Μπορεί να διασυνδέεται το λεωφορείο του απόλυτου κωδικοποιητή φωτοηλεκτρικού άξονα

Μπορεί να διασυνδέεται το λεωφορείο του απόλυτου κωδικοποιητή φωτοηλεκτρικού άξονα

1 Εισαγωγή Ο απόλυτος κωδικοποιητής γωνίας άξονα φωτοηλεκτρικού άξονα είναι μια συσκευή μέτρησης ψηφιακής γωνίας που μετρά τη γωνιακή θέση και τη γωνιακή ταχύτητα του περιστρεφόμενου άξονα σε πραγματικό χρόνο. Μετατρέπει τις πληροφορίες γωνίας άξονα σε ψηφιακούς κώδικες με τη μορφή βαθμών, λεπτών και δευτερολέπτων και η σύνδεση του διαύλου μπορεί να συνειδητοποιήσει τη μέτρηση σε πραγματικό χρόνο. Έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής αξιοπιστίας εργασίας, της ισχυρής ικανότητας κατά των παρεμβολών, της υψηλής ακρίβειας, της μνήμης ισχύος και ούτω καθεξής. Χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα παρακολούθησης και τοποθέτησης ψηφιακών μέτρησης, όπως εξοπλισμός γυρίσματος, ψηφιακός θεοδολίτης, ραντάρ και κάποιο μεγάλο στρατιωτικό εξοπλισμό.
Σε αυτά τα πρακτικά συστήματα ελέγχου εφαρμογών, λόγω των διαφορετικών δομών δεδομένων των αισθητήρων και των ανιχνευτών κάθε υποσυστήματος, ο απόλυτος κωδικοποιητής φωτοηλεκτρικού άξονα θα χρησιμοποιήσει διαφορετικές μεθόδους επικοινωνίας εσωτερικών δεδομένων, που περιλαμβάνουν κυρίως RS232, RS485 / 488 σειριακές θύρες, παράλληλες θύρες κ.λπ. . Ωστόσο, σε συγκεκριμένες εφαρμογές μηχανικής, οι παραπάνω μέθοδοι επικοινωνίας συχνά περιορίζονται από την απόσταση μετάδοσης και το ποσοστό επικοινωνίας. Τα τελευταία χρόνια, η σειριακή επικοινωνία έχει αναπτυχθεί γρήγορα και έχουν προκύψει διάφορες μορφές διαύλου συστήματος ελέγχου. Το λεωφορείο CAN είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα. Πρόκειται για τη συντομογραφία του λεωφορείου δικτύου τοπικής περιοχής του ελεγκτή και αποτελεί αποτελεσματική υποστήριξη για τον κατανεμημένο έλεγχο και τον έλεγχο σε πραγματικό χρόνο. Δίκτυο σειριακής επικοινωνίας. Λόγω της υψηλής απόδοσης, της υψηλής αξιοπιστίας και του μοναδικού σχεδιασμού του λεωφορείου CAN, έχει γίνει το πιο δημοφιλές και σε πραγματικό χρόνο λεωφορείου στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Η ανάπτυξη και οι μεταβολές των μεθόδων εσωτερικής επικοινωνίας στο σύστημα ελέγχου καθιστούν τον κωδικοποιητή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της γωνιακής μετατόπισης και της γωνιακής ταχύτητας να παρέχει μια διεπαφή διαύλου CAN για να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις σχεδιασμού Fieldbus του συνόλου του συστήματος ελέγχου.
2 Αρχή λειτουργίας κωδικοποιητή και μετάδοση δεδομένων
2.1 Αρχή λειτουργίας Ο κωδικοποιητής αποτελείται από δύο μέρη: συσκευή απόκτησης δεδομένων και συσκευή επεξεργασίας δεδομένων. Το δομικό διάγραμμα μπλοκ παρουσιάζεται στο 1. Ο μικροϋπολογιστής ενός chip είναι το βασικό τμήμα του συστήματος κυκλώματος κωδικοποιητή. Μετά τη συλλογή των σημάτων κωδικοποιητή (χονδροειδής κώδικας, μεσαίου λεπτού κώδικα, λεπτόκοκκο κώδικα), υποδιαιρείται από λεπτόκοκκο κώδικα, διόρθωση καναλιού κώδικα, ψηφιακή προσθήκη, ηλεκτρική ρύθμιση μηδενικού, επεξεργασία λογισμικού όπως βαθμό, λεπτό και δεύτερη μετατροπή και τέλος συνειδητοποιήστε τη διεπαφή με το σύστημα ελέγχου.
2.2 Μεταφορά δεδομένων Η μετάδοση δεδομένων μεταξύ του κωδικοποιητή και του συστήματος ελέγχου μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε παράλληλους όσο και σε σειριακούς τρόπους. Η παράλληλη μετάδοση μεταδίδει δεδομένα μέσω της παράλληλης θύρας. Κάθε δεδομένα απαιτεί έναν πυρήνα του καλωδίου δεδομένων. Για παράδειγμα, απαιτείται ένα καλώδιο 24 πυρήνων για έναν κωδικοποιητή 24 bit. Ως εκ τούτου, ο χώρος χρήσης είναι περιορισμένος και είναι κατάλληλος μόνο για μετάδοση μικρής απόστασης και ειδικές απαιτήσεις. ευκαιρία. Στη σειριακή μετάδοση, οι πληροφορίες δεδομένων μεταδίδονται σειριακά μέσω ενός στριμμένου ζεύγους και προστίθενται πρόσθετα bits σύμφωνα με διαφορετικά πρωτόκολλα επικοινωνίας για την υλοποίηση λειτουργιών όπως η διόρθωση σφαλμάτων. Αυτή η λειτουργία μπορεί να επεκταθεί στα συστήματα διαύλων δεδομένων. Η σειριακή μετάδοση έχει λιγότερα καλώδια, λιγότερο υλικό, χαμηλό κόστος, μακρά απόσταση μετάδοσης και ασφαλή και αξιόπιστα δεδομένα.

2.3 Προτεινόμενος κωδικοποιητής Can Bus Interface στη συνολική σύγκριση διαφόρων λεωφορείων πεδίου, το σύστημα επικοινωνίας που βασίζεται στο λεωφορείο CAN έχει πολλά εξαιρετικά χαρακτηριστικά: το σήμα δεδομένων μεταδίδεται με διαφορική τάση. Το μέσο μετάδοσης του διαύλου μπορεί να χρησιμοποιήσει στριμμένο ζεύγος, ομοαξονικό καλώδιο και οπτική ίνες. μπορεί να λειτουργήσει σε λειτουργία πολλαπλών κύριων, ευέλικτη λειτουργία επικοινωνίας. μπορεί να μεταδώσει και να λάβει δεδομένα σε λειτουργία από σημείο σε σημείο, από σημείο σε πολλαπλές και παγκόσμιες εκπομπές. Οι πληροφορίες κόμβου σχετικά με το δίκτυο μπορούν να χωριστούν σε διαφορετικές προτεραιότητες για να πληρούν διαφορετικές απαιτήσεις σε πραγματικό χρόνο. Τεχνολογία διαιτησίας μη καταστρεπτικής διαιτησίας. Τα δεδομένα υιοθετούν τη δομή μικρού πλαισίου, κάθε πλαίσιο είναι 8byte και ο ρυθμός σφάλματος δεδομένων είναι χαμηλός. Η υποστρώματα MAC του στρώματος σύνδεσης δεδομένων στο πρωτόκολλο επικοινωνίας έχει αυστηρές δυνατότητες ανίχνευσης σφαλμάτων. Έχει διεθνή πρότυπα και καλή διαφάνεια. Επομένως, στον μετασχηματισμό του τρόπου εσωτερικής επικοινωνίας του φωτοηλεκτρικού συστήματος παρακολούθησης, ο δίαυλος CAN χρησιμοποιείται ως δομή του διαύλου επικοινωνίας δεδομένων και στη συνέχεια προτείνεται η διεπαφή διαύλου κωδικοποιητή.

3 Εφαρμογή του κωδικοποιητή Can Bus Interface στο σύστημα παρακολούθησης φωτοηλεκτρικής παρακολούθησης
3.1 Ο κωδικοποιητής χρησιμοποιείται για την ανίχνευση θέσης του φωτοηλεκτρικού συστήματος παρακολούθησης. Ο απόλυτος κωδικοποιητής φωτοηλεκτρικού άξονα είναι ένας αισθητήρας για τη μέτρηση της γωνίας αζιμούθιου και του βήματος του φωτοηλεκτρικού συστήματος παρακολούθησης στο σύστημα φωτοηλεκτρικής παρακολούθησης. Η εσωτερική δομή του λεωφορείου του συστήματος φωτοηλεκτρικής παρακολούθησης μετατρέπεται στη μέθοδο επικοινωνίας του λεωφορείου CAN. Η διασύνδεση λεωφορείου CAN διαθέτει τα χαρακτηριστικά της ευέλικτης διεπαφής και της εξοικονόμησης γραμμής. Ταυτόχρονα, έχει έναν μικροεπεξεργαστή και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως έξυπνος κόμβος στο σύστημα για να στείλει απομακρυσμένα πλαίσια απευθείας σε άλλες συσκευές για να επιτύχει έξυπνο έλεγχο. Το σχήμα 2 είναι ένα διάγραμμα δομής επικοινωνίας του φωτοηλεκτρικού συστήματος παρακολούθησης με βάση το λεωφορείο CAN. Το φωτοηλεκτρικό σύστημα παρακολούθησης χρησιμοποιεί μία δομή σειριακού διαύλου του λεωφορείου CAN αντί της παράλληλης δομής πολλαπλών μεθόδων επικοινωνίας. Οι γωνίες αζιμούθου και βήματος που μετρούνται από τους δύο φωτοηλεκτρικούς κωδικοποιητές αποστέλλονται στην κύρια μηχανή ελέγχου μέσω του διαύλου και η κύρια μηχανή ελέγχου επεξεργάζεται τα δεδομένα ανάλογα. Μέσω του συστήματος ελέγχου ελέγχου του διαύλου, όλα τα υποσυστήματα μπορούν να συνδεθούν μαζί με ένα ζευγάρι στριμμένα ζεύγη, τα οποία απλοποιούν την καλωδίωση του συστήματος, βελτιώνει τη συνολική χρήση του διαύλου συστήματος, τη μετάδοση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και την επεκτασιμότητα του συστήματος και το σφάλμα bit και το σφάλμα bit Η τιμή μειώνεται σε μεγάλο βαθμό.

3.2 Ο κόμβος κωδικοποιητή Can Can Bus Interface Hardware Σύνθεση
Η διασύνδεση λεωφορείου CAN αποτελείται κυρίως από μικροϋπολογιστή με μονό chip, Can Bus Controller, Can Can Bus Priver και Hardware Photoelectric απομόνωσης. Το συγκεκριμένο κύκλωμα της διασύνδεσης επικοινωνίας λεωφορείου CAN παρουσιάζεται στο σχήμα 3.

Ο υπολογιστής ενός chip επιλέγει το Intel80C196KC, το οποίο είναι ένας ενσωματωμένος μικροελεγκτής 16-bit, ο οποίος είναι πιο κατάλληλος για πολύπλοκες περιστάσεις ελέγχου σε πραγματικό χρόνο. Είναι επίσης υπεύθυνη για την επεξεργασία δεδομένων του κωδικοποιητή και την αρχικοποίηση του κόμβου του διαύλου CAN. Ο ελεγκτής CAN επιλέγει το SJA1000 της Philips Semiconductor για να πραγματοποιήσει τη διεπαφή επικοινωνίας δεδομένων μεταξύ του λεωφορείου και του υπολογιστή υποδοχής (Control Computer), υποστηρίζει τα πρωτόκολλα CAN2.0A και CAN2.0B, διαθέτει εκτεταμένο buffer 64 byte και υποστηρίζει πρώτα -OUT (FIFO) Αρχή, Υποστήριξη κωδικών αναγνώρισης 11-bit και 29-bit, ρυθμός Bit επικοινωνίας έως 1Mbps, μπορεί να λειτουργήσει σε λειτουργία BasicCan και Pelican Mode. Ο οδηγός του λεωφορείου CAN επιλέγει το Philips TJA1050, το οποίο είναι ένας οδηγός λεωφορείου υψηλής ταχύτητας, ο οποίος παρέχει τη διεπαφή μεταξύ του ελεγκτή CAN και του φυσικού λεωφορείου, συνειδητοποιεί τις λειτουργίες διαφορικής μετάδοσης και λήψης του δίαυλου CAN και έχει ευρύ κοινό εύρος λειτουργίας Κάτω από ισχυρή ικανότητα διαφορικής παραλαβής ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής, το επίπεδο εισόδου είναι συμβατή με τις συσκευές 3,3V και οι μη εφοδιασμένοι κόμβοι δεν θα παρεμβαίνουν στο λεωφορείο. Η συμμετοχή στο TJA1050 μπορεί να εξασφαλίσει επικοινωνία δεδομένων υψηλής ταχύτητας. Για την ασφάλεια και τη βελτίωση της ικανότητας κατά του jamming, η χρήση των καλών συμμετρικών χαρακτηριστικών απόδοσης TJA1050, χρησιμοποιήστε ξεχωριστά τερματικά. Δύο μικροί πυκνωτές του 30PF συνδέονται παράλληλα μεταξύ Canh και Canl και Ground, οι οποίες μπορούν να φιλτράρουν τις παρεμβολές υψηλής συχνότητας στο λεωφορείο και μια ορισμένη ικανότητα να αποφεύγονται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Προκειμένου να βελτιωθεί περαιτέρω η ικανότητα κατά της παρεμβολής του συστήματος, χρησιμοποιείται ένα υψηλής ταχύτητας OptoCoupler 6N137 μεταξύ του CAN Controller SJA1000 και του οδηγού CAN TJA1050 για να σχηματίσει ένα κύκλωμα απομόνωσης για την επίτευξη γαλβανικής απομόνωσης. Η τροφοδοσία VCC και VDD και στις δύο πλευρές του 6N137 είναι εντελώς απομονωμένες, γεγονός που μπορεί να αποτρέψει το κύκλωμα ταυτόχρονα, πρέπει να συνδεθούν δύο αντιστάσεις αντιστοίχισης αντίστασης λεωφορείων 120Ω.

3.3 Σχεδιασμός λογισμικού κόμβου Οι πληροφορίες γωνίας (βαθμοί, λεπτά και δευτερόλεπτα) του κωδικοποιητή απόλυτου φωτοηλεκτρικού άξονα αποστέλλονται από τον ελεγκτή CAN στον δίαυλο CAN ή από το δίαυλο CAN για να λάβετε το buffer αυτόματα από τον ελεγκτή λεωφορείου SJA1000. Το πρόγραμμα επικοινωνίας CAN Bus Interface αποτελείται από το υποπρόγραμμα αρχικοποίησης, την αποστολή υποπρογράμματος και τη λήψη του υποπρογράμματος. Πρώτα επιλέξτε τη λειτουργία λειτουργίας του λεωφορείου CAN σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες του συστήματος. Εδώ, επιλέξτε τη λειτουργία Pelican, 12MHz Crystal Oscillator, ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων του διαύλου έχει οριστεί σε 500kbits / s, κάθε κόμβος διαύλου θα πρέπει να ρυθμίσει τον ίδιο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων για να εξασφαλίσει την κανονική επικοινωνία. Προσδιορίστε ότι η φυσική σύνδεση μεταξύ SJA1000 και MCU είναι αξιόπιστη και στη συνέχεια αρχικοποιήστε τον ελεγκτή SJA1000. Στη λειτουργία επαναφοράς SJA1000, ρυθμίστε την αρχική κατάσταση κάθε μητρώου. Το διάγραμμα ροής αρχικοποίησης φαίνεται στο Σχήμα 4. Η μετάδοση και η λήψη δεδομένων επιτυγχάνεται από την υπορουτίνα αποστολής και την υπορουτίνα λήψης. Το αναγνωριστικό μηνύματος καθορίζει τη ροή δεδομένων κόμβου. Κατά την αποστολή δεδομένων, η αρχή της ρύθμισης του τμήματος Bit σημαίας της υποδοχής του μηνύματος είναι: το αντίστοιχο αναγνωριστικό του κόμβου που πρέπει να ληφθεί το bit είναι 0 και τα υπόλοιπα bits είναι 1. Όταν λαμβάνετε δεδομένα, είναι το αντίθετο. Κρίνεται από την ταυτότητα αν είναι πληροφορίες που αποστέλλονται στον εαυτό τους. Λαμβάνεται, όχι φιλτραρισμένο.
4. Συμπέρασμα
Ως λεωφορείο επικοινωνίας σε επίπεδο πεδίου, το λεωφορείο Can έχει υψηλή αξιοπιστία και απόδοση κόστους. Ο απόλυτος κωδικοποιητής φωτοηλεκτρικού άξονα με διασύνδεση λεωφορείου CAN το καθιστά πιο ευέλικτο για χρήση στα συστήματα ελέγχου.
Αυτό το άρθρο είναι καινοτόμο: η διεπαφή λεωφορείου CAN του κωδικοποιητή και η εφαρμογή του στο σύστημα φωτοηλεκτρικής παρακολούθησης