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西门子编码器简介

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图18 STARTER中组态电机时编码自动识别例子

SSI:当多圈编码器检测4096转(12位)而每转又有8092个数据(13位)时,按照正常逻辑需要25个码道,如此多的码道传输需要25根电缆,为了克服多电缆传输的弊端,需要SSI (synchronous-serial interface EIA RS422A or RS485)通过串口来实现通讯,仅需要4根电缆即可以传输所有数据。更少的电缆可以扩展编码器信号的传输距离。数据的传输格式或者是二进制或者是格雷码,靠SSI 控制器的时钟来控制触发,不但可以输出绝对位置,还可以输出增量信号数据(最高脉冲数可达512)。

如果驱动SSI 编码器,要求上位机中要对接收到的信号进行计算,如下图所示:

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图19 SSI计算软件

在Sinamics S120的控制单元中,也具有SSI的编程软件,如下图所示:

图20 S120中编码器接收功能图

除了SSI接口的编码器,西门子提供了带Profibus-DP接口的编码器,可以同控制器通过DP方式进行传输数据。传输数据的波特率以及编码器的地址文件要参考相应编码器的profile文件。

SINE/COSINE Encoder:

同脉冲编码器相同,正弦编码器通常有A、B两个信号输出通道,它的特点在于能够将每

一个正余弦波形再进一步细分,细分是根据正弦的电压值来进行计算的。这样能够增强编码器的分辨率。如图[22] ~1 Vpp:

Vpp指正弦增量编码器信号的峰峰值为1V,信号尖峰到参考点的电压值约为0.5。

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图21 A, B: 0.6 to 1.2 VPP

转换码道:通常我们在选择编码器是在A/B R后面还会发现标有 C/D的字符,这是正弦编码器的两个辅助的正余弦码道,用来提供一转内的绝对位置,也就是我们上面提到的混合式编码器,如图[23]所示:

图22 正弦编码器分割 图23 正弦编码器的C/D通道 另外,正余弦编码器的模拟通道也可以同串口通道同时并存,如下图所示:

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图24 带数据通道的正余弦编码器

此时我们可以说正余弦编码器是增量式与绝对值编码器的结合。其中绝对位置采用串口通讯的方式传输,而正余弦信号仍采用模拟信号传输,因为模拟信号所传输要求的频率带宽比较低,容易实现,可以在高速的情况下保证长距离传输, CUMC与编码器的连接:

西门子伺服驱动产品,可以用来实现定位,同步等控制功能,它的连接模块有以下几种。 SBM2 接收绝对值编码器与增量式编码器信号,由于具有一些扩展功能,目前已经取代SBM。

正余弦编码器参数设置:

编码器电压设定:P145=5V或者15V 编码器类型:P130=3 选择正余弦编码器 编码器的转数位:P136=11

另外,无论在Endat还是SSI串口协议,每转都有N位来寄存编码器数据(steps)?文档中常用Res./ Rev.或者Incr./Revolution来表示。 SBP 接收脉冲编码器信号,仅限于异步电机。 SBR 接收旋转变压器(resolver)信号 参数设置:P130=1: 两极resolver

=2: resolver 的级数由电机级数决定 P132=angle offset: resolver与电机的偏置

P134=pulse: 由于SBR可以在前面板上有仿真的脉冲信号,脉冲信号每转的脉冲数与零脉冲 数取决于P134, 如P134=512,则仿真出来的脉冲信号每转有512个脉冲。 A&D Service & Support

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SINAMICS S120

S120是西门子新一代驱动产品,即可以驱动伺服轴又可以驱动矢量轴。当驱动矢量轴时,对于DC-AC设备可以通过SMC30来连接TTL/HTL以及SSI接口编码器来接收。对于AC-AC设备,有专门的脉冲编码器接口X23来接收编码器信号。当用于伺服控制时可以接的编码器类型有旋转变压器、增量式(正余弦)编码器以及绝对值编码器。S120的控制单元CU320可以同其它模块实现Drive-CLiQ通讯,可以从西门子生产的带Drive-CLIQ接口的电机直接读取编码器数据。

图 25 带Drive-CLiQ接口的电机连接图

对于没有Dirve-CLiQ口的编码器,驱动器可以通过接口模块SMC来接收编码器信号: SMC10

SMC20

SMC30

resolver

TTL/HTL SSI接口编码器

增量式编码器(1 Vpp) 带EnDat与SSI接口的绝对值编码器(5V)

图 26 三种编码器适配器SMC

补充:SINAMICS G150变频器可以通过SMC30来连接编码器,从而实现矢量控制。 连接如下图所示: A&D Service & Support

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西门子编码器简介

图18STARTER中组态电机时编码自动识别例子SSI:当多圈编码器检测4096转(12位)而每转又有8092个数据(13位)时,按照正常逻辑需要25个码道,如此多的码道传输需要25根电缆,为了克服多电缆传输的弊端,需要SSI(synchro
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