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德國PILZ光電編碼器新型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的研制
光電編碼器，是一種通過光電轉(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)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用zui多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機(jī)同軸，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90?的兩路脈沖信號。

德國PILZ光電編碼器新型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的研制
光電編碼器廣泛用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀及軍事、航天等領(lǐng)域,是自動化儀器、設(shè)備理想的數(shù)字化傳感器。隨著我國工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域的發(fā)展,光電編碼器數(shù)據(jù)采集技術(shù)和傳輸通信接口也有了新的發(fā)展,如何將光電編碼器接入工業(yè)控制總線并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送已成為需要解決和研究的重要課題。傳統(tǒng)的光電編碼器輸出數(shù)據(jù)是原始的單端或差分信號,代表的只是光電編碼器的碼盤信號,不利于現(xiàn)場的監(jiān)控和檢測,不適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場控制的要求。針對光電編碼器的數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊?設(shè)計(jì)采用MICROCHIP公司生產(chǎn)的dsPIC30F4011數(shù)字信號控制器作為光電編碼器數(shù)據(jù)的采集對象和總體的主控單元,使用CAN總線和CANopen協(xié)議作為數(shù)據(jù)的傳輸媒介,并且實(shí)現(xiàn)CANopen協(xié)議規(guī)定的各項(xiàng)通信功能,使其成為CANopen網(wǎng)絡(luò)中的一個智能節(jié)點(diǎn)。文本的研究內(nèi)容包括：(1)針對CANopen協(xié)議的光電編碼器子協(xié)議,建立了一種基于CANopen協(xié)議的CAN現(xiàn)場總線的傳輸方案,設(shè)計(jì)了總線結(jié)構(gòu)的框架和通用總線型光電編碼器的設(shè)計(jì)方案。分析CAN總線的原理和CANopen協(xié)議的結(jié)構(gòu),為軟件實(shí)現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。(2)設(shè)計(jì)光電編碼器從站的硬件結(jié)構(gòu)并繪制硬件原理圖,包括電源電路、輸入輸出電路和CAN總線通信接口電路等。設(shè)計(jì)使用dsPIC30F4011的QEI模塊采集光電編碼器的輸出數(shù)據(jù),使用CAN控制器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。 (3)光電編碼器節(jié)點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn),其中CANopen協(xié)議的軟件實(shí)現(xiàn)是本文的重點(diǎn),主要包括光電編碼器的數(shù)據(jù)處理程序和CAN總線通信、CANopen協(xié)議通信對象、對象字典的實(shí)現(xiàn)等。zui后通過搭建光電編碼器節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)板和整個CANopen網(wǎng)絡(luò)對光電編碼器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測試,驗(yàn)證報文數(shù)據(jù)和各項(xiàng)通信功能。測試結(jié)果表明設(shè)計(jì)的光電編碼器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了方案預(yù)定功能,可滿足工業(yè)現(xiàn)場的控制和監(jiān)測要求。

德國PILZ光電編碼器新型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的研制
通用總線型的PILZ光電編碼器則克服了以上缺點(diǎn),它已經(jīng)成為工業(yè)現(xiàn)場總線中的一個智能化節(jié)點(diǎn),通過發(fā)送相應(yīng)的總線報文以達(dá)到光電編碼器數(shù)據(jù)的串行傳輸,滿足工業(yè)控制的要求。