Tóm tắt: Giao diện Endat là giao thức truyền dữ liệu nối tiếp đồng bộ toàn diện kỹ thuật số, toàn diện được thiết kế bởi Heidenhain dành riêng cho bộ mã hóa. Nó có những ưu điểm của tốc độ truyền cao, các chức năng mạnh mẽ, kết nối đơn giản và khả năng chống gây nhiễu mạnh mẽ. Nó là một bộ mã hóa và cách tử. Giao diện phổ quát để truyền dữ liệu. Bài viết này mô tả các tính năng, chức năng, thời gian và truyền dữ liệu và lưu trữ dữ liệu OEM của giao diện endat. Đồng thời, nó giới thiệu sơ đồ thiết kế mạch tiếp theo để thu thập dữ liệu bộ mã hóa và các nguyên tắc và nguyên tắc dựa trên thiết kế mô -đun FPGA.
I. Tổng quan
Bộ mã hóa tuyệt đối sử dụng nhị phân tự nhiên, nhị phân tuần hoàn (mã màu xám) hoặc mã PRC để chuyển đổi quang điện mặt kẻ ô vật lý trên bánh xe mã, chuyển đổi góc quay của trục kết nối thành chuỗi xung điện tương ứng và đầu ra nó là một đại lượng kỹ thuật số. Nó có những ưu điểm của kích thước nhỏ, độ chính xác cao, giao diện kỹ thuật số và định vị tuyệt đối. Nó được sử dụng rộng rãi trong radar, bàn xoay, robot, công cụ máy CNC và hệ thống servo có độ chính xác cao và nhiều trường khác. Đầu ra dữ liệu của bộ mã hóa tuyệt đối dựa trên đầu ra nối tiếp đồng bộ. Giao diện ENDAT là một giao diện nối tiếp đồng bộ toàn diện kỹ thuật số, toàn diện được thiết kế cho bộ mã hóa Heidenhain. Nó không chỉ có thể truyền các giá trị vị trí cho bộ mã hóa gia tăng và tuyệt đối mà còn có thể chuyển hoặc cập nhật thông tin được lưu trữ trong bộ mã hóa hoặc lưu thông tin mới. Vì phương pháp truyền nối tiếp được sử dụng, chỉ cần bốn dòng tín hiệu. Dưới sự kích thích của đồng hồ của thiết bị điện tử tiếp theo, thông tin dữ liệu được truyền đồng bộ. Kiểu dữ liệu (giá trị vị trí, tham số, thông tin chẩn đoán, v.v.) được xác định bằng cách lựa chọn lệnh chế độ được gửi bởi thiết bị điện tử tiếp theo cho bộ mã hóa.
Giới thiệu giao diện hai đầu
Đặc điểm của giao diện endat
Hiệu suất cao và chi phí thấp: Giao diện phổ quát phù hợp cho tất cả các bộ mã hóa gia tăng và tuyệt đối, mức tiêu thụ năng lượng kinh tế hơn, kích thước nhỏ và kết nối nhỏ gọn, cấu hình hệ thống nhanh, điểm 0 có thể được thả nổi theo giá trị bù.
Chất lượng tín hiệu tốt hơn: Tối ưu hóa đặc biệt trong bộ mã hóa cải thiện độ chính xác của hệ thống và cung cấp độ chính xác đường viền tốt hơn cho hệ thống CNC.
Thực hành tốt hơn: Cấu hình hệ thống tự động; Tín hiệu kỹ thuật số cải thiện độ tin cậy của hệ thống; Thông tin giám sát và chẩn đoán có lợi cho sự an toàn của hệ thống; Xác minh mã dự phòng có lợi cho truyền tín hiệu đáng tin cậy.
Cải thiện bảo mật của hệ thống: Hai thông tin vị trí độc lập và các bit thông tin lỗi, kiểm tra dữ liệu và phản hồi.
Thích hợp cho phát triển công nghệ tiên tiến: (Độ phân giải cao, chu kỳ điều khiển ngắn, đồng hồ 16M nhanh nhất, khái niệm thiết kế an toàn) phù hợp với công nghệ lái xe trực tiếp.
Hình 1 Sơ đồ thu thập dữ liệu bộ mã hóa giao diện Endat
2. Cải thiện hiệu suất mã hóa Endat2.2
Giá trị vị trí truyền và thông tin bổ sung có thể được truyền đồng thời: loại thông tin bổ sung có thể được chọn bằng cách lưu trữ mã lựa chọn địa chỉ.
Khu vực lưu trữ dữ liệu bộ mã hóa bao gồm các tham số nhà sản xuất bộ mã hóa, tham số nhà sản xuất OEM, tham số vận hành và trạng thái hoạt động để tạo điều kiện cho cấu hình hệ thống.
Bộ mã hóa Endat2.2 thực hiện truyền tất cả kỹ thuật số. Việc xử lý tín hiệu gia tăng được hoàn thành bên trong bộ mã hóa (phân khu 14 bit tích hợp), giúp cải thiện chất lượng và độ tin cậy của truyền tín hiệu và cho phép độ phân giải cao hơn.
Các chức năng giám sát và chẩn đoán, điều kiện báo động bao gồm: lỗi nguồn ánh sáng, biên độ tín hiệu không đủ, tính toán vị trí không chính xác, điện áp hoạt động quá thấp hoặc cao, tiêu thụ dòng điện quá cao, v.v .; Cung cấp tín hiệu cảnh báo khi một số giá trị cực đoan của bộ mã hóa được tiếp cận hoặc vượt quá.
Một phạm vi điện áp rộng hơn (3,6 ~ 14V) và tốc độ truyền (16M).
3. Lưu trữ dữ liệu thời gian và OEM
Một gói dữ liệu được truyền trong mỗi khung truyền dữ liệu đồng bộ. Chu kỳ truyền bắt đầu từ cạnh rơi đầu tiên của đồng hồ và giá trị đo được lưu trữ và giá trị vị trí được tính toán. Sau hai xung đồng hồ (2T), thiết bị điện tử tiếp theo sẽ gửi lệnh chế độ "Giá trị vị trí truyền mã hóa" (có hoặc không có thông tin bổ sung).
Sau khi tính toán giá trị vị trí tuyệt đối (TCAL --- xem Hình 2), bộ mã hóa bắt đầu chuyển dữ liệu từ bit bắt đầu sang các thiết bị điện tử tiếp theo. Các lỗi lỗi tiếp theo F1 và F2 (chỉ tồn tại trong lệnh endat2.2) dành cho tất cả các chức năng giám sát và tín hiệu nhóm của các dịch vụ theo dõi lỗi, thế hệ của chúng độc lập với nhau và được sử dụng để chỉ ra lỗi bộ mã hóa có thể dẫn đến không chính xác thông tin địa điểm. Nguyên nhân chính xác của sự cố được lưu trữ trong khu vực bộ nhớ "hoạt động" và có thể được truy vấn bởi các thiết bị điện tử tiếp theo.
Từ bit thấp nhất, giá trị vị trí tuyệt đối được truyền và độ dài của dữ liệu được xác định bởi loại bộ mã hóa được sử dụng. Số lượng xung đồng hồ cần thiết để truyền giá trị vị trí được lưu trữ trong các tham số của nhà sản xuất bộ mã hóa. Việc truyền dữ liệu giá trị vị trí kết thúc bằng mã kiểm tra dự phòng theo chu kỳ.
Hình 2 Truyền giá trị vị trí mà không cần thêm thông tin
Nếu giá trị vị trí có thông tin bổ sung, ngay sau khi giá trị vị trí là thông tin bổ sung 1 và 2, chúng cũng kết thúc bằng CRC. Nội dung của thông tin bổ sung được xác định bởi địa chỉ được chọn của vùng bộ nhớ và sau đó được truyền trong giai đoạn lấy mẫu tiếp theo. Thông tin này được truyền trong quá trình truyền tiếp theo cho đến khi một vùng bộ nhớ mới được chọn. Ở cuối từ dữ liệu, tín hiệu đồng hồ phải được đặt cao. Sau 10US đến 30US hoặc 1.25US đến 3,75US (thời gian phục hồi lập trình của Endat2.2), dòng dữ liệu sẽ trở lại thấp và sau đó chuyển dữ liệu mới có thể bắt đầu bằng tín hiệu đồng hồ mới.
Hình 3 Truyền vị trí với thông tin đính kèm
Đồng thời, bộ mã hóa cung cấp các khu vực bộ nhớ khác nhau cho các tham số, có thể được đọc bởi các thiết bị điện tử tiếp theo. Các khu vực này có thể được viết bởi nhà sản xuất bộ mã hóa, nhà sản xuất OEM hoặc thậm chí là người dùng cuối. Một số lĩnh vực cụ thể có thể được viết bảo vệ. Một loạt các bộ mã hóa khác nhau hỗ trợ các khu vực lưu trữ OEM khác nhau và các phạm vi địa chỉ khác nhau. Do đó, mỗi bộ mã hóa phải đọc thông tin phân bổ của khu vực bộ nhớ OEM. Vì lý do này, các mạch điện tử tiếp theo nên được lập trình dựa trên các địa chỉ tương đối và không thể sử dụng địa chỉ tuyệt đối.
Thiết kế mạch thiết bị điện tử tiếp theo của ba giao diện kết thúc
Người dùng có thể thiết kế mạch giao diện để thu thập và xử lý dữ liệu theo giao thức giao diện endat và các đặc điểm điện mạch. Đồng thời, Heidenhain cũng cung cấp một chip xử lý dữ liệu cụ thể cho người dùng chọn. Nếu người dùng tự thiết kế mạch, các đặc tính điện của giao diện endat phải được tuân thủ và giao thức của giao diện endat cần được làm chủ để đảm bảo rằng các yêu cầu thời gian và định dạng khung dữ liệu của giao thức được tuân thủ nghiêm ngặt. Nếu chip xử lý dữ liệu do Heidenhain cung cấp, thiết kế có thể được đơn giản hóa. Người dùng chỉ cần định cấu hình thanh ghi của FPGA và gửi lệnh theo định dạng hướng dẫn được chấp nhận bởi chip, để có thể lấy dữ liệu mong muốn.
Bằng cách tuân theo các yếu tố thu phát tiêu chuẩn RS-485 (tín hiệu vi sai), dữ liệu (giá trị vị trí và tham số) có thể được truyền hai chiều giữa bộ mã hóa và các thiết bị điện tử tiếp theo dưới sự kích thích của đồng hồ đồng bộ do thiết bị điện tử tiếp theo.
Bốn macro phần mềm FPGA+
Đối tác của Hezehan Mazet cung cấp các macro phần mềm Endat cho loạt phim Virtex và Spartan của Xilinx và loạt ACEX và Cycex của Altera. Theo yêu cầu của khách hàng, Mazet cũng có thể cung cấp lõi mềm tùy chỉnh. Lõi mềm thực hiện tất cả các chức năng của giao diện endat. Người dùng có thể thực hiện truyền dữ liệu 8 bit hoặc 16 bit với bộ vi điều khiển thông qua dòng địa chỉ 6 bit và dòng dữ liệu 16 bit. Sau đây là sơ đồ mô -đun và thiết kế mạch của FPGA.
Hình 4 Sơ đồ mô -đun FPGA
Hình 5 Bộ mã hóa và sơ đồ mô -đun kết nối mạch tiếp theo
Năm kết luận
Giao diện Endat của Heidenhain đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và hiện nó đã được nâng cấp lên một cấp độ mới. Tần số đồng hồ của giao diện kết thúc hai chiều 2.2 hiện đã được tăng lên 16 MHz để đáp ứng ổ đĩa trực tiếp của các ứng dụng hiệu suất động cao này, đặc biệt là trong ngành công nghiệp điện tử. Tăng tần số đồng hồ từ 8 MHz lên 16 MHz sẽ không chỉ làm giảm đáng kể vị trí đọc. Thời gian cần thiết cho thông tin cũng có thể rút ngắn đáng kể chu kỳ của vòng điều khiển. Đồng thời, thiết kế hệ thống đơn giản và kinh tế cung cấp cho khách hàng sự thuận tiện, chức năng mạnh mẽ và tính linh hoạt và các khái niệm thiết kế bảo mật hướng tới để hướng dẫn sự phát triển liên tục của công nghệ kiểm soát mã hóa.
người giới thiệu
[1] Giao diện kỹ thuật số hai chiều vị trí kết thúc
[2] Công nghệ kiểm soát bảo mật cao Heidenhain Thông tin kỹ thuật
[3] Hướng dẫn kỹ thuật giao diện Endat Heidenhain Thông tin kỹ thuật