Digitrode

Во многих системах управления движением электропривода важно знать ключевые параметры ротора двигателя, такие как его угловое положение, скорость и направление. Одним из важнейших компонентов, который помогает определять эти параметры, является энкодер — дополнительный датчик, который измеряет и передаёт данные о положении ротора контроллеру системы (аналоговому, гибридному аналогово-цифровому или полностью цифровому). Энкодер делает повторяющиеся «снимки» положения через определённые промежутки времени. Используя эту серию данных, контроллер может определить угловую скорость и направление вращения (важно отметить, что термин «энкодер» также используется в отношении многих других электронных схем и компонентов, что может вызвать путаницу).

Эта статья рассматривает основные технологии энкодеров и факторы, которые следует учитывать при выборе устройства для управления двигателем.

Для большинства систем с вращательным движением с использованием двигателей и сервомеханизмов критична обратная связь. Эта обратная связь чаще всего имеет форму энкодера. Для многих энкодеров выходной сигнал является «абсолютным», что означает, что точную степень положения можно измерить в любое время, но этот подход имеет недостаток: для этого требуется много датчиков. Эти датчики часто выводят последовательности кода Грея, которые требуют правильного использования некоторых сложных методов преобразования.

Компьютерные процессоры, на которых работают практически все современные системы управления, говорят на уникальном языке. Значения вкл/выкл относятся к «двоичной» системе, обычно представленной как 1 и 0. Эта система хорошо работает с большинством промышленных датчиков, но одно обычное устройство – энкодер – представляет некоторые необычные проблемы, которые требуют довольно специализированной двоичной системы для связи с контроллером. И такая система получила название код Грея.

Системы сервоуправления двигателями особенно полезны в приложениях, где необходимо учитывать движение, такое как положение и скорость. Так, простые или старые двигатели работают с постоянной скоростью и в одном направлении и управляются только включением и выключением двигателя.

Однако серводвигатели – гораздо более эффективные механизмы. Серводвигатели обычно оснащены технологией изменения скорости и крутящего момента. Они часто работают с более интеллектуальными методами управления, благодаря чему появляется больше возможностей в управлении движением. Эта технология теперь широко используется во всех автоматизированных процессах, где скорость и точность серводвигателей позволяют производителям повышать эффективность производства.

Многие энкодеры используют форму передачи сигналов, называемую SSI (синхронный последовательный интерфейс). Хотя в названии содержится термин «последовательный», как и в общепринятых промышленных протоколах последовательного интерфейса типа RS-232, это простой способ передачи информации. Эта форма передачи данных является наиболее частым явлением для абсолютных и инкрементальных энкодеров, передающих данные обратно в ПЛК или драйвер.

Одним из распространенных типов выходного потока данных от поворотных абсолютных энкодеров является SSI. Его относительно просто понять по сравнению с другими протоколами связи, но он имеет одно важное преимущество: процессор контролирует синхронизацию данных. Чтобы понять, почему этот интерфейс обычно используется для абсолютных, а не для инкрементальных энкодеров, мы должны рассмотреть каждый тип, чтобы сопоставить потоки сигналов.

Если в вашем проекте требуется использование энкодера, то вам нужно выбрать тот, который соответствует вашим потребностям. Сегодня потребителю предоставляется на выбор невероятный ассортимент кодеров, но если вы не знаете, что ищете, есть большая вероятность, что вы получите что-то неоптимальное. Давайте разберемся с тем, что есть сегодня на рынке таких компонентов, и, возможно, представим вам несколько новых вариантов.

Когда вам нужно измерить скорость, направление движения или положение вращающегося вала, вам, скорее всего, потребуется поворотный датчик или иными словами энкодер. И когда приходит время выбора такого устройства, необходимо рассмотреть два основных типа: инкрементный энкодер и абсолютный энкодер.

Важное значение имеет правильный выбор, поэтому в данном материале будет приведено краткое руководство по абсолютным энкодерам, чтобы помочь вам понять, что они из себя представляют, чем они отличаются от инкрементных энкодеров, и ситуации, в которых вам может понадобиться такое устройство.