιχειρησιακή" περιοχή μνήμης και μπορεί να ερωτηθεί από επακόλουθες ηλεκτρονικές συσκευές.
Από το χαμηλότερο bit, η τιμή απόλυτης θέσης μεταδίδεται και το μήκος των δεδομένων καθορίζεται από τον τύπο κωδικοποιητή που χρησιμοποιείται. Ο αριθμός των παλμών ρολογιού που απαιτούνται για τη μετάδοση της τιμής θέσης αποθηκεύεται στις παραμέτρους του κατασκευαστή κωδικοποιητή. Η μετάδοση δεδομένων τιμής θέσης τελειώνει με έναν κωδικό κώδικα ελέγχου πλεονασμάτων.
Εικ. 2 Μεταφορά τιμής θέσης χωρίς πρόσθετες πληροφορίες
Εάν η τιμή θέσης έχει πρόσθετες πληροφορίες, αμέσως μετά την τιμή θέσης είναι πρόσθετες πληροφορίες 1 και 2, τελειώνουν επίσης με CRC. Το περιεχόμενο των πρόσθετων πληροφοριών καθορίζεται από την επιλεγμένη διεύθυνση της περιοχής μνήμης και στη συνέχεια μεταδίδεται στην επακόλουθη περίοδο δειγματοληψίας. Αυτές οι πληροφορίες μεταδίδονται κατά τη διάρκεια των επόμενων μεταδόσεων έως ότου επιλεγεί μια νέα περιοχή μνήμης. Στο τέλος της λέξης δεδομένων, το σήμα ρολογιού πρέπει να ρυθμιστεί ψηλά. Μετά από 10US σε 30US ή 1,25US σε 3,75US (endat2.2 προγραμματιζόμενο χρόνο ανάκτησης TM), η γραμμή δεδομένων πηγαίνει πίσω χαμηλά και στη συνέχεια η νέα μεταφορά δεδομένων μπορεί να ξεκινήσει με το νέο σήμα ρολογιού.
Εικόνα 3 Μεταφορά θέσης με πληροφορίες συνημμένου
Ταυτόχρονα, ο κωδικοποιητής παρέχει διαφορετικές περιοχές μνήμης για τις παραμέτρους, οι οποίες μπορούν να διαβαστούν με επόμενες ηλεκτρονικές συσκευές. Αυτές οι περιοχές μπορούν να γραφτούν από τον κατασκευαστή κωδικοποιητή, τον κατασκευαστή OEM ή ακόμα και τον τελικό χρήστη. Ορισμένες συγκεκριμένες περιοχές μπορούν να προστατευθούν. Οι διαφορετικές σειρές κωδικοποιητών υποστηρίζουν διαφορετικούς χώρους αποθήκευσης OEM και διαφορετικές περιοχές διευθύνσεων. Επομένως, κάθε κωδικοποιητής πρέπει να διαβάσει τις πληροφορίες κατανομής της περιοχής μνήμης OEM. Για το λόγο αυτό, τα επακόλουθα ηλεκτρονικά κυκλώματα θα πρέπει να προγραμματίζονται με βάση τις σχετικές διευθύνσεις και δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν απόλυτες διευθύνσεις.
Τρία Entat Interface Παρακολούθηση Ηλεκτρονικού Σχεδιασμού Συσκευών
Ο χρήστης μπορεί να σχεδιάσει το κύκλωμα διεπαφής για να συλλέξει και να επεξεργαστεί τα δεδομένα σύμφωνα με το πρωτόκολλο διεπαφής Entat και τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του κυκλώματος. Ταυτόχρονα, η Heidenhain παρέχει επίσης ένα συγκεκριμένο τσιπ επεξεργασίας δεδομένων για να επιλέξει ο χρήστης. Εάν ο χρήστης σχεδιάσει το κύκλωμα από μόνη της, πρέπει να ακολουθηθεί τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της διεπαφής Endat και το πρωτόκολλο της διεπαφής Endat πρέπει να κατακτηθεί για να διασφαλιστεί ότι ακολουθείται αυστηρά οι απαιτήσεις χρονισμού και η μορφή πλαισίου δεδομένων του πρωτοκόλλου. Εάν χρησιμοποιείται το τσιπ επεξεργασίας δεδομένων που παρέχεται από το Heidenhain, ο σχεδιασμός μπορεί να απλοποιηθεί. Ο χρήστης πρέπει μόνο να διαμορφώσει το μητρώο του FPGA και να στείλει την εντολή σύμφωνα με τη μορφή εντολής αποδεκτή από το τσιπ, έτσι ώστε να μπορούν να ληφθούν τα επιθυμητά δεδομένα.
Ακολουθώντας τα τυποποιημένα στοιχεία πομποδέκτη RS-485 (διαφορικό σήμα), τα δεδομένα (τιμές θέσης και παραμέτρους) μπορούν να μεταδοθούν δύο κατευθύνσεις μεταξύ του κωδικοποιητή και των επόμενων ηλεκτρονικών συσκευών υπό τη διέγερση ενός σύγχρονου ρολογιού που εκδίδεται από μια επακόλουθη ηλεκτρονική συσκευή.
Τέσσερις μακροεντολές λογισμικού FPGA+
Ο συνεργάτης του Hezehan Mazet παρέχει μακροεντολές λογισμικού Endat για τη σειρά Virtex και Spartan της Xilinx και της σειράς ACEX και Cyclone της Altera. Σύμφωνα με τις απαιτήσεις των πελατών, η Mazet μπορεί επίσης να παρέχει προσαρμοσμένους μαλακούς πυρήνες. Ο μαλακός πυρήνας υλοποιεί όλες τις λειτουργίες της διεπαφής Endat. Ο χρήστης μπορεί να εκτελέσει μετάδοση δεδομένων 8-bit ή 16 bit με τον μικροελεγκτή μέσω της γραμμής διευθύνσεων 6-bit και της γραμμής δεδομένων 16-bit. Το παρακάτω είναι το διάγραμμα μονάδας και το σχεδιασμό κυκλώματος του FPGA.
Εικόνα 4 Διάγραμμα μονάδας FPGA
Εικόνα 5 Κωδικοποιητής και επακόλουθο διάγραμμα μονάδας σύνδεσης κυκλώματος
Πέντε συμπεράσματα
Η διεπαφή Endat της Heidenhain έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλές βιομηχανίες και έχει πλέον αναβαθμιστεί σε νέο επίπεδο. Η συχνότητα ρολογιού της αμφίδρομης διασύνδεσης Endat 2.2 έχει πλέον αυξηθεί στα 16 MHz για να ικανοποιήσει την άμεση κίνηση αυτών των υψηλών δυναμικών εφαρμογών απόδοσης, ειδικά στη βιομηχανία ηλεκτρονικών. Η αύξηση της συχνότητας ρολογιού από 8 MHz σε 16 MHz όχι μόνο θα μειώσει σημαντικά τη θέση ανάγνωσης. Ο χρόνος που απαιτείται για πληροφορίες μπορεί επίσης να μειώσει σημαντικά τον κύκλο του βρόχου ελέγχου. Ταυτόχρονα, ο απλός και οικονομικός σχεδιασμός του συστήματος παρέχει στους πελάτες ευκολία, ισχυρές λειτουργίες και ευελιξία και έννοιες σχεδιασμού ασφαλείας για την καθοδήγηση της συνεχούς ανάπτυξης της τεχνολογίας ελέγχου κωδικοποίησης.
βιβλιογραφικές αναφορές
[1] endat θέση κωδικοποιητής αμφίδρομη ψηφιακή διεπαφή Heidenhain
[2] Τεχνολογία ελέγχου υψηλής ασφάλειας Heidenhain Τεχνικές πληροφορίες
[3] Τεχνικό εγχειρίδιο Interface Entat Interface Heidenhain