编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
伺服驱动器和编码器是构成伺服系统的两个必要组成部分,伺服驱动器控制部分通过读取编码器获得。转子速度、转子位置和机械位置,可以完成:伺服电机的速度控制,伺服电机的转矩控制,机械位置同步跟踪(多个传动点),定点停车。
编码器类型非常多,最常用的是绝对值编码器、增量编码器和旋转变压器,还有一些更高的通讯编码器。
对于伺服来讲,要想获得非常高的性能和精度,必须提高编码器的分辨率,以及合理的选择通讯方式,常用的伺服编码器2000-2500线(脉冲数/转),但线数越高,编码器价格就越贵,所以必须了解控制系统的要求,以选择最合适的编码器及通信方式。
那么我们下面介绍一下伺服电机的绝对值编码器通信方式有哪些?
一、模拟信号
1.4-20MA电流信号
4-20mA电流信号是国际通用标准信号,是连接仪表、变送设备、控制设备、计算机采样设备的一种标准。
传输方式,两线制:4-20Ma + ,4-20Ma –
目前国内比较流行的模拟信号编码器,由于中国国内现状导致,这种输出编码器还是比较常见的。(国外已淘汰)
2.4-20MA电流信号”衍生品
0-10mA、0-20mA、0-5V、0-10V (国内不常见,数量极少)
二、数字信号通信方式
1.SSI通信方式
目前速度最快的传输方式,采用同步模式,收发并存。
由于传输过程只有数据和1bit的校验,没有任何其他多余代码。所以这个是速度最快的传输方式。波特率可达10M/S。
传输方式,四线制差分信号:CLK+ CLK- , DATA+ DATA-
2.485总线通信方式
485总线协议有两种。一种是比较自由的协议。名字就叫“485自由协议”,是每个公司根据自己的要求个性化定制的产物,也就是说每家的都不通用。
第二种是Modicon公司进行标准化的产物,叫“485 modbus rtu”,此协议强制了CRC检验,使传输更可靠安全。
传输方式,两线制差分信号:485 A ,485 B
485缺点就是:总线上有设备损坏会导致总线瘫痪。属于第一代总线通信协议。
3.CAN总线通信方式
CAN总线也有两种。一种的基础的CAN协议。另一种是CANOPEN ,CANOPEN由非营利组织CiA(CAN in Automaion)进行标准的起草及审核工作,也是比较规范的。
CAN是汽车上通用的总线方式。主要是其安全可靠有设备损坏,不会影响其总线功能。
传输方式,两线制差分信号:CAN H ,CAN L
4.Profibus DP总线通信方式
PROFIBUS – DP的DP即Decentralized Periphery。它具有高速低成本,用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。它与PROFIBUS-PA(ProcessAutomation )、PROFIBUS-FMS (Fieldbus MessageSpecification )共同组成了PROFIBUS标准。
通俗来说,应该是485的高级版本,规范了通信协议,优化了物理层。
传输方式,两线制差分信号:485 A ,485 B
5.Profinet总线通信方式
PROFINET由PROFIBUS国际组织(PROFIBUS International,PI)推出,是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。
以“以太网”为基础的通信协议,是为了适应高速发展的网络而生成的现场总线。
缺点是响应速度太慢,100ms的量级,不过对一般控制应用,足够使用。
传输方式:RJ45网线
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