化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
如何實(shí)現(xiàn)KUBLER庫(kù)伯勒光電編碼器信號(hào)光纖傳輸
閱讀：644 發(fā)布時(shí)間：2019-7-19如何實(shí)現(xiàn)KUBLER庫(kù)伯勒光電編碼器信號(hào)光纖傳輸
東莞艾科工業(yè)自動(dòng)化公司在德國(guó)美國(guó)分別設(shè)有辦事處,，廠家直接下單訂貨,，一手貨源,，無中間差價(jià),，讓您足不出戶就可以采購(gòu)到海外品牌的產(chǎn)品,，自己報(bào)價(jià)進(jìn)口，可以提供報(bào)關(guān)單等出廠家證明,，我公司具有良好的市場(chǎng)信譽(yù),專業(yè)的銷售和技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì),憑著多年經(jīng)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),熟悉并了解市場(chǎng)行情,贏得了國(guó)內(nèi)外廠商的*,我司現(xiàn)貨授權(quán)經(jīng)銷德國(guó)庫(kù)伯勒編碼器,，*,，貨期短,，質(zhì)量有保證，庫(kù)伯勒KUBLER增量編碼器,，KUBLER光電編碼器,，KUBLER旋轉(zhuǎn)編碼器，KUBLER無軸承編碼器等系列產(chǎn)品,，期待您的詢價(jià)采購(gòu)
1.KUBLER庫(kù)伯勒光電編碼器介紹
KUBLER庫(kù)伯勒光電編碼器在現(xiàn)代電機(jī)控制系統(tǒng)中常用以檢測(cè)轉(zhuǎn)軸的位置與速度,，是通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的高精度角位置測(cè)量傳感器。由于其具有分辨率高,、響應(yīng)速度快,、體積小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制系統(tǒng)中,。
2.值型光電編碼器信號(hào)傳輸?shù)墓饫w實(shí)現(xiàn)
KUBLER庫(kù)伯勒編碼器按信號(hào)輸出形式分為式編碼器和增量式編碼器,。式光電編碼器具有輸出量可與PLC模塊、ARM或FPGA等器件直接接口,，無累計(jì)誤差等優(yōu)點(diǎn),，但價(jià)格高、制造工藝復(fù)雜,，不宜實(shí)現(xiàn)小型化,。型編碼器有兩種類型,，單圈和多圈。單圈型編碼器旋轉(zhuǎn)一圈后自動(dòng)回到零,；多圈型編碼器旋轉(zhuǎn)到編碼器大圈數(shù),、大計(jì)數(shù)值自動(dòng)回到零。型編碼器一般采用格雷碼盤編碼,。格雷碼(GrayCode)在任意兩個(gè)相鄰的數(shù)之間轉(zhuǎn)換時(shí),，只有一個(gè)數(shù)位發(fā)生變化。以分辨率24四位二進(jìn)制碼盤為例,。若值編碼器采用二進(jìn)制8421碼盤,，如圖1所示，兩個(gè)順序的編碼之間有一位或一位以上二進(jìn)制位置改變,。例如：兩個(gè)順序的二進(jìn)制碼,，從0111變到1000，二進(jìn)制碼的所有位都改變它們的狀態(tài),。在改變狀態(tài)的過渡時(shí)刻得到讀數(shù)可能是錯(cuò)誤的,。即位置的同步和采樣變得非常困難
而采用二進(jìn)制格雷碼盤，如圖2所示,，兩個(gè)順序的編碼之間,，從后一位碼到位碼，只有一位二進(jìn)制位置改變,，這樣使位置的同步和采樣變得準(zhǔn)確,、簡(jiǎn)單、可行,。關(guān)于自然二進(jìn)制碼與格雷碼之間的換算關(guān)系可以參考相關(guān)文獻(xiàn),。
值編碼器信號(hào)輸出一般有并行輸出、串行輸出,、總線型輸出,、變送一體型輸出。下面對(duì)其輸出方式進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,。
2.1 并行輸出
KUBLER庫(kù)伯勒值編碼器輸出的是多位數(shù)碼(格雷碼或純二進(jìn)制碼),，并行輸出就是在接口上有多點(diǎn)高低電平輸出，以代表數(shù)碼的1或0,，對(duì)于位數(shù)不高的編碼器,，一般就直接以此形式輸出數(shù)碼，可直接進(jìn)入PLC或上位機(jī)的I/O接口,，輸出即時(shí),，連接簡(jiǎn)單。但是并行輸出有如下問題：
①必須是格雷碼,，因?yàn)槿缡羌兌M(jìn)制碼,，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化,，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。
②所有接口必須確保連接好,，因?yàn)槿缬袀€(gè)別連接不良點(diǎn),，該點(diǎn)電位始終是0，造成錯(cuò)碼而無法判斷,。
③傳輸距離不能遠(yuǎn),，一般在一兩米，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境,，*好有隔離,。
④對(duì)于位數(shù)較多，要許多芯電纜,，并要確保連接優(yōu)良,，由此帶來工程難度，同樣,，對(duì)于編碼器,，要同時(shí)有許多節(jié)點(diǎn)輸出，增加編碼器的故障損壞率,。
page
2.2 同步串行(SSI)輸出
串行輸出就是通過約定,，在時(shí)間上有先后的數(shù)據(jù)輸出，其連接的物理形式有RS232,、RS422(TTL),、RS485等。SSI接口如RS422模式,，以兩根數(shù)據(jù)線,、兩根時(shí)鐘線連接,，由接收設(shè)備向編碼器發(fā)出中斷的時(shí)鐘脈沖,，位置值由編碼器與時(shí)鐘脈沖同步輸出至接收設(shè)備。由接收設(shè)備發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā),，編碼器開始輸出與時(shí)鐘信號(hào)同步的串行信號(hào),。串行輸出連接線少，傳輸距離遠(yuǎn),，提高了編碼器的可靠性和保護(hù),。一般高位數(shù)的編碼器都是用串行輸出的。
2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線型輸出(異步串行)
現(xiàn)場(chǎng)總線型編碼器是多個(gè)編碼器各以一對(duì)信號(hào)線連接在一起,，通過設(shè)定地址,，用通訊方式傳輸信號(hào)，信號(hào)的接收設(shè)備只需一個(gè)接口,，就可以讀多個(gè)編碼器信號(hào),。
總線型編碼器信號(hào)遵循R S 4 8 5的物理格式,，目前有多種通訊規(guī)約，各有優(yōu)點(diǎn),，還未統(tǒng)一,，編碼器常用的通訊規(guī)約有如下幾種：PROFIBUS-DP；CAN,；DeviceNet等,。
總線型編碼器可以節(jié)省連接線纜、接收設(shè)備接口,，傳輸距離遠(yuǎn),，在多個(gè)編碼器集中控制的情況下還可以大大節(jié)省成本。
2.4 變送一體型輸出
其信號(hào)已經(jīng)在編碼器內(nèi)換算后直接變送輸出,，其有模擬量4-20mA輸出,、RS485數(shù)字輸出、14位并行輸出等,。
KUBLER庫(kù)伯勒編碼器針對(duì)值編碼器的常見輸出信號(hào)形式即同步串行輸出(SSI),，提出采用光纖傳輸?shù)姆椒ǎ瑥亩岣呔幋a器信號(hào)的抗干擾能力以及施工接線的方便性,。工業(yè)串口光纖Modem將RS-232/422/485電信號(hào)直接調(diào)制成光信號(hào)在光纖上傳輸,，解決了電磁干擾、地環(huán)干擾和雷電破壞的難題,，提高了數(shù)據(jù)通訊的可靠性,、安全性和保密性，適合我方對(duì)電磁干擾環(huán)境有特殊要求的某控制系統(tǒng),。如圖3所示,，編碼器端輸出的同步串行RS-422數(shù)據(jù)信號(hào)通過接口變換電路轉(zhuǎn)換為TTL信號(hào)，然后經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器件變換為光信號(hào)進(jìn)行傳輸,。同樣,，RS-422的時(shí)鐘同步信號(hào)由接收端通過相同的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所不同的是數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘同步信號(hào)轉(zhuǎn)換后的光波長(zhǎng)不相等,，然后通過多模光纖來傳播,。
3.KUBLER庫(kù)伯勒增量式光電編碼器信號(hào)傳輸?shù)墓饫w實(shí)現(xiàn)
增量式光電編碼器不具有計(jì)數(shù)和接口電路，價(jià)格較低,，在實(shí)際工程中比較常用,。
KUBLER庫(kù)伯勒增量式光電編碼器主要由光源、碼盤,、檢測(cè)光柵,、光電檢測(cè)器件和轉(zhuǎn)換電路組成。如圖4所示。碼盤上刻有節(jié)距相等的輻射狀透光縫隙,，相鄰兩個(gè)透光縫隙之間代表一個(gè)增量周期,；檢測(cè)光柵上刻有A、B兩個(gè)與碼盤相對(duì)應(yīng)的透光縫隙,，用以通過光源,、碼盤之間的光線，從而使光電探測(cè)器件檢測(cè)到光信號(hào),。A,、B各自的透光縫隙和碼盤上的透光縫隙相等，但A,、B兩組透光縫隙錯(cuò)開1/4節(jié)距,，使得光電檢測(cè)器件輸出的信號(hào)在相位上相差90°電角度。A,、B兩相相差90°的正交方波脈沖串,，代表被測(cè)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)了一定的角度，A,、B之間的相位關(guān)系則反映了被測(cè)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向,，即當(dāng)A相超前B相90°，轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎D(zhuǎn),；當(dāng)B相超前A相90°,，轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)榉崔D(zhuǎn)；Z信號(hào)是一個(gè)代表零位的脈沖信號(hào),，可以用以調(diào)零,、對(duì)位和重置計(jì)數(shù)器。
