Samenvatting: De endat-interface is een digitaal, full-duplex synchrone seriële gegevenstransmissieprotocol ontworpen door Heidenhain specifiek voor encoders. Het heeft de voordelen van hoge transmissiesnelheid, krachtige functies, eenvoudige verbinding en sterk anti-jamming vermogen. Het is een encoder en rooster. De universele interface voor gegevensoverdracht. Dit artikel beschrijft de functies, functies, timing en gegevensoverdracht en OEM -gegevensopslag van de endat -interface. Tegelijkertijd introduceert het het daaropvolgende circuitontwerpschema voor de acquisitie van encoder data en de principes en principes op basis van het FPGA -moduleontwerp.
I. Overzicht
De absolute encoder maakt gebruik van natuurlijke binaire, cyclische binaire (grijze code) of PRC -code om het fysieke dradenkruis op het codewiel foto te converteren, converteert de rotatiehoek van de verbindingsas in een overeenkomstige elektrische pulssequentie en voert het uit als een digitale hoeveelheid. Het heeft de voordelen van kleine, hoge precisie, digitale interface en absolute positionering. Het wordt veel gebruikt in radar, draaitafels, robots, CNC-machine-tools en zeer nauwkeurige servosystemen en vele andere velden. De gegevensuitvoer van de absolute encoder is gebaseerd op synchrone seriële output. De endat-interface is een digitale, full-duplex synchrone seriële interface die is ontworpen voor Heidenhain-encoders. Het kan niet alleen positiewaarden verzenden voor incrementele en absolute encoders, maar het kan ook de informatie in de encoder overdragen of bijwerken of nieuwe informatie opslaan. Omdat de seriële transmissiemethode wordt gebruikt, zijn slechts vier signaallijnen nodig. Onder excitatie van de klok van het daaropvolgende elektronische apparaat wordt de gegevensinformatie synchroon verzonden. Het gegevenstype (positiewaarde, parameter, diagnostische informatie, enz.) Wordt bepaald door de keuze van de modusopdracht die door het daaropvolgende elektronische apparaat naar de encoder is verzonden.
Twee endat -interface introductie
Kenmerken van de endat -interface
Hoge prestaties en lage kosten: de universele interface is geschikt voor alle incrementele en absolute encoders, meer economisch stroomverbruik, kleine omvang en compacte verbinding, snelle systeemconfiguratie, nulpunt kan worden gedreven volgens de offsetwaarde.
Betere signaalkwaliteit: speciale optimalisatie binnen de encoder verbetert de systeemnauwkeurigheid en biedt een betere contournauwkeurigheid voor het CNC -systeem.
BETERE PROCPISTISCHE: Automatische systeemconfiguratie; Digitale signalen verbeteren de betrouwbaarheid van het systeem; Monitoring en diagnostische informatie is bevorderlijk voor de veiligheid van het systeem; Redundantiecode verificatie is bevorderlijk voor betrouwbare signaaloverdracht.
Verbeter de beveiliging van het systeem: twee onafhankelijke locatie -informatie- en foutinformatiebits, gegevenscontrolesums en antwoorden.
Geschikt voor geavanceerde technologieontwikkeling: (hoge resolutie, korte controlecyclus, snelste 16m klok, veiligheidsontwerpconcept) geschikt voor directe aandrijftechnologie.
Figuur 1 ENDAT -interface Encoder Data Acquisition Schematic
2. Endat2.2 verbetering van de prestaties van encoder
Verzendpositiewaarden en aanvullende informatie kunnen tegelijkertijd worden verzonden: het type aanvullende informatie kan worden geselecteerd door de adresselectiecode op te slaan.
Het encodergegevensopslaggebied omvat de parameters van de fabrikanten van encoderfabrikant, parameters van de OEM -fabrikant, bedrijfsparameters en bedrijfsstatus om de systeemconfiguratie te vergemakkelijken.
De endat2.2-encoder implementeert all-digitale transmissie. De incrementele signaalverwerking is voltooid in de encoder (ingebouwde 14bit onderverdeling), die de kwaliteit en betrouwbaarheid van signaaloverdracht verbetert en een hogere resolutie mogelijk maakt.
Monitoring en diagnostische functies, alarmomstandigheden omvatten: Lichtbronstoring, onvoldoende signaalamplitude, onjuiste positieberekening, te lage of hoge bedrijfsspanning, te hoge stroomverbruik, enz.; Het bieden van een waarschuwingssignaal wanneer sommige extreme waarden van de encoder worden benaderd of overschreden.
Een breder spanningsbereik (3,6 ~ 14V) en transmissiesnelheid (16m).
3. Timing- en OEM -gegevensopslag
Een datapakket wordt verzonden tijdens elk frame van synchrone gegevensoverdracht. De transmissiecyclus begint vanaf de eerste dalende rand van de klok en de gemeten waarde wordt opgeslagen en de positiewaarde wordt berekend. Na twee klokpulsen (2T) verzendt het daaropvolgende elektronische apparaat de modusopdracht "encoder transmissie -positiewaarde" (met of zonder aanvullende informatie).
Na het berekenen van de absolute positiewaarde (TCAL --- zie Fig. 2), begint de encoder gegevens over te dragen van de startbit naar de volgende elektronica. De daaropvolgende foutbits F1 en F2 (die alleen bestaan in de opdracht endat2.2) zijn voor alle bewakingsfuncties en groepssignalen van foutbewakingsservices, hun generatie is onafhankelijk van elkaar en wordt gebruikt om het falen van encoders aan te geven dat kan leiden tot onjuist locatie informatie. De exacte oorzaak van het falen wordt opgeslagen in het "operationele" geheugengebied en kan worden opgevraagd door latere elektronische apparaten.
Vanaf het laagste bit wordt de absolute positiewaarde verzonden en wordt de lengte van de gegevens bepaald door het gebruikte encodertype. Het aantal klokpulsen dat nodig is om de positiewaarde te verzenden, wordt opgeslagen in de parameters van de fabrikant van de encoder. De overdracht van positionwaardegegevens eindigt met een cyclische redundantiecontrolecode.
Fig. 2 Positiewaarde Verzending zonder aanvullende informatie
Als de positiewaarde aanvullende informatie bevat, onmiddellijk nadat de positiewaarde aanvullende informatie 1 en 2 is, eindigen ze ook met een CRC. De inhoud van de aanvullende informatie wordt bepaald door het geselecteerde adres van het geheugengebied en vervolgens verzonden in de volgende bemonsteringsperiode. Deze informatie wordt verzonden tijdens volgende transmissies totdat een nieuw geheugengebied is geselecteerd. Aan het einde van het gegevenswoord moet het kloksignaal hoog worden ingesteld. Na 10US tot 30US of 1.25US tot 3.75US (endat2.2 programmeerbare hersteltijd TM), gaat de gegevenslijn laag terug en vervolgens kan nieuwe gegevensoverdracht beginnen met het nieuwe kloksignaal.
Afbeelding 3 Locatie -transmissie met bijlage -informatie
Tegelijkertijd biedt de encoder verschillende geheugengebieden voor de parameters, die kunnen worden gelezen door volgende elektronische apparaten. Deze gebieden kunnen worden geschreven door de fabrikant van de encoder, de OEM -fabrikant of zelfs de eindgebruiker. Sommige specifieke gebieden kunnen worden beschermd. Verschillende reeks encoders ondersteunen verschillende OEM -opslaggebieden en verschillende adresbereiken. Daarom moet elke encoder de toewijzingsinformatie van het OEM -geheugengebied lezen. Om deze reden moeten daaropvolgende elektronische circuits worden geprogrammeerd op basis van relatieve adressen en kunnen geen absolute adressen worden gebruikt.
Drie endat-interface Follow-up elektronisch apparaatcircuitontwerp
De gebruiker kan het interfacecircuit ontwerpen om de gegevens te verzamelen en te verwerken op basis van het endat -interface -protocol en de elektrische kenmerken van het circuit. Tegelijkertijd biedt Heidenhain ook een specifieke chip voor gegevensverwerking voor de gebruiker om te kiezen. Als de gebruiker het circuit zelf ontwerpt, moeten de elektrische kenmerken van de endat -interface worden gevolgd en moet het protocol van de endat -interface worden beheerst om ervoor te zorgen dat de timingvereisten en het gegevensframe -formaat van het protocol strikt worden gevolgd. Als de gegevensverwerkingschip van Heidenhain wordt gebruikt, kan het ontwerp worden vereenvoudigd. De gebruiker hoeft alleen het register van de FPGA te configureren en de instructie te verzenden volgens het instructieformaat dat acceptabel is door de chip, zodat de gewenste gegevens kunnen worden verkregen.
Door de standaard transceiver-elementen van de RS-485 (differentieel signaal) te volgen, kunnen de gegevens (positiewaarden en parameters) bidirectioneel worden verzonden tussen de encoder en de daaropvolgende elektronische apparaten onder de excitatie van een synchrone klok uitgegeven door een daaropvolgend elektronisch apparaat.
Vier FPGA+ software -macro's
De partner Mazet van Hezehan biedt ENDAT -software -macro's voor Xilinx's Virtex- en Spartan -serie en Altera's ACEX- en Cycloon -serie. Volgens de eisen van de klant kan Mazet ook aangepaste zachte kernen bieden. De zachte kern implementeert alle functies van de endat -interface. De gebruiker kan 8-bit of 16-bit gegevensoverdracht uitvoeren met de microcontroller via de 6-bit adresregel en de 16-bit gegevenslijn. Het volgende is het modulediagram en het circuitontwerp van FPGA.
Figuur 4 FPGA -modulediagram
Figuur 5 Encoder en het volgende diagram van de circuitverbindingsmodule
Vijf conclusies
De endat -interface van Heidenhain is op grote schaal gebruikt in veel industrieën en is nu opgewaardeerd naar een nieuw niveau. De klokfrequentie van de bidirectionele endat 2.2 -interface is nu verhoogd tot 16 MHz om te voldoen aan de directe drive van deze hoge dynamische prestatietoepassingen, vooral in de elektronica -industrie. Het verhogen van de klokfrequentie van 8 MHz tot 16 MHz zal niet alleen de leespositie aanzienlijk verminderen. De tijd die nodig is voor informatie kan ook de cyclus van de controlelus aanzienlijk verkorten. Tegelijkertijd biedt eenvoudig en economisch systeemontwerp klanten gemak, krachtige functies en veelzijdigheid en toekomstgerichte beveiligingsontwerpconcepten om de continue ontwikkeling van coderingscontroletechnologie te begeleiden.
referenties
[1] Endat Positie Encoder bidirectionele digitale interface Heidenhain -gegevensblad
[2] Hoge beveiligingscontroletechnologie Heidenhain technische informatie
[3] Endat interface Technische handleiding Heidenhain Technische informatie