Abstrak: Antara muka Endat adalah protokol penghantaran data siri serentak digital yang digital yang direka oleh Heidenhain khusus untuk pengekod. Ia mempunyai kelebihan kelajuan penghantaran yang tinggi, fungsi yang kuat, sambungan mudah, dan keupayaan anti-jamming yang kuat. Ia adalah encoder dan grating. Antara muka sejagat untuk penghantaran data. Artikel ini menerangkan ciri -ciri, fungsi, masa dan penghantaran data, dan penyimpanan data OEM antara muka endat. Pada masa yang sama, ia memperkenalkan skim reka bentuk litar berikutnya untuk pengambilalihan data pengekod dan prinsip dan prinsip berdasarkan reka bentuk modul FPGA.
I. Gambaran Keseluruhan
Pengekod mutlak menggunakan binari semulajadi, binari siklik (kod kelabu) atau kod PRC ke fotoelektrik menukar reticle fizikal pada roda kod, menukarkan sudut putaran aci penyambung ke urutan nadi elektrik yang sepadan dan mengeluarkannya sebagai kuantiti digital. Ia mempunyai kelebihan saiz kecil, ketepatan tinggi, antara muka digital dan kedudukan mutlak. Ia digunakan secara meluas dalam radar, turntables, robot, alat mesin CNC dan sistem servo ketepatan tinggi dan banyak bidang lain. Output data pengekod mutlak adalah berdasarkan output siri segerak. Antara muka Endat adalah antara muka siri segerak digital, penuh-dupleks yang direka untuk pengekod Heidenhain. Bukan sahaja ia boleh menghantar nilai kedudukan untuk pengekod tambahan dan mutlak, tetapi ia juga boleh memindahkan atau mengemas kini maklumat yang disimpan dalam pengekod atau menyimpan maklumat baru. Oleh kerana kaedah penghantaran siri digunakan, hanya empat garisan isyarat yang diperlukan. Di bawah pengujaan jam peranti elektronik berikutnya, maklumat data dihantar secara serentak. Jenis data (nilai kedudukan, parameter, maklumat diagnostik, dan lain -lain) ditentukan oleh pilihan mod mod yang dihantar oleh peranti elektronik berikutnya kepada pengekod.
Dua Pengenalan Antara Muka Endat
Ciri -ciri antara muka endat
Prestasi tinggi dan kos rendah: Antara muka sejagat sesuai untuk semua pengekod tambahan dan mutlak, penggunaan kuasa yang lebih ekonomik, saiz kecil dan sambungan padat, konfigurasi sistem cepat, titik sifar boleh diapungkan mengikut nilai offset.
Kualiti isyarat yang lebih baik: Pengoptimuman khas dalam pengekod meningkatkan ketepatan sistem dan memberikan ketepatan kontur yang lebih baik untuk sistem CNC.
Praktikal yang lebih baik: Konfigurasi Sistem Automatik; Isyarat digital meningkatkan kebolehpercayaan sistem; Pemantauan dan maklumat diagnostik adalah kondusif untuk keselamatan sistem; Pengesahan kod redundansi adalah kondusif untuk penghantaran isyarat yang boleh dipercayai.
Meningkatkan keselamatan sistem: Dua maklumat lokasi bebas dan maklumat ralat bit, checksum data dan respons.
Sesuai untuk Pembangunan Teknologi Lanjutan: (Resolusi Tinggi, Kitaran Kawalan Pendek, Jam 16m Terpantas, Konsep Reka Bentuk Keselamatan) Sesuai untuk Teknologi Drive Langsung.
Rajah 1 Skema Pengambilan Data Endat Interface Endat
2. Endat2.2 Penambahbaikan Prestasi Pengekod
Nilai kedudukan penghantaran dan maklumat tambahan boleh dihantar secara serentak: Jenis maklumat tambahan boleh dipilih dengan menyimpan kod pemilihan alamat.
Kawasan penyimpanan data encoder termasuk parameter pengeluar encoder, parameter pengilang OEM, parameter operasi, dan status operasi untuk memudahkan konfigurasi sistem.
Endat2.2 Encoder melaksanakan penghantaran semua digital. Pemprosesan isyarat tambahan selesai di dalam pengekod (subdivisi 14bit terbina dalam), yang meningkatkan kualiti dan kebolehpercayaan penghantaran isyarat dan membolehkan resolusi yang lebih tinggi.
Fungsi pemantauan dan diagnostik, keadaan penggera termasuk: kegagalan sumber cahaya, amplitud isyarat yang tidak mencukupi, pengiraan kedudukan yang salah, terlalu rendah atau voltan operasi yang tinggi, penggunaan semasa yang terlalu tinggi, dan sebagainya; Menyediakan isyarat amaran apabila beberapa nilai ekstrem encoder didekati atau melebihi.
Julat voltan yang lebih luas (3.6 ~ 14V) dan kadar penghantaran (16m).
3. Penyimpanan data masa dan OEM
Paket data dihantar semasa setiap bingkai penghantaran data segerak. Kitaran penghantaran bermula dari kelebihan pertama jam dan nilai yang diukur disimpan, dan nilai kedudukan dikira. Selepas dua pulsa jam (2T), peranti elektronik berikutnya menghantar perintah mod "nilai kedudukan penghantaran encoder" (dengan atau tanpa maklumat tambahan).
Selepas mengira nilai kedudukan mutlak (TCAL --- lihat Rajah 2), pengekod mula memindahkan data dari bit mula ke elektronik berikutnya. Kesalahan berikutnya bit f1 dan f2 (yang hanya wujud dalam perintah endat2.2) adalah untuk semua fungsi pemantauan dan isyarat kumpulan perkhidmatan pemantauan kesalahan, generasi mereka bebas antara satu sama lain dan digunakan untuk menunjukkan kegagalan pengekod yang mungkin mengakibatkan salah maklumat lokasi. Penyebab sebenar kegagalan disimpan di kawasan memori "operasi" dan boleh dipertimbangkan oleh peranti elektronik berikutnya.
Dari bit terendah, nilai kedudukan mutlak dihantar dan panjang data ditentukan oleh jenis encoder yang digunakan. Bilangan pulsa jam yang diperlukan untuk menghantar nilai kedudukan disimpan dalam parameter pengeluar encoder. Penghantaran data nilai kedudukan berakhir dengan kod cek redundansi kitaran.
Rajah 2 Penghantaran nilai kedudukan tanpa maklumat tambahan
Jika nilai kedudukan mempunyai maklumat tambahan, sejurus selepas nilai kedudukan adalah maklumat tambahan 1 dan 2, mereka juga berakhir dengan CRC. Kandungan maklumat tambahan ditentukan oleh alamat yang dipilih di kawasan memori dan kemudian dihantar dalam tempoh pensampelan berikutnya. Maklumat ini dihantar semasa penghantaran berikutnya sehingga kawasan memori baru dipilih. Pada akhir perkataan data, isyarat jam mesti ditetapkan tinggi. Selepas 10US hingga 30US atau 1.25US hingga 3.75US (endat2.2 Masa pemulihan yang boleh diprogramkan TM), garisan data kembali rendah dan pemindahan data baru boleh bermula dengan isyarat jam baru.
Rajah 3 penghantaran lokasi dengan maklumat lampiran
Pada masa yang sama, pengekod menyediakan kawasan memori yang berbeza untuk parameter, yang boleh dibaca oleh peranti elektronik berikutnya. Kawasan ini boleh ditulis oleh pengilang encoder, pengilang OEM atau pengguna akhir. Sesetengah kawasan tertentu boleh ditulis dilindungi. Siri pengekod yang berbeza menyokong kawasan penyimpanan OEM yang berbeza dan julat alamat yang berbeza. Oleh itu, setiap pengekod mesti membaca maklumat peruntukan kawasan memori OEM. Atas sebab ini, litar elektronik berikutnya perlu diprogramkan berdasarkan alamat relatif dan tidak boleh menggunakan alamat mutlak.
Tiga Endat Interface Follow-Up Reka Bentuk Litar Peranti Elektronik
Pengguna boleh merancang litar antara muka untuk mengumpul dan memproses data mengikut protokol antara muka Endat dan ciri -ciri elektrik litar. Pada masa yang sama, Heidenhain juga menyediakan cip pemprosesan data khusus untuk pengguna memilih. Jika pengguna merancang litar sendiri, ciri -ciri elektrik antara muka endat mesti diikuti, dan protokol antara muka endat perlu dikuasai untuk memastikan keperluan masa dan format bingkai data protokol diikuti dengan ketat. Jika cip pemprosesan data yang disediakan oleh Heidenhain digunakan, reka bentuk boleh dipermudahkan. Pengguna hanya perlu mengkonfigurasi daftar FPGA dan menghantar arahan mengikut format arahan yang boleh diterima oleh cip, supaya data yang dikehendaki dapat diperolehi.
Dengan mengikuti elemen transceiver standard RS-485 (isyarat), data (nilai kedudukan dan parameter) boleh dihantar secara bi-arah antara pengekod dan peranti elektronik berikutnya di bawah pengujaan jam segerak yang dikeluarkan oleh peranti elektronik berikutnya.
Empat makro perisian FPGA+
Rakan kongsi Hezehan Mazet menyediakan Endat Software Macro untuk siri Virtex dan Spartan Xilinx dan siri ACEX dan Cyclone Altera. Menurut keperluan pelanggan, Mazet juga boleh menyediakan teras lembut yang disesuaikan. Teras lembut melaksanakan semua fungsi antara muka endat. Pengguna boleh melakukan penghantaran data 8-bit atau 16-bit dengan mikrokontroler melalui baris alamat 6-bit dan garis data 16-bit. Berikut adalah rajah modul dan reka bentuk litar FPGA.
Rajah 4 Rajah Modul FPGA
Rajah 5 Pengekod dan Rajah Modul Sambungan Litar berikutnya
Lima kesimpulan
Antara muka Endat Heidenhain telah digunakan secara meluas dalam banyak industri, dan kini telah dinaik taraf ke tahap yang baru. Kekerapan jam antara muka Endat 2.2 bidirectional kini telah meningkat kepada 16 MHz untuk memenuhi pemacu langsung aplikasi prestasi dinamik yang tinggi ini, terutamanya dalam industri elektronik. Meningkatkan kekerapan jam dari 8 MHz hingga 16 MHz tidak hanya akan mengurangkan kedudukan bacaan. Masa yang diperlukan untuk maklumat juga boleh memendekkan kitaran gelung kawalan dengan ketara. Pada masa yang sama, reka bentuk sistem yang mudah dan ekonomi menyediakan pelanggan dengan kemudahan, fungsi dan fleksibiliti yang kuat, dan konsep reka bentuk keselamatan yang berpandangan ke hadapan untuk membimbing pembangunan berterusan teknologi kawalan pengekodan.
Rujukan
[1] Posisi Endat Endat Encoder Digital Digital Interface Heidenhain Sheet
[2] Teknologi Kawalan Keselamatan Tinggi Heidenhain Maklumat Teknikal
[3] Manual Teknikal Antara Muka Endat Heidenhain Maklumat Teknikal