Датчики в системах електроприводу

Датчики швидкості широко застосовуються в системах комплектних електроприводів постійного і змінного струму. Аналогові тахогенератори, які використовувалися раніше, змінюються сьогодні на більш точні, надійні та перешкодостійкі цифрові датчики - абсолютні і інкрементальні енкодери, резольвери - оптикоелектричні прибудовувані датчики для реєстрації відрізків шляху, кутів повороту або числа оборотів. Вони використовуються разом з системами ЧПУ, приводами і пристроями визначення положення. Різниця між інкрементальними й абсолютними процесами вимірювання полягає в тому, що для інкрементальних датчиків після кожного відключення мережі необхідно провести процедуру реферування (вихід у нуль) механізму, оскільки після відключення живлення рух механізму не реєструються. Абсолютні датчики, навпаки, реєструють ці рухи механічно, і після включення живлення показують дійсну позицію. Процедура реферування (вихід у нуль) тут не потрібна. Датчики випускаються на напругу живлення 5 В DC або, на вибір, від 10В до 30 В DC. Більшість систем управління передають напругу живлення датчика через кабель передачі сигналу. Виконання 10 - 30В DC робить можливим використання довгих кабелів. Інкрементні датчики працюють за принципом оптоелектронної розгортки ділильних дисків в прохідному промені. Джерело світла - світлодіод. Модуляція світлотіні, що виникає при обертаючому валу датчика, реєструється фотоелементами. Через підходяще розподілення штрихового зразка на зв'язаному з валом ділильному диску і нерухомою діафрагмою фотоелементи видають два шляхових сигнали - А і В, зміщених один відносно одного на кут 90 °, а також нульовий сигнал R. Електроніка датчика підсилює ці сигнали і перетворює їх на сигнал відповідного вихідного рівня. В якості вихідних сигналів використовуються: диференціальні сигнали (TTL), інтерфейс передачі - RS 422; аналогові сигнали sinus / cosinus з рівнем 1 Vpp;сигнали HTL (High Voltage Transistor Logic).

Для датчиків з інтерфейсом RS 422 (TTL) за рахунок обробки передніх і задніх фронтів сигналів можна збільшити роздільну здатність в чотири рази. Щоб досягти ще більш високої роздільної здатності, у систему управління інтерполюються сигнали синусних датчиків. Датчики з інтерфейсом HTL підходять для використання з модулями лічильників програмованих контролерів.

Датчики абсолютного значення (кутові кодовані пристрої) створені за принципом зчитування подібно інкрементальним датчикам, але мають велике число доріжок. Наприклад, при 13 імпульсних доріжках для однооборотних датчиків, кодуються 213 = 8192 кроків. Використовуваний однокроковий код - код Грея (Gray Code). Це дозволяє забезпечити відсутність помилок зчитування. Після включення механізму значення позиції відразу ж переноситься в систему управління. Процедура реферування (вихід у нуль) не проводиться. Передача даних від датчика в систему управління відбувається або через синхронний послідовний інтерфейс SSI, EnDat або ж через Profibus-DP.

Протоколи SSI і EnDat мають переваги при використанні з системами реального часу. При установках з великим числом датчиків Profibus-DP вигідніший за рахунок скорочення витрат на монтаж. Однооборотні датчики дозволяють один оборот (360⁰ механічно) на певну кількість кроків, наприклад .. 8192. Кожній позиції приписано певне кодове слово. Після 360⁰ значення позиції знову повторюються. Багатооборотні датчики, на доповнення до абсолютного положення, протягом одного обороту реєструють також число оборотів. Це забезпечується за рахунок зчитування інших кодованих дисків, пов'язаних з валом датчика через шестерні передачі. При обробці 12 наступних імпульсних доріжок додатково можуть кодуватися 2¹² = 4096 обертів.

Інкрементні і абсолютні датчики можуть мати різне конструктивне виконання. Розрізняють датчики з цільним і з порожнім валом. Датчики з цільним валом сполучаються з валом обертання двигуна механізму за допомогою спеціальних пружинних, сильфонних або пластинчастих муфт. Датчики з порожнім валом насаджуються безпосередньо на вал двигуна/механізму.

Поиск по сайту: