Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Snímače úhlového natočení s připojením na průmyslovou sběrnici

číslo 3/2002

Inovace, technologie, podnikání

Snímače úhlového natočení s připojením na průmyslovou sběrnici

(firemní článek FCC Průmyslové systémy s. r. o.)

Častou úlohou, kterou je nutné řešit při konstrukci výrobních linek, robotů, ale také v „romantických“ aplikacích, jako je zvedání divadelní opony, spouštění kulis apod., je snímání úhlu natočení.

Obr. 1.

Již dlouhou dobu se ke snímání úhlu natočení používají inkrementální rotační snímače. Princip je prostý: před dvojicí fotodiod se natáčí skleněný kotouček s průhlednými a neprůhlednými dílky. Vyhodnocením fázového posunu čítání impulsů z fotodiod lze změřit, na kterou stranu a o kolik se kotouček pootočil.

Inkrementální metoda (inkrement = přírůstek) je jednoduchá, má však mnoho nevýhod. Jde o měření relativní, informace o natočení se ztrácí při vypnutí napájení, při rychlých pohybech nebo kmitání kotoučku může být měření zcela chybné.

Tyto nevýhody odstraňují absolutní snímače úhlu natočení. Za tuto skutečnost se však zaplatilo (kromě vyšší ceny) složitějším připojením a vyhodnocováním. Pro větší rozlišení bylo třeba množství připojovacích vodičů (pro rozlišení 1 024 dílků na otočku např. deset paralelních bitů); jestliže vyhodnocovací systém vyžadoval pro elektrickou nulu i specifickou mechanickou nulovou polohu, bylo nastavování velmi obtížné.

Obr. 2.

Moderní paralelní absolutní snímače úhlu již mají vestavěn mikroprocesor, který tyto těžkosti odstraňuje. Přivedením napětí na programovací vstup lze např. definovat elektrickou nulu v libovolné poloze snímače. Jiný vstup slouží k nastavení elektrického směru otáčení. Elektrickým pulsem je možné nechat „zamrznout“ aktuální hodnotu na výstupu, aby měl i pomalejší řídicí systém dost času převzít údaj bez chyby. Paralelní výstupy čidla jsou navíc vybaveny třístavovými hradly. Toto řešení dovoluje připojit několik čidel k jedné sadě digitálních vstupů a pomocí vhodného časování vzorkovacích a čtecích signálů měřit několik úhlů. Vestavěná inteligence také umožňuje vytvořit i víceotáčkové čidlo bez komplikovaných mechanických převodů.

Takové vlastnosti má např. rotační snímač Pepperl+Fuchs řady SCS-10 (obr. 1), který vyniká i velmi dobrými mechanickými vlastnostmi, hlavně vysokým povoleným zatížením osy v radiálním i axiálním směru.

Stále však zde zůstává problém velkého počtu připojovacích vodičů a digitálních vstupů. Řešení této úlohy se vyvíjí současně s moderními trendy v průmyslové automatizaci – k přenosu informace z čidla do řídicího systému využívá průmyslové sběrnice.

Firma Pepperl+Fuchs dodává absolutní rotační snímače úhlového natočení s připo-jením na průmyslovou sběrnici již déle než šest let.

Sortiment nabízených rozhraní je vskutku široký:

  • sériové synchronní rozhraní,
  • SUCOnet,
  • CAN,
  • Interbus,
  • Profibus DP.

Připojení na průmyslovou sběrnici nejen umožňuje zařadit rotační čidlo jako plnohodnotnou součást systému (např. jako slave (řízenou) stanici Profibusu), ale i podstatně rozšiřuje komfort nastavení a servisu. Všechny již zmíněné funkce (nastavení nuly a směru otáčení) lze realizovat pomocí příkazu z řídicí jednotky. Rozšiřuje se i diagnostika systému. Základní technické údaje rotačního čidla PVE-10 s rozhraním Profibus DP ukazuje tab. 1, vzhled čidla je na obr. 2.

Tab. 1. Základní vlastnosti čidla PVE-10

Rozlišení 13 b (8 192 poloh/otáčku), ve víceotáčkové verzi 25 b
Komunikace Profibus DP – slave
Komunikační rychlost 9,6 kb/s a 12 Mb/s (automatické nastavení)
Kódovací kotouček kovový
Maximální otáčky 6 000 min–1
Rozběhový brzdicí moment <1,5 N·cm
Max. zatížení hřídele 40 N axiálně, 60 N radiálně
Napájecí napětí 18 a 32 V DC
Rozsah pracovních teplot –20 a +80 °C
Krytí IP65
Odolnost proti rázu 1 000 m/s po dobu 3 ms

Firma Pepperl+Fuchs dodává i absolutní rotační čidlo s připojením na sběrnici ASI. Na první pohled vypadá toto řešení jako nesmyslné, sběrnice AS-I je primárně určena pro čidla typu zapnuto/vypnuto. Připojení rotačního čidla zabere čtyři adresy a přečtení hodnoty úhlu je dosti komplikované. Existují však aplikace, ve kterých má toto řešení oprávnění. Jde např. o stroje, v nichž je velké množství dvoustavových čidel a akčních členů a jeden otočný prvek. Příkladem jsou stroje, které využívají otočný karusel – např. plnicí nápojový automat. Celou jeho obsluhu zvládne jednoduchý PLC s rozhraním AS-I – doplňovat další rozhraní pro připojení rotačního čidla by zkomplikovalo a prodražilo řídicí systém.

FCC Průmyslové systémy s. r. o.
info@fccps.cz
www.fccps.cz

400 11 Ústí nad Labem, SNP 8, tel.: (047) 277 41 73, fax: (047) 277 21 15
603 00 Brno, Vinařská 1a, tel.: (05) 43 21 56 54, fax: (05) 43 21 56 55
182 00 Praha 8, U Slovanky 3, tel.: (02) 66 05 20 98, fax: (02) 68 80 819