絕對(duì)位置測(cè)量系統(tǒng)的高速接口

表2：同步和異步點(diǎn)點(diǎn)通訊的特點(diǎn)

位置編碼器的不同應(yīng)用需求

上面描述的特征使Endat 接口廣泛應(yīng)用于需要絕對(duì)位置值傳送的自動(dòng)控制領(lǐng)域。如機(jī)床、紡織機(jī)械及印刷機(jī)械等，具有良好位置性能的數(shù)字控制環(huán)可與正弦增量相結(jié)合。通過冗余技巧及絕對(duì)值與增量位置值的同時(shí)傳送，帶有Endat 接口的編碼器也可用于要求高安全性的機(jī)械，如壓力機(jī)。

該接口同樣適用于對(duì)實(shí)際值的傳送時(shí)間要求低的自動(dòng)控制工作，如金屬切割機(jī)械。

不管應(yīng)用軟件如何，Endat 接口在后繼電路中始終使用相同的輸入硬件。具有相同接口的不同種類的編碼器可滿足特殊應(yīng)用的要求（圖6）。

圖6：帶有標(biāo)準(zhǔn)Endat 接口的單轉(zhuǎn)絕對(duì)值編碼器、多轉(zhuǎn)絕對(duì)值編碼器、絕對(duì)值角度編碼器及絕對(duì)值直線光柵尺特意為系統(tǒng)制造商及最終用戶準(zhǔn)備的ROC400 和ROQ400 系列絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器與ROD400 系列增量編碼器具有相同的安裝尺寸。標(biāo)準(zhǔn)形式保護(hù)等級(jí)為IP64 及IP67，并有單轉(zhuǎn)（ROC413）及多轉(zhuǎn)（ROQ425）可選擇。除絕對(duì)位置值外還提供幅值為1Vpp 的正弦增量信號(hào)。因此符合上面描述的安全技術(shù)，并適用于要求具有高動(dòng)態(tài)及分辨率的應(yīng)用軟件。

ROC413 單轉(zhuǎn)絕對(duì)值編碼器具有與增量旋轉(zhuǎn)編碼器相同的外形尺寸。帶有徑向法蘭插座的多轉(zhuǎn)產(chǎn)品，由于特殊的掃描結(jié)構(gòu)及高的綜合元件僅比單轉(zhuǎn)產(chǎn)品長(zhǎng)7mm。帶有這些尺寸的單轉(zhuǎn)及多轉(zhuǎn)絕對(duì)值編碼器也可用于區(qū)域總線系統(tǒng)。編碼器的Profibus-DP 功能符合 Profibus 用戶組織PNO（Profibus-Nutzer-Organisation）
對(duì)于旋轉(zhuǎn)編碼器的協(xié)議，并支持完整的版本2 功能。

絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器ECN1313 和ECN1325 適合安裝于帶有數(shù)字式速度控制及自然冷卻的驅(qū)動(dòng)器上。它們帶有定子聯(lián)軸節(jié)來補(bǔ)償電機(jī)軸與編碼器軸軸向及徑向的偏差。旋轉(zhuǎn)編碼器的剛性聯(lián)軸節(jié)通過錐型軸與電機(jī)軸相聯(lián)使控制環(huán)具有大的帶寬。高達(dá)115 °C (239 °F)的操作溫度允許在特定的額定扭矩下更小的電機(jī)尺寸。由于這些編碼器的信號(hào)周期為每轉(zhuǎn)2048 或512，舉例來說，通過后繼電路對(duì)增量信號(hào)進(jìn)行1024 倍細(xì)分，可分別得到測(cè)量步距為每轉(zhuǎn)2,000,000 或500,000。電機(jī)制造商在電機(jī)上安裝編碼器并通過Endat 接口對(duì)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行編程。這消除了調(diào)整時(shí)間。

通過刻度的特殊設(shè)計(jì)及在掃描過程的其他設(shè)計(jì)措施，由于后繼電路對(duì)正弦增量信號(hào)的細(xì)分導(dǎo)致在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的偏差小于信號(hào)周期的±1%。這意味著如果信號(hào)周期為2048，在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的位置偏差（細(xì)分導(dǎo)致的誤差）小于±7"。相同的，如信號(hào)周期為512，位置偏差為±26"。由后繼電路對(duì)正弦信號(hào)細(xì)分產(chǎn)生的位置偏差在高操作溫度時(shí)保持不變。這使帶有數(shù)字速度控制的驅(qū)動(dòng)器在特定的操作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低速波動(dòng)高控制帶寬成為可能。

RCN220 和RCN723 封閉式絕對(duì)值角度編碼器的精度分別可達(dá)±2.5 角秒及±2 角秒，并且安裝內(nèi)部定子聯(lián)軸結(jié)。IP64 的保護(hù)等級(jí)及100 m/s2 (50 Hz to 2,000 Hz)允許震動(dòng)使這些絕對(duì)值角度編碼器可用于惡劣的環(huán)境。其輸出分辨率分別為20位和23（每轉(zhuǎn)8,388,608個(gè)測(cè)量位）。所有輸出均帶有絕對(duì)值并分別附加帶有每轉(zhuǎn)16,384 和32,768 增量信號(hào)周期。推薦的測(cè)量步距為0.0003°和0.000 04°。

RCN220 與RCN723 分別與封閉式增量角度編碼器RON200 系列及RON706/RON786 系列在機(jī)械上是完全兼容的。LC181 型絕對(duì)值直線編碼器是為在斷電后由于設(shè)計(jì)或運(yùn)動(dòng)原因不能返回固定的參考點(diǎn)位置或很難返回的機(jī)床所設(shè)計(jì)并避免了長(zhǎng)的機(jī)器空轉(zhuǎn)時(shí)間。

絕對(duì)值直線編碼器也適用于在通電后需要立即得到絕對(duì)位置值的同步直線電機(jī)。

其測(cè)量步距為0.1 μm 到1 μm，測(cè)量長(zhǎng)度最長(zhǎng)可到3 米。

結(jié)論

Endat 雙向同步串行接口展示了從旋轉(zhuǎn)或直線編碼器向后繼電路傳送絕對(duì)值位置值的前景。與現(xiàn)在普遍使用的同步連續(xù)數(shù)據(jù)傳送比較，它具有更快的傳送時(shí)間、更高的傳送安全性并提供監(jiān)控及診斷功能。而且，其獨(dú)立于絕對(duì)位置值獲取物的類型，允許后繼電路自動(dòng)配置參數(shù)，并支持維修及預(yù)防性維護(hù)。通過其從編碼器到后繼電路長(zhǎng)達(dá)150 米的電纜傳送能力及附加的幅值為1VPP 的增量正弦信號(hào)，Endat 接口在高質(zhì)量控制回路的設(shè)計(jì)中將扮演重要的角色。